Οδοντιατρικό τρυπάνι του Charles Merry το1858 και η συμβολή του Σκωτσέζου μηχανικού James Nasmyth.

 

Ο Charles Merry, οδοντίατρος στο Σεντ Λούις των ΗΠΑ, το 1858  επινόησε την βελτίωση ενός απλού χειροκίνητου οδοντιατρικού τρυπανιού  για την αφαίρεση της τερηδόνας και τη διαμόρφωση της κοιλότητας, χωρίς να διεκδικήσει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας δηλώνοντας ότι παραχώρησε  την εφεύρεσή του ελεύθερα στο επάγγελμα. Ο Merry αξιοποίησε την εφεύρεση του Σκωτσέζου μηχανικού James Nasmyth (1808-1890) για να κατασκευάσει, το 1858, ένα νέο είδος οδοντιατρικού τρυπανιού με εύκαμπτο άξονα μετάδοσης της κίνησης. Η αρχική εφεύρεση του Nasmyth, που χρονολογείται από το 1829, δεν αφορούσε ειδικά την οδοντιατρική, αλλά έναν γενικό μηχανισμό μεταφοράς περιστροφικής κίνησης μέσω ενός σπειροειδούς εύκαμπτου μεταλλικού άξονα. Ο Nasmyth είχε σχεδιάσει έναν ελαστικό άξονα από στριμμένο  ατσάλινο σύρμα, ο οποίος επέτρεπε τη μετάδοση της κίνησης σε σημεία όπου ένας άκαμπτος μηχανισμός δεν μπορούσε να λειτουργήσει αποτελεσματικά. Η καινοτομία αυτή αποτέλεσε σημαντική μηχανολογική εξέλιξη, διότι έδινε τη δυνατότητα μεταφοράς της περιστροφής υπό διαφορετικές γωνίες και σε δυσπρόσιτα σημεία.(1)

Το τρυπάνι του Charles Merry,από τον εμπορικό κατάλογο του Οίκου S S White του 1867.

Ο Merry προσαρμόζει αυτήν ακριβώς την αρχή στην οδοντιατρική πρακτική. Στο δικό του τρυπάνι, η κίνηση μεταδιδόταν από μια λαβή προς το κοπτικό άκρο μέσω εύκαμπτου συρμάτινου άξονα, επιτρέποντας στον οδοντίατρο να εργάζεται με μεγαλύτερη ευελιξία μέσα στη στοματική κοιλότητα. Το εργαλείο σχεδιάστηκε ειδικά για την επεξεργασία κοιλοτήτων σε δύσκολες θέσεις των δοντιών, όπου τα παλαιότερα άκαμπτα ή χειροκίνητα τρυπάνια ήταν δύσχρηστα. Παρότι το τρυπάνι του Merry εξακολουθούσε να λειτουργεί χειροκίνητα και απαιτούσε τη χρήση και των δύο χεριών, αποτέλεσε καθοριστικό στάδιο στην εξέλιξη των οδοντιατρικών εργαλείων, επειδή εισήγαγε για πρώτη φορά την πρακτική εφαρμογή του εύκαμπτου άξονα στην οδοντιατρική τεχνολογία.

Το τρυπάνι του Charles Merry  ονομαζόταν μερικές φορές Universal Spiral Spring Drill  και ανάλογα οδοντιατρικά τρυπάνια ήταν καταχωρημένα σε αρκετούς εμπορικούς οδοντιατρικούς καταλόγους της εποχής, όπως στον κατάλογο του Οίκου S S White του 1867,  στον κατάλογο των Ash & Sons του1871 και στον κατάλογο των Johns & Lund του 1871.

Τρυπάνι του Charles Merry, έκθεμα στο  Smithsonian,Museum of American History.

Τα πλεονεκτήματα του νέου τρυπανιού ήταν σημαντικά για την εποχή. Πρώτον, η εύκαμπτη μετάδοση της κίνησης παρείχε μεγαλύτερη πρόσβαση σε οπίσθια και δυσπρόσιτα δόντια. Δεύτερον, η συσκευή προσέφερε καλύτερο έλεγχο της κατεύθυνσης του κοπτικού εργαλείου και μεγαλύτερη ακρίβεια κατά την αφαίρεση της τερηδόνας. Τρίτον, το σύστημα αυτό αποτέλεσε τη βάση για τις μεταγενέστερες εξελίξεις των ποδοκίνητων και μηχανοκίνητων οδοντιατρικών τρυπανιών του 19ου αιώνα, καθώς η ιδέα του εύκαμπτου άξονα υιοθετήθηκε και βελτιώθηκε σε νεότερες συσκευές υψηλότερης ταχύτητας. Παρά τις τεχνικές δυσκολίες και το γεγονός ότι το εργαλείο του Merry δεν ήταν ιδιαίτερα εύχρηστο σε καθημερινή πρακτική, η συμβολή του υπήρξε ιστορικά σημαντική, επειδή συνέδεσε τη μηχανολογική καινοτομία του Nasmyth με τη μετέπειτα ανάπτυξη της σύγχρονης οδοντιατρικής επανορθωτικής τεχνολογίας.

