Dental-Roboter soll Kronenpräparation automatisieren
Der Prototyp trägt den Namen MIR (Miniature Intraoral Robot), misst 43 × 26 × 28 Millimeter und ist damit ungefähr so groß wie ein Weinkorken. Motoren und Steuerung befinden sich außerhalb des Mundraums und sind mit dem Roboter über biegsame Antriebswellen, Kabel und Schläuche verbunden. Der MIR ist so konzipiert, dass er später über eine individualisierte Zahnschiene („Bite Block“) im Mund befestigt werden kann. Dadurch soll die Position des Roboters relativ zum Zahn stabil gehalten werden – auch wenn sich der Patient leicht bewegt.
Der Roboter zeigt nur sehr geringe Positionierungsfehler ...
Die Forschenden testeten den Prototyp auf einem Prüfstand mit Werkstücken aus Resin und dentaler Hybrid-Keramik. Untersucht wurden dabei unter anderem die Positionierungsgenauigkeit sowie die Schleifbearbeitung der Werkstücke.
Der Roboter konnte kreisförmige Bewegungen und eine konische Form der Werkstücke erzeugen – als technischer Machbarkeitsnachweis für Bewegungen, die bei einer Zahnpräparation erforderlich sind. Es wurde ein mittlerer absoluter Positionierungsfehler von 0,18 Millimetern gemessen. Die Forschenden maßen eine Abweichung der tatsächlich geschliffenen Oberfläche von der geplanten Oberfläche von rund 0,16 Millimetern.
Bisher verfügt der Roboter nicht über Sensoren, um seine Position direkt zu messen oder zu korrigieren. Diese sollen künftig direkt in den Roboter integriert werden, um eine Positionsrückmeldung zu ermöglichen. Neben der Präzision maßen die Forschenden auch die Kräfte, die beim Schleifen entstehen. Diese blieben in den Versuchen unter fünf Newton.
... und soll künftig Sensoren und Kamera bekommen
Bis der MIR an Patientinnen und Patienten eingesetzt werden kann, sind weitere Entwicklungen nötig. Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler Sensoren und eine Kamera in den Roboter einbauen, damit das System seine Position und den Behandlungsverlauf überwachen kann.
„Selbst nach einem Stromausfall wüsste der MIR anhand der Sensordaten, wo er sich gerade befindet und wo er weitermachen muss“, erklärt Forschungsgruppenleiter Prof. Dr. Georg Rauter. Größer sollte der Mini-Roboter dadurch nicht werden, so das Ziel. Außerdem sind weitere Tests unter patientennäheren Bedingungen erforderlich.
Entstanden ist der Dentalroboter im Rahmen eines von Innosuisse geförderten Projekts. Daran beteiligt waren die Klinik für Rekonstruktive Zahnmedizin am Zentrum für Zahnmedizin der Universität Zürich, das BIROMED-Lab am Department of Biomedical Engineering der Universität Basel, das ARTORG Center der Universität Bern und des Inselspitals Bern sowie als Industriepartner die Camlog Biotechnologies GmbH aus Basel.
Yukiko Tomooka et al. Miniature Intraoral Robot (MIR) for Minimally Invasive Tooth Preparation IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics (2026), doi: https://doi.org/10.1109/TMRB.2026.3682629
