DE4404983A1 - Vorrichtung zur nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzelkanälen mittels Laserstrahlung - Google Patents
Vorrichtung zur nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzelkanälen mittels LaserstrahlungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine dentale Vorrichtung zur
nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzel
kanälen unter Verwendung eines speziellen Justierkörpers, ein
es flexiblen Kathetersystems mit starrem Teilstück, einer Spül
vorrichtung, einer optischen Beobachtungseinheit und einer La
serstrahlquelle mit angeschlossener Laserfaser.
Die in der Zahnheilkunde zur Bearbeitung und Aufbereitung von
Zahnwurzelkanälen verwendeten Methoden, Geräte und Vorrichtung
en sind ausschließlich mechanischer Natur. Dabei werden K-Fei
len, Hedstroem-Feilen oder Ultraschall-Feilen eingesetzt, die
in direktem Kontakt mit dem Wurzelkanalgewebe Anwendung finden.
Im Falle einer Handaufbereitung des Wurzelkanals mit diesen
mechanischen Feilen wird die Kanaloberfläche mit einem soge
nannten "Smear-Layer" überzogen, der die feinen Dentintubuli
mit nekrotischem Wurzelkanalgewebe verstopft. Ein Zahn, der
eine derartige endodontische Behandlung erfährt, sollte aber
für die folgenden Füllschritte unbedingt frei von Pulpagewebe
sein, zudem muß die Wurzelkanaloberfläche sauber und entsprech
end geformt sein. Nur offene Dentintubuli können dann dauerhaft
mit Füllmaterial abgedichtet werden, um eine Fluid- oder Mikro
organismen-Transmission vom Wurzelkanal zur periodontalen Mem
bran zu unterbinden. Dasselbe gilt auch für eine Versiegelung
am apikalen Foramen.
Aus der Offenlegungsschrift DE 25 46 687 ist ein mechanisches
Zahnwurzelbearbeitungsinstrument in Form einer Rundfeile mit
schraubenförmiger Scheide bekannt.
Ferner ist aus der Offenlegungsschrift DE 37 34 303 ein Set zur
Aufbereitung von Wurzelkanälen in einem Zahn, sowie ein Fräser
hierfür bekannt geworden. Das Set selbst besteht dabei aus Frä
ser(n), Millernadel(n) und Hülse(n), die die freigelegten Wur
zelkanaleingänge markieren und als Führungsmechanismus für die
einzelnen Fräser dienen.
Des weiteren ist aus der Patentschrift DE 27 54 098 ein zahn
ärztliches Instrument zur mechanischen Bearbeitung von Zahnwur
zelkanälen bekannt.
Schließlich ist aus der Patentschrift US-5 180 304 eine Metho
de zur Fusion des apikalen Foramens mit Hilfe eines Nd:YAG La
sersystems bekannt geworden.
Der nachfolgend beschriebenen Erfindung liegt deshalb die Auf
gabe zugrunde, neue und verbesserte Vorrichtungen zu einer
nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzel
kanälen mittels einer gepulsten Laserstrahlquelle, einer Spül
vorrichtung, einer optischen Beobachtungseinheit, eines Kathe
tersystems und eines Justierkörpers bereitzustellen,welche für
den Patienten eine wesentlich geringere Schmerzbelastung verur
sachen, für den Arzt hingegen ein weitaus verbessertes und zu
verlässigeres Behandlungsergebnis liefern.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur nichtmechanischen Be
arbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzelkanälen unter Verwen
dung einer Laserstrahlquelle, einer Spülvorrichtung, einer op
tischen Beobachtungseinheit, eines Kathetersystems und eines
Justierkörpers vorgeschlagen.
Die Vorrichtung besteht aus einem Justierkörper aus Metall oder
Kunststoff, der vor Behandlungsbeginn auf die jeweilige Zahn
oberfläche aufgesetzt wird und als Träger für ein starres Ka
theterstück dient. Durch frei bewegliche Führungen, die das
starre Katheterstück in seiner Behandlungsposition fixieren,
läßt sich der zu behandelnde Wurzelkanal exakt ansteuern. Die
Führungen übernehmen dabei für das kurze starre Katheterstück
eine Art "Joy-Stick"-Funktion.
