DK165662B - Vaerktoej, isaer til brug ved rensning af tandrodskanaler, samt drivelement hertil - Google Patents

Description

•1

Den foreliggende opfindelse angår et file- eller rømmeværktøj især til brug ved rensning og tildannelse af tandrodskanaler og iøv-rigt af den i den indledende del af krav 1 angivne type. Opfindelsen angår endvidere et drivelement, der er indrettet til at drive et 05 sådant værktøj og iøvrigt er af den i den indledende del af krav 4 angivne type.

I forbindelse med rodbehandling af en tand er det vigtigt at rodkanaler i tanden renses effektivt. I denne forbindelse er det sædvanlig praksis at anvende en forholdsvis tynd rundfil eller røm-10 menål, der indføres i rodkanalen og trækkes frem og tilbage heri, idet tandlægen griber og betjener nålens ene ende eller skaftdel med fingrene. For tandlægen er dette et besværligt arbejde, som også kan være ret ubehageligt for både tandlæge og patient, især når der skal behandles tænder længere tilbage i patientens mund, idet 15 tandlægen skal arbejde med flere fingre indført helt i patientens mund for at anvende og betjene nålen.

Det har derfor været forsøgt at montere en sådan rømmenål eller rodkanalfil på enden af et drivelement eller drivstykke af den type, der er indrettet til at blive drevet af et ultralydinstrument af den 20 art, som i forvejen er i anvendelse i mange tandlægeklinikker. Et sådant instrument indeholder et langstrakt og forholdsvis slankt hus, som anvendes holdt i et pennegreb, og den yderste ende af huset er indrettet til montering af udskiftelige værktøjer, eksempelvis til tandrensning. Et sådant værktøjs drivstykke bliver drevet til at ud-25 føre mekaniske og ultralydfrekvente længdesvingninger ved hjælp af svingningsgeneratorudstyr i husets indre.

Det ideelle bevægelsesmønster for et nåleformet værktøj af den aktuelle type vil ifølge sagens natur være en reciprokerende bevægelse, hvormed værktøjet -eller i det mindste dettes arbejdsdel - be-30 væges som helhed i en i hovedsagen aksial bevægelse. Det ville derfor ligge lige for at montere værktøjet eller nålen i direkte forlængelse af drivelementets stangformede drivestykke. Dette vil imidlertid resultere i, at det bliver praktisk taget umuligt at anvende nålen i patientens mund, når ultralydinstrumentet holdes og betjenes på 35 sædvanlig måde, d.v.s. holdt i et pennegreb.

Af praktiske årsager kan nålens akse eller arbejdsretning altså ikke være sammenfaldende med den primære bevægelsesretning for 2

DK 165662B

de drivende mekaniske svingninger, der frembringes af ultralydinstrumentet og overføres til nålen gennem nålens drivstykke. De drivende svingninger vil følgelig fremkalde væsentlige transversalsvingninger i nålen. Som følge heraf har man været nødsaget til at 05 benytte bevægelsesfrekvenser, som ligger væsentligt under nålens resonansfrekvenser, da disse ellers ville blive anslået og føre til transversale egensvingninger i nålen. Sådanne egensvingninger vil typisk være udæmpede og vil dermed være meget uheldige og belastende for materialet i nålen, der efter kort tids anvendelse vil 10 knække pi grund af udmattelsesbrud i materialet. Dette har været et problem i forbindelse med hidtil udførte forsøg på at montere og drive en rodkanalfil eller rømmenål ved hjælp af et drivelement og ultralydinstrument af den omtalte type.

Når en nål arbejder i en tandrodskanal, vil det være en fordel -15 bl.a. til mindre ubehag for patienten - hvis nålens bevægelsesamplitude er så lille som muligt. Når et givet mekanisk arbejde ønskes udført indenfor et bestemt tidsinterval, vil bevægelsesamplituden imidlertid være omvendt proportional med bevægelsesfrekvensen, og ønsket om en lille amplitude fører dermed til behov for en så høj 20 frekvens som muligt, hvilket igen leder til risiko for brud i nålen.

