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Aufbau eines in vitro Modells zur Untersuchung des Konkrementabtrags mit dem Ultraschallgerät PerioScan®

  • Problem: Die effektive Reinigung der Wurzeloberfläche von bakteriellen und mineralisierten Belägen spielt eine entscheidende Rolle bei der Behandlung parodontaler Entzündungen. Die Überprüfung des Behandlungserfolgs und das Auffinden subgingivalen Zahnsteins während einer geschlossenen Behandlung ist in der täglichen Praxis und insbesondere für junge Kollegen eine Herausforderung. Neue Möglichkeiten könnten Neuentwicklungen, wie das in dieser vorliegenden Arbeit untersuchte Ultraschallgerät PerioScan® bieten. Es vereint die Eigenschaften Konkremente auf der Wurzeloberfläche zu detektieren und direkt zu entfernen. Ziel: Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines geeigneten in vitro Modells für die Untersuchung des Ultraschallgerätes PerioScan® hinsichtlich der Sensitivität, Spezifität, Abtragsleistung und Detektionszeit jeweils ohne oder mit Verwendung der Detektionsfunktion für subgingivalen Zahnstein bei einem unerfahrenen oder erfahrenen Behandler. Methode: Als Behandler dienten einerseits eine unerfahrene Studierende der Zahnmedizin aus dem ersten klinischen Jahr (STUDI) und auf der anderen Seite eine Dentalhygienikerin (PROFI) mit einer entsprechenden 12-jährigen Berufserfahrung. Bei dem untersuchten Ultraschallgerät PerioScan® (Sirona Dental Systems, Bensheim, Deutschland) handelt es sich um ein konventionelles, piezoelektrisches Ultraschallgerät (-DET) für die Entfernung supra- und subgingivaler Konkremente. Das Gerät verfügt zudem über eine spezielle Detektionsfunktion (+DET), die es dem Behandler ermöglicht ohne Instrumentenwechsel, nicht sichtbare, subgingivale Konkremente zu detektieren und direkt zu entfernen. Das neuentwickelte Modell verfügte über die Möglichkeit, extrahierte Zähne vergleichbar mit dem klinischen Vorgehen im Rahmen einer geschlossenen Parodontitistherapie ohne Einblick des Behandlers zu bearbeiten. Die Wurzeloberflächenbearbeitung konnte mittels des Modells ohne störende Einflüsse, wie einem Sprühnebel oder Trübungen, digital aufgezeichnet werden. Als Probenkörper dienten extrahierte humane Zähne, die in spezielle Haltevorrichtungen eingearbeitet wurden und so eine schnelle, unkomplizierte Bearbeitung als auch eine anschließende lichtmikroskopische Auswertung ermöglichten. Ergebnisse: Es konnte erfolgreich ein Modell für die Untersuchung des PerioScan® Ultraschallgerätes entwickelt und etabliert werden. Hinsichtlich des Abtrags von Konkrementen haben sowohl der STUDI als auch PROFI sowohl mit +DET als auch -DET einen deutlichen Abtrag erzielen können STUDI-DET: 29,8 %, STUDI+DET: 23,0 % und PROFI-DET: 15,3 %, PROFI+DET: 11,7 %. Hinsichtlich der Restkonkrementmenge oder Abtragsmenge gab es zwischen den Detektionsmethoden innerhalb der Behandler keine signifikanten Unterschiede. Die Unterschiede zwischen den Behandlern waren signifikant (p<0,05), so hat der STUDI unabhängig von der Detektionsmethode einen höheren Konkrementabtrag erzielt und ohne Detektion einen höheren Wert STUDI-DET: 9,6 %, PROFI-DET: 7,1 % für die Menge an Restkonkrementen. In Bezug auf die ursprünglich zur Verfügung stehende Konkrementmenge hatte der STUDI mit und ohne Detektionsfunktion einen vergleichbaren prozentualen Abtrag erzielt STUDI-DET: 73,3 %, STUDI+DET: 71,8 %. Der PROFI hat wiederum einen prozentualen Abtrag mit signifikanten Unterschied (p<0,05) hinsichtlich der Nutzung der Detektionsfunktion erzielt PROFI-DET: 76,5 %, PROFI+DET: 59,9 %. Zwischen den Behandlern gab es hinsichtlich des Abtrags keine signifikanten Unterschiede. Bei den benötigten Detektionszeiten gab es keinen signifikanten Unterschied bei der Nutzung der Detektionsfunktion STUDI-DET: 79,0 s, STUDI+DET: 73,0 s und PROFI- DET: 25,0 s, PROFI+DET: 20,5 s. Zwischen den Behandlern war der Unterschied zu Gunsten des PROFI unabhängig von der Detektionsmethode signifikant (p<0,05). Schlussfolgerung: Das in der Studie untersuchte Ultraschallgerät PerioScan® zeigt unabhängig von der Detektionsfunktion gute Abtragsleistungen bei der Reduktion subgingivalen Zahnsteins. Es konnten sowohl für einen unerfahrenen als auch erfahrenen Behandler keine signifikanten Vorteile hinsichtlich der Nutzung der Detektionsfunktion in Bezug auf die Restkonkrementmenge, Konkrementabtrag bzw. Detektionszeit ermittelt werden. Das entwickelte in vitro Modell eignet sich sehr gut, um die Wurzeloberflächenreinigung mit einem Ultraschallgerät zu untersuchen und zu dokumentieren. Eine Auswertung hinsichtlich der Sensitivität und Spezifität bedarf einiger weiterer Entwicklungsschritte, insbesondere bei der Lokalisation der Spitze und Auswertungssoftware.
