КОНСТРУКТИВНОЕ РЕШЕНИЕ РАЗНОВЫСОТНОГО КОНТУРА КАНАВКИ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПРИТУПЛЕННЫМИ КРОМКАМИ ДЛЯ ЭНДОДОНТИЧЕСКИХ БУРАВОВ
CONSTRUCTIVE SOLUTION OF MULTI-HEIGHT CONTOUR OF GROOVE WITH VARIABLE DULLED EDGES FOR ENDODONTIC FILES

Дата конвенционного приоритета настоящей заявки 28 июля 2005 г. по предварительной заявке на патент №60/703766, поданной в США.
Область техники, к которой относится изобретение
Эндодонтия является областью стоматологии, которая включает в себя диагностику и лечение патологических состояний корневых каналов зубов. Эндодонтическое лечение зубов с испытывающей девитализацию или девитализированной пульповой тканью требует, чтобы лечащий стоматолог создал отверстие во внутризубном пространстве, называемом пульпарной полостью зуба, из которого пути корневых каналов разветвляются от их устьев в каждый из корней, который держит зуб в челюсти пациента, как показано на фигуре 1. После того как стоматолог проведет небольшие корневые буравы по каждому каналу в зубе до его конечной точки или его верхушечных отверстий, каналы следует подготовить с помощью более крупных буравов, чтобы придать им конические формы с большим диаметром канала на уровне устья и наименьшим диаметром при их верхушечных отверстиях. На фигуре 2 показан 0,02-мм/мм бурав типа K в канале зуба. В типичном наборе буравов типа K конусность каждого бурава равна 0,32 миллиметров на стандартной длине 16 мм стружечных канавок или 0,02 мм конусности на 1 мм длины канавки. Подобную конусность иногда называют стандартной конусностью по ISO (Международной организации по стандартизации). Хотя буравы в данном наборе обладают одинаковой конусностью, они имеют ряд размеров. Размерный номер 25, характеризующий бурав (показанный на верхнем правом участке фигуры 2), означает диаметр бурава у вершины в сотых долях миллиметра, и, следовательно, диаметр бурава на большем конце на 0,32 миллиметра больше, чем данный диаметр при вершине. Полный набор будет содержать буравы с размерами при вершине 06, 08, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130 и 140, при этом для процедур обычно примеряют буравы с размерами от 08 до 60. Некоторые производители осуществляют выпуск с некоторыми полуразмерами или нестандартными размерами.
Формирование корневых каналов стали выполнять с начала 1900 г.г. с помощью ручных буравов из нержавеющей стали, во всех случаях с, по существу, одинаковой, относительно малой (0,2 мм/мм) конусностью, но с разными диаметрами при вершине, что требует множества буравов с разными размерами, многоэтапных процедур и высокого уровня подготовки для получения стабильных результатов. В конце 1980 гг. для изготовления формообразующих буравов с большей конусностью, например, типа показанного на фигуре 3 и описанных в патенте США 5921775, принадлежащем автору настоящей заявки, полностью изменяющих способ формирования корневого канала, стали применять экзотические никельтитановые сплавы, обладающие памятью формы, очень высокой гибкостью и высокой прочностью. Благодаря большей гибкости никельтитанового сплава, чем гибкость нержавеющей стали, буравы с более высокой конусностью способны к изгибу по извилинам, обычно имеющим место в корневых каналах, и благодаря повышенной прочности буравы, выполненные из данного сплава, могут служить в наконечниках для стоматологических бормашин без поломки, которые обычны для буравов из нержавеющей стали.
Данное усовершенствование имело следствием обеспечение более стабильного и более совершенного оформления каналов с помощью меньшего числа инструментов, что требует меньше процедурных этапов, и, следовательно, намного меньше времени, и требует от стоматолога значительно меньшего уровня подготовки и опыта. Однако данные вращательные режущие инструменты создали собственный набор проблем в основном, потому, что они слишком быстро резали стенки корневого канала. Поскольку большинство корневых каналов характеризуются некоторой кривизной по их длине, то главной проблемой проектирования режущих инструментов стали геометрические характеристики их стружечных канавок, поскольку очень важно, чтобы они удовлетворительно врезались в твердую ткань (дентин), из которого выполнены корни, но не были бы столь эффективными при резании дентина, если бы бурав значительно изменял исходную траекторию обрабатываемого канала, как показано на фигуре 5 в виде отклонения канала 49.