Das starre Katheterstück geht in einen flexiblen Katheter
schlauch über mit denselben Querschnittsverhältnissen wie im
starren distalen Endstück. An seinem proximalen Ende besitzt
der Katheterschlauch Verzweigungsanschlüsse für die getrennte
Zuführung einer optischen Laserfaser, für den Anschluß einer
Einheit zum Spülen und/oder Absaugen und einer Zuführung bzw.
den Anschluß einer optischen Beobachtungseinheit bestehend aus
einer optischen Bildleitfaser mit Einzelpunkten, einer CCD-Ka
mera für die Bildebene der optischen Bildleitfaser, einem Vi
deomonitor zur Betrachtung des Bildes der optischen Bildleit
faser und einer Kaltlichtquelle zur Beleuchtung des Wurzelka
nalbereichs. Für alle getrennten Zuführungen sind im flexiblen
Katheterschlauch bzw. im starren kurzen Katheterstück speziell
ausgebildete Öffnungen bzw. Kanäle vorgesehen, die die einzeln
en Komponenten der Laserstrahlquelle, der Spülvorrichtung und
der optischen Beobachtungseinheit aufnehmen können.
Fig. 1 Schematische Darstellung der Vorrichtung zur nichtmecha
nischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzelkanä
len bestehend aus Justierkörper, Katheter, Laserstrahl
quelle mit optischer Laserfaser, Spül- und Absaugvorrich
tung, optischer Beobachtungseinheit und Beleuchtungsein
richtung,
Fig. 2 Querschnitt durch einen Justierkörper zur Bearbeitung
und Aufbereitung von Zahnwurzelkanälen,
Fig. 3 Querschnitt A-A durch ein starres Katheterstück bzw. ein
en flexiblen Katheterschlauch,
Fig. 4-6 Verschiedene Ausführungsformen eines starren Katheter
stücks bzw. eines flexiblen Katheterschlauchs im Quer
schnitt.
Die Vorrichtung zur nichtmechanischen Bearbeitung und Aufberei
tung von Zahnwurzelkanälen ist in Fig. 1 schematisch darge
stellt. Sie beinhaltet einen Justierkörper 1 aus Metall oder
Kunststoff, ein kurzes starres Katheterstück 2 aus Metall oder
Kunststoff, einen flexiblen Katheterschlauch 3 mit denselben
Querschnittsverhältnissen wie im kurzen starren Katheterstück
2, einen mechanischen Verzweigungsanschluß 4 aus Kunststoff,
eine optische Laserlichtfaser 5 mit angeschlossener Laser
strahlquelle 6, eine Einheit 7 zum Spülen und gleichzeitigem
Absaugen von Spülflüssigkeit über ein Leitungssystem 8, eine
optische Bildleitfaser 9 mit Einzelbildpunkten, eine CCD-Kam
eraeinheit 10 mit Okularanschluß an der optischen Bildleitfaser
9, einem Videomonitor 11 zur ermüdungsfreien Betrachtung des
Bildes der optischen Bildleitfaser 9 und eine Kaltlichtquelle
12 mit zugehörigem Lichtleitfaserbündel 13 zur Betrachtung des
zu behandelnden Zahnwurzelkanalbereichs.
Der Justierkörper 1 wird nach der Freilegung einer Zahnkavität
14 auf der Zahnoberfläche, d. h. auf der Zahnschmelzoberfläche,
befestigt. Innerhalb des Justierkörpers 1 befinden sich in ge
eigneter Anordnung Druckfedern 15, Druckplatten 16 und Kugel
rollen oder Druckbolzen 17 aus Metall oder Kunststoff, so daß
das kurze starre Katheterstück 2 wie durch eine Art "Joy-Stick"
innerhalb der Zahnkavität 14 frei beweglich ist, aber in sein
er Therapieposition zum Wurzelkanal 18 fixiert ist.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch einen derartigen Justier
körper 1 schematisch dargestellt. Die vier einzelnen Druckkör
per-Einheiten sind hier in einer zueinander senkrechten Anord
nung gestaltet.
