Turbine (Zahnmedizin)

Turbinenwinkelstück mit Versorgungsschlauch

Kupplung zum Andocken des Turbinenwinkelstückes an den Versorgungsschlauch

Turbinenkopf, gut zu erkennen:
in der Mitte die Passung für den FG-Schaft, 4 Spraydüsen und der Lichtleiter (ovales Fenster)

Eine Zahnärztliche Turbine (engl.: dental turbine) ist ein abgewinkeltes Präparationsinstrument, mit dem der Zahnarzt im Mund des Patienten arbeitet. Im Gegensatz zu einem zahnärztlichen Winkelstück wird es aber nicht durch einen Motor angetrieben, sondern durch Druckluft.

Geschichte

1957 kamen die ersten in den USA entwickelten Luftdruckturbinen als „Zahnarztbohrer“ auf den Markt. Man nannte sie damals „Airotor“. Bis dahin hatten „Superbohrer“ mit einer Drehzahl von 20.000 Min⁻¹ (Umdrehungen/Min.) die höchste Drehzahl. Die zu dieser Zeit handelsüblichen normalen Bohrmaschinen erreichten 5.000 Min⁻¹ bis 6.000 Min⁻¹, jene mit „Schnellgang“ etwa 8.000 Min⁻¹ bis 12.000 Min⁻¹ und verwendeten Stahlbohrer. Damit verglichen waren die Turbinen mit einer Drehzahl von 300.000 Min⁻¹ eine bedeutende Weiterentwicklung. Die Kosten für eine solche Turbine lagen bei etwa 2000 DM, eine zur damaligen Zeit nicht unerhebliche Investition für eine „Bohrmaschine“. Turbinen waren damals noch separate Geräte, also noch nicht in das Behandlungsgerät eingebaut. Seither wurden die Turbinen ständig weiterentwickelt und sind heute in jede moderne Behandlungseinheit integriert.

Aufbau

Turbinenrad einer Zahnärztliche Turbine

Während bei einem elektrischen Mikromotor die Kraft über eine Welle in den Arbeitskopf übertragen wird, wird bei einer Turbine die Kraft direkt im Kopf des Winkelstücks durch einen Luftstrom erzeugt. Der Luftstrom versetzt ein Turbinenrad in Rotation, das mit etwa 6 bis 8 Turbinenschaufeln bestückt ist. Je nach Modell beträgt der Treibluftdruck zwischen 2,3 und 2,7 Bar. Die Treibluft wird anschließend zurückgeführt, weil sie die Behandlung stören würde, ließe man sie einfach in die Mundhöhle strömen. Turbinenköpfe haben in aller Regel eine Passung für rotierende zahnärztliche Instrumente mit FG-Schaft. Als rotierende Instrumente werden vor allem Diamanten eingespannt, manchmal auch Hartmetallbohrer, um beispielsweise Kronen oder Brücken durchzutrennen.

Bauarten

Es werden zwei Arten von Turbinen unterschieden:

Luftgelagerte Turbine

Die erste Generation der Turbinen war luftgelagert, das heißt, ein das Turbinenrad umgebender Luftstrom hält dieses in seiner Position. Diese Lagerung ermöglicht zwar eine Drehzahl von 450.000 Min⁻¹ (Umdrehungen/Minute), die Drehzahl nimmt unter Belastung aber enorm ab, so dass man schon bei relativ geringem Anpressdruck einen Stillstand erreicht. Außerdem werden die Lagerschalen rasch zerstört, wenn sie sich berühren. Vibrationen und Geräuschpegel sind bei diesem Lagertyp hingegen ausgesprochen niedrig.^[1]

Kugelgelagerte Turbine

Um eine bessere Durchzugskraft zu erreichen, wurden kugelgelagerte Turbinen entwickelt. Diese erlaubten wegen einer Verringerung von Unwuchten auch den Einsatz rotierender Instrumente größeren Durchmessers. Heute kommen ausschließlich kugelgelagerte Turbinen zum Einsatz.

Kugellager aus Stahl

Die zweite Turbinengeneration war mit Stahlkugellagern ausgerüstet. Anfangs war bei diesen Turbinen zwar nur eine Drehzahl von 300.000 Min⁻¹ möglich, diese konnte im Laufe der Jahre aber doch immerhin auf 400.000 Min⁻¹ gesteigert werden. Schon bei geringer Abnutzung oder Beschädigung der Kugellager steigt allerdings der Geräuschpegel enorm an.^[1]

Kugellager aus Keramik

Die neueste Generation der Turbinen hat Keramikkugellager, mit denen ebenfalls eine Drehzahl von 400.000 Min⁻¹ zu erreichen ist. Keramikkugellager haben den Vorteil, dass sie einen geringeren Verschleiß haben und wesentlich weniger Geräusche (nur noch etwa 60 dB (A) (Dezibel) entwickeln, vor allem aber einen sehr vibrationsarmen Lauf haben. Das bringt die Vorteile mit sich, dass zum einen die Zähne geschont werden, weil durch „unrunde“ Instrumente die Zähne permanent kleine Stöße erhalten, und zum anderen Schmerzen reduziert werden.

