Fraunhofer maakt wortelkanaalbehandeling sneller en minder pijnlijk

Bij een wortelkanaalbehandeling verwijdert de tandarts ontstoken weefsel in het wortelkanaal met behulp van een roterende vijl. Zelfs met verdoving, is dit vermoeiend, stressvol en vaak pijnlijk – mede doordat het weefsel aan de vijl blijft plakken, waardoor deze vastloopt. Hierop heeft het Fraunhofer Gesellschaft nu iets gevonden.

Ze hebben een piëzokeramische stapelactuator ontwikkeld die de roterende beweging combineert met vibratie. De vijl loopt hierdoor minder vaak vast, waardoor procedures sneller kunnen worden afgerond. De technologie is ook bruikbaar voor andere medische toepassingen, bijvoorbeeld in de diagnostiek en kankerbehandeling.

Een standaard tandvijl roteert ongeveer 200 keer per minuut. Hoewel deze vijlen gemaakt zijn van een superelastische nikkel-titanium (NiTi) legering, bestaat er een verhoogd risico dat de vijlen breken als ze onder spanning staan. Daarom moeten ze voortdurend worden verwijderd en grondig worden gereinigd.

Het kernidee van het combineren van de twee bewegingen van de tandheelkundige vijl kwam van de specialisten van de afdeling Tandheelkunde van het Rostock Universitair Medisch Centrum. “We hebben piëzokeramische stapelactuatoren als aandrijfelement gebruikt omdat deze het beste kunnen voldoen aan de speciale eisen op het gebied van trillingsamplitude en -frequentie, grootte en voedingsspanning”, zegt Holger Neubert, afdelingshoofd van Smart Materials and Systems.

Piëzokeramisch-gebaseerde actuatoren bieden volgens Neubert veel voordelen. Ze zijn klein en compact, werken snel en nauwkeurig, zijn gemakkelijk te bedienen en verliezen minimale warmte. Stapelactuatoren bestaan uit verschillende op elkaar gestapelde lagen die samenwerken om de verplaatsing van de actuator te vergroten. Hierdoor konden de wetenschappers het draagbare apparaat klein genoeg maken om gemakkelijk in de kleinste mondholtes te passen.

Doordat de stapelactuator uit loodvrije materialen is vervaardigd, voldoet hij voorts al aan de toekomstige eisen van de Europese RoHs-richtlijn: het apparaat is vrij van schadelijke stoffen.

Tandartsen van de afdeling Tandheelkunde van het Rostock Universitair Medisch Centrum hebben de technologie al uitgeprobeerd op kunsttanden, wat resulteerde in positieve feedback.

Andere medische toepassingen

Onderzoekers onderzoeken verdere medische toepassingen voor de technologie, met name laagfrequente ultrasone transducers met hoge penetratiediepte voor tomografie. Deze piëzokeramische transducers zijn zo compact gemaakt dat het mogelijk is om er 2000 in een tomografiesysteem van conventionele grootte te passen. Dit maakt 3D-beeldvorming met hoge resolutie van het menselijk lichaam voor diagnostiek mogelijk.

Er is veel vraag naar hoogfrequente ultrasone transducers in onder meer de dermatologie. Ze bieden nauwkeurige beelden met een hoge resolutie bij lage penetratiedieptes. Mogelijke toepassingen strekken zich ook uit tot hoogwaardige ultrasone transducers. Deze zullen uiterst gerichte sonische input gebruiken om specifieke weefselgebieden te vernietigen, bijvoorbeeld bij de behandeling van kanker.

“Piezokeramische componenten kunnen in een breed scala aan toepassingen worden gebruikt en zijn dankzij hun compactheid en prestaties ideaal voor de medische techniek. We zijn in staat om oplossingen op maat te ontwikkelen die voldoen aan de behoeften van individuele klanten”, vat Neubert samen.