back to overview
Login
Raporty i Opracowania

Instrumenty obrotowe - przegląd

Jakie wysokoobrotowe instrumenty stomatologiczne są aktualnie dostępne w protetyce i stomatologii odtwórczej? Jakie są bieżące trendy technologiczne? Nad jakimi nowymi rozwiązaniami są prowadzone prace? – silnik, system mocowania, oświetlenie, chłodzenie oraz serwis. Przedstawione poniżej informacje mają za zadanie dostarczenie niezbędnej wiedzy potrzebnej do podjęcia właściwej decyzji w trakcie zakupu instrumentów stomatologicznych?

Mówiąc ogólnie, są dwa rodzaje napędów: powietrzny i elektryczny.

W przypadku systemu powietrznego, należy dokonać rozróżnienia pomiędzy turbinami, a silnikami powietrznymi. W przypadku turbin, wiertło jest napędzane bezpośrednio przez rotor. Rotor ten ma wirnik, który jest wprawiany w ruch przez sprężone powietrze. Turbiny mogą osiągnąć prędkość 330 000 do 400 000 obr/min bez obciążenia. Prędkość robocza wynosi połowę tych prędkości, tzn. 150,000 do 250,000 obr/min, w zależności od ciśnienia powietrza dostarczanego do turbiny. W tym zakresie prędkości uzyskuje się również moc maksymalną od 10 do 22 W. Silnik powietrzny napędza wiertło pośrednio, poprzez prostnicę lub kątnicę. Prędkość silnika to ok. 25,000 obr/min. Kątnice posiadają różne przełożenia w więc posiadają możliwość zwiększenia lub zmniejszenia maksymalnej liczby obrotów. I tak np. silnik powietrzny z kątnicą o przełożeniu redukującym 2:1 umożliwi uzyskanie maksymalnych obrotów wiertła wynoszących 12,500 obr/min.

Instrumenty obrotowe - przegląd

Standardowe silniki elektryczne, bez obciążenia, mogą osiągnąć prędkość do 40 000 obr/min. Taki silnik w połączeniu z kątnicą przyspieszająca o przełożeniu 1:5 umożliwi uzyskanie prędkości wiertła, która wyniesie 200 000 obr/min. Takie połączenie umożliwia osiągnięcie mocy maksymalnej ponad 60 watów oraz 3 Ncm momentu obrotowego.

Dzięki tak dużej mocy i wartości momentu obrotowego, w trakcie opracowywania zęba lub innego materiału (np. wypełnienia czy korony ) instrument obrotowy ani nie zwalnia ani się nie zatrzymuje. Niezależnie od obciążenia, wiertła tną z prawie stałą prędkością. Inna zaletą jest fakt, że wiertło w osadzone jest dużo mocniej i może przenosić większe obciążenia nie zmieniając swojego osiowego osadzenia względem główki kątnicy. Również wibracje wiertła w kątnicach są mniejsze niż w przypadku użycia turbiny.

Dzięki tym zaletom wiertło pracuje precyzyjnie co oznacza skrócenie czasu preparacji oraz mniejsze ryzyko przegrzania zębiny.
Dzięki swoim zaletom mikrosilniki elektryczne wyparły w Europie rozwiązania pneumatyczne. Są łatwiejsze w montażu a w przypadku większych klinik instalacja do ich sterowania jest prostsza.

Kilka dziesięcioleci później, wraz z pojawianiem się innowacyjnych rozwiązań projektowych i materiałowych, a także z zakresu ergonomii, momentu obrotowego oraz oświetlenia, które to rozwiązania czynią praktykę stomatologiczną lepszą, szybką i łatwiejszą, silniki elektryczne dominują w Europie i Azji, i stają się coraz popularniejsze w Ameryce Północnej.

Szeroki zakres kątnic i prostnic zaspakaja wymagania zarówno praktyki ogólnej jak praktyki klinicznej. Większość producentów oferuje swoje instrumentu jako spełniające wymagania obu z nich. Niektóre z instrumentów zostały zaprojektowane tak, by mogły być używane do większości zastosowań stomatologicznych, podczas gdy pozostałe zostały stworzone na potrzeby konkretnych zastosowań klinicznych.

Turbina vs. kątnica

Zalety turbin to przede wszystkim ich niewielka waga. Ale to chyba jedyna ich zaleta. Na przestrzeni lat pojawił się poważny problem w postaci uszkodzeń słuchu spowodowanych dźwiękami wysokiej częstotliwości wytwarzanymi przez końcówki turbinowe. Silniki elektryczne w połączeniu z kątnicami wytwarzają hałas o częstotliwości, która zdecydowanie mniej negatywnie wpływa na słuch.

Światło - jakie jest optymalne?

