W&H Schweiz
Zahnärztliche Übertragungsinstrumente Worauf ist beim Kauf zu achten?
Welche schnelllaufenden Instrumente sind derzeit am Markt verfügbar? Was sind die aktuellen technologischen Trends in der Restauration & Prothetik und welche Entwicklungen sind zu erwarten? Die nachfolgenden Ausführungen sollen Ihnen Informationen an die Hand geben, die Sie bei der schnellen und richtigen Wahl Ihrer Übertragungsinstrumente unterstützen.
Autor: Ing. Michael Pointner, Strategischer Produktmanager für Restauration & Prothetik
Zahnärztliche Übertragungsinstrumente wie Winkelstücke und Turbinen werden heute mehr als „Commodity Produkte“ gesehen. Dass diese Betrachtungsweise jedoch zu kurz greift, soll anhand der nachstehenden Ausführungen verdeutlicht werden. Übertragungsinstrumente zählen zu den wichtigsten Werkzeugen eines Zahnarztes und sind ein wesentlicher Bestandteil jeder modern ausgestatteten Praxis.
Luft- vs. Elektrosystem
Für den Antrieb der Bohrer finden zwei Systeme Verwendung: das Luft- und das Elektrosystem.
Beim Luftsystem unterscheidet man zwischen einer Turbine und einem Luftmotor. Bei Turbinen erfolgt der Antrieb des Bohrers direkt über einen Rotor. Dieser Rotor verfügt über einen Impeller, der mit Druckluft beaufschlagt wird. Turbinen erreichen eine Leerlaufdrehzahl von bis zu 400.000 min-1. Die Arbeitsdrehzahl liegt je nach Anpressdruck bei ca. der Hälfte der Leerlaufdrehzahl - also bei ca. 150.000 bis 250.000 min-1. In diesem Drehzahlbereich wird auch die maximale Leistung von 10 - 26 Watt erreicht.
Der Luftmotor treibt den Bohrer indirekt über ein Winkel- bzw. Handstück an. Er erreicht eine Drehzahl von max. 25.000 min-1. Winkelstücke werden in unterschiedlichen Über- und Untersetzungsverhältnissen angeboten. Ein Luftmotor mit 2:1 Untersetzer-Winkelstück erreicht somit eine Bohrerdrehzahl von ca. 12.500 min-1.
Elektromotoren erreichen eine Leerlaufdrehzahl von bis zu 40.000 min-1. Bei 1:5 Winkelstücken entspricht dies einer Bohrerdrehzahl von 200.000 min-1. Die Maximale Leistung liegt bei über 60 Watt und es wird ein Drehmoment von ca. 3 Ncm erreicht. Daher werden elektrisch betriebene Winkelstücke während der Zahnpräparation nicht abgebremst oder gestoppt, wenn der Bohrer durch die unterschiedliche Zahnstruktur oder Prothetik-Materialien schneidet. Völlig unabhängig von der Last schneiden sie mit annähernd konstanter Drehzahl. Im Vergleich zu den Turbinen werden Bohrer von Winkelstücken wesentlich besser stabilisiert. Das Flattern des Bohrers in einem Winkelstück ist entscheidend geringer als bei Turbinen. Bessere Stabilisierung bedeutet mehr Präzision, weniger Zeitaufwand und geringere Erhitzung der Zahnsubstanz bei der Präparation.
Ein erster Trend zu Elektromotoren war vor allem in Europa spürbar. Wesentlicher Grund dafür war der drohende Kostenaufwand, den eine nachträgliche Verlegung von Luftleitungen in bestehenden Gebäuden mit sich gebracht hätte. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass Elektroantriebe nicht nur einfacher zu installieren, sondern auch effizienter in der Handhabung sind. Einige Jahrzehnte später genießen Elektromotoren auch in Europa und Asien einen sehr hohen Stellenwert. Innovative Entwicklungen in den Bereichen Design, Material, Drehmoment und Licht machen die Motoren aktuell auch in Nordamerika immer populärer. Die zahnärztliche Praxis kann damit schneller und einfacher arbeiten.
Das verfügbare Spektrum an Hand- und Winkelstücken hält für jeden Bedarf das passende Instrument bereit. Die meisten Hersteller bieten heute ein Portfolio, das sowohl Produkte für ein breites Anwendungssegment sowie für ganz spezielle klinische Anwendungen bereithält.
