САМОРЕГУЛИРУЮЩИЙСЯ ИНСТРУМЕНТ
SELF-REGULATING INSTRUMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области инструментов. В частности, настоящее изобретение относится к инструменту для чистки и/или придания формы, и/или расширения канала, существующего внутри твердого объекта или продолжающегося через него.
Уровень техники
Существует множество ситуаций, в которых требуется использовать инструмент для чистки и/или придания формы, и/или расширения канала, который существует в твердом объекте или продолжается через него. Один из лучших примеров, иллюстрирующих проблемы и недостатки предшествующего уровня техники, можно найти в области стоматологических инструментов, в частности, при проведении процедур с корневым каналом зуба. Процедура с корневым каналом зуба представляет собой одну из наиболее сложных задач для хирурга-стоматолога. Лечение корневого канала зуба состоит из двух этапов: (а) придание формы, чистка и расширение корневого канала и (b) закрывание пространства канала. Первый этап направлен на удаление всех остатков тканей, придание формы пространству канала и его дезинфекцию, в то время как второй этап направлен на герметизацию корневого канала и предотвращение его повторного загрязнения. Невозможность обеспечить любую из этих целей может привести к постоянному апикальному периодонтиту, связанному с резорбцией периапикальной кости и временному или хроническому нагноению.
В самом простом случае, когда канал является относительно прямым и имеет относительно однородное круглое поперечное сечение, работу выполняют, начиная с использования инструмента (известного как стоматологический каналорасширитель) с малым диаметром и с последующей заменой его последовательностью каналорасширителей с все большим диаметром, до тех пор, пока не будет получен желательный конечный диаметр канала. Если канал не является прямым, использование обычных каналорасширителей из нержавеющей стали, вероятно, приведет к плохому качеству лечения. В случаях, когда кривизна не слишком велика, можно использовать каналорасширители из никель-титанового сплава, адаптирующиеся к продольной кривизне канала, что позволяет достичь лучших результатов; однако существующие каналорасширители из никель-титанового сплава не могут адаптироваться к изменениям формы или диаметра канала, поэтому необходимо использовать последовательность каналорасширителей для чистки канала, как в случае с каналорасширителями из нержавеющей стали. Также использование каналорасширителя любого существующего типа в канале, имеющем неоднородное или некруглое поперечное сечение, приводит к тому, что канал будет либо не полностью очищен, либо будет иметь одно круглое поперечное сечение, однородный диаметр которого имеет, по меньшей мере, такой же размер, как и максимальная ширина исходного канала.
Анатомия зуба показана на фиг.1. Топографически зуб 1 разделен на два участка. Коронка 2, покрытая эмалью 4, представляет собой видимую часть зуба. Корень 3 находится под деснами и фиксирует зуб на месте в кости челюсти. В пределах дентина 6, который содержит основную массу зуба, расположена полость 5 коронки зуба и один или больше корневых каналов 7, причем оба они заполнены пульпой 8.
На фиг.2А - 2С представлены основные этапы процедуры обработки корневого канала. На первом этапе (показан на фиг.2А) часть коронки удаляют и пульпу вычищают из полости коронки зуба. На втором этапе (фиг.2В) расширяют отверстия корневых каналов. Затем (фиг.2С) системе канала придают форму, его очищают и расширяют, удаляя все частицы пульпы и инфицированные ткани. На последнем этапе (не показан на чертежах) чистые и дезинфицированные корневые каналы закрывают.
Ошибки эндодонтии случаются гораздо чаще, чем их признают стоматологи. Обычно публикуемое процентное отношение успешных операций, главным образом, основано на исследованиях, выполненных обучающими институтами и/или стоматологами, работающими в области эндодонтии. Однако открытые для общественности исследования показывают, что в совокупности до 58% эндодонтнчески обработанных зубов обнаруживали повреждение периапикальных тканей зубов (1).
Вероятнее всего, это свидетельствует о плохом качестве лечения (1); однако, такой результат также может представлять основной недостаток в общепринятом подходе к лечению корневых каналов. Обычно считается, что корневые каналы имеют постепенно сужающийся диаметр с круглым поперечным сечением (фиг.3А). Это справедливо для большей части верхних передних зубов, однако такое представление далеко от действительности во множестве случаев малых коренных зубов и больших коренных зубов. В этих случаях часто встречаются корневые каналы зубов в форме ленты, с плоским поперечным сечением (фиг.3В) (2). Плоская форма этих каналов находится в щечно-язычной плоскости, не видна на рентгеновском снимке и обычно имеет максимальную ширину на расстоянии 5 мм от вершины. Такая анатомия в особенности выражена во вторых верхних малых коренных зубах, в дистальных каналах нижних больших коренных зубов, а также во многих клыках и нижних резцах. Кроме того, каналы с поперечным сечением каплевидной формы (фиг.3С) часто встречаются в корнях, которые имеют два канала, таких как средние корни нижних больших коренных зубов, а также в верхних первых малых коренных зубах и во множестве медиально-щечных корней верхних больших коренных зубов. Тот факт, что все эти анатомические вариации не видны на обычных периапикальных рентгеновских снимках, является одной из причин общего неправильного представления и являются основным препятствием в достижении цели высококачественного эндодонтического лечения.
