Zobobol se pojavi nenadoma. Kadarkoli in kjerkoli. In bolečina je še kako neprijetna. Na srečo lahko na trdnih tleh v državi s sodobno zobozdravstveno oskrbo kaj hitro najdemo pomoč. Kaj pa, če bi zob zabolel na dolgem potovanju po vesolju?

Astronavti so se med nekajmesečnim bivanjem na Mednarodni vesoljski postaji s to zoprno težavo že srečali in se še bodo, sploh ko bodo potovali na Luno in še naprej na Mars. Z izzivom, kako zdraviti zobe med vesoljsko odpravo, so se uspešno spopadli tudi študentje dentalne medicine, strojništva in elektrotehnike. Pod okriljem Evropske vesoljske agencije (Esa) so pred kratkim izvajali zobozdravstvene posege med paraboličnimi leti v simulirani breztežnosti.

Pri tem so ugotavljali, ali je sposobnost rokovanja z zobozdravstvenimi inštrumenti v mikrogravitaciji dovolj nadzorovana za varno zobozdravstveno oskrbo astronavtov. Študentje strojništva in elektrotehnike so izdelali paraboličnemu letu prilagojeno konstrukcijo, ki ponazarja poenostavljeno okolje zobozdravstvene ambulante. Izdelali so izolirani raziskovalni prostor s potrebnimi zobozdravstvenimi instrumenti, namestili so električne in filtracijske sisteme in vse to prilagodili na spreminjajoče se gravitacijsko okolje parabol. V konstrukciji so študentje dentalne medicine izvajali zobozdravstvene posege na glavi lutke s plastičnimi zobmi iz Centra za učenje kliničnih veščin dentalne medicine Medicinske fakultete UL.

»Konstrukcijo smo uspešno pritrdili na letalo in tudi med letom je vse delovalo, tako kot smo si zamislili,« je poudaril pobudnik in projektni vodja projekta Tine Šefic, študent dentalne medicine, ki je bil odgovoren za pripravo projekta v Sloveniji in njegovo izvedbo v Franciji. »Živimo v obdobju, ko se odpirajo nove priložnosti za raziskovanje vesolja. Redno spremljam izstrelitve različnih raket in poteke odprav. Prijavil sem se na novičke o Esinem programu akademskih raziskav (Esa Academy Experiments), ki je namenjen študentom. V programu so bila navedena široka interesna področja agencije, znotraj katerih se je raziskava razvila, dodelala in izboljšala.«

Tine Šefic je na letu izvajal simulirane zobozdravstvene posege. »Pozitivno smo bili presenečeni nad nadzorom, ki smo ga imeli nad instrumenti, vendar bodo dokončni rezultati jasni šele po analizi pridobljenih vzorcev,« je pojasnil.

Študentka na ljubljanski fakulteti za strojništvo Hana Prtenjak je dodala, da je bil glavni izziv pri gradnji konstrukcije, kako zadostiti varnostnim predpisom Ese. Med glavnimi vprašanji so bili varnost vrtalnika, kako uspešno loviti obrušene zobne delce, da ne odlebdijo v breztežnostni prostor, katere materiale lahko uporabljajo, da, denimo, niso gorljivi.

Nad Atlantskim oceanom so med tremi paraboličnimi leti breztežnost dosegli za 30 minut, delo na raziskovalnih vzorcih se je izvajalo med 22-sekundnimi intervali mikrogravitacije, medtem ko se je delo na kontrolnih zobeh izvajalo med obdobji stabilnega leta in ko je letalo mirovalo na tleh. Med prvim in drugim poletom sta študenta dentalne medicine z zobozdravstvenim vrtalnikom med kratkimi intervali mikrogravitacije odstranila z barvo označena kariozna območja plastičnih zob. Med tretjim poletom se je s plombirnimi materiali zapolnilo vnaprej pripravljene kavitete umetnih zob. »Najtežje je bilo pravzaprav delati med normalnim letom, saj so bile turbulence, ko nismo mogli vrtati oziroma plombirati,« je povedal Šefic. Skupaj so pridobili 72 vzorcev prepariranih in 36 vzorcev plombiranih zob. Vse spremembe so natančno poslikali in jih bodo primerjali s slikami začetnega stanja in tako dobili uvid, kako natančno je bilo vrtanje in nato plombiranje. »Kar se tiče prepariranja zob, menim, da smo dobro opravili delo. Izdelovanje zalivk pa bomo ocenili po analizi. Pri zalivkah je obliko zoba treba spraviti v kar se da prvotno obliko in primerjava slik bo pokazala, ali smo bili uspešni,« je pojasnil Tine Šefic.

Če že zelo dobro poznajo učinke breztežnosti na mišice, kosti, srčno-žilni sistem …, je pravzaprav zelo malo znanega, kako vpliva na zobe. Astronavti sicer na odpravah temeljito skrbijo za ustno higieno, je spomnil vodja projekta Tine Šefic in nadaljeval, da so bili v projektu osredotočeni predvsem na dveletne odprave, kolikor bi trajala odprava na Mars. »Posvečali smo se preventivnim in minimalno invazivnim ukrepom. To so bili posegi, ki jih lahko opravi tudi nezobozdravnik oziroma astronavt z nekajmesečnim urjenjem in s katerimi bi preprečili širjenje težav,« je pojasnil. »Pri vesoljskih odpravah bo ključna zgodnja prepoznava bolezenskih sprememb, da se ne razvije hujša oblika okvare zoba. Predvideva se, da bi astronavti uporabljali intraoralni skener, s katerim bi poslikali zobovje in slike poslali zobozdravnikom na Zemljo in jih z nje nato usmerjali, če bi bilo treba,« je dodal.

Projekt je bil za ekipo precej zahteven, a so se ga lotili z velikim zanosom. FOTO: SpaceDent

Ključen je dober načrt

Do Mednarodne vesoljske postaje leti vesoljskih plovil trajajo nekaj ur, do Marsa bo pot trajala več mesecev, pri tem bo prostor za tovor omejen, zato je ključno načrtovanje, je poudaril mentor prof. dr. Aleš Fidler z medicinske fakultete. »Pri takšnem projektu vesoljskih odprav je treba zelo natančno razmisliti, katera oprema je res nujna. Na vesoljski postaji pač ne moreš kolega poslati v sosednjo ambulanto po manjkajočo stvar. Vse je treba natančno premisliti, kaj bi nas na vesoljski odpravi lahko doletelo, in študenti so morali najti rešitve. Med projektom so doživeli kar precej presenečenj in so se morali na hitro znajti,« je opisal. »Na koncu smo prišli do optimizirane konstrukcije s čim manjšim številom instrumentov, da je bila tudi teža čim manjša. Tudi sam zobozdravstveni postopek smo optimizirali. Zanimivo je bilo, ko smo med urjenjem naleteli na probleme, ki na trdnih tleh to niso – denimo, kam kakšno stvar odložiti. Vse je moralo biti pritrjeno s posebnimi ježki, ki jih je zahtevalo podjetje Novespace, ki izvaja polete,« je dodal prof. dr. Fidler.

»Na letalu zaradi sprememb težnosti je bilo najlažje delati klečé, tako smo morali najti rešitev za stopalko, s katero v ordinacijah reguliramo vrtenje. Rešitev nam je pomagal najti študent elektrotehnike, ki je preoblikoval stikalo,« je mentor opisal enega izmed izzivov, s katerim so se soočili med projektom.

Konstrukcijo mini zobne ambulante so študenti pritrdili na letalo in nato preizkusili plombiranje zob v breztežnostnem prostoru. FOTO: SpaceDent  

Interdisciplinarnost

Za študente je bila to odlična priložnost, da spoznajo delovanje vrhunske institucije, kot je Esa, ter pridobijo tudi znanja drugih strok. »Udeleženci so se projekta lotili z velikim zanosom. To, da delamo za Eso, je bila velika motivacija,« je poudaril Tine Šefic. »Pri projektu sem na primer spoznal, da inženirji odločitve sprejemajo predvsem na podlagi meritev, česar v stomatologiji seveda ni. Vsekakor imajo inženirji povsem drugačne pristope k reševanju določenih izzivov.«

Hana Prtenjak je dodala: »Inženirji smo se pogosto zadovoljili že s tem, da stvar deluje, kolegi z medicine pa so vse polagali v natančnost. (Nasmeh) Projekt je od nas zahteval zelo natančno dokumentacijo, v kateri smo morali podrobno razlagati o delovanju. Zanimivo mi je bilo, kako je včasih pravzaprav precej težko razložiti nekatere inženirjem samoumevne in logične reči. Vsekakor smo pridobili ogromno znanja.«

Od leve: Hana Prtenjak, prof. dr. Aleš Fidler, Tine Šefic in doc. dr. Simon Oman FOTO: Voranc Vogel  

Projekt je bil zelo zahteven, je bil iskren Tine Šefic. Vsi sodelujoči so morali opravljati še siceršnje študijske obveznosti, ki jih ni malo. »Ko sem z idejo prišel do kolegov s strojništva, so ravno začenjali magistrski študij in je bilo zanje to nekaj povsem novega.« Vseskozi so bili pod nadzorom Esinih strokovnjakov, ki so, kakor pritiče takšnemu projektu, zahtevali veliko natančnost. »Ne le da so nadzirali sestavljanje konstrukcije, dali so nam neke časovne okvire in nas tudi vodili, kako naprej. Zelo veliko je bilo komunikacije, tako med nami in z Eso. Vse se je moralo uskladiti, hkrati smo morali poskrbeti še za finančno konstrukcijo projekta.«

»V letalski industriji je vse zelo natančno definirano, vsak poseg, ki se opravlja na letalu, mora biti zabeležen. Vesoljska industrija pa gre še korak dlje,« je povedal somentor v projektu doc. dr. Simon Oman s fakultete za strojništvo in poudaril, da so takšni projekti dobra šola za realni svet. »To včasih manjka pri študiju. Veliko je poudarka na teoriji, manj pa je poglobljenih aplikativnih znanj, ki jih kasneje od študentov zahteva industrija. Zelo me je veselilo, da smo zastavili projekt z dveh področij, ki na prvo žogo nimata prav veliko skupnega, pa se je nato izkazalo ravno nasprotno. Realni projekti so za učenje najboljši, ker morajo študentje z lastnimi idejami najti rešitev in priti do končnega izdelka.«