Одной из наиболее безопасных созданных конструкций канавок оказалась канавка с притупленной кромкой, предложенная изобретателем Арпайо (Arpaio) (патенте США 4934934), в которой узкий участок первоначальной окружной поверхности конусной никельтитановой заготовки остается нетронутым после того, как для создания режущих кромок вырезаны спиральные пространства канавок, как показано на фигурах 6 и 7. Притупленная кромка уменьшала агрессивное воздействие режущей кромки, когда она составляла нейтральный главный передний угол со стенками канала, подрезаемыми во время формирования, и притупленная кромка, поскольку она скользила по стенке канала, не давала бураву врезаться в канал или перемещать (изменять) траекторию канала. Ширина притупленной кромки может быть разной у разных буравов, что придает инструменту более или менее агрессивную режущую характеристику, или, как описано в патенте 6921775 автора настоящей заявки, ширина притупленной кромки может изменяться по длине бурава от широкого хвостовика к наконечнику бурава.
Когда ширина притупленной кромки увеличивается, она становится безопаснее в контексте предотвращения переноса траектории канала во время процедур формирования, но режет намного медленнее, вследствие чего повышается вероятность поломки из-за циклической усталости, которая накапливается с каждым оборотом бурава в криволинейном канале. Когда притупленную кромку сужают, вероятность поломки снижается, поскольку требуется меньше оборотов для получения намеченной формы, но вероятность изменений траектории криволинейного канала повышается. Когда были изготовлены опытные образцы с притупленными кромками с шириной, которая была узкой на широких хвостовиках буравов и становилась относительно более широкой на конце при вершине, как описано в патенте 6921775 автора настоящей заявки, то буравы резали не намного быстрее, чем буравы с постоянной оптимизированной шириной притупленной кромки по их длине, но перенос в середине корня увеличивался до недопустимых уровней.
Другая проблема, которая возникала во время применения вращательного бурава и снижала эффективность резания, состояла в том, что бурав мог застревать по всей его длине с образованием так называемого «конусного зажима». Конусный зажим аналогичен тому, что происходит, когда лезвие строгающего ножа охватывается по слишком большой его длине. Испытывается сопротивление резанию куска дерева, подлежащего разрезанию. Когда случается конусный зажим, то у врача возникает соблазн усилить давление вниз на бурав, чтобы заставить его врезаться дальше в канал. Однако именно это является главной причиной поломки инструмента. В настоящее время единственным способом врезания дальше в корневой канал после того, как бурав некоторого размера заклинивает из-за конусного зажима, является его извлечение, замена бурава на бурав с меньшей или большей конусностью и повторное введение нового инструмента в канал, в котором он будет зацеплять дентин на меньшей длине, чем вся длина инструмента, и, в результате, продвинется дальше, чем прежний инструмент.
Настоящее изобретение обеспечивает значительное усовершенствование динамического равновесия эффективности резания и выдерживания начальной траектории канала, в частности, когда данные буравы применяют в криволинейных каналах.
Сущность изобретения
В соответствии с изобретением предлагается усовершенствованная геометрия канавки вращательного бурава, которая существенно ослабляет конусный зажим, повышает эффективность резания, а также способствует выдерживанию начальной траектории канала. Это обеспечивается созданием нескольких высот контура и нескольких изменений ширины притупленной кромки вдоль длины бурава. В предпочтительном варианте осуществления новая конструкция инструмента имеет участок с немного заглубленным контуром, т.е. с суженой частью в середине конструкции, и имеет более тонкие притупленные кромки в областях вершины и хвостовика и более широкую притупленную кромку в средней области заглубленного контура.
Краткое описание чертежей
Фигура 1 - сечение зуба в челюсти человека.
Фигура 2 - сечение зуба, показанного на фигуре 1, с изображением известной эндодонтической процедуры.
Фигура 3 - изображение примера известного никельтитанового бурава.
Фигура 4 - изображение известного зажимного приспособления для фиксации бурава.
Фигура 5 - сечение зуба во время процедуры с изображением недопустимого резания стенки канала.
Фигура 6 - изображение в поперечном сечении формы известного устройства.
Фигура 7 - вид сбоку известного устройства, показанного на фигуре 6.
Фигура 8 - вид сбоку бурава, содержащего признаки изобретения.