Традиционный общий подход чистки, расширения и придания формы корневым каналам состоит в использовании ручных каналорасширителей, имеющих круглое поперечное сечение и стандартизированную цилиндро-коническую форму. Последовательное использование каналорасширителей с увеличивающимся диаметром, с поочередной промывкой антисептическим раствором приводит к получению канала, в который, в конце концов, может быть установлен цилиндро-конический гуттаперчевый конус с верхней части канала и который можно использовать как "мастер-конус". При этом предполагается, что апикальная часть канала будет герметизирована при использовании соответствующего пастообразного уплотнителя и вспомогательных конусов. Обычная процедура чистки, расширения и придания формы разработана так, чтобы адаптировать верхушечную часть корневых каналов к форме этих стандартизированных мастер-конусов.
Такая общая концепция основана на изображении корневого канала с круглым поперечным сечением, которое можно постепенно расширять с помощью круглых каналорасширителей до формы стандартизированного мастер-конуса. Хотя такой подход пригоден для передних зубов, в случае его применения во многих задних корневых каналах он часто может приводить к неудаче. Чистка, расширение и придание формы плоскому корневому каналу с помощью круглых каналорасширителей часто оставляет остаточные щечные и/или язычные выемки вдоль поверхности шлифования корневого канала без изменений и полные остатков тканей, бактерий или и тех, и других (3, 4). Это неизбежно приводит к неудаче. Проведенные недавно исследования показали, что данная проблема встречается намного чаще, чем считалось ранее (2, 3).
При использовании традиционных ручных каналорасширителей из нержавеющей стали некоторые из таких выемок неизбежно будут очищены только частично. На фиг.4 показан набор К-каналорасширителей из нержавеющей стали. Необходим большой опыт для выбора правильной длины и диаметра при очистке канала от верхней части до его основания. Когда корневой канал изгибается, следовать кривизне можно только путем увеличения диаметра канала. Эта проблема иллюстрируется на фиг.5А. Если кривизна канала становится слишком большой, обычно рядом с вершиной канала, тогда возникает одна из двух нежелательных ситуаций. Первая, показанная на фиг.5В, состоит в том, что процесс заканчивают, в результате чего в канале образуется выступ и остаются осколки в невыпеченной нижней части канала. Вторая альтернатива, показанная на фиг.5С, возникает, когда процедуру продолжают до перфорации зуба, в результате чего также получают фальшивый канал или расширение верхней части. Другая основная трудность, возникающая при лечении корневого канала, показана на фиг.5D, - если один из твердых каналорасширителей ломается и его нельзя извлечь, что случается достаточно часто, тогда лечение корневого канала будет неудачным, и такой зуб обычно удаляют.
Ручные инструменты из нержавеющей стали в настоящее время постепенно заменяют никель-титановыми ротаторными каналорасширителями. Как и в случае К-каналорасширителей, современные никель-титановые ротаторные каналорасширители применяют с использованием последовательности инструментов с постепенно увеличивающимся диаметром, но, в отличие от каналорасширителей из нержавеющей стали, они обладают способностью продольной адаптации к форме канала. Никель-титановые ротаторные каналорасширители являются более эффективными и позволяют оператору заканчивать лечение несколько быстрее. К сожалению, эта эффективность имеет свою цену: подготовленный канал имеет идеальное круглое поперечное сечение, и чистка выемок в плоских и каплевидных каналах при этом не выполняется.
Понимание приведенной выше проблемы привело некоторых профессионалов к необходимости рассмотреть возможность дальнейшего расширения верхней части канала до диаметра, который будет включать плоские оставшиеся части. Подготовка корневого канала путем расширения для корневых каналов, имеющих круглую, плоскую и каплевидную форму поперечного сечения, схематично показана на фиг.6А, 6В и 6С соответственно. Такое расширение нельзя безопасно выполнить в изогнутых корневых каналах с использованием традиционных инструментов из нержавеющей стали из-за их жесткости (3). Ротаторные никель-титановые каналорасширители позволяют увеличивать изогнутые каналы в срединном корне нижнего большого коренного зуба для установки гуттаперчевого мастер-конуса №45-50. Однако такой подход имеет два недостатка: он часто приводит к нежелательному излишнему локальному истончению остаточной стенки (2) корневого канала или к использованию одноконусного заполнения корневого канала в верхушечной трети канала. Первое может привести к повышенной частоте раскола вертикального корня зуба, в то время как второй был давно признан неприемлемым из-за его плохих возможностей герметизации. Кроме того, во многих случаях диаметр, требуемый, чтобы он действительно включал в себя выемки, является настолько большим, что приводит к перфорации стенки (2) канала (см. фиг.6В и 6С).
Проблема чистки, расширения, придания формы и герметизации корневых каналов с некруглым поперечным сечением в настоящее время не имеет адекватного, эффективного решения.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в создании инструмента, который позволяет изменять свой внутренний объем, контур или оба эти параметра во время использования при очистке и придании формы, и/или расширения канала, существующего внутри твердого объекта или продолжающегося через него, для подгонки собственной формы инструмента к трехмерному контуру канала.