I et på markedet tilgængeligt instrument af den aktuelle type er en lige nil eller rodkanalfil monteret aftageligt i aksial forlængelse af et stangformet drivstykke, og for at opnå en hensigtsmæssig arbejdsstilling for nålen er drivstykket udformet med en krumning, 25 der dirigerer nålen i en hensigtsmæssig retning i forhold til instrumentets hovedakse. Drivstykkets krumning frembringer eller bevirker imidlertid, at der fremkaldes væsentlige tranversalsvingninger i nålen, og dermed kan der kun arbejdes med forholdsvis lave frekvenser, hvis brud i nålen skal undgås. Desuden nødvendiggør nålens monte-30 ringsmåde, at der skal benyttes en. speciel spændepatron på drivstykkets ende for at undgå, at nålen arbejder sig løs under brugen.

Et andet instrument, der er kendt fra USA patentskrift nr 4*492. 574, anvender en lige nål eller rodkanalfil, der er monteret i et specielt hoved på den yderste ende af et stangformet drivstykke. i for-35 hold til drivestykkets længde- eller svingningsakse er dette hoved udformet som en usymmetrisk masse. Som følge af den manglende symmetri vil hovedet udføre et svingningsmønster, der indeholder 3 specielle svingningskomponenter, hvis hovedretning ligger på tværs af de drivende længdesvingninger i drivstykket. Den lige nål er monteret i hovedet og er orienteret i retning af disse specielle svingningskomponenter. Et sådant hoved er imidlertid upraktisk at 05 anvende i patientens mund, og desuden fremkaldes der fortsat uheldige eller destruktive tranversalsvingninger i nålen.

På ovenstående baggrund er det et formål for opfindelsen at tilvejebringe et værktøj af den indledningsvis angivne type, som kan drives med høje arbejdsfrekvenser uden risiko for, at destruktive 10 svingninger bliver anslået i værktøjet.

Dette opnås med værktøjet ifølge opfindelsen, der er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Et værktøj ifølge opfindelsen vil øed fordel kunne anvendes i drivinstrumenter af den ovenfor ontalte type, der er kendt eksem-f5 pelvis fra USA patentskrift nr. 4.492.574. Resultatet bliver en væ sentlig reduktion af destruktive svingninger i værktøjet i forhold til det ellers anvendte og helt rette file- eller røBBeværktøj. Optimale resultater opnås imidlertid, når værktøjet ifølge opfindelsen anvendes monteret i et drivelement ifølge opfindelsen, der 20 er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 4 angivne. Den udbøjede del af drivstangen danner i kombinateon med bøjningen i skaftdelen af værktøjet ifølge opfindelsen et overføringssystem, hvori uheldige svingningskomponenter bortkompenseres helt.

I det følgende gives en nærmere beskrivelse af specielle aspek-25 ter og fordele ved opfindelsen på grundlag af udførelseseksempler, der er vist på tegningen, hvor:

Fig. 1 viser et værktøj ifølge opfindelsen set fra siden, fig. 2 et sidebiilede i lighed med fig. 1 men visende en foretrukket udførelsesform for værktøjet ifølge opfindelsen, 30 fig. 3 et forstørret sidebillede af et værktøj, som det i fig. 2 viste monteret i en foretrukket udførelsesform for drivelementet ifølge opfindelsen, og fig. 4 et sidebillede, som delvis i snit og forstørret viser den yderste ende af drivelementet i fig. 3.

35 Idet der nu henvises til tegningen, viser fig. 1 et værktøj ifølge opfindelsen, der indeholder en i hovedsagen ret eller lige ar-bejdsdel 2, som går ubrudt over i en skaftdel 4. Som antydet ske 4

DK 165662B

matisk er arbejdsdelen 2 forsynet med passende skær, der kan være af den type, som anvendes pi en sædvanlig rømmenål eller rodkanal-fil. I fig. 1 har skaftdelen 4 en bøjning 8, således at der er dannet en skaftende 6, som er indrettet til fastspænding i et drivelement, 05 og hvis akse danner en vinkel med aksen for arbejdsdelen 2.

