Miniaturroboter passt in menschliche Mundhöhle
Forschende am „Department of Biomedical Engineering“ der Universität Basel haben einen beachtlichen Schritt in Richtung automatisierter Zahnbehandlung unternommen. Sie entwickelten den Prototyp eines kleinen Dentalroboters, der nicht viel größer als ein Weinkorken ist und daher ohne Schwierigkeiten in einen geöffneten Mund hineingelangen und hier sein Werk verrichten kann. Motor und Steuerung sind extern angelegt und mit dem Roboter mit biegsamen Antriebswellen, Kabeln und Schläuchen verbunden.
Abtragung der Zahnsubstanz nach digitalem Plan
Der „Miniature Intraoral Robot“ (MIR) ersetzt auf diese Weise das Bohren durch die Hand des Zahnarztes oder der Zahnärztin. Nach einem Scan zwecks Erstellung eines digitalen Plans der erkrankten Stellen an den Zähnen ist der MIR dazu in der Lage, eine exakte Zahnpräparation vorzunehmen. Da die Form, in der der Roboter die Zahnsubstanz abträgt, mit den genauen Maßen digital verfügbar ist, kann bereits nach dem ersten Termin die Krone bestellt werden. Der Scan ermöglicht zudem die Anfertigung einer individuell angepassten Zahnschiene, an der MIR befestigt werden und sicher agieren kann. So schadet es auch nichts, wenn der Patient oder die Patientin einmal den Kopf bewegen sollte.
Tests an Zahnmodellen zeigen große Präzision
Am lebenden Patienten wurde der Dentalroboter bisher jedoch noch nicht eingesetzt. Vielmehr dienten Zahnmodelle aus Kunstharz und einer Keramik mit zahnschmelzähnlicher Härte den Forschenden als „Versuchsobjekte“, an denen der MIR seine Fähigkeiten erproben konnte. Die Zahnpräparation durch den Denalroboter verläuft in zwei Phasen: Mit einem breiten Bohrer wird zunächst von oben das Zahngewebe herausgefräst, anschließend werden mit einem längeren und dünneren Bohrer die Zahnseiten aufbereitet. Obwohl noch ohne Sensoren zur Positionsbestimmung und -korrektur verrichtet der Roboter seine Arbeit dabei schon jetzt mit einer erstaunlichen Präzision – Positionsfehler lagen jeweils bei unter 0,2 Millimetern.
Weiterentwicklung mit Sensoren und Kamera geplant
Damit der Miniaturroboter für einen künftigen Einsatz in Zahnarztpraxen bestmöglich gerüstet ist, sollen die nächsten Prototypen mit Sensoren und Kamera ausgestattet werden. Das ermöglicht eine genaue Kontrolle von Position und Behandlungsablauf und ein exaktes Weiterarbeiten selbst nach einer kurzfristigen Unterbrechung der Stromzufuhr. Eine zentrale Zielvorgabe bei der Weiterentwicklung ist dabei natürlich auch, die bisherige Größe des MIR nicht wesentlich zu überschreiten, um seine Einsatzfähigkeit im Mundbereich zu erhalten.
Automatisierte Zahnbehandlung
Dentalroboter arbeitet mit großer Präzision
Die Universität Basel berichtet auf ihrer Website ausführlich über die Entwicklung des neuen Dentalroboters „MIR“. Sie können den Bericht mit dem Titel „A mini robot to simplify dental treatment “ unter nachfolgendem Link nachlesen.