Другая задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического каналорасширителя, который позволяет проводить очистку и придание формы, и расширение корневых каналов, имеющих круглое и/или некруглое поперечное сечение.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического каналорасширителя, контур которого изменяется во время использования, что позволяет использовать один каналорасширитель для всей процедуры, проводимой с корневым каналом.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического инструмента, который является достаточно гибким, что позволяет ему продольно адаптироваться к кривизне корневого канала вплоть до его верхнего конца.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического инструмента, с помощью которого антисептический раствор можно постоянно подавать в корневой канал во время работы.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического каналорасширителя, который имеет существенно большую долговечность и прочность, чем существующие инструменты, используемые для лечения корневого канала.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического каналорасширителя, при использовании которого требуется существенно меньшее время для лечения корневого канала, чем с помощью существующих инструментов.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании эндодонтического инструмента, который значительно проще использовать и который имеет значительно более короткую кривую обучения, чем существующие инструменты, используемые для лечения корневого канала.
Другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут понятны из следующего описания.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных вариантов выполнения и может применяться во многих областях, в которых требуется производить чистку и/или придавать форму, и/или расширять канал, существующий в твердом объекте или продолжающийся через него. Примеры таких вариантов применения можно найти, например, в таких существенно отличающихся областях техники, как бурение нефтяных скважин, хирургия зубов и обработка материалов. Для лучшей иллюстрации множества преимуществ инструмента в соответствии с настоящим изобретением, по сравнению с существующими инструментами, был выбран один конкретный вариант выполнения изобретения, предназначенный для использования при лечении корневого канала зуба, - один из наиболее сложных вариантов применения инструментов этого типа, в качестве иллюстративного и не ограничивающего примера, который будет описан здесь.
Предпочтительный вариант выполнения эндодонтических инструментов в соответствии с изобретением, известных здесь как СРК (SAF, саморегулирующийся каналорасширитель), представляет собой инструмент из никель-титанового сплава уникальной саморегулирующейся конструкции. СРК имеет исходное круглое поперечное сечение, в которое он всегда стремится возвратиться под действием сверхэластичных свойств, которые ему приданы. Одновременно это свойство в комбинации с уникальной структурой инструмента обеспечивает чрезвычайную способность самостоятельной адаптации к форме стенок канала. При вставке в узкий канал он будет иметь более узкий контур, чем его исходный контур, который будет постепенно увеличиваться при использовании, позволяя, таким образом, применять его в качестве единственного инструмента для всего лечения корневого канала. Перемещение инструмента в соответствии с изобретением в корневом канале, предпочтительно, путем вращения инструмента, но в случае необходимости путем перемещения его вперед и назад в направлении, по существу, параллельном продольной оси канала, или путем приложения к нему вибрации, приводит к удалению слоя со всех внутренних поверхностей канала, к которым он самостоятельно адаптируется, постепенно стремясь вернуть свою исходную круглую форму. Инструмент, таким образом, обеспечивает идеальное придание формы, расширение и чистку без нежелательного локализованного утончения стенки корня.
Уникальная конструкция инструмента позволяет его адаптировать как в продольном, так и в поперечном сечении таким образом, что он следует исходной трехмерной форме корневого канала. При этом канал с круглым поперечным сечением будет расширен как круглая форма, в то время как плоский канал будет увеличен в виде плоского канала с большими размерами. Даже самые тонкие каналы, с каплевидным поперечным сечением, по существу, сохраняют свою исходную форму. Кроме того, конструкция инструмента позволяет получать различные формы и размеры вдоль длины канала, обеспечивая, таким образом, эффективную очистку всего канала без излишнего расширения стенок канала. Способ в соответствии с предшествующим уровнем техники, в котором выполняют избыточное расширение корневых каналов для того, чтобы включить во внутренний диаметр отверстия плоские или каплевидные выемки, таким образом, становится ненужным.
Благодаря специальной открытой и/или полой конструкции в корневой канал можно постоянно подавать антисептический раствор во время работы, что позволяет сэкономить ценное время и улучшить процедуру санитарной обработки и дезинфекции полости. Постоянный поток также увеличивает эффективность заполнения и предотвращает засорение канала дентиновой грязью и осколками.
Структурная конструкция саморегулирующегося каналорасширителя в соответствии с изобретением обеспечивает наивысшую эластичность. В экстремальном случае поломки инструмента и разрывов внутри канала можно использовать специально разработанные экстракторы с тем, чтобы легко удалить отделившуюся часть СРК, независимо от того, в каком положении или на какой глубине отколовшаяся часть осталась в корневом канале.
В первом аспекте настоящего изобретения предложен инструмент, предназначенный для чистки и/или придания формы, и/или расширения канала, который существует в твердом объекте или продолжается через него. Инструмент в соответствии с изобретением отличается тем, что его внутренний объем, контур или оба эти параметра изменяются во время использования для придания ему формы трехмерного контура указанного канала. В частности, форма периметра инструмента регулируется во время использования так, чтобы она соответствовала периметру локального поперечного сечения канала в каждой радиальной плоскости, расположенной вдоль длины инструмента, который вставлен в канал.
Инструмент в соответствии с настоящим изобретением может быть изготовлен из сверхэластичного материала и материала, который либо обладает свойствами памяти формы, либо был обработан таким образом, чтобы придать ему такие свойства. В предпочтительном варианте выполнения инструмент в соответствии с изобретением изготовлен из никель-титанового сплава.
Предпочтительно один инструмент вставляют в канал и используют для всей процедуры чистки и/или придания формы, и/или расширения канала до того, как он будет извлечен. В некоторых вариантах применения используют более чем один каналорасширитель для чистки и/или придания формы, и/или расширения канала. Если инструмент ломается внутри канала, отломавшийся кусочек можно вытянуть из канала без повреждения объекта, содержащего канал.
