Forschende der Universität Basel haben mit dem „MIR“ (Miniature Intraoral Robot) einen dentalen Mini-Roboter entwickelt, der Zähne präzise für Kronen vorbereitet. Das Gerät ist etwa so groß wie ein Weinkorken und soll durch computergesteuerte Präzision die Anzahl der Zahnarztbesuche reduzieren, indem die finale Krone bereits vor der eigentlichen Behandlung angefertigt wird.
Die Technik hinter dem MIR: Ein Präzisionswerkzeug im Weinkorken-Format
Photo: smart up news
Der Prototyp des Miniature Intraoral Robot (MIR) ist auf eine extrem kompakte Bauweise optimiert, um in den geöffneten Mund eines Patienten zu passen. Mit den Maßen 43 x 26 x 28 Millimeter ist das Gerät laut ZWP online etwa so groß wie ein Weinkorken. Um diesen Platz zu sparen, befinden sich die Motoren und die Steuerungseinheit außerhalb des Mundraums. Die Verbindung zum Roboter erfolgt über ein System aus biegsamen Antriebswellen, Kabeln und Schläuchen.
Die Stabilität während des Eingriffs wird durch eine individuell angepasste Zahnschiene gewährleistet, auf der der Roboter befestigt ist. Diese Konstruktion stellt sicher, dass das Gerät synchron mit dem Patienten mitbewegt wird, selbst wenn dieser den Kopf dreht.
Die Größe ist so designt, dass er bequem in den geöffneten Mund passt.
Dr. Yukiko Tomooka, Erstautorin der Publikation in IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics, via ZWP online
Effizienzgewinn: Wegfall von Provisorien und Folgeterminen
Photo: heise online
Das primäre Ziel des MIR ist die radikale Verkürzung des Behandlungspfads bei der Einsetzung von Zahnkronen. Im herkömmlichen Verfahren sind meist zwei Termine notwendig: Zuerst wird der Zahn präpariert und ein Abdruck genommen, woraufhin ein Provisorium eingesetzt wird. Erst nach der Fertigstellung der finalen Krone erfolgt ein zweiter Termin zur Einpassung.
Der Roboter der Universität Basel bricht diesen Zyklus durch eine enge Kopplung an digitale Planungsdaten auf. Wie smart up news berichtet, erfolgt der Prozess künftig in einer anderen Sequenz:
Digitaler Scan: Im ersten Termin wird der Mund gescannt.
CAD-Planung: Ein Computerprogramm legt exakt fest, wie viel Material abgetragen werden muss und wie die Krone aussehen wird.
Vorfertigung: Die finale Krone wird bereits vor der Präparation bestellt und hergestellt.
Roboter-Eingriff: Der MIR bearbeitet den Zahn präzise nach Plan, sodass die fertige Krone unmittelbar im selben Termin eingesetzt werden kann.
Für Patienten bedeutet dies weniger Zeit im Behandlungsstuhl und den Wegfall der oft unangenehmen Provisorien.
Präzision im Sub-Millimeter-Bereich
Mini-Roboter im Mund: neue Technik für Zahnbehandlung
Trotz des Fehlens integrierter Sensoren zur Positionskorrektur arbeitet der aktuelle Prototyp bereits mit einer bemerkenswerten Genauigkeit. In Tests an Modellen aus Kunstharz und einer Keramik, die die Härte von Zahnschmelz imitiert, lag der Positionsfehler bei unter 0,2 Millimetern, wie heise online berichtet.
Ein kritischer Faktor bei intraoralen Eingriffen ist die ausgeübte Kraft, um die empfindliche Zahnsubstanz nicht zu schädigen. Die Forschenden konnten nachweisen, dass die Fräskräfte unter fünf Newton bleiben. Dies entspricht in etwa der Gewichtskraft einer 0,5-Liter-Wasserflasche.
Der Bearbeitungsprozess erfolgt in zwei spezialisierten Schritten:
Schritt
Werkzeug
Funktion
1. Oberflächenreduktion
Breiter Bohrer
Abtrag von Material von oben
2. Seitenbearbeitung
Längerer, dünnerer Bohrer
Formgebung der Zahnseiten
Die Hürden bis zum klinischen Einsatz
Obwohl die ersten Testergebnisse vielversprechend sind, ist der MIR noch nicht für den Einsatz an echten Patienten zugelassen. Das Team um Professor Georg Rauter arbeitet derzeit an der Finanzierung eines neuen Prototyps, der höhere Sicherheitsstandards erfüllen muss. Laut SRF sollen in der nächsten Phase Sensoren und eine Kamera integriert werden.
Diese Erweiterungen sind essenziell für die Praxistauglichkeit. Eine Kamera ermöglicht die Überwachung des Behandlungsverlaufs in Echtzeit. Sensoren wiederum würden es dem System erlauben, seine Position auch nach einem Stromausfall präzise zu bestimmen und die Behandlung an der exakten Stelle fortzusetzen.
Neben der Technik steht die psychologische Komponente im Vordergrund. Die Akzeptanz der Patienten, einem Roboter den Zugang zum Mund zu gewähren, ist derzeit noch ungeklärt. Parallel dazu untersucht das Team die Geräuschentwicklung des Systems, da das Bohrgeräusch für viele Patienten eine erhebliche Stressquelle darstellt. Das langfristige Ziel bleibt die Durchführung klinischer Studien, um den Weg in die allgemeine Zahnarztpraxis zu ebnen.
Jonas Becker verantwortet das Nachrichtenressort von Germanic Nachrichten. Sein Fokus liegt auf schneller, praeziser und sauber verifizierter Berichterstattung zu Politik, Gesellschaft und aktuellen Entwicklungen in Deutschland.
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