Turbine vs. Winkelstück
Die Vorteile der Turbine liegen in ihrem einfachen und robusten Aufbau, den günstigeren Anschaffungskosten sowie dem geringen Gewicht. Über die Jahre wurde jedoch die Belastung des Gehörs durch die hochfrequente Geräuschemission der Turbinen zu einem signifikanten Problem - Elektromotoren hingegen sind leiser und angenehmer für das Gehör als Turbinen. Betrachtet man die Menge der abgetragenen Zahnsubstanz pro Zeiteinheit, wird deutlich, dass Elektromotoren mit Wasserkühlung beim Schleifen der Turbine überlegen sind.
Hinsichtlich der Weiterentwicklung der Motoren haben die Hersteller in den letzten Jahren klar erkannt, dass die Ergonomie im Sinne von Gewicht und Größe beim Kauf von Übertragungsinstrumenten eine entscheidende Rolle spielt. Die Reduktion dieser beiden Größen ist im Vergleich zu Produkten, die in den letzten 3 - 5 Jahren produziert wurden, enorm. Eine Gewichtsreduktionen von bis zu 30% und eine Baugrößenreduktion von etwa 15% sind keine Seltenheit. Dieser Fortschritt wurde durch die Reduktion des ISO-Ansatzes bei den Motoren erreicht. Somit ist zu beachten, dass „verkürzte Winkelstücke“ nur auf Motoren mit reduziertem Motoransatz verwendet werden können. Trotz dieses allgemeinen Trends zur Gewichtsreduktion sind Turbinen dem E-Motor/Winkelstück-System in Sachen Gewicht und Größe aber nach wie vor überlegen.
Optimales Licht, aber wo und welches?
Während der letzten zwei Jahrzehnte konnten sich Instrumente mit Licht etablieren. Dabei wurde das Licht meist von Halogenlampen erzeugt und über Glasstäbe zur Behandlungsstelle geleitet. Die bessere Ausleuchtung der Behandlungsstelle durch Lichtinstrumente ist in allen Bereichen wünschenswert, ja sogar notwendig. Heute gehören Instrumente mit Licht zur Grundausstattung jeder Zahnarztpraxis.
Infolge von Lichtinstrumenten mit Halogenlicht wurde mit dem Einsatz von LEDs ab 2007 ein nächster wichtiger Schritt in der Beleuchtungsqualität gesetzt. Die höhere Lebensdauer der LEDs in Mikromotoren und Turbinen bzw. Kupplungen bedeutete eine wesentliche Verbesserung in der Licht- und Behandlungsqualität. Auch die Farbechtheit und Farbtemperatur wurde schrittweise optimiert.
Aktuellste Innovation ist die Integration mehrerer LEDs in den Instrumentenkopf - eine absolute Weltneuheit in der Lichtentwicklung! Die schattenfreie Ausleuchtung der Behandlungsstelle mit hoher Farbechtheit und ausreichender Beleuchtungsstärke sorgt heute für völlig neue Sichtverhältnisse im Mundraum.
Auswahl-Kriterien
Kopftechnologie
Je kleiner der Kopf, desto besser sind der Zugang sowie die Sicht zur/auf die Behandlungsstelle. Beim Kauf sollten nicht nur der Durchmesser und die Höhe des Kopfes berücksichtigt werden, sondern auch die Arbeitshöhe (Kopf + Bohrer).
Die kleinsten Turbinen erreichen eine Arbeitshöhe von etwa 17 mm (bei einer Bohrerlänge von 16 mm). Die Kopfdimensionen dieser Miniaturturbinen liegen bei einem Durchmesser von weniger als 9 mm und einer Höhe von ca. 10 mm. Trotz dieser minimalen Abmessungen werden hohe Leistungen erreicht. Um solche kleinen Kopfdimensionen zu erzielen, mussten die Produkte auf spezielle Anwendungen hin ausgerichtet werden. Dadurch können diese Mikroturbinen speziell für minimalinvasive Anwendungen und für Patienten mit geringer Mundöffnung (Kinder und ältere Patienten) verwendet werden. Um derartigen Anforderungen gerecht zu werden, werden von manchen Herstellern sogar zwei Impeller in der Turbine verbaut.
