千種区池下の歯医者 阿部歯科 副院長の阿部利晴によるブログで、アメリカの歯科医療についての事情等を載せています。

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昔の歯医者さんはどんなドリルを使っていた?(モーター編)

足踏みドリル.jpg

歯医者さんで歯を削る時に主に使用されるドリルは圧縮空気を利用したエアタービンと呼ばれるものとマイクロモーターという電動のモーターを利用したものがありますがそれぞれに特徴の違いがあります(関連記事:歯医者さんのドリル)。それぞれのドリルができた背景も違うのですが、今回はマイクロモーターによる切削器具についてお話をしようと思います。

世界発のモーター式歯科用切削器具はゼンマイ式だった

1850年頃はまだ歯科治療用の切削器具が発達しておらず手動でドリルの刃を回して虫歯を削るという非常に手間のかかる治療が行われていましたが1864年になるとより効率よく虫歯を削れるようにイギリス人歯科医師のGeorge Fellows Harringtonによるゼンマイ式の歯科用切削器具が発明されました。これがモーターを使った世界最初のドリルと言われています。この世界初のモーター式歯科用切削器具が出た同時期の1868年にもう一つの主なドリルであるエアータービンの始まりとなるドリルも発明されています(関連記事:昔の歯医者さんはどんなドリルを使っていた?(エアータービン編))。

ゼンマイ式から足踏み式のモーターへ

ゼンマイを使う事で虫歯の切削効率を上げたHarringtonのゼンマイ式ドリルでしたがこの世界初のモーター式切削器具もしばらくすると1871年にJames Beall Morrisonによって発明された足踏み式モーターによるドリルに取って代わられる事となります。この足踏み式のモーターによるドリルは当時としてはドリルの回転数も700 rpm(1分間に700回転)と高く虫歯の切削効率が非常に優れていたため世界中に広まる事となりそれから70年以上たった1940年代頃まで使われ続けました。池下の歯医者の阿部歯科の初代院長の祖父の阿部鉎弌も歯学部で教育を受けていた際にこの足踏み式のドリルを使っていたのかもしれません(関連記事:阿部歯科ができて80年が過ぎました)。

モーターは足踏み式から電動へ

世界最初の電動式歯科用切削器具は1875年にアメリカのGeorge F. Greenの発明したドリルなのですが、このGeorge F. Greenはエアタービンの基となるドリルも発明しておりエアタービンとマイクロモーターによる切削器具さらにはエアモーターのもととなるものまでも発明しています。電気モーターの歯科用切削器具への応用が模索された事によって、より効率的に虫歯を削れるように世界中で使われるようになったMorriosnの足踏み式モーターに電動モーターを接続したり電動モーターそのものを歯科用切削器具に応用する試みが始まり、電気モーターによる歯科用切削器具は1951年には10,000 rpmを達成する事ができました。

電動式歯科用ドリルはより小型に

元々は電動式モーターを置いてそこから動力をドリルに伝えていましたが1960年代に入るとドリル自体に直接接続する小型のモーターが開発されるようになりました。これが現代で使われるマイクロモーターによる歯科用切削器具の先駆けとなるのですが当時のモーターの回転数は20,000 rpmまで上昇しており、ドリルのギアの組み合わせを変える事で40,000 rpmまで回転数を上げる事ができました。しかし当時はすでに圧縮空気を利用したえたータービンであるBorden Airotorが発明されておりその回転数は200,000 rpmから300,000 rpm(1分間に20万から30万回転)とマイクロモーターによるドリルとは回転数の桁が違っていました。そして、可能な限り痛くない治療をするためには振動が少なく高速で回転する切削器具が必要不可欠だったのです。

しかしモーターによるドリルの最大の利点はその削る力(トルク)にあったため、その後も開発は継続され1970年代に入ると40,000 rpmのマイクロモーターと3倍のギア比のドリルを組み合わせて120,000 rpmの回転速度まで上がりエアータービンに迫る虫歯の切削効率を得る事ができるようになりました。そして現在虫歯を削る主役のドリルであるエアータービンとマイクロモーターによる回転速度はエアータービンでおおよそ1分間に40万回転、マイクロモーターによるドリルはマイクロモーターと5倍速ギアによるドリルの組み合わせでおおよそ1分間に20万回転と共に非常に高速回転でドリルを回す事ができるようになりそれによってより患者さんにとって不快感や痛みを軽減できる治療ができるようになったのです。

参考文献:

1) The development of the dental high-speed air turbine handpiece. Part 1. J. E. Dyson, B. W. Darvell. Aust. Dent. J. 1993.

2) The development of the dental high-speed air turbine handpiece. Part 2. J. E. Dyson, B. W. Darvell. Aust. Dent. J. 1993.

3) The dental handpiece - a history of its development. R. R. Stephens. Aust. Dent. J. 1986.

 

 

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