В предпочтительном варианте выполнения инструмента в соответствии с изобретением его корпус состоит из одного или больше продольных элементов и одного или больше элементов, расположенных на внешней окружности. Продольный элемент и элементы внешней окружности могут иметь трехмерную форму, выбранную из группы, содержащей: элементы в форме лезвия, в форме многоугольной призмы, в форме стержня, изогнутой формы и круглой формы. Форму поперечного сечения продольных элементов и элементов, расположенных на внешней окружности, можно выбирать из группы, содержащей многоугольную, круглую и изогнутую формы. Продольные элементы и элементы внешней окружности могут быть прямыми или изогнутыми. В предпочтительном варианте выполнения количество продольных элементов, по меньшей мере, равно единице, и элементы внешней окружности распределены вдоль продольной оси указанного инструмента. В другом варианте выполнения количество продольных элементов составляет, по меньшей мере, один, и элементы внешней окружности распределены вдоль продольной оси инструмента. Элементы внешней окружности в данной радиальной плоскости образуют локальную форму поперечного сечения инструмента.
В предпочтительном варианте выполнения инструмента в соответствии с изобретением продольные элементы и элементы внешней окружности образуют трехмерную форму инструмента. Эта форма представляет собой тело с пустым пространством, окружающим продольную ось и ограниченным радиальной стенкой, имеющей структуру типа открытой решетки.
В предпочтительном варианте выполнения инструмента в соответствии с изобретением, по меньшей мере, часть внешней поверхности инструмента выполнена или модифицирована таким образом, что она позволяет инструменту удалять материал со стенки канала при возникновении относительного движения между инструментом и стенкой. Относительное движение может быть вращательным, поступательным, вибрационным или может представлять комбинацию двух или больше из этих типов движения. В одном варианте выполнения, по меньшей мере, часть внешней поверхности инструмента покрыта покрытием из абразивного материала, который может представлять собой, например, алмазный порошок, нитрид титана или карбид вольфрама. В других вариантах выполнения, по меньшей мере, часть внешней поверхности инструмента в соответствии с изобретением загрублена, содержит множество мелких зубцов или содержит режущую кромку.
Предпочтительно, жидкость может протекать в канал, и/или обломки, образующиеся в результате чистки и/или придания формы, и/или расширения, можно удалять из канала, в то время как инструмент в соответствии с изобретением вставлен и работает в канале. Жидкость может протекать, и/или обломки можно удалять через внутреннюю полость инструмента, и/или в других вариантах выполнения через пространство между стенкой канала и внешней поверхностью инструмента.
В предпочтительных вариантах выполнения инструмента в соответствии с изобретением однородное количество материала удаляют со стенки канала вдоль всей длины вставки инструмента в канале во время процедуры чистки и/или придания формы, и/или расширения канала. В других вариантах выполнения инструмент может быть выполнен таким образом, что разное количество материала будет удаляться со стенки канала в разных местах вдоль длины вставки инструмента. Инструмент в соответствии с изобретением может быть вставлен в канал таким образом, что он будет продолжаться через всю длину или только через участок всей длины канала.
В предпочтительных вариантах выполнения инструмента в соответствии с изобретением форма поперечного сечения канала вдоль всей длины вставки инструмента после процедуры чистки и/или придания формы, и/или расширения канала, по существу, остается такой же, какой она была перед процедурой.
Другой вариант выполнения инструмента в соответствии с изобретением содержит длинный узкий баллон, который вставляют в канал и затем надувают.
Предпочтительные варианты выполнения инструмента в соответствии с изобретением представляют собой эндодонтические каналорасширители. В этом случае канал представляет собой корневой канал, и чистка и/или придание формы, и/или расширение канала содержит этапы чистки, придания формы и расширения в ходе процедуры обработки корневого канала.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ использования инструмента в соответствии с изобретением для чистки и/или придания формы, и/или расширения канала, который существует в твердом объекте или продолжается через него. Способ содержит следующие этапы:
- вставки инструмента в канал;
- создания относительного движения между инструментом и стенкой канала;
- в случае необходимости, удаления осколков, получающихся в результате чистки и/или придания формы, и/или расширения из канала, в то время как выполняют относительное движение;
- в случае необходимости, подачи жидкости в канал во время выполнения относительного движения; и
- удаления инструмента из канала после завершения чистки и/или придания формы, и/или расширения.
В случае, когда инструмент в соответствии с изобретением представляет собой эндодонтический каналорасширитель, способ чистки и/или придания формы, и/или расширения корневого канала содержит следующие этапы:
- вставки каналорасширителя в корневой канал;
- придания движения каналорасширителю относительно стенки корневого канала;
- в случае необходимости, удаления осколков, получающихся в результате чистки, придания формы и расширения, из корневого канала, в то время как каналорасширитель передвигается по отношению к стенке корневого канала;
- в случае необходимости, подачи жидкости в корневой канал, в то время как каналорасширитель передвигается по отношению к стенкам корневого канала; и
- удаления каналорасширителя из корневого канала по окончании чистки, придания формы и расширения.
Все приведенные выше и другие характеристики и преимущества изобретения будут более понятны из следующего иллюстративного и не ограничительного описания предпочтительных вариантов его выполнения, со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана анатомия зуба.