  • Background: The effective removal of bacterial and mineralized deposits from the root surface plays a fundamental role in the treatment of periodontal inflammation. The examination of the treatment success and localisation of subgingival calculus during a closed subgingival periodontal treatment is a challenge in daily practice, especially for young unexperienced colleagues. Innovations such as the in this study investigated ultrasonic scaler PerioScan® could offer new opportunities for root surface debridement. This device combines the detection of calculus on the root surface with its direct removal. Aim: The aim of the study was to develop a suitable in vitro model to analyse the ultrasonic device PerioScan®. The device should be examined in terms of sensitivity, specificity, calculus removal and detection time each without and with use of the detection mode for sub-gingival calculus for an inexperienced and experienced operator. Method: A student from the first clinical year (STUDI) served as an unexperienced operator. The experienced operator was represented by a dental hygienist (PROFI) with an appropriate long-standing professional experience. The studied ultrasonic device PerioScan® (Sirona Dental Systems, Bensheim, Germany) is a conventional piezoelectric ultrasonic device (-DET) for the removal of supra- and sub-gingival calculus. The addition of a special detection function (+DET) to the device allows the practitioner to detect invisible sub-gingival calculus and to remove it directly. The developed model enables the usage and treatment of extracted human teeth comparable with the clinical approach of a closed periodontal therapy without an insight by the operator. The root surface treatment could be digitally recorded using the model without disturbing influences, such as opacities or a cooling water mist. As specimen served extracted teeth that had been implemented into special holders that allowed a quick, simple treatment and a light-microscopic evaluation. Results: We successfully developed an appropriate model to study the PerioScan® ultrasonic device. The determination of the sensitivity and specificity was not feasible with in the given possibilities. Both the STUDI and the PROFI were able to reduce calculus, irrespective of DET activation. Related to the entire root surface they reached the following reductions: STUDI-DET: 29.8%, STUDI+DET: 23.0% and PROFI-DET: 15.3%, PROFI+DET: 11.7%. The differences between the detection methods within the practitioner were not significant with regard to the residual amount of calculus or quantity of removed calculus. The differences between the clinicians were significant (p<0.05). The STUDI achieved regardless of the detection method a higher calculus reduction and without detection a higher value STUDI-DET: 9.6%, PROFI-DET: 7.1% for the amount of residual calculus. In relation to the originally available amount of calculus, the STUDI achieved a comparable reduction, with or without DET: STUDI-DET: 73.3%, STUDI+DET: 71.8%. With -DET (76.5%), the PROFI achieved a significantly (p<0.05) better reduction compared to PROFI+DET: 59.9%. The differences between the operators with respect to the removal of calculus were not significant. Related to the detection time there were no significant differences in using the detection mode STUDI-DET: 79.0s, STUDI+DET: 73.0s and PROFI-DET: 25.0s, PROFI+DET: 20.5s. For all detection methods, detection times between the operators were significantly different (p<0.05). Conclusion: The ultrasonic device PerioScan® showed high removal rates in reducing sub-gingival calculus independent of the detection mode. There were no significant benefits using the detection mode with regard to the residual amount of calculus, calculus removal or detection time for an inexperienced or experienced operator. The developed in vitro model was suitable to investigate and record the treatment of root surfaces with an ultrasonic device. An evaluation in terms of sensitivity and specificity, requires further development steps; particularly with regard to the localisation of the tip and the evaluation software.

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Metadaten
Author: Lukasz Jablonowski
URN:urn:nbn:de:gbv:9-002498-5
Title Additional (English):Development of an in vitro model to study the removal of calculus by the ultrasonic scaler PerioScan®
Advisor:Prof. Dr. Thomas Hoffmann, Prof. Dr. Thomas Kocher
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2016/04/25
Granting Institution:Ernst-Moritz-Arndt-Universität, Universitätsmedizin (bis 31.05.2018)
Date of final exam:2016/04/19
Release Date:2016/04/25
Tag:Detektion, Konkremente, Modell, Ultraschallgerät, Zähne
Model, calculus, detection, teeth, ultrasonic scaler
GND Keyword:Ultraschall, Zahnstein
Faculties:Universitätsmedizin / Poliklinik für Zahnerhaltung, Parodontologie und Endodontologie
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit