在进行根管治疗时，牙医需要将锉刀插入根管深处以去除发炎的组织。旋转锉经常被卡住，必须定期清洁。 弗劳恩霍夫陶瓷技术与系统研究所 IKTS 的研究人员开发了一种压电陶瓷堆栈执行器，可将旋转运动与轴向振动叠加。不会经常被卡住，这意味着可以更快地完成对患者的手术。该技术也可用于其他医疗应用，例如诊断和癌症治疗。
为了减轻牙医的工作量， 缩短手术时间，在智能材料和系统部门主管 Holger Neubert 博士的领导下，该团队开发了一种微型压电陶瓷堆栈执行器，该执行器在超声波频率范围内用轴向振动覆盖锉刀的旋转。
标准牙科锉刀在手持设备中的电动机的驱动下每分钟旋转约 200 次。 将其插入根管并定期取出并重新插入。 去除的部分组织最终会形成粘性物质附着在锉刀上，这会降低其清洁能力并对工具造成压力。 尽管这些牙科锉刀由超弹性镍钛 (NiTi) 合金制成，但锉刀在压力下断裂的风险会增加。 因此，它们需要不断地被移除并彻底清洁。
Neubert 解释了使用压电陶瓷堆栈执行器的优点："通过将旋转与轴向振动叠加，锉刀堵塞的速度会更慢，这意味着它不需要经常清洁。 这样，牙医就可以更加专注于复杂的根管治疗工作。 文件损坏的风险也降低了。" 对于患者来说，这意味着他们的根管治疗结束得更快。
基于压电陶瓷的执行器具有许多优点。 它们体积小、结构紧凑、工作快速而精确、易于控制且热量损失极少。 堆栈执行器由多层堆叠而成，这些层共同作用以增加执行器的位移。 正因为如此，IPUCLEAN 项目的科学家们能够将手持设备做得足够小，以便轻松放入患者口腔中最狭窄的空间。 另一个优点是 Fraunhofer IKTS 采用无铅材料构建了堆栈执行器。 这已经满足了欧洲 RoHs 指令的未来要求，意味着该设备不含有害物质。
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