На фиг.2А-2С представлены основные этапы процедуры обработки корневого канала.
На фиг.3А-3С представлены корневые каналы, имеющие различную форму поперечного сечения.
На фиг.4 показан набор К-каналорасширителей из нержавеющей стали.
На фиг.5А-5D показана одна из проблем, возникающих при использовании каналорасширителей предшествующего уровня техники, при лечении корневого канала.
На фиг.6А-6С показаны этапы, в соответствии с предшествующим уровнем техники, подготовки корневых каналов, имеющих различную форму поперечного сечения.
На фиг.7А, 7В и 7С показаны соответственно вид в перспективе, вид спереди и развернутый вид инструмента в соответствии с изобретением.
На фиг.8А и 8В показаны виды поперечного сечения инструмента в соответствии с изобретением перед его вставкой в корневой канал и внутри канала каплевидной формы, соответственно.
На фиг.9А, 9В и 9С схематично показано препарирование корневого канала с использованием саморегулирующегося инструмента в соответствии с изобретением для корневых каналов, имеющих круглую, плоскую и каплевидную форму поперечного сечения соответственно.
На фиг.10 показано, как инструмент в соответствии с изобретением адаптирует свою форму по мере его вставки в верхний конец корневого канала.
На фиг.11А-11F показаны поперечные сечения примеров различных вариантов выполнения инструмента в соответствии с изобретением.
Подробное описание изобретения
Обычно каналы, которые требуется расширить и/или чистить, и/или придать форму с помощью инструментов в соответствии с изобретением, являются относительно длинными и узкими. Эти каналы будут описаны ниже относительно одной "продольной оси", которая представляет собой линию, образованную местами положения центральных точек канала вдоль его длины и множества "радиальных осей", в которых каждая такая радиальная ось определена линией, начинающейся в точке на продольной оси и перпендикулярной продольной оси в этой точке. Поворот заданной радиальной оси вокруг ее исходной точки определяет локальную "радиальную плоскость". Направление, по существу, параллельное продольному направлению, известно как "продольное направление", и направление, по существу, параллельное одной из радиальных осей, известно как "радиальное направление". Поскольку инструмент в соответствии с изобретением соответствует по форме каналу, аналогичная терминология будет использоваться для описания основных осей инструмента.
Инструмент в соответствии с изобретением может быть вставлен в канал полностью до конца канала или только частично, и в этом случае только часть канала будет расширена и/или ей будет придана форма, и/или она будет очищена. Длина инструмента, который вставляют в канал, известна как "длина вставки", и этот термин также обозначает глубину канала, который обрабатывают с помощью инструмента.
В качестве иллюстрации, но не ограничения, ниже будет описан пример инструмента в соответствии с вариантами выполнения изобретения эндодонтического каналорасширителя, предназначенного для лечения корневого канала.
Предпочтительный вариант выполнения эндодонтического инструмента в соответствии с изобретением, известного здесь как СРК (саморегулирующийся каналорасширитель), представляет собой ротаторный никель-титановый инструмент уникальной конструкции. Хотя существующие ротаторные каналорасширители требуется использовать как последовательность инструментов с постепенно увеличивающимся диаметром, СРК используют как один инструмент для всей процедуры. При вставке его в узкий канал, номинальный диаметр которого меньше, чем собственный номинальный диаметр инструмента, он сжимается, его свойство сверхэластичности позволяет ему самостоятельно адаптироваться к форме поперечного сечения стенок канала в каждой радиальной плоскости вдоль продольной оси канала. Вращаясь в канале, инструмент удаляет ткань и осколки из канала и стенок канала. Поскольку осколки удаляют со стенок канала, свойство сверхэластичности СРК обеспечивает его постепенное расширение с течением времени в радиальном направлении при постоянном поддержании контакта со стенкой канала в каждой точке. Таким образом, материал однородно удаляют с дентиновых стенок зубного канала до тех пор, пока не будет получен требуемый номинальный диаметр.
Предпочтительный вариант выполнения СРК показан, соответственно, в виде в перспективе, в виде спереди и в развернутом виде на фиг.7А, 7В и 7С. СРК 10 изготовлен из никель-титанового сплава (Нитинол), и изначально ему придают цилиндрическую форму. Стенки верхнего конца шейки 12 выполнены цельными, и их либо захватывают ручкой зубоврачебного инструмента, либо их прикрепляют к ручке для использования вручную. Основная часть корпуса СРК представляет собой открытую структуру сетчатого типа, изготовленную из продольных элементов 14, которые продолжаются по длине инструмента от шейки до кончика 16, и коротких элементов 18 на внешней окружности, которые соединяют соседние продольные элементы. В предпочтительном варианте выполнения, показанном на чертежах, представлены четыре продольных элемента, и элементы внешней окружности, которые в их недеформированном состоянии представляют собой дуги круга. В радиальной плоскости, содержащей элементы внешней окружности, элементы внешней окружности, которые располагаются в этой плоскости, определяют форму поперечного сечения инструмента в этой плоскости. Как элементы внешней окружности, так и продольные элементы имеют плоское прямоугольное поперечное сечение в форме лезвия. После изготовления цилиндр из Нитинола удерживают в форме и подвергают тепловой обработке для придания ему свойства памяти формы при изменении его формы на цилиндроконическую.
