Inovace a řešení problémů pomocí produktu Synea Power Edition od společnosti W&H

Koncept používání rotačních nástrojů k řezání tvrdých materiálů, jako je žula, je starý nejméně 6 000 let. Již 25 000 let před naším letopočtem používali naši předkové ruční litinové vrtáky k prořezávání skořápek, aniž by je rozbili. Tyto nástroje byly obvykle vyrobeny z křemene, přitlačovaly se k perforovanému předmětu a poté se otáčely dopředu a dozadu při nízkých otáčkách a relativně vysokém točivém momentu. Výkonné moderní násadce povýšily princip proměnných otáček a vysokého točivého momentu, aby umožnily přesné řezy do mnohem tvrdších materiálů, jako je zirkon.

Věda o výplňových materiálech se rychle rozvíjí a je hnací silou inovací při vývoji nástrojů. Odolné materiály, jako je zirkon, mají stále větší potenciál napodobit estetiku a funkci skutečných zubů. S těmito robustními materiály přišla potřeba pokroků v technologii rotačního řezání, protože destruktivní demontáž zůstává nejbezpečnější a nejméně traumatizující možností odstranění nefunkční korunky.

Použití zirkonu v záchovné stomatologii

Zirkonia, oxid zirkoničitý ZrO2, se díky své biokompatibilitě, vysoké lomové houževnatosti a radioopacitě stal oblíbeným materiálem v záchovné stomatologii. Dentální zirkon je častěji tetragonálním polykrystalickým zirkoniem (Y-TZP) modifikované yttrium (Y2O3), protože má lepší mechanické vlastnosti a lepší odolnost proti vzniku trhlin než ostatní keramické materiály. V současné době se vyvíjejí různé receptury, aby se nadále zlepšovala estetika i odolnost.

Navzdory výhodám zirkonu zůstává selhání náhrady v důsledku fraktury korunky možné. V nedávném průzkumu uvedli lékaři jako jednu z hlavních nevýhod používání zirkonu jako protetického materiálu obtíže spojené s jeho odstraněním nebo výměnou.

Věda o materiálech je klíčovým aspektem vědy o vrtání a různé materiály jsou popisovány z hlediska tvrdosti pomocí Mohsovy stupnice tvrdosti. Tvrdost zirkonu je 8,8 – přibližně stejná jako tvrdost karbidu wolframu, který se běžně používá jako materiál pro frézky. Diamant má na Mohsově stupnici hodnotu 10 a bylo zjištěno, že superhrubé diamantové frézky jsou při řezání zirkonu účinnější než ostatní, ačkoli větší síla potřebná k řezání zirkonu stále vede k častému opotřebení frézky.

Tření a zahřívání

Vyvážení poměru mezi točivým momentem a otáčkami při současném zvládání účinků tření je při řezání velmi tvrdých materiálů obrovskou výzvou. Při intraorální práci hrozí zvýšené riziko termického poškození pacientů kvůli velmi vysokým teplotám, které při ní vznikají.

Frézka se může v moderním násadci otáčet rychlostí 200 000–400 000 otáček za minutu a související tření může cílový materiál zahřát na 240 °C předtím, než dojde k jeho ochlazení. Při testech bylo prokázáno, že zvýšení intrapulpální teploty o 5,5 °C po dobu 10 sekund způsobuje nevratné poškození tkáně zubní dřeně. V zájmu zmírnění termického poškození pacientů, jsou vysokorychlostní nástroje vybaveny funkcí rozprašování chlazené vody, obvykle tak, že voda protéká nástrojem a během řezání je rozstřikována na povrch otvory v hlavičce.

Při řezání tvrdého materiálu v samotném násadci větší teplo, které může způsobit zahřátí vody, což může potenciálně poškodit pacienta a/nebo obsluhu násadce, proto bylo nutné inovovat techniky na omezení přehřívání a zlepšení chlazení. Čím rychlejší je průtok chladicí kapaliny, tím účinněji udržuje nižší teplotu. Obvyklý průtok sprejování je 15 ml/min. Zvýšení tohoto množství na 25 ml/min nejen snižuje riziko termického poškození, ale také prokazatelně zlepšuje řezný výkon a udržuje frézky čistší.

Špičkové řešení

Společnost W&H je světovou špičkou ve vývoji a výrobě produktů zdravotnické techniky již od roku 1890. Její nová řada Synea Power Edition byla speciálně navržena pro nejtvrdší materiály používané v současné stomatologii, včetně zirkonu. Účinnost řezání je maximalizována optimálním poměrem točivého momentu a otáček, což z něj činí optimální řešení pro pokročilé keramické materiály, jako je zirkon. Jeho vynikající chladicí schopnosti umožňují průtok více než 50 ml/min, což je více než trojnásobek běžné rychlosti sprejování, a zajišťuje tak větší bezpečnost a lepší trvanlivost.

Inovace v jedné oblasti technologií často vyžadují rychlý pokrok ostatních technologií, aby udržely krok. Dokud se bude vyvíjet věda o materiálech, aby se dosáhlo větší robustnosti náhrad, budou nepochybně přicházet i inovace v oblasti násadců určených pro nové klinické potřeby.

