在進行根管治療時，牙醫需要將銼刀插入根管深處以去除發炎的組織。旋轉銼經常被卡住，必須定期清潔。 弗勞恩霍夫陶瓷技術與系統研究所 IKTS 的研究人員開發了一種壓電陶瓷堆棧執行器，可將旋轉運動與軸向振動疊加。不會經常被卡住，這意味著可以更快地完成對患者的手術。該技術也可用于其他醫療應用，例如診斷和癌癥治療。
為了減輕牙醫的工作量， 縮短手術時間，在智能材料和系統部門主管 Holger Neubert 博士的領導下，該團隊開發了一種微型壓電陶瓷堆棧執行器，該執行器在超聲波頻率范圍內用軸向振動覆蓋銼刀的旋轉。
標準牙科銼刀在手持設備中的電動機的驅動下每分鐘旋轉約 200 次。 將其插入根管并定期取出并重新插入。 去除的部分組織最終會形成粘性物質附著在銼刀上，這會降低其清潔能力并對工具造成壓力。 盡管這些牙科銼刀由超彈性鎳鈦 (NiTi) 合金制成，但銼刀在壓力下斷裂的風險會增加。 因此，它們需要不斷地被移除并徹底清潔。
Neubert 解釋了使用壓電陶瓷堆棧執行器的優點："通過將旋轉與軸向振動疊加，銼刀堵塞的速度會更慢，這意味著它不需要經常清潔。 這樣，牙醫就可以更加專注于復雜的根管治療工作。 文件損壞的風險也降低了。" 對于患者來說，這意味著他們的根管治療結束得更快。
基于壓電陶瓷的執行器具有許多優點。 它們體積小、結構緊湊、工作快速而精確、易于控制且熱量損失極少。 堆棧執行器由多層堆疊而成，這些層共同作用以增加執行器的位移。 正因為如此，IPUCLEAN 項目的科學家們能夠將手持設備做得足夠小，以便輕松放入患者口腔中最狹窄的空間。 另一個優點是 Fraunhofer IKTS 采用無鉛材料構建了堆棧執行器。 這已經滿足了歐洲 RoHs 指令的未來要求，意味著該設備不含有害物質。
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