Поверхности инструмента в соответствии с изобретением, которые находятся в контакте со стенками канала, обрабатывают определенным образом, что позволяет с их помощью удалять материал со стенки при вращении инструмента. Один из возможных вариантов обработки состоит в покрытии поверхности абразивным материалом, таким как, например, алмазный порошок, нитрид титана и карбид вольфрама, который удаляет дентин из стенки канала в результате трения при вращении СРК, очищая, таким образом, и увеличивая внутреннюю полость корневого канала, В других вариантах выполнения поверхности, находящиеся в контакте со стенкой канала, могут быть изготовлены с шероховатой поверхностью, содержащей, например, многочисленные небольшие зубцы, как на поверхности каналорасширителя или рашпиля. В качестве альтернативы эти поверхности могут содержать режущую кромку, аналогичную кромке сверла. В некоторых вариантах выполнения инструмента в соответствии с изобретением поверхности, находящиеся в контакте со стенкой канала, могут быть выполнены относительно гладкими, и в канал можно подавать абразивную суспензию так, что она будет захвачена между инструментом и стенкой.
Материал, соскабливаемый со стенки канала, передают через отверстия в сетчатой структуре корпуса СРК в полое внутреннее пространство, из которого его можно легко удалять путем промывки или отсасывания, без остановки вращения инструмента или без необходимости извлечения инструмента из корневого канала. В других вариантах выполнения осколки также можно удалять через промежуток между стенкой канала и инструментом. Конструкция позволяет пропускать жидкости, такие как антисептические или физиологические растворы, в непрерывном потоке в корневой канал или через центр инструмента, или между внешней поверхностью инструмента и стенкой канала, во время работы инструмента, экономя, таким образом, дорогостоящее время и улучшая процедуру удаления осколков и дезинфекции. Постоянный поток также увеличивает эффективность шлифования и предотвращает засорение канала дентиновой грязью и осколками. Другое преимущество полой структуры СРК состоит в том, что в экстремальном случае поломки инструмента и отделения его внутри канала отделившуюся часть инструмента в соответствии с изобретением можно легко и безопасно удалить, используя специально разработанные экстракторы, независимо от того, в каком положении находится отломившаяся часть инструмента в корневом канале.
После того, как часть коронки будет удалена, и пульпа зуба будет вычищена из полости коронки зуба, будет получен достаточный доступ к каналу, СРК вводят в корневой канал. По мере того, как инструмент проталкивают в канал, его сверхэластичность позволяет направлять его до верхнего конца корневого канала так, что он следует по пути наименьшего сопротивления (через пульпу, а не через гораздо более твердый дентин). Никель-титановые каналорасширители предшествующего уровня техники также могут адаптироваться к форме канала в продольном направлении, но они не позволяют изменять их объем и контур как инструмент СРК. Кроме того, твердая структура каналорасширителей предшествующего уровня техники делает их менее гибкими, чем структура СРК в виде полой решетки. На фиг.10 показан СРК, адаптирующий свою форму по мере его вставки вплоть до верхнего конца корневого канала,
Инструмент теперь перемещают относительно стенок корневого канала для выполнения процессов чистки, расширения и придания формы. Такое движение может быть: продольным, то есть инструмент можно перемещать вверх и вниз внутри канала; вращательным; вибрационным, то есть на инструмент можно подавать вибрацию путем соединения его, например, с ультразвуковым преобразователем, или быть комбинации этих движений. В предпочтительном варианте выполнения изобретения СРК вращают вручную или с помощью зубоврачебной рукоятки. Во время вращения инструмента свойство сверхэластичности СРК поддерживает прижим его элементов к стенке корневого канала во всех радиальных плоскостях вдоль длины инструмента.
На фиг.8А и 8В показаны виды в поперечном сечении инструмента в соответствии с изобретением снаружи и внутри, каплевидного корневого канала, соответственно. Виды в поперечных сечениях, показанные на фиг.8А и 8В, представлены в радиальных плоскостях, в которых расположена каждая такая радиальная плоскость, и содержит один набор элементов внешней окружности. Поскольку ось СРК, по существу, располагается на продольной оси канала, каждая плоскость пересекает стенки канала под прямым углом. Периметр СРК в каждой из этих плоскостей составлен из восьми сегментов: 14а-14d продольных элементов и 18а-18d элементов внешней окружности. Материал и структура СРК имеют три свойства, которые позволяют ему выполнять требуемую функцию. Во-первых, сверхэластичность сплава позволяет получить изготовленное из него устройство чрезвычайно гибким, которое может деформироваться так, чтобы соответствовать форме канала в положении, в котором оно расположено. Во-вторых, диаметр исходной цилиндроконической формы инструмента больше, чем диаметр канала. Поэтому внутренняя напряженность, образующаяся в сплаве в результате деформации во время контакта со стенками канала при вращении инструмента, и свойство сверхэластичности придают инструменту тенденцию возврата в его исходную цилиндроконическую форму. Внутренняя сила, прикладываемая в результате такой тенденции возврата к исходной форме, постоянно прижимает элементы устройства к внутренней стенке канала. В-третьих, каждый элемент, изготовленный из сверхэластичного сплава, имеет свойство, в соответствии с которым внутри него возникает напряжение/деформации, вплоть до 8%-10% от его исходной формы, в зависимости от точного состава сплава, обеспечивая, таким образом, увеличение внутреннего объема СРК с течением времени и поддержание постоянного контакта его элементов со стенками, даже при постоянном удалении материала из них. Поскольку инструмент вращается, каждый из элементов 18а-18d на внешней окружности изменяется по длине и по форме, независимо друг от друга, таким образом, обеспечивается соответствие инструмента локальной форме стенки канала.