Instrumenty wyposażone w światło zostały stworzone ponad dwadzieścia lat temu. Światło w tych instrumentach jest zazwyczaj generowane przez żarówki halogenowe i doprowadzone do preparowanego miejsca za pośrednictwem szklanego światłowodu. Jakość i ilość światła padającego na preparowane miejsce jest non stop ulepszana. Obecnie instrumenty „ze światłem” stały się standardem w nowoczesnej praktyce. Wykorzystanie oświetlenia LED (diody emitującej światło) jest nowym rozwiązaniem w dziedzinie instrumentów stosowanych w stomatologii. Turbiny wyposażone w diody LED są dostępne na rynku od 2007 r. Zastosowanie tych solidnych i odpornych na wstrząsy diod wydłuża trwałość oraz umożliwia lepsze oświetlenie preparowanego miejsca światłem o znakomitych własnościach.

Kryteria wyboru: technologia główki

Im mniejsza główka, tym łatwiejszy dostęp do oraz lepsza widoczność w miejscu opracowywania. Przy podejmowaniu decyzji o zakupie, poza średnicą i długością główki należy również uwzględnić jej wysokość roboczą (główki łącznie z wiertłem). Najmniejsze turbiny osiągają wysokość roboczą ok. 21 mm ( przy użyciu wiertła o dł. 19 mm). Główki tych miniaturowych turbin mają średnicę ok. 10 mm oraz wysokość ok. 12 mm, i pomimo tak małych wymiarów, odznaczają się dużą efektywnością pracy.

Kryteria wyboru: technologia główki

W celu osiągnięcia wysokiej skuteczności, turbiny obracają się z wielkimi prędkościami. Jeżeli odłączy się powietrze napędzające rotor to turbina zwalniając zasysa powietrze z najbliższego otoczenia. Może dojść do zassania skażonego powietrza. Nowoczesne turbiny są wyposażone w tzw. główkę higieniczną, która poprzez system rozwiązań technicznych zapobiega zassaniu powietrza z zewnątrz.

Prędkość obrotowa

Przewagą silników elektrycznych nad turbinami jest fakt, że w mikrosilnikach łatwo jest kontrować prędkość oraz moment obrotowy. Dodatkowo, bezszczotkowe silniki elektryczne oferują możliwość kontrolowania prędkości w zakresie od 300 do 40 000 obr/min oraz zapewniają stały moment obrotowy w całym zakresie prędkości. Pod względem mocy, trwałości, higieny, łatwości sterylizacji, silniki bezszczotkowe przewyższają silniki szczotkowe a więc coraz więcej stomatologów używa bezszczotkowych silników elektrycznych.

System mocowania wierteł 1.6 mm FG

System mocowania wierteł 1.6 mm FG

Wymiana wiertła przez naciśnięcie przycisku to w tej chwili standard. Dzięki zastosowaniu tego systemu, do wymiany wiertła nie potrzeba żadnych narzędzi. Wymiana wiertła powinna być możliwa poprzez lekkie naciśnięciem przycisku. Niemniej jednak nie zbyt lekkim, aby uniknąć niezamierzonego zwolnienia wiertła, na przykład, poprzez dotknięcie do policzka pacjenta. Bardzo ważną rolę odgrywa tu siła zacisku gwarantująca bezpieczne mocowanie wiertła.

Wypadnięcie wiertła podczas preparacji zagrażałoby życiu pacjenta. Istotnym parametrem technicznym w turbinach jest prosty i bezpieczny system mocowania wiertła zapewniający mocne trzymanie wiertła jak i łatwość jego wyjęcia bez użycia dużej siły.

Zmiana silnika pneumatycznego na elektryczny

Na całym świecie, wiele unitów stomatologicznych jest napędzanych wyłącznie sprężonym powietrzem i jest wyposażonych wyłącznie w instrumenty pneumatyczne. Unity takie często nie posiadają odpowiedniego zasilania w energię elektryczną, ani płytki sterującej dla silnika elektrycznego. W takim przypadku można w unicie zastosować panel sterujący, który zamieni istniejący silnik pneumatyczny na elektryczny z możliwością jego sterowania pedału unitu lub z panelu.

System sprayu, chłodzenie

System sprayu, chłodzenie

Istnieją dwa powody, dla których preparowane miejsce jest chłodzone wodą i powietrzem. Pierwszy z nich to zapobieżenie przegrzania zębiny, drugi to oczyszczanie preparowanego miejsca w celu zapewnienia idealnej widoczności.

Badania przeprowadzone przez Sharon C. Siegel, lekarza stomatologii i jednocześnie inżyniera oraz inż. dr J. Anthony’ego von Fraunhofer członka Kanadyjskiej Akademii Nauk dowodzą, że istnieje związek pomiędzy prędkością wiertła i liczbą kanałów sprayu. Instrumenty posiadające kilka kanałów sprayu mogą pracować z wyższą prędkością niż instrumenty posiadające tylko jeden taki kanał. Badania przeprowadzone przez H.H. Martina i H.A. Gleinsera Wer Freiburgu dostarczyły informacji dotyczących związku pomiędzy prędkością przepływu cieczy w kanałach chłodzenia i liczbą dysz oraz wzrostem temperatury materii zęba w trakcie jego opracowywania.