Fig. 2 viser en foretrukket udførelsesform, som desuden har en yderligere bøjning 10 i skaftdelen 4, således at skaftdelen har to modsat rettede bøjninger 8, 10, der har parallelle bøjningsakser. Bøjningen .10, der ligger nærmest arbejdsdelen 2, kan med fordel 10 være mere afrundet end den første bøjning 8. De to bøjninger 8, 10 behøver ikke at være afpasset således, at aksen for skaftenden 6 er parallel med aksen for arbejdsdelen 2.

Idet der nu henvises til fig. 3, indeholder et drivelement ifølge opfindelsen et i hovedsagen stangformet drivstykke 12, der har en 15 inderste endedel 14, som er indrettet til nedsættelse i et ultralydinstrument. Den inderste endedel 14 har midler til sammenkobling med instrumentets svingningsgeneratorudstyr, således at drivstangen 12 sættes i højfrekvente længdesvingninger. I den viste udførelsesform omfatter disse koblingsmidler en muffe, hvormed drivstangen 20 er stift forbundet med enden af en sædvanlig ferritkerne, der er antydet ved 16. Denne kerne indgår i svingningsgeneratorudstyret og sættes i højfrekvente længdesvingninger ved hjælp af et magnetisk vekselfelt, der frembringes i instrumentet.

I den viste udførelsesform er den svingningsafgivende kerne 25 16 forbundet permanent med muffen på endedelen 14, og kernen 16 kan dermed betragtes som værende en del af drivstangen 12. Dette er hensigtsmæssigt men ikke absolut nødvendigt, idet hovedsagen er, at den ene ende af drivstangen 12 hurtigt og let kan indsættes i et instrument af den påtænkte type og herunder kan sammenkobles 30 effektivt med instrumentets drivende eller svingningsafgivende komponenter, således at drivstangen 12 sættes i længdesvingninger.

Til brug ved monteringen i drivinstrumentet kan drivstangen 12 desuden have en flange 15. Fortrinsvis er drivstangens forskellige bestanddele desuden afpasset' således, at de drivende længde-35 svingninger i drivstangen 12 har et knudepunkt ved flangen 15 og et bevægelsesmaksimum i nærheden af drivstangens anden eller yder-* ste ende 18.

5

DK 165662B

Generelt betragtet er den yderste ende af drlvstangen 12 udformet som en separat svingende masse, hvis tyngdepunkt er forsat i forhold til længde- eller svingningsaksen for stangen 12. Denne specielle svingende masse vil følgelig udføre et særskilt svingnings-05 mønster omkring en akse, der er antydet ved 22, og disse svingninger vil indeholde væsentlige komposanter, som virker på tværs af de drivende længdesvingninger i drivstangen 12.

Med andre ord kan den specielle svingende masse ved driv-stangens yderste ende 18 betragtes som et særskilt svingende sys-10 tem, der omdanner eller omdirigerer en del af de drivende længdesvingninger i drivstangen 12 til svingninger, som i hovedsagen virker i retning på tværs af de drivende længdesvingningers hovedretning. Disse omdirigerede svingninger kan følgelig udnyttes til at drive et værktøj eller en nål, hvis påvirkninger følgelig vil have et 15 væsentligt mindre indhold af tranversal komposanter i forhold til et tilsvarende værktøj, som er fastspændt i og drevet af en helt lige drivstang med ensartet tværsnit.

På grund af det forskudte tyngdepunkt vil bevægelsen ved den specielle masse ved den yderste ende 18 af drivstangen beskrive en 20 ellipse i et plan, som er udspændt af længdeaksen for drivstangen 12 og en akse, der forløber igennem punktet 22 og tyngdepunktet for massen ved enden 18. Denne ellipsebevægelse kan gøres stabil, når knudepunktet ved flangen 15 er fastholdt.