Das kurze starre Katheterstück 2 ist in einzelne Kammern oder
Lumen so unterteilt, daß die optische Lichtleitfaser 5, das
Leitungssystem 8 der Einheit 7 zum Spülen und Absaugen, die op
tische Bildleitfaser 9 und das Lichtleitfaserbündel 13 der
Kaltlichtquelle 12 getrennt voneinander geführt bzw. angeord
net sind.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt A-A aus Fig. 1 durch ein starres
Katheterstück 2 bzw. durch den zugehörigen flexiblen Katheter
schlauch 3. Er beinhaltet ein Lumen 19 für die optische Licht
leitfaser 5, einen Kanal 20 zum Spülen mit Spülflüssigkeit aus
der Einheit 7, Öffnungen 21 und 22 zum Absaugen der Spülflüs
sigkeit und des nekrotischen Gewebes aus der Zahnkavität 14
über die Einheit 7, einen Hohlraum 23 für die optische Bild
leitfaser 9 und ein Lumen 24 für das Lichtleitfaserbündel 13
der Kaltlichtquelle 12. Durch das zusätzliche Spülen des Endo
dontiekanals 18 während der Wurzelkanalaufbereitung mit der op
tischen Lichtleitfaser 5, die fest mit der Laserstrahlquelle 6
verbunden ist, wird möglicher Dentinschlamm optimal entfernt,
so daß die feinen Dentinkanälchen 25 im Zahndentin des Wurzel
kanals 18 sauber und offen bleiben. Die optische Lichtleitfa
ser 5 wird dabei in dem Wurzelkanal 18 antegrad unter Laser
emission vorgeschoben und die Pulpa durch nahezu athermische
Ablation exstirpiert. Bei geeigneter Wahl der Pulsenergie und
der Pulslänge der Laserstrahlung der Laserquelle 6 werden zu
sätzlich in der Spülflüssigkeit laserinduzierte Stoßwellen er
zeugt, die u. a. eine vollkommene Desinfektion des Wurzelkanals
18 durch Kavitationseffekte bewirken.
Durch Verwendung von optischen Lichtleitfasern 5 mit unter
schiedlichen Kerndurchmessern kann so der Wurzelkanal 18 stu
fenweise auf nichtmechanische Weise bis zur Füllung erweitert
werden. Die Kerndurchmesser der optischen Lichtleitfaser 5 lie
gen vorteilhaft bei 100-600 µm, so daß eine ausreichende Flexi
bilität innerhalb des Wurzelkanals 18 gewährleistet bleibt.
Als Laserstrahlquelle 6 dient vorteilhaft ein gepulster, fre
quenzverdoppelter Cr:Al2BeO4 (Alexandrit)-Laser mit einer Wel
lenlänge von 360-420 nm, ein gepulster, frequenzverdoppelter
Er:YLF-Laser mit einer Wellenlänge von 425 nm oder ein gepul
ster Excimer-Laser mit einer Wellenlänge von 308 nm. Bei ein
em geringen OH⁻-Gehalt der optischen Lichtleitfaser 5 können
auch gepulste Festkörper-Lasersysteme im Wellenlängenbereich
von 1,85-2,16 µm, wie ein Tm:YAG-, Ho:YAG- oder Tm,Ho:Er:YLF-
Laser, vorteilhaft Verwendung finden. Besteht die optische
Lichtleitfaser 5 ferner aus einem Material, das Laserstrahlung
im Wellenlängenbereich von 2,7-2,9 µm transmittiert, können zu
dem als Laserstrahlquellen 6 Festkörper-Lasersysteme wie Er:
YLF, Er:YAG oder Er:YSGG zur Anwendung kommen. Dies setzt je
doch voraus, daß selbst bei einem geringen Kerndurchmesser der
optischen Lichtleitfaser 5 von beispielsweise 100 µm ausreich
end Pulsenergie transmittiert werden kann, um eine effektive
Ablation des Wurzelkanalgewebes zu ermöglichen. Für die Wellen
längenbereiche 1,85-2,16 µm bzw. 2,7-2,9 µm sind auch u. U.
spezielle Spülflüssigkeiten erforderlich.
Nach erfolgter Aufbereitung des Wurzelkanals 18 wird die so
entstandene Kavität gemäß der in der Offenlegungsschrift DE
40 30 734 dargestellten Vorrichtung hermetisch versiegelt.