Zbadano turbiny oraz kątnice wysokoobrotowe z jedno, dwu, oraz trzy drożnym systemem chłodzenia. W podsumowaniu badań naukowcy doszli do następującego wniosku: 3-drożny system chłodzenia, zużywający 50 ml wody na minutę, powoduje najmniejszy wzrost temperatury preparowanego miejsca. Przy zastosowaniu mniejszej ilości wody, np. 15 ml/min, temperatura znacząco wzrasta, nawet w przypadku systemów wielodrożnych. Instrumenty wyposażone w system 5-drożny były innowacją w tej dziedzinie wprowadzoną w 2007 r.

Instrumenty wyposażone w wielodrożny system chłodzenia oferują większą skuteczność chłodzenia, zapewniają lepszą widoczność, są mniej awaryjne i zapewniają większe bezpieczeństwo pacjenta. Zastosowanie systemu wielodrożnego gwarantuje, że nawet jeżeli jeden z kanałów jest zasłonięty przez sąsiedni ząb, pozostałe kanały nadal zapewnią wystarczające chłodzenie.

Oświetlenie

Oświetlenie

Lepsza widoczność w opracowywanym miejscu jest zawsze pożądana. Lampa unitu stomatologicznego nie zapewnia odpowiedniego oświetlenia jamy ustnej z uwagi na panującą w niej ciasnotę związaną z wykorzystywanymi instrumentami czy też dłońmi lekarza.

Potrzebne są więc instrumenty wyposażone w źródło światła, które bezpośrednio oświetla opracowywane miejsce. Przez ostatnie dziesięciolecia standardem były instrumenty ze światłem z żarówek halogenowych. Zakres oświetlenia był ograniczony do miejsc bezpośrednio sąsiadujących z wiertłem. Instrumenty wyposażone w diody LED, które zastąpiły żarówki halogenowe, zostały po raz pierwszy wyprodukowane w 2007 r. Z temperaturą koloru 5500 K oraz intensywnością 25 00 luksów, diody LED zapewniają oświetlenie opracowywanego miejsca światłem zbliżonym do światła dziennego.

Umieszczenie diody LED bezpośrednio na główce instrumentu zapewnia doskonałe oświetlenie całego preparowanego miejsca. Kątnice wyposażone w diody LED i wewnętrzny zintegrowany z diodą generator są nowością roku 2009. Kątnice te nie pobierają energii elektrycznej z unitu do zasilania diody LED. Generator jest napędzany obrotami mikrosilnika a więc typ silnika nie jest istotny do uzyskania światła z kątnicy. Technologia ta od 2007 r. jest z powodzeniem stosowana w instrumentach do chirurgii stomatologicznej.

Aby móc być w pełni wykorzystanym w codziennej praktyce stomatologicznej, a także dla zapewnienia odpowiedniej higieny, instrumenty wyposażone w oświetlenie muszą być sterylizowalne lub poddawane termodezynfekcji.

Szybkozłączki

W celu spełnienia wymagań higienicznych, turbiny, kątnice oraz silniki powinny być sterylizowane po każdym pacjencie. Instrumenty muszą być odłączane i podłączane do rękawa zasilającego szybko i w prosty sposób, a ponadto, nie mogą utrudniać dostępu do fotela dentystycznego, ani obciążać pracowników skomplikowanym i pracochłonnym montażem. Szybkozłączki również muszą być sterylizowalne.

Konserwacja

Istotną rolę w efektywności całego systemu odgrywa konserwacja. Różne instrumenty różnych producentów wymagają specyficznych procedur technicznych. Ważne jest, aby wybierać instrumenty, których konserwacja jest prosta, i może być prowadzona w ramach codziennej praktyki.

Producenci oferują automatyczne urządzenia do konserwacji dopasowane do potrzeb poszczególnych instrumentów. Urządzenia te należy polecać, ponieważ regularna konserwacja znacząco wpływa na wydłużenie żywotności instrumentów.

Części przed (lewa) i po (prawa) procesie czyszczenia

Oszczędność czasu (jeden cykl trwa ok. pół minuty) oraz niski koszt cyklu konserwacji dla jednego instrumentu (ok. 0,009 EUR) oznacza szybki zwrot kosztów zakupu.

Sterylizacja

Każdy instrument jest sterylizowany kilka razy dziennie. Z tak dużą liczbą cykli, bez pogorszenia funkcjonalności lub mocy, poradzą sobie tylko instrumenty wysokiej jakości. Stosowane procedury sterylizacji muszą być zgodne z wytycznymi producentów, tak, by nie powodować zbędnego obniżenia ich trwałości. Temperatura, której odbywa się sterylizacja nie może przekraczać maksymalnej dozwolonej temperatury. Sterylizatory próżniowe uważa się za delikatne dla instrumentów i niezawodne.

(lewa) Termodezynfekcja - (środek) Sterylizacja 135 °C - (prawa) Data matrix code

* opublikowane w APDN Czerwiec 2009 przez Michael Pointner (inżynier), Norbert Thuminger (inżynier)

komentarze