Hvis et værktøj ifølge opfindelsen som det i fig. 1 eller 2 viste 25 betragtes separat, og hvis man forestiller sig at arbejdsdelen 2 blev påvirket ved den frie ende med en drivende længdesvingning, så ville den udbøjede skaftende 6 også kunne omsætte længdesvingninger på tilsvarende måde, idet skaftenden 6 også har et tyngdepunkt, der er forskudt i forhold til længdeaksen for arbejdsdelen 30 2. I denne situation vil skaftenden 6 følgelig også beskrive en el lipsebevægelse.

Med en formmæssig tilpasning kan de to bevægelsesmønstre bringes til at svare til hinanden med hensyn til størrelse og form. Samtidigt kan resonansfrekvenserne for de to ellipsesvingninger af-35 passes således, at de ligger i samme frekvensområde men alligevel er så forskellige, at den ene svingning ikke kan generere den anden. Typisk vil dette sige, at resonansfrekvenserne afviger fra hinanden med en faktor i området fra 2 til 10.

DK 165662B

6

Hvis de to bevægelsesmønstre kobles sammen, eksempelvis som det er vist i fig. 4, og hvis de sammenkoblede systemer drives af længdesvingninger i drivstangen 12, vil resonanserne i værktøjet være bortkompenseret, da værktøjet pivirkes i det rigtige, eller om-05 trent rigtige, bevægelsesmønster, men med en mistilpasset frekvens. Massen ved stangenden 18 vil dermed styre eller drive værktøjet i det af massen fastlagte bevægelsesmønster, der kan forplante sig ud i hele værktøjet i form af svingninger med meget lille amplitude, da svingningerne ikke harmonerer med værktøjets geometri og egen-10 svingninger. Da amplituden er lille, er materialepivirkningerne i værktøjet også små, hvorfor der ikke forirsages destruktive svingninger i værktøjets materiale.

Værktøjet ifølge opfindelsen vil følgelig kunne drives med høj frekvens og med lang levetid v.h.a. et drivelement af den ovenfor 15 beskrevne type, hvis yderste ende eller masse 18 har et forskudt tyngdepunkt.

I driveelementet ifølge opfindelsen, der er specielt ved, at den yderste ende 18 er udbøjet en vinkel B i forhold til drivstangen 12 omkring aksen 22, er der ikke behov for et specielt ud-20 formet og eventuelt omfangsrigt hoved, der let vil komme i vejen under værktøjets brug i patientens mund. Blot skal længden af endedelen 18 fortrinsvis være kort - eksempelvis af samme størrelsesorden som tværmålet for endedelen 18.

For at afstemme det specielle svingningssystem, hvori enden 18 25 indgår, efter det drivende svingningssystem er det hensigtsmæssigt, at der i bøjningsområdet ved aksen 22 er udformet en lokal formindskelse af drivstangens materialetykkelse. I den viste udførelsesform er denne formindskelse udført som lokale fladtrykninger 24, hvorved drivstangens tværmål ikke bliver formindsket - men derimod snarere 30 lidt forøget - i retning af aksen 22 d.v.s vinkelret pi tegneplanet i fig. 3.

Dermed vil området omkring aksen 22 fungere som en art hængsel, der har større eller mindre bøjningsstivhed alt efter hvor kraftigt materialetykkelsen er formindsket ved 24. Pi denne måde kan 35 massen ved enden 18 bringes til at svinge med frekvenser, der er lavere end generatorfrekvensen, og hvis forskellen er tilstrækkelig stor, vil generatorfrekvensen (fra kernen 16) kunne holde svingningerne igang i den udbøjede drivstangende 18.

7

UK 1t)DODZ D

Der er således frembragt et system eller et udstyr, hvormed drivende ultralydsvingninger (eksempelvis 42 kHz) kan overføres til og drive et værktøj ved en lavere frekvens (eksempelvis 2 kHz), som dog fortsat er meget høj i sammenligning med hidtil opnåede eller 05 opnåelige arbejdsfrekvenser i værktøjer af den aktuelle type. Samtidigt hermed er der kompenseret for værktøjets tilbøjelighed til at udføre destruktive egensvingninger.