Reference

Gwinnett, A. John and Gorelick, Leonard (1998). A Brief History of Drills and Drilling. BEADS: Journal of the Society of Bead Researchers 10: 49-56. K dispozici na stránce: https://surface.syr.edu/beads/vol10/iss1/8
Alexander, S.A. (2016). Diamond bur cutting efficiency of dental zirconia. Thesis. K dispozici na stránce: https://researchrepository.wvu.edu (Přístup: červenec 2023).
Sharma A, Rahul GR, Poduval ST, Shetty K. Removal of failed crown and bridge. J Clin Exp Dent. 2012 Jul 1;4(3):e167-72. doi: 10.4317/jced.50690. PMID: 24558549; PMCID: PMC3917642.
Bona AD, Pecho OE, Alessandretti R. Zirconia as a Dental Biomaterial. Materials (Basel). 2015 Aug 4;8(8):4978-4991. doi: 10.3390/ma8084978. PMID: 28793485; PMCID: PMC5455532.
Nistor L, Grădinaru M, Rîcă R, Mărășescu P, Stan M, Manolea H, Ionescu A, Moraru I. Zirconia Use in Dentistry - Manufacturing and Properties. Curr Health Sci J. 2019 Jan-Mar;45(1):28-35. doi: 10.12865/CHSJ.45.01.03. Epub 2019 Mar 31. PMID: 31297259; PMCID: PMC6592671.
Alqutaibi AY, Ghulam O, Krsoum M, Binmahmoud S, Taher H, Elmalky W, Zafar MS. Revolution of Current Dental Zirconia: A Comprehensive Review. Molecules. 2022 Mar 4;27(5):1699. doi: 10.3390/molecules27051699. PMID: 35268800; PMCID: PMC8911694.
Alexander, S.A. (2016). Diamond bur cutting efficiency of dental zirconia. Thesis. K dispozici na stránce: https://researchrepository.wvu.edu (Přístup: červenec 2023).
Lawson NC, Frazier K, Bedran-Russo AK, Park J, Urquhart O. Zirconia Restorations. Journal of the American Dental Association DOI: https://doi.org/10.1016/j.adaj.2020.10.012. Volume 152, Issue 1, P80-81. E2 Leden 2021
Woodford, C. Explain That Stuff. Drilling science and technology. K dispozici na stránce: https://www.explainthatstuff.com. Prosinec 2022. Přístup únor 2024.
Nakamura, K., Katsuda, Y., Ankyu, S., Harada, A., Tenkumo, T., Kanno, T., Niwano, Y., Egusa, H., Milleding, P. and Örtengren U. (2015). Cutting efficiency of diamond burs operated with electric high-speed dental handpiece on zirconia. European Journal of Oral Sciences, 123(5), pp.375–380. doi:https://doi.org/10.1111/eos.12211.
Nakamura, K., Katsuda, Y., Ankyu, S., Harada, A., Tenkumo, T., Kanno, T., Niwano, Y., Egusa, H., Milleding, P. and Örtengren U. (2015). Cutting efficiency of diamond burs operated with electric high-speed dental handpiece on zirconia. European Journal of Oral Sciences, 123(5), pp.375–380. doi:https://doi.org/10.1111/eos.12211.
Cavalcanti, B.N., Otani, C. and Rode, S.M. (2002). High-speed cavity preparation techniques with different water flows. Journal of Prosthetic Dentistry, 87(2), pp.158–161. doi:https://doi.org/10.1067/mpr.2002.120655.
Farah RI. Effect of cooling water temperature on the temperature changes in pulp chamber and at handpiece head during high-speed tooth preparation. Restor Dent Endod. 2018 Dec 24;44(1):e3. doi: 10.5395/rde.2019.44.e3. PMID: 30834225; PMCID: PMC6387888.
Kwon SJ, Park YJ, Jun SH, Ahn JS, Lee IB, Cho BH, Son HH, Seo DG. Thermal irritation of teeth during dental treatment procedures. Restor Dent Endod. 2013 Aug;38(3):105-12. doi: 10.5395/rde.2013.38.3.105. Epub 2013 Aug 23. PMID: 24010075; PMCID: PMC3761117.
Bhandary N, Desai A, Shetty YB. High speed handpieces. J Int Oral Health. 2014 Feb;6(1):130-2. Epub 2014 Feb 26. PMID: 24653618; PMCID: PMC3959152.
Alexander, S.A. (2016). Diamond bur cutting efficiency of dental zirconia. Thesis. K dispozici na stránce: https://researchrepository.wvu.edu (Přístup: červenec 2023).
Rytkönen E, Sorainen E, Leino-Arjas P, Solovieva S. Hand-arm vibration exposure of dentists. Int Arch Occup Environ Health. 2006 Jun;79(6):521-7. doi: 10.1007/s00420-005-0079-y. Epub 2006 Jan 18. PMID: 16421714.
Health and Safety Executive. Hand arm vibration at work. K dispozici na stránce: https://hse.gov.uk/vibration/hav/index.htm. Přístup únor 2024.
Hetou S, 2018. Comparison of cutting efficiency of different rotary instruments, on two different ceramic materials using electric and air-turbine dental hand-pieces. Master's thesis. Nova Southeastern University. Retrieved from NSUWorks, College of Dental Medicine. (125) https://nsuworks.nova.edu/hpd_cdm_stuetd/125.