Ausstattung

Unerlässlich für das Arbeiten mit einer Turbine ist ein Wasserspray zur Kühlung. Ohne Kühlspray, der durch eine leistungsstarke Anlage wieder abgesaugt wird, würde jeder Zahn sehr schnell Schaden nehmen. Der Spray wird durch drei oder vier kleine Düsen direkt auf den Zahn und das ihn bearbeitende Instrument gesprüht. Es sollten etwa 50 Milliliter pro Minute sein. Einige Geräte sind mit einem austauschbaren Mikrofilter ausgerüstet, der ein Verstopfen der Düsen verhindert.

Bei modernen Turbinen ist ein Rücksaugstopp eingebaut, der das Eindringen von kontaminiertem Spray (Rücksaugphänomen) in die Turbine verhindert.

Eine weitere wichtige Ausstattung ist ein Glasstab-Lichtleiter, der mit bis zu 25.000 Lux das Arbeitsfeld sehr gut ausleuchtet.

Vorteile

Moderne zahnärztliche Turbinen arbeiten sehr vibrationsarm. Verglichen mit der Alternativantriebskombination Mikromotor und Winkelstück ist eine Turbine weniger kompliziert gebaut. Das einzelne Turbinen-Winkelstück ist auch kostengünstiger als ein Schnelllauf-Winkelstück. Die Gefahr einer Überhitzung ist sehr gering.

Nachteile

Die Durchzugskraft ist gegenüber einem elektronisch gesteuerten Winkelstück wesentlich geringer. Die Drehzahl kann nicht geregelt werden. Die Veränderung der Drehrichtung (Rechts- / Linkslauf) ist nicht möglich. Die Turbine stoppt nicht sofort, wenn sie abgestellt wird, sondern hat einen gewissen Nachlauf. In dieser Hinsicht sind aber in den nächsten Jahren Fortschritte zu erwarten.^[2] Durch die sehr hohe Drehzahl wird beim Bohren das Schmelzgefüge des Zahnes bis 0,1 mm von der Präparationsgrenze aufgelockert, was eine Nachbearbeitung mit feinen Instrumenten bei niedrigerer Drehzahl nötig macht. Der hohe Pfeifton der Turbine wird manchmal verdächtigt, zu einer Schädigung des Gehörs des Behandlers zu führen. Dies konnte allerdings beim Gebrauch normal gepflegter Turbinen nicht nachgewiesen werden.^[1] Aber gerade bei der Reduzierung der Geräusche sind in den letzten Jahren Fortschritte erzielt worden.

Pflege und Wartung

Die Anforderungen an die Umsetzung der europäischen Normen zu Aufbereitung und Sterilisation von Instrumenten (und dazu gehören auch die Turbinen) werden immer höher.^[3]

Im Einzelnen sind jeweils die Vorschriften des Herstellers zu beachten. Es kann aber allgemein gesagt werden:

• Gleich nach Beendigung der jeweiligen Behandlung muss die Turbine unter fließendem Wasser gereinigt werden (z. B. mit einer kleinen Bürste mit festen Borsten), damit sich kein Schleifstaub oder Speichel festsetzen kann.
• Das Turbinen-Handstück soll nicht in eine Reinigungs- oder Desinfektionslösung eingelegt werden, auch soll sie nicht im Ultraschallbad oder in der Spülmaschine gereinigt werden.
• Empfehlenswert ist der Einsatz eines speziellen Reinigungs- und Desinfektionsgerätes, das für Handstücke dieser Art (schnelllaufende Turbinen) zugelassen ist und den Anforderungen der Mitteilung der Kommission für Krankenhaushygiene und Infektionsprävention beim Robert Koch-Institut „Infektionsprävention in der Zahnheilkunde – Anforderungen an die Hygiene“^[4] genügt.
• Die Turbinen-Handstücke werden vor der Sterilisation mit einem Turbinen-Öl (Sprühöl für Hochgeschwindigkeitshandstücke / Turbinen) geölt.
• Sterilisation mit feuchter Hitze in einem Autoklaven.
• Die Turbine wird bis zum nächsten Gebrauch steril aufbewahrt.

Literatur

• Mitte bis Ende der fünfziger Jahre…. In: Zahnärzteblatt Westfalen-Lippe 1/01, Februar 2001, Seite 31 (PDF; 1,04 MB)
• Neue Turbine im Praxistest. In: Die Zahnarzt Woche 45/05, Praxis aktuell

Weblinks

 Commons: Rotating dental instruments – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Turbine. In: Zahnwissen-Lexikon
• Druckluftinstrumente – Turbinen. In: Zahnmedizin-Info
• Internetpräsentationen verschiedener Hersteller

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b c} Felix Jäger: Lärmbelastung am zahnärztlichen Arbeitsplatz. Inauguraldissertation, Zürich 1999
2. ↑ PatentDe / Nachlauf
3. ↑ Die neue Europa-Norm EN 13060 (PDF)
4. ↑ Infektionsprävention in der Zahnheilkunde – Anforderungen an die Hygiene