Фигура 9 - вид сбоку второго варианта осуществления бурава, содержащего признаки изобретения.
Фигура 10 - вид сбоку третьего варианта осуществления бурава, содержащего признаки изобретения.
Фигура 11 - вид сбоку четвертого варианта осуществления бурава, содержащего признаки изобретения.
Подробное описание чертежей
На фигуре 1 изображен зуб 10 человека, образованный эмалью 11, дентином 12, пульпозной полостью 13 и пространством 14 корневого канала, вмещающим пульпу 15 зуба. Зуб внедрен в альвеолярную кость 16, которая покрыта десневой тканью 17.
На фигуре 2 изображен зуб 10 после того как в пульпозной полости 13 подготовлена полость 21 доступа, и после того как корневому каналу 23 придана конусная форма с помощью известного бурава 24.
На фигуре 3 изображен другой известный формообразующий бурав 30 с вершиной 31, хвостовиком 32 и ручкой 33, при этом бурав имеет стружечные канавки 34 и конусный участок 35 с конусностью 38, составляющей 0,08 мм/мм.
На фигуре 4 изображено фиксирующее зажимное приспособление 36 с хвостовиком 32 в качестве альтернативы ручке 33, показанной на фигуре 3.
На фигуре 5 изображен моляр 40 в альвеолярной кости 16 с полостью 21 доступа в пульпозную полость 13, из которой ответвляются корневые каналы 23. В мезиалярном 46 корне сформирован криволинейный канал 23 конусным буравом 24 без притупления кромок канавок, что привело к спрямлению траектории канала 23 мезиалярного корня вплоть до точки перфорации корневой стенки 48. Вблизи перфорации корня показана инфицированная альвеолярная кость 49. Это является распространенным результатом данного неприятного происшествия.
На фигуре 6 представлено поперечное сечение известного бурава 50 с канавками с притупленными кромками, с изображением исходной окружной поверхности проволочной заготовки 51, выреза 52, образующего пространство канавки и оставшейся притупленной кромки 53.
На фигуре 7 представлен вид сбоку бурава 50, показанного на фигуре 6, содержащего вершину 31, хвостовик 32, фиксирующее зажимное приспособление 36, пространства 52 канавок и канавки 53 с притупленными кромками равномерной ширины.
Автор настоящей заявки нашел, что можно создать усовершенствованный вращательный бурав посредством изменения геометрии канавки, что имеет следствием значительное ослабление конусного зажима, повышение эффективности резания и повышенную способность к минимизации или устранению врезания в стенку корня, при выдерживании исходной траектории канала. Известные устройства обладают равномерной конусностью по длине бурава. Усовершенствование, предлагаемое в предшествующем патенте автора настоящей заявки, состояло в изменении ширины притупленной кромки. Для обеспечения дополнительного усовершенствования функционирования набора буравов, описанных в настоящей заявке, создан вращательный бурав, имеющий несколько высот или контуров вдоль длины бурава конуса, а также несколько изменений ширины притупленной кромки вдоль длины бурава. В предпочтительном варианте осуществления новая конструкция инструмента имеет участок с немного заглубленным контуром в середине длины бурава, т.е. суженную часть, и более узкие притупленные кромки при вершине и в области хвостовика бурава, при более широких притупленных кромках в средней области части с суженным контуром.
Немного зауженная «суженная часть» бурава ослабляет конусный зажим вследствие более высокого контура в областях вершины и хвостовика бурава. Использование инструментов с подобной схемой обеспечивает специалиста-практика возможностью применения единственного инструмента для вырезания всех необходимых форм во время процедуры обработки корневого канала вместо ранее требовавшихся от трех до четырех инструментов, каждый из которых имеет отличающуюся конусность.
Описанная геометрия с переменной шириной притупленной кромки обеспечивает более оптимальную эффективность резания благодаря более острым участкам в областях вершины и хвостовика, тогда как более широкая притупленная кромка в средней области бурава предотвращает или минимизирует спрямление криволинейных каналов в их средних точках. Применение описанных буравов показало, что заострение режущих участков при вершине бурава, когда корневые каналы могут быть довольно криволинейными, не создает опасности благодаря, по существу, большей гибкости упомянутого суженного участка бурава, и что заострение режущих участков на более жестком конце хвостовика бурава безопасно по той причине, что участки в области коронки корней являются более толстыми и прямыми, чем области, более близкие к верхушке корневого канала.