Ποδοκίνητο τρυπάνι του Morrison, που φαίνεται ο εύκαμπτος άξονας μετάδοσης, από το Μουσεό του Τμήματος Οδοντιατρικής του ΕΚΠΑ.

 (1)   Η εισαγωγή του εύκαμπτου άξονα μετάδοσης κίνησης (flexible shaft) από τον Σκωτσέζο μηχανικό James Nasmyth το 1829 αποτέλεσε ορόσημο για τη μηχανοποίηση της οδοντιατρικής, καθώς έλυσε το θεμελιώδες πρόβλημα της μεταφοράς περιστροφικής ισχύος σε δυσπρόσιτες ανατομικές περιοχές της στοματικής κοιλότητας. Αν και ο Nasmyth σχεδίασε τον μηχανισμό αυτό αποκλειστικά για βιομηχανικές εφαρμογές και βαρέα τρυπάνια, η εφεύρεσή του υιοθετήθηκε τρεις δεκαετίες αργότερα από την οδοντιατρική κοινότητα, μεταμορφώνοντας ριζικά τη διαδικασία της επανορθωτικής οδοντιατρικής.  Κατά το πρώτο ήμισυ του 19^ου αιώνα, τα εργαλεία αφαίρεσης της τερηδόνας, ήταν τα  χειροκίνητα ή δακτυλικά τρυπάνια τα οποία παρήγαγαν ελάχιστες στροφές ανά λεπτό  και απαιτούσαν άβολη πίεση εντός της στοματικής κοιλότητας. Η λύση προήλθε αναπάντεχα από τη βαριά μηχανική. Το 1829, ο Nasmyth ανέπτυξε έναν εύκαμπτο άξονα κατασκευασμένο από σπειροειδώς περιελιγμένο ατσάλινο σύρμα. Ο μηχανισμός αυτός επέτρεπε τη μεταφορά περιστροφικής κίνησης από μια σταθερή πηγή ενέργειας προς ένα κινητό άκρο, διατηρώντας την ικανότητα λειτουργίας ακόμη και όταν ο άξονας λύγιζε σε έντονες γωνίες. Η σύγκλιση της βιομηχανικής πατέντας του Nasmyth με την ιατρική πράξη υλοποιήθηκε το 1858 από τον Αμερικανό οδοντίατρο Charles Merry από το St. Louis του Μιζούρι. Ο Merry αναγνώρισε ότι ο εύκαμπτος ατσάλινος άξονας μπορούσε να γεφυρώσει το χάσμα ανάμεσα σε έναν εξωτερικό μηχανικό τροχό και τη χειρολαβή του οδοντιάτρου. Ενσωματώνοντας την εφεύρεση του Nasmyth, κατασκεύασε το «Merry Drill» (γνωστό και ως Universal Spiral Spring Drill), το οποίο διέθετε επιπλέον μια εύκαμπτη άρθρωση στην άκρη του. Η καινοτομία αυτή επέτρεψε στον κλινικό για πρώτη φορά, να καθοδηγεί με ακρίβεια και σταθερότητα το κοπτικό εργαλείο (φρέζα) στο εσωτερικό του στόματος, να  εργάζεται υπό γωνία χωρίς να διακόπτεται η περιστροφή του εργαλείου και να  απαλλαγεί από τη δυσκαμψία των παλαιότερων άκαμπτων συνδέσμων με γρανάζια, όπως στο τρυπάνι του Chevalier. Η έμμεση συμβολή του Nasmyth αποδείχθηκε καταλυτική για τα επόμενα μεγάλα βήματα της εξέλιξης των οδοντιατρικών τρυπανιών.  Όταν το 1871 ο James Beall Morrison κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας το επαναστατικό ποδοκίνητο οδοντιατρικό τρυπάνι, το οποίο εκτόξευσε την ταχύτητα στις 2.000 στροφές ανά λεπτό—βασίστηκε στην ίδια ακριβώς αρχή μετάδοσης κίνησης μέσω εύκαμπτου καλωδίου. Μάλιστα, ιστορικά αρχεία, τεκμηριώνουν ότι τμήματα ανάλογων μεταγενέστερων Διπλωμάτων Ευρεσιτεχνίας, είχαν ήδη αναφερθεί  λεπτομερώς από τον Nasmyth το 1829. Συμπερασματικά, αν και ο James Nasmyth δεν συνέδεσε ποτέ εν ζωή το όνομά του με την οδοντιατρική φροντίδα, η βιομηχανική του ευφυΐα προσέφερε το απαραίτητο μηχανολογικό υπόβαθρο ώστε να μεταμορφωθεί το οδοντιατρικό τρυπάνι από ένα αργό, χειροκίνητο εργαλείο σε ένα σύγχρονο, ευέλικτο και αποτελεσματικό μέσο θεραπείας.

ΓΒ