STW jaarverslag 2008 - Physics of Fluids - Universiteit Twente

dr. Michel Versluis en dr. Luc van der Sluis / Jaarverslag STW 2008
Longitudinale doorsnede door een wortel
ingebed in kunsthars. Het wortelkanaal
schemert groen door.
bacteriën en resten pulpaweefsel kan alleen door irrigatie
verwijderd worden. Met stromende vloeistof kun je krachten
op al dat vuil loslaten waardoor het losslaat van de wand
en verwijderd kan worden door snelstromend water. In ons
vakgebied, Physics of Fluids, bestuderen we meerfase -
stroming op grote schaal, bijvoorbeeld ten behoeve van de
procesindustrie. Of je kijkt naar turbulente stromingen of
probeert de stromingseigenschappen van zand te begrijpen”,
zegt Versluis. “Maar we zijn ook gespecialiseerd in stromingen
op hele kleine schaal, in micro- en nanosystemen.
Interessant in dit verband is dat in de micro- en nanofluidics
stroming op een veel kortere tijdsschaal plaatsvindt en dat
daarom de effecten ook heel anders kunnen zijn dan op
grote schaal. In Enschede hebben we een opstelling staan
met 7000 liter water waarmee we experimenten doen, maar
een laboratorium verder kunnen wij ook testen uitvoeren
voor een probleem op kleine schaal, zoals dat van het
wortelkanaal. Een tweede belangrijke toevoeging die wij
het ACTA te bieden hebben, is dat wij over camera’s
beschikken waarmee wij miljoenen plaatjes per seconde
kunnen afbeelden. De snelste camera, de Brandaris 128,
haalt 25 miljoen plaatjes per seconde. Tandartsen voeren
hun behandelingen veelal uit zonder te zien wat zij doen.
Zij moeten het op gevoel doen. Wij kunnen hen helpen
beter zicht te krijgen op wat zij doen in het wortelkanaal.”
Michel Versluis
Akoestische stroming en cavitatie
Van der Sluis: “Dat is inderdaad
een groot verschil. Een wortelkanaalbehandeling is
noodzakelijk als er bacteriën in het wortelkanaal terecht
zijn gekomen. Een ontsteking bij de wortelpunt is dan
meestal het gevolg. De bacteriën hebben zich een weg
gebaand naar het wortelkanaal door een gat in de tand of
door de opening van een lekkende vulling. Zit de infectie
er eenmaal, dan is het zaak haar te verwijderen. Met zeer
fijne vijltjes gaan wij het wortelkanaal in om het wijder te
maken. Vervolgens injecteren we met een naald een
vloeistof met een chloorverbinding in het wortelkanaal om
de bacteriën te doden en weg te spoelen. Maar dat lukt op
de traditionele manier nooit helemaal omdat de anatomie
van het wortel kanaal erg complex is en daardoor de irrigatie
niet afdoende. Ook het aanbrengen van medicamenten
direct in het wortelkanaal geeft geen verschil. Met de nieuwe
behandeling trillen de vijltjes met hoge frequentie die water
doen stromen. Door de intense stroming spoelen de vast -
geplakte bacteriën los van de wand van het kanaal. De
hoge snelheid van het trillende vijltje leidt verder tot cavitatiebellen
in de vloeistof. In een vergelijkbaar proces
ontstaan waterdampbellen rond snel draaiende scheeps -
schroeven. De belletjes imploderen, maken putjes in het
staalblad en eroderen de schroef. Dus de stroming zelf heeft
een reinigend effect, maar de belletjes in het water hebben
41