In den Fig. 4-6 sind weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen
des kurzen starren Katheterstücks 2 bzw. des flexiblen Kathe
therschlauchs 3 im Querschnitt dargestellt. Je nach Anwendungs
fall besitzt das starre Katheterstück 2 bzw. der flexible Ka
theterschlauch 3 unterschiedlich gestaltete Lumen 19-24 für die
optische Lichtleitfaser 9, die Zuführung und das Absaugen der
Spülflüssigkeit, die optische Bildleitfaser 9 und das Licht
leitfaserbündel 13 der Kaltlichtquelle 12. Insbesondere zeigt
Fig. 6 eine Ausführungsform des starren Katheterstücks 2 bzw.
des flexiblen Katheterschlauchs 3, bei der in einem zusätzli
chen Katheterkanal ein ultradünnes Endoskop 26 zur visuellen
Inspektion des Wurzelkanals 18 vor Therapiebeginn und nach er
folgter Wurzelkanalaufbereitung verwendet wird. Während der La
seremission der Laserstrahlquelle 6 wird das Endoskop 26 ent
sprechend weit retrograd gezogen, so daß es vor austretendem
Ablationsmaterial oder laserinduzierten Stoßwellen optimal ge
schützt wird. Einzelne optische Lichtleitfasern 27, die aus
Quarzglas oder Kunststoff bestehen können, besitzen einen ge
meinsamen Anschluß an die Kaltlichtquelle 12 und beleuchten ge
trennt das Therapiefeld. Die Beleuchtung kann aber auch über
das Endoskop 26 direkt erfolgen.
Ein ultradünnes Endoskop 26 besitzt beispielweise 3000 Einzel
bildpunkte bzw. Einzelbildleiter bei einem Gesamtdurchmesser
von lediglich 0,5 mm und farbgetreuer Bildübertragung. Eine
miniaturisierte Spezialoptik am distalen Bildleiterende ermög
licht eine Bildbetrachtung unter einem Blickwinkel von 70° mit
einem Tiefenschärfenbereich von 2-10 mm und einer maximalen
Auflösung von 200 Linien/mm.
Die Einheit 7 zum Spülen und gleichzeitigen Absaugen kann al
ternativ auch durch ein Reservoir mit Zahnfüllmaterial ersetzt
werden, so daß über das starre Katheterstück 2 bzw. den flexi
blen Katheterschlauch 3 und die Kanäle 20-22 ein Wurzelkanal
möglich ist. Die Auskristallisation des Füllmaterials innerhalb
des Wurzelkanals 18 erfolgt dann ebenfalls mittels der optisch
en Lichtleitfaser 5 gemäß der in der Offenlegungsschrift DE
40 30 734 dargestellten Vorrichtung.
Die in Fig. 4-6 dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsfor
men des starren Katheterstücks 2 bzw. des flexiblen Katheter
schlauchs 3 stellen lediglich exemplarische Beispiele dar, be
schränken die Erfindung jedoch nicht auf beliebig andere Kathe
terquerschnitte und -ausführungsformen.
Claims (23)
1. Vorrichtung zur nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung
von Zahnwurzelkanälen mit einem Justierkörper, einem Katheter
schlauch mit proximalen Verzweigungsanschlüssen und mit einem
distalen starren kurzen Katheterstück, einer Einheit zum Spül
en und gleichzeitigen Absaugen von Spülflüssigkeit, einer opti
schen Bildleit- und Beobachtungseinheit, einer optischen Laser
lichtleitfaser und einer gepulsten Laserstrahlquelle.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Justierkörper mit Druckfedern, Druckplatten und Kugelrollen
oder Druckbolzen so ausgestattet ist, daß das kurze starre Ka
theterstück am distalen Ende des Katheterschlauchs darin frei
beweglich ist und beliebig in seiner Lage fixiert werden kann.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vier
Druckmechanismen bestehend aus Druckfeder, Druckplatte und Ku
gelrolle oder Druckbolzen innerhalb des Justierkörpers jeweils
senkrecht zueinander angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Katheterschlauch aus einem distalen starren Katheterteil und
einem flexiblen proximalen Katheterteil mit Verzweigungsan
schlüssen besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
distale starre Katheterteil in einzelne, voneinander getrennte
Kammern oder Lumen unterteilt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Kammern oder Lumen eine optische Lichtleitfaser,
ein Leitungssystem zum Spülen und Absaugen von Spülflüssigkeit,
eine optische Bildleitfaser und ein Lichtleitfaserbündel mit
angeschlossener Kaltlichtquelle gleichzeitig, aber räumlich ge
trennt voneinander, aufnehmen können.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
flexible proximale Katheterteil mit Verzweigungsanschlüssen
dieselben Kammer- oder Lumen-Einteilungen wie das distale star