Der Rotor der Turbine hat die Eigenschaft, beim Auslaufen Luft aus der unmittelbaren Umgebung anzusaugen. Dabei besteht die Gefahr, konterminierte Luft in das Innere der Turbine zu befördern. Moderne Turbinen verfügen heute über einen sogenannten Hygienekopf. Mit diesem innovativen System wird das Ansaugen von Außenluft über Bypass-Kanäle verhindert.
Drehzahlbereich
Die Lehrlaufdrehzahl (ca. 400.000 min-1) von Turbinen ist ein Indikator für die Schnittleistung. Der Vorteil von Elektromotoren liegt ganz klar in der sehr guten Regelbarkeit von Drehzahl und Drehmoment. Bürstenlose Elektromotoren bieten die Möglichkeit, die Drehzahl im Bereich von ca. 100 bis 40.000 min-1 zu regeln. Diese Motoren liefern über den gesamten Drehzahlbereich ein stabiles Drehmoment. Immer mehr Ärzte tendieren dazu, Elektromotoren einzusetzen. Betrachtet man Lebensdauer, Hygiene, Verschleiß und Sterilisierbarkeit, so sind bürstenlose Elektromotoren den Bürstenmotoren vorzuziehen.
1.6mm FG-Spannsysteme hochtouriger Instrumente
Aktueller Standard sind Druckknopfspannsysteme. Bei diesem System wird für den Bohrerwechsel kein Werkzeug benötigt. Der Bohrer sollte mit möglichst geringer Betätigungskraft gewechselt werden können. Die Betätigungskraft darf jedoch auch nicht zu niedrig sein, um ein unabsichtliches Betätigen, wie z.B. bei Berühren der Wange des Patienten, auszuschließen. Die Haltekraft muss ausreichend sein, um den Bohrer fest zu spannen. Ein Verschlucken oder Einatmen eines Bohrers ist für den Patienten lebensbedrohlich.
Da angesichts der hohen Geschwindigkeiten der Instrumente enorme Fliehkräfte entstehen, sind die Hersteller gefordert, optimale Lösungen für den einfachen Wechsel sowie den sicheren Halt der Bohrer bereitzustellen. Von Vorteil ist ein einfach und schnell zu bedienendes Spannsystem, welches jedoch ausreichend Haltekraft aufweist, um den Bohrer sicher zu spannen.
Spraysystem, Kühlung
Es gibt zwei wesentliche Gründe, das Behandlungsgebiet mit Luft und Wasser zu besprühen:
Zum einen wird der Zahn gekühlt, um eine Überhitzung der Pulpa zu vermeiden. Zum anderen wird das abgetragene Material entfernt, um eine einwandfreie Sicht auf die Behandlungsstelle zu gewährleisten. Studien von Sharon C. Siegel, M.S., D.D.S. und J. Anthony von Fraunhofer, M.S.C., Ph.D., F.A.D.M., F.R.S.C. belegen auch einen Zusammenhang zwischen der Anzahl der Spraykanäle und der Schnittleistung. Instrumente mit mehreren Spraykanälen zeigen eine deutlich höhere Schnittleistung als Instrumente mit nur einem Spraykanal.
Über den Zusammenhang zwischen Spraywassermenge, Düsenanzahl und Temperaturerhöhung der Zahnsubstanz während der Präparation geben Studien von H. H. Martin und H. A. Gleinser, Freiburg Auskunft. Untersucht wurden Turbinen und Schnelllaufwinkelstücke mit Ein-, Zwei- und Dreifach-Spraysystem. Zusammenfassend gelangen diese Studien zu folgendem Ergebnis: Ein Dreifach-Düsenspraysystem mit 50 ml Spraywasser pro Minute führt zu den geringsten Temperaturerhöhungen. Bei einem geringeren Wasseranteil von z.B. 15 ml/min steigt die Temperatur auch bei Mehrdüsensystemen stark an.
Eine Innovation aus dem Jahr 2007 stellen auf diesem Gebiet Instrumente mit fünf Spraykanälen dar. Instrumente mit mehreren Spraykanälen bieten eine höhere Effizienz, bessere Sicht, eine geringe Gefahr des Versagens bei Verstopfen eines Kanals sowie mehr Sicherheit für den Patienten. Mehrere Kanäle stellen sicher, dass - auch wenn der Nachbarzahn im Weg ist - noch eine ausreichende Kühlung über die verbleibenden Kanäle erfolgt.
mit Ring LED
Beleuchtung
Bessere Sicht auf die Behandlungsstelle ist stets ein Wunsch vieler Zahnärzte. In den beengten Platzverhältnissen im Mund, gestört durch eine Vielzahl von dentalen Instrumenten und Händen, bietet eine Überkopf-Dentalleuchte eine unzureichende Ausleuchtung. Daher sind Instrumente mit integrierter Lichtquelle erforderlich, mit denen die Behandlungsstelle direkt ausgeleuchtet werden kann. Instrumente mit Halogen-Licht, das über Glasstäbe direkt am Kopf nur wenige Millimeter neben dem Bohrer austritt, haben sich in den letzten Jahrzehnten zum Standard entwickelt. Die Ausleuchtung beschränkt sich auf den Nahbereich des Bohrers.