Тот факт, что внешняя окружность инструмента разделена на четыре элемента, каждый из которых может независимо изменять форму, придает СРК степень гибкости, способность адаптации к форме корневого канала и способность расширять свой размер, которые выходят далеко за пределы возможностей существующих каналорасширителей. Эти свойства могут быть дополнительно повышены путем построения инструмента с большим количеством периферийных элементов, однако в этом случае повышенная гибкость и т.д. будет обеспечена за счет прочности устройства.
Таким образом, в показанной плоскости при вращении инструмента форма его поперечного сечения постоянно изменяется в соответствии с формой стенки канала, и длина внешней окружности устройства в этой плоскости постоянно увеличивается по мере удаления материала со стенки. Это можно сравнить с ситуацией, возникающей при использовании существующих каналорасширителей, в которых форму канала изменяют так, чтобы она соответствовала форме каналорасширителя, и при этом каналорасширители необходимо постоянно заменять на каналорасширители большего диаметра для чистки, расширения и придания формы каналу.
Приведенное выше описание применимо для каждого последовательного набора элементов внешней окружности, расположенных в разных радиальных плоскостях вдоль длины инструмента. Адаптация к локальной форме канала и изменениям контура и длины элементов внешней окружности, которые составляют каждый последовательный набор, по существу, не зависит от соседних элементов. Такое поведение объясняет, как инструмент в соответствии с изобретением может работать в описанной выше обычной ситуации, когда канал сужается вдоль большой части его длины и затем становится более широким рядом с верхним кончиком с последующим сужением. Поскольку инструмент перемещают (вращают) как один модуль, количество материала, удаляемого со стенок канала, которое, в основном, зависит от продолжительности вращения инструмента, будет, по существу, постоянным вдоль всей длины участка инструмента, который вставлен в канал.
Практически во всех случаях диаметр корневого канала отклоняется от его среднего диаметра так, что в соответствии с изобретением можно разработать такой инструмент, который обеспечит возможность использования одного инструмента для чистки всей длины канала. В предпочтительных вариантах выполнения изобретения внешняя поверхность инструмента обрабатывают однородно, что обеспечивает возможность удаления материала со стенок, и в этом случае, по существу, одинаковое количество материала удаляется со стенок канала в каждой радиальной плоскости вдоль всей длины инструмента. Однако специалисты в данной области техники знают, как можно разработать и обработать инструмент, чтобы обеспечить неоднородное удаление материала в разных положениях вдоль длины канала, если такой результат требуется для конкретных вариантов применения. На основе статистической информации, относящейся к размерам корневых каналов большого количества зубов, для инструмента в соответствии с изобретением можно определить одну номинальную ширину. Однако может оказаться предпочтительным создать инструменты, имеющие несколько разных номинальных диаметров, например с малым диаметром для узкого канала и с большим диаметром для широких каналов. В любом случае после выбора инструмента с правильным размером всю процедуру очистки, расширения и придания формы затем выполняют, используя только тот инструмент, который, будучи однажды вставленным в канал, вынимают только по окончании процедуры. Следует отметить, что в некоторых случаях канал, обрабатываемый с помощью инструмента в соответствии с изобретением, может иметь исключительно широкий диапазон изменения поперечного сечения, и в этом случае для придания формы, расширения и чистки всего канала потребуется использовать более чем один инструмент с разным номинальным диаметром.
Подготовка корневого канала с использованием саморегулирующегося инструмента в соответствии с изобретением схематично показана на фиг.9А, 9В и 9С для корневых каналов, имеющих поперечное сечение круглой, плоской и каплевидной формы, соответственно. На чертежах показаны последовательности изображений, представляющие этапы чистки и придания формы, и этап расширения в ходе процедуры. На изображениях представлена последовательность от необработанного корневого канала слева, до канала в конце процедуры, показанного справа. На чертежах можно видеть, что при вращении СРК удаляют относительно однородный слой со всех внутренних поверхностей стенки канала, и поэтому окончательная форма очищенного канала (правое изображение) очень близка к форме исходного канала. Придание формы и расширение выполняют путем удаления минимального количества стенки канала, и поэтому не образуется локализованное утончение стенки корня, как в случае предшествующего уровня техники (см. фиг.6В и 6С). При использовании СРК для чистки корневого канала номинальный диаметр и форма канала в каждой радиальной плоскости вдоль его длины сохраняются. Другими словами канал, которому была придана форма и который был очищен, не имеет, по существу, круглого поперечного разреза, имеющего однородную плоскость поперечного сечения вдоль всей его длины, как в случае предшествующего уровня техники.
Придание формы, расширение и чистка корневого канала с использованием одного инструмента, при одновременной промывке в постоянном потоке антисептического раствора, может существенно сократить время лечения. Кроме того, придание формы и чистка корневого канала с использованием одного инструмента устраняют необходимость выполнения оператором сложных и искусных блок-схем последовательности операций при выполнении простой процедуры лечения одного корневого канала, как требуется при использовании современных ведущих систем с ротаторным каналорасширителем.