Endvidere kan udbøjningen af endedelen 18 samt bøjningen af væ'rktøjet ifølge opfindelsen udnyttes til at opnå, at værktøjets ar-10 bejdsdel 2 får en hensigtsmæssig vinkel A i forhold til drivstangens, og dermed hele drivinstrumentets, længderetning.

Som vist i fig. 4 kan indspændingen af værktøjets skaftende 6 i drivstangens yderste ende 18 hensigtsmæssigt foretages v.h.a. en boring, der eventuelt kan være gennemgående, i endedelen 18, idet 15 en passende forsænket skrue kan benyttes til at spænde værktøjet sikkert på plads som antydet ved 20 i fig. 4.

Det har vist sig, at den første bøjning 8 i værktøjsskaftet 4 fortrinsvis bør ligge ret tæt ved overfladen af stangenden 18, når værktøjet er monteret og fastspændt. Desuden skal værktøjet fast-20 spændes på en sådan mide, at bøjningsaksen 22 i drivstangen 12 er parallel med hver bøjningsakse i værktøjet ifølge opfindelsen.

Selv om værktøjet og drivelementet ifølge opfindelsen primært er udviklet til brug i forbindelse med rodbehandling af tænder, har det vist sig, at værktøjet ifølge opfindelsen er si effektivt, at det 25 også er velegnet som et egentligt boreinstrument eksempelvis til frembringelse af meget fine huller i knoglevæv eller andet materiale med tilsvarende karakter og hårdhed. En medvirkende årsag hertil er, at der med udstyret ifølge opfindelsen kan overføres forholdsvis store energimængder (eksempelvis 5 watt).

30 35

Claims (6)

1. Værktøj, især til brug ved rensning og tildannelse af '5' tandrodskanaler, og indeholdende en i hovedsagen ret og nålefor met arbejdsdel (2) med en skaftdei (4) til fastspænding i et drivinstrument (12,16) af den type, som er indrettet til sammenkobling med en drivende ultralydsvingningsgenerator, KENDETEGNET ved, AT skaftdelen (4) har i det mindste én bøjning (8) i forhold 10 til arbejdsdelens (2) længdeakse.

2. Værktøj ifølge krav/1 KENDETEGNET ved, AT skaftdelen har en dobbeltbøjning eller en forkrøpning. (8,10)

3. Værktøj ifølge krav 2 KENDETEGNET ved, AT skaftdelens anden og nærmest ved arbejdsdelen liggende bøjning (10) er mere 15 afrundet end skaftdelens første bøjning. (8).

4. Drivinstrument, især til drivning af et værktøj ifølge krav 1, 2 eller 3, og indeholdende et i hovedsagen stangformet drivstykke (12) med en inderste endedel (14,16), som er indrettet til sammenkobling med en ultralydsvingningsgenerator for derved 20 at blive sat i mekaniske længdesvingninger, samt en yderste en dedel (18), der er indrettet og udformet som et hoved med midler (20) til aftagelig montering og fastholdelse af en skaftende (6) af et i hovedsagen nåleformet værktøj, hvilket hoved er udformet til at udføre et særskilt svingningsmønster indeholdende svingnings- 25 komponenter med en hovedretning på tværs af de drivende længde svingninger KENDETEGNET ved, AT hovedet er udformet som en ud-bøjning af drivstangens yderste endedel (18) omkring en bøjningsakse (22) som er vinkelret på hovedretningen for de drivende længdesvingninger.

5. Drivinstrument ifølge krav 4 KENDETEGNET ved, AT der i bøjningsområdet er udformet en lokal formindskelse (24) af driv-stangens (12) materialetykkelse vinkelret på bøjningsaksen (22).

6. Drivinstrument ifølge krav 4 eller 5 KENDETEGNET ved, AT udbøjningsvinklen (B) for drivstangens yderste endedel (18) er 35 afstemt efter værktøjsskaftdelens bøjning (8,10,) med henblik på bortkompensering af resonanser i værktøjet. 40