Im Jahr 2007 wurden erstmals Instrumente mit LED-Licht (Light Emitting Diode) hergestellt. Mit einer Farbtemperatur von 5500 K und einer Lichtintensität von 25.000 Lux liefern LEDs Licht mit Tageslichtqualität direkt an der Behandlungsstelle. Durch die Positionierung der LED direkt am Instrumentenkopf wird eine großflächige, diffuse Ausleuchtung des gesamten Behandlungsareals erreicht.
Eine Neuheit aus dem Jahr 2009 stellen Winkelstücke mit LED-Licht dar, die ohne Stromversorgung durch die Dentaleinheit auskommen. Der Strom für die LED wird mit einem in das Instrument integrierten Generator erzeugt, der von der Treibluft gespeist wird. Diese Generator-Technologie wird bei Instrumenten für die Oralchirurgie bereits seit 2007 erfolgreich eingesetzt.
Im Rahmen der Internationalen Dentalschau in Köln 2013 (IDS) wurde die weltweit erste Mehrfach-LED-Licht-Turbine mit einzigartigem 5-fach LED-Ring vorgestellt. Gleich fünf LEDs direkt im Turbinenkopf platziert, sorgen für eine 100% schattenfreie Ausleuchtung der Behandlungsstelle. Diese Innovation bedeutet einen völlig neuen Standard in der Lichttechnologie. Der Zahnarzt hat erstmals die Möglichkeit, die Präparationsstelle von allen Richtungen auszuleuchten. Durch die bessere Sicht wird ein exakteres Arbeiten in der Restauration und Prothetik ermöglicht. Dies bedeutet weniger Stress und mehr Behandlungsqualität für Patient und Zahnarzt. Damit Lichtinstrumente in den Praxisalltag und Hygieneprozess voll integrierbar sind, sollten diese sterilisierbar und thermodesinfizierbar sein.
Kupplung
Um den Hygieneanforderungen gerecht zu werden, müssen Turbinen, Winkelstücke und Motoren nach jedem Patienten sterilisiert werden.
Dabei ist es wichtig, dass die Instrumente einfach und schnell vom Schlauch getrennt und einfach montiert werden können. Zeitaufwendige Bestückungstätigkeiten sollten vermieden werden.
Auch bei Kupplungen ist auf die Sterilisierbarkeit zu achten.
Pflege
Maßgebend für einen funktionierenden Wartungsprozess ist ein effektives Pflegesystem. Unterschiedliche Instrumenten-Konstruktionen verschiedener Hersteller erfordern spezifische Pflegeprozesse. Es ist wichtig, Instrumente zu wählen, deren Pflege unkompliziert und im Praxisalltag einfach durchzuführen ist.
Von Seiten der Hersteller werden Pflegegeräte angeboten, die auf den Pflegebedarf der jeweiligen Instrumente abgestimmt sind. Diese Geräte sind allemal eine Empfehlung wert, da sich eine regelmäßige Pflege immens auf die Lebensdauer der Instrumente auswirkt.
Nicht zu vernachlässigen sind auch die Innen- und Außen-Reinigung der Instrumente. Für diese Bearbeitungsschritte existiert bereits eine Vielzahl von Produkten am Markt. Bei der sorgfältigen Auswahl sollte auf die bestmögliche Integration in den Wiederaufbereitungsprozess geachtet werden.
Ein Kombigerät für die Innen- und Außenreinigung sowie die Ölpflege ist z.B. die Assistina 3x3, welche in Verbindung mit einem Sterilisator eine perfekte Ergänzung des Pflegeprozesses darstellt.