re Katheterteil besitzt und formgerecht daran angeschlossen
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Spülflüssigkeit steriles destilliertes Wasser, Natriumhypo
chlorit 0,5-2,5%, Zitronensäure 30-40%, EDTA-Lösung oder phy
siologische Kochsalzlösung verwendet wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
optische Bildleit- und Beobachtungseinheit aus einer optischen
Bildleitfaser mit faseroptischen Einzelbildpunkten, einer CCD-
Kamera und einem angeschlossenen Videomonitor besteht.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Dokumentation oder die Speicherung der Bilder der optischen
Bildleit- und Beobachtungseinheit über einen Personalcomputer
und einen Videoprinter erfolgt, die an die CCD-Kamera ange
schlossen werden können.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
optische Laserlichtfaser aus einer optischen Einzelglasfaser
mit einem Kerndurchmesser von 50-800 µm besteht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einzelglasfaser aus optischem Quarzglasmaterial mit unter
schiedlichem OH⁻-Anteil besteht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einzelglasfaser aus kristallinem Saphir, Fluoridglas oder Chal
cogenidglas als Kernmaterial besteht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
optische Einzelglasfaser mit einem trennbaren Stecksystem fest
mit der gepulsten Laserstrahlquelle verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
gepulste Laserstrahlquelle ein gepulster Excimer-Laser oder ein
gepulster Festkörper-Laser ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wellenlänge des gepulsten Excimer-Lasers 308 nm beträgt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
gepulste Festkörper-Laser ein Lasersystem mit einem Laserkris
tall aus Cr:Al2BeO4 (Alexandrit) mit einem fundamentalen Wellen
längenbereich von 720-840 nm und einem frequenzverdoppelten
Wellenlängenbereich von 360-420 nm ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
gepulste Festkörper-Laser ein Lasersystem mit einem Laserkris
tall aus Er,Tb:YLF mit einer fundamentalen Wellenlänge von 850
nm und einer frequenzverdoppelten Wellenlänge von 425 nm ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
gepulste Festkörper-Laser ein Lasersystem mit einem Laserkris
tall aus Cr:LiSAF mit einem fundamentalen Wellenlängenbereich
von 750-1000 nm und einem frequenzverdoppelten Wellenlängen
bereich von 375-500 nm oder ein Lasersystem mit einem Laserkri
stall aus Cr:LiCAF mit einem fundamentalen Wellenlängenbereich
von 700-900 nm und einem frequenzverdoppelten Wellenlängenbe
reich von 350-450 nm ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
gepulste Festkörper-Laser ein Lasersystem mit einem Laserkri
stall aus Tm:YAG, Ho:YAG, Tm:YSGG, Ho:YSGG, Tm,Ho:YAG, Tm,Ho,Cr:
YAG, Tm,Er,Cr:YAG, Tm:YAG, Tm,Er:YAG, Tm,Ho,Er;YLF, Nd,Er,Cr:
YAG oder Er:YLF mit unterschiedlicher Dotierung der laserakti
ven Atome des Laserkristalls und einem fundamentalen Wellenlän
genbereich von 1,23-2,16 µm ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
gepulste Festkörper-Laser ein Lasersystem mit einem Laserkri
stall aus Er:YAG, Er,Cr:YAG, Er:YSGG, Er,Cr:YSGG, Er,Ho,Tm:YLF
oder Er:YLF mit unterschiedlicher Dotierung der laseraktiven
Atome des Laserkristalls und einem fundamentalen Wellenlängen
bereich von 2,66-2,94 µm ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
geeigneter Wahl der Pulsenergie und der Pulslänge der gepul
sten Laserstrahlquelle und unter Verwendung einer geeigneten
Spülflüssigkeit innerhalb der Zahnwurzelkavität laserinduzierte
Stoßwellen erzeugt werden.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
laserinduzierten Stoßwellen innerhalb der Zahnkavität Kavita
tionsblasen erzeugen, die eine Reinigung und gleichzeitige Des
infizierung der Dentinkanälchen der Wurzelkanalkavität bewir
ken.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE4404983A DE4404983A1 (de) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | Vorrichtung zur nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzelkanälen mittels Laserstrahlung |
DE9422321U DE9422321U1 (de) | 1994-02-17 | 1994-02-17 | Vorrichtung zur nichtmechanischen Bearbeitung und Aufbereitung von Zahnwurzelkanälen mittels Laserstrahlung |
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