Способы использования размягчаемой теплом гуттаперчи можно легко адаптировать для закупоривания подготовленного корневого канала, полученного с помощью инструмента в соответствии с изобретением.
Возможно множество вариаций в выборе материалов и, в частности, в конструкции устройства. Например, устройство не обязательно должно быть построено из Нитинола, но можно выбрать другие типы материала, такие как, например, нержавеющая сталь, сталь, пластмасса, сплавы на основе никеля и сплавы на основе титана. Вместо использования элементов внешней окружности и продольных элементов с плоской прямоугольной формой в виде лезвия, как описано выше, элементы могут иметь, например, форму многоугольной призмы, форму стержня или изогнутую форму. Можно использовать аналогичные элементы, имеющие многоугольное (включая прямоугольное, квадратное и треугольное), круглое и изогнутое поперечное сечение. Комбинация оригинальной цилиндрической формы инструмента и цилиндроконической формы после тепловой обработки, которая наиболее пригодна для работы в корневом канале, может быть заменена другими формами, которые могут быть более пригодны для конкретных вариантов применения. Кроме того, структура инструмента не обязательно должна быть такой же, как в описанном выше предпочтительном варианте выполнения СРК. На фиг.11А-11F показаны поперечные сечения некоторых примеров разных вариантов выполнения инструмента в соответствии с изобретением. Продольные элементы обозначены ссылочной позицией 20, и элементы внешней окружности обозначены ссылочной позицией 21. На фиг.11А показан СРК, и на фиг.11В показана аналогичная конструкция за исключением того, что в этом варианте выполнения только внешние поверхности продольных элементов находятся в контакте со стенкой канала. При использовании варианта выполнения по фиг.11В осколки можно удалять вверх через промежуток между стенкой канала и элементами внешней окружности, в то время как жидкость протекает вниз через центр устройства или наоборот. В варианте выполнения на фиг.11C используется треугольная форма. Продольные элементы могут быть круглыми и могут быть покрыты абразивным материалом или зубцами, или они могут иметь треугольную форму с обращенной наружу вершиной, которая действует как режущая/соскабливающая кромка. Вариант выполнения, показанный на фиг.11D, имеет одиночный прямоугольный продольный элемент с четырьмя лезвиями, закрепленными на нем. Варианты выполнения на фиг.11Е и 11F имеют один продольный элемент, от которого радиально продолжается множество элементов в виде лезвия или в виде провода. Средство конструирования и изготовления этих и других вариантов выполнения инструмента в соответствии с изобретением, включая обеспечение необходимых свойств сверхэластичности и памяти формы, находится в пределах объема знаний специалистов в данной области техники и поэтому не будет более подробно описано здесь.
В другом варианте выполнения инструмент в соответствии с изобретением содержит длинный узкий баллон, который вставляют в канал и который затем надувают. Этот вариант выполнения может быть реализован несколькими путями. Например, может быть построен инструмент на основе конструкции СРК, в котором элементы внешней окружности удалены, и баллон установлен в устройство вдоль его продольной оси и внутри продольных элементов. Баллон закрепляют на устройстве в области горлышка и на дистальных концах продольных элементов. Инструмент вставляют в канал при спущенном баллоне. После установки в требуемое положение внутрь баллона подают жидкость, используя обычные технологии, и баллон расширяется, прижимая продольные элементы к стенкам канала. Внешние поверхности продольных элементов обрабатывают или им придают форму определенным образом, что обеспечивает для них возможность удаления материала со стенок при движении инструмента по отношению к стенкам канала. В вариантах выполнения, содержащих баллон, предпочтительно, используют возвратно-поступательное относительное движение, то есть инструмент поочередно толкают и вытягивают в направлении продольной оси канала.
В альтернативном варианте выполнения устройство может содержать только баллон с покрытием абразивным материалом на его внешней поверхности. Для придания баллону достаточной жесткости внутрь баллона вставляют стержень или провод и закрепляют на его дистальном конце. Баллон вставляют в канал и затем надувают, прижимая стороны баллона к стенкам канала. В данном случае предпочтительно используют возвратно-поступательное относительное движение, то есть проталкивание и вытягивание внутреннего стержня в направлении продольной оси канала, что обеспечивает движение баллона по отношению к стенкам с очисткой, приданием формы и расширением канала. По окончании работы баллон спускают и извлекают из канала.
Хотя варианты выполнения изобретения были описаны в качестве иллюстрации, следует понимать, что изобретение может быть выполнено с множеством вариантов, модификаций и адаптацией, без отхода от его сущности или не выходя за пределы объема формулы изобретения.
Источники информации
1. Saunders, WP, Saunders, ЕМ, Sadiq, J, Cruickshank, E, Technical standard of root canal treatment in an adult Scottish sub-population, Br Dent J 182: 382-386, 1990.
2. Wu, M-K, R'oris, A, Borkis, D, Wesselink, PR, Prevalence and extent of long oval canals in the apical third, Oral Surg Oral Med Oral Pathol 89: 739-743, 2000.
3. Tan, ВТ, Messer, HH, The quality of apical canal preparation using hand and rotary instruments with specific criteria for enlargement based on initial apical file size, J Endodon 28: 658-664, 2002.
4. Wu, M-K, Wesselink PR, A primary observation on the preparation and obturation of oval canals, In. Endod J 34: 137-141, 2001.