Sterilisation
Jedes Instrument wird täglich mehrmals sterilisiert. Nur qualitativ hochwertige Instrumente verkraften diese Menge an Zyklen, ohne dabei an Funktionalität oder Leistung einzubüßen. Um eine höchstmögliche Lebensdauer der Instrumente zu gewährleisten, müssen die angewendeten Sterilisationsverfahren den Vorgaben der Hersteller entsprechen. Der Sterilisationsprozess darf die maximal zulässigen Temperaturen nicht überschreiten. Generell gelten Vakuum-Dampf-Sterilisatoren als materialschonend und zuverlässig.
Empfehlung
Wichtig ist, dass die Hand- und Winkelstücke, Turbinen und Motoren problemlos in den Hygiene- und Pflegeprozess integrierbar sind. Im Zuge der Wiederaufbereitung liegt das Augenmerk vor allem auf der Möglichkeit zur Thermodesinfektion sowie auf der Sterilisierbarkeit von Instrumenten und Antrieben. Ein sogenannter „Data-Matrixcode“ erleichtert die Identifikation der Instrumente während der Dokumentation des Hygieneprozesses.
Checkliste – Worauf Sie beim Kauf von Übertragungsinstrumenten achten sollten:
- Markenprodukte Entscheiden Sie sich nur für Produkte namhafter Hersteller. Häufig locken Sonderangebote von Billigherstellern. Qualität sowie die Einhaltung von Normen und Standards sind bei solchen Anbietern meist nicht gegeben.
- After Sales Service Ein umfassender Service von Medizinprodukten dient der Wertbeständigkeit und fördert die Lebensdauer. Des Weiteren bieten qualifizierte Fachwerkstätten schnelle Abhilfe bei Produkt-Problemen.
- Garantie Vergleichen Sie Garantiezeiten und erkundigen Sie sich, welche Komponenten von der Garantie ausgenommen sind. Oftmals sind Verschleißteile wie Kugellager von einer solchen Garantie ausgenommen.
- Kopfgrößen immer mit Bohrer vergleichen Kleine Köpfe verleiten dazu, sich rasch für ein Produkt zu entscheiden, spannt man jedoch einen Bohrer ein, sieht die Welt oft ganz anders aus.
- LED Licht Licht ist nicht gleich Licht: vergewissern Sie sich, welche Lichtwerte tatsächlich erzielt werden und vergleichen Sie, wenn möglich, die Größe des Ausleuchtungsfeldes. Speziell bei Produkten mit Glasstäben ist das ausgeleuchtete Behandlungsfeld eingeschränkt. LEDs direkt im Instrumentenkopf verschaffen hier Abhilfe.
- Gewicht und Größe Ergonomie spielt eine wesentliche Rolle. Die Verwendung von Titan löst dieses Problem noch nicht. Sie werden überrascht sein, welch geringes Instrumenten-Gewicht auch mit anderen Materialien erzielbar ist.
- Leistung und Drehzahl Lassen Sie sich nicht von hohen Leerlaufdrehzahlen und hohen Leistungsangaben locken. Ein Test der Durchzugskraft bringt schnell Klarheit, ob das Produkt Power hat oder nicht.
- Pflege - das A und O Ein zuverlässiges Gerät vom gleichen Hersteller gibt Sicherheit, dass die Instrumente korrekt gepflegt werden. Nur wer gut ölt, fährt auch länger – oder würden Sie bei Ihrem Auto Kompromisse machen?
- Sterilisation Durch die sorgfältige Auswahl eines Sterilisators können Kosten gespart werden. Sterilisatoren mit Vakuum verhindern Restfeuchte in den Instrumenten und sorgen für eine längere Lebensdauer.
Ing. Michael Pointner
Strategischer Produktmanager
t +43 6274 6236 0
michael.pointner@wh.com
Literatur:
Zahnärztliche Präparationstechnik, Karlheinz Kimmel
Kavitäten- und Kronenpräparationen mit rotierenden und oszillierenden Instrumenten, Karlheinz Kimmel
JADA, Vol. 133, February 2002: The effect of handpiece spray patterns on cutting efficiency, SHARON C. SIEGEL, M.S., D.D.S. und J. ANTHONY VON FRAUNHOFER, M.S.C., Ph.D., F.A.D.M., F.R.S.C.
Form- und funktionsgerechtes Präparieren, Betrachtungen zum Einsatz rotierender Dentalinstrumente, Marxkors Danger
Electric Handpieces, George Freedman, DDS; Dentistry Today Volume 26 No. 4, Apr. 2007
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