На фигуре 8 представлен первый вариант осуществления бурава 70 с канавкой с притупленными кромками, содержащего вершину 31 в конце области 77 вершины, хвостовик 32 и смежный хвостовой участок 79 у конца 71 ручки бурава 70. Средняя область 72 расположена между участком 77 вершины и хвостовым участком 79. Зауженный контур 74 суженной части расположен в средней области 72. Область 77 вершины и хвостовая область 79 содержат канавки 76 с тонкими притупленными кромками, тогда как средняя область 72 содержит канавки 78 с более широкими притупленными кромками.
На фигуре 9 представлен второй вариант осуществления бурава 80 с канавкой с притупленными кромками, содержащего область 81 вершины, промежуточную область 82, охватывающую по длине, приблизительно, от одной четвертой до одной второй расстояния от вершины 31 вдоль снабженной канавкой длины бурава 80, среднюю область 83, охватывающую по длине, приблизительно, от одной второй до трех четвертых расстояния от вершины 31 вдоль снабженной канавкой длины бурава 80, и хвостовую область 84, смежную с хвостовиком 32 бурава 80. Данный вариант осуществления содержит суженные контуры 86 (уменьшение диаметра бурава в сравнении с прямолинейным конусом 38) в промежуточной области 82, средней области 83 и хвостовой области 84 и расширенные контуры 87 (расширение диаметра бурава в сравнении с зауженной областью) на вершине, посередине между промежуточной и средней областями и на хвостовом конце бурава. Данный вариант осуществления содержит также тонкие притупленные кромки 88 канавок в хвостовой области и области вершины и более широкие притупленные кромки 89 в промежуточной и средней областях.
На фигуре 10 представлен третий вариант осуществления, содержащий, в качестве признаков изобретения, бурав 90 без притупленных кромок, содержащий область 91 вершины, среднюю область 92 и хвостовую область 93. Аналогично второму варианту осуществления данный вариант осуществления имеет суженный контур 94 в средней области 92 и расширенный контур 96 в области 91 вершины и хвостовой области 93.
На фигуре 11 показан еще один вариант осуществления, содержащий в качестве признаков изобретения бурав 100 без притупленных кромок. Аналогично варианту осуществления, представленному на фигуре 9, данный вариант осуществления содержит три участка 104 с суженным контуром и участки между ними с контуром 105, расширенным по сравнению со смежными участками.
Выше изобретение показано и описано на примере четырех вариантов осуществления, однако, не следует считать, что изобретение должно ограничиваться представленными вариантами осуществления, которые содержат одну или три зоны с пониженными контурами и концевые и промежуточные области (зоны между участками пониженных контуров) с более высокими контурами. Буравы могут быть сформированы с двумя зауженными контурами или, по меньшей мере, четырьмя областями пониженных контуров (с уменьшенными диаметрами), распределенными по длине бурава. Основная особенность изобретения состоит в том, что, если по длине бурава наложить прямолинейную грань, то будут иметь место пониженные участки, на которых притупленные кромки не контактируют с прямолинейной гранью. Показаны наборы буравов, при этом первый набор имеет широкие притупленные кромки в зоне суженного контура и более тонкие притупленные кромки в зоне приподнятого контура, а второй набор не имеет притупленных кромок. Однако предполагается также возможность, что бурав может быть также изготовлен без притупленных кромок на, по меньшей мере, одном участке и с притупленными кромками на других участках. Типичный бурав, содержащий признаки изобретения, будет иметь контуры с уменьшенным диаметром, суженные от прямой линии, идущей по конусу бурава, на величину от приблизительно 0,0001 дюймов до приблизительно 0,004 дюймов, и данная область суженного контура будет иметь ширину (расстояние по длине бурава) от одной канавки до приблизительно половины снабженной канавками длины бурава. Ширина притупленных кромок канавок также может обычно изменяться от 0 (при отсутствии притупленной кромки) до приблизительно 0,004 дюймов. Однако большие глубина и длина зоны пониженного контура или, при наличии нескольких зон пониженного контура, сумма длин данных зон не выходят за пределы объема изобретения. Применима также притупленная кромка с большей шириной; но, когда дополнительно увеличивают ширину кромки, режущая способность бурава, в общем, понижается.