空间改进扩展传播超声波牙刷制造技术

一种超声波牙刷，其具有空间扩展的功能，从而除了去除牙菌斑和治疗牙龈炎之外还治疗各种口腔疾病。除了超声激活的刷毛之外，牙刷还结合了多向超声换能器系统，其利用超声波压力波对口腔进行空间照射，可操作以松动牙菌斑，以从牙齿和牙龈移除牙周细菌，并且同时治疗和破坏在面颊和唇部的内表面上的致病细菌和细菌链，提供对复发性口疮性口炎、扁平藓和粘膜炎的缓解。公开了各种构造，包括用户可移除和可更换的刷头和超声治疗头。描述了具有声波轨道振动刷头和刷毛簇的机动版本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及牙刷，并且更具体地涉及利用声波和超声波声学机制以增加牙刷的有效性并提供增强的口腔卫生的牙刷。
技术介绍
一些早期的电动牙刷技术试图通过各种声频和超声频率装置来提高刷毛振动的速度。这些装置的例子是美国专利Parisi的3,335,443、Balamuth的3,809,977和Kuris的4,192,035。这些建议没有利用超声压力波来冲击牙齿和牙龈上的牙菌斑和牙周细菌；他们只是振动更快的机械牙刷设计。尚不知道这些专利中是否有任何一种用于市售牙刷。使用超声压力波来帮助除去牙菌斑并破坏牙周细菌的第一种市售超声波牙刷基于Bock的美国专利5,138,733，其在刷头的尖端中包含压电换能器，以产生通过刷毛传递到牙齿和牙龈的超声压力波。虽然这是牙刷设计中的巨大飞跃，但是它不是最佳的，因为由于各种结构上的超声衰减机制，由压电换能器产生的超声能量的显著部分被损失。材料界面的效率不是100％。超声波必须穿过的每个材料界面将一些超声能量反射回到换能器，例如将换能器固定在外壳中的粘合剂到换能器界面和粘合剂到外壳界面、外壳到刷头界面，以及刷头到刷毛界面。此外，长纵横比的薄鬃毛减弱了由压电换能器产生的一些超声能量。在美国专利No.5,138,733和同样由Bock的美国专利5,369,831二者中，由于大量的表面界面和厚的壳体材料朝向刷头的背面衰减超声能量，超声波朝向刷头的背面的传输也大大减少。然而，美国专利No.5,138,733和美国专利No.5,369,831仍然代表了超声波牙刷在它们时代的最佳解决方案。Brewer等人的题为“Ultrasonictoothbrushesusinganacousticwaveguide”的美国专利No.7,269,873B2描述了本领域的下一个技术改进。Brewer的专利基本上是对Bock的5,138,733的修改，其中Brewer提供了通过添加波导改进超声波压力波从换能器通过牙膏和口腔中的流体到牙齿和齿龈的传输效率，所述波导比Bock的5,138,733中的刷毛在朝向牙齿和牙龈的超声波的传输上是更有效的。然而，虽然Brewer建议的波导比Bock的公开和实践中的刷毛更有效，其仍然由于波导到换能器界面和波导本身而衰减通过换能器产生的超声能量。在将从声波导向牙齿和牙龈输出的超声能量最大化的尝试中，Brewer在超声换能器背面上使用超声反射元件(参见图1项目28)或替代的气隙(参见图4)。在本领域中已知气隙反射和停止超声压力波的传播。超声反射元件和气隙均隔离了来自刷头后部以及唇部和面颊的超声波发射。Bock的美国专利No.7,849,548B2代表超声波牙刷的下一个技术改进。在他的公开中，通过将换能器从刷头取出并使其与牙膏和牙刷与牙齿和齿龈之间的流体直接接触，Bock消除了压电换能器向牙齿和齿龈发射的超声能量的所有结构衰减，大大提高了设计的效率和效果。在换能器与刷毛和牙齿和牙龈的侧面上的口腔流体之间没有表面界面或任何其它材料来衰减超声能量。然而，类似于Brewer，Bock还提出了在超声换能器的背面上的超声反射闭孔泡沫(参见图1项目40)，其隔离来自牙刷背部和嘴唇和面颊的超声发射。Brewer等人的美国专利No.7,269,873B2和Bock的美国专利No.7,849,548B2公开了迄今为止的超声换能器领域的标准构造技术，其中，目标总是通过在换能器的非工作“背”侧上应用超声反射材料和超声反射气隙来最大化来自换能器的单个“工作”侧的超声发射。来自单个工作侧的超声发射最大化显著减少并且最经常地完全消除了来自换能器的非工作背侧的超声发射。Emecki的美国专利申请US20130115571A1公开了一种装置，其中牙刷刷毛直接附接到换能器的一侧，以用作波导并将机械振荡能量传递到牙齿。虽然Emecki没有描述刷头的结构细节，但从该公开的图2可以清楚地看到，机械振荡由换能器背面上的气隙或反射材料限制或完全消除。Emecki的整个教导和努力集中在最大化机械振荡到刷毛内的发射。虽然迄今为止的进展是重要的，但是事实仍然是，超声波牙刷技术一直集中并且迄今为止仅成功地从牙齿和牙龈表面有效地去除牙菌斑和牙周细菌。一些人患有各种口腔疾病，例如通常被称为溃疡疮的复发性口疮性口炎(RAS)、主要在与牙齿相对的面颊中具有疼痛侵蚀性或溃疡性区域的慢性炎性疾病的扁平癣(LP)、由抗癌化疗引起的粘膜炎(疼痛性溃疡性病变)，其出现在口腔和唇粘膜、面颊和唇部的内表面上。粘膜炎的溃疡性病变由机会性细菌微生物而移殖，这产生继发性感染，使得已经难以对付的化疗疗法变得更难以忍受。在科学界有证据支持RAS和LP是对存在的口腔菌群的异常免疫应答。因此，口腔菌群负荷减少的有益效果是可预期的。用免疫抑制剂例如全身或局部皮质类固醇的治疗将降低大多数患有该疾病的患者的RAS和LP活性。不幸的是，这种减少是短暂的，当治疗中断时病变很快复发。由于皮质类固醇的显著的全身副作用，例如青光眼、液体潴留、血压升高、情绪波动、骨质疏松等，用免疫抑制皮质类固醇的治疗不能长时间耐受；免疫抑制皮质类固醇治疗只是短期临时解决方案。因此，长时间良好耐受的有效治疗药征将是非常有价值的。超声波牙刷是没有任何副作用的良好耐受的药征。从基于美国专利No.5,138,733的第一代超声波牙刷的背面发射的有限量的超声波已经通过临床研究证明在复发性口疮口炎中具有适度的有益效果(RAS病变持续时间减少46％，以及发生的病变数量的减少)。第一代超声波牙刷的这种适度有益的效果受到超声压力波的结构衰减的限制，所述超声压力波通过刷头的背侧逸出，接触唇部和颊部的内表面。因此，即使最新的现有技术的超声波牙刷也不能最佳地有效攻击和破坏与牙齿和牙龈相对的唇部和颊部内侧上存在或移植的各种口腔细菌，这些口腔细菌是造成RAS和LP的原因。本领域仍然缺乏方便地和同时地从牙齿和牙龈移除牙菌斑和牙周病菌，还提供RAS和LP的缓解并且改善患有RAS和LP的人的健康状况的机会。总之，RAS和LP都是与口腔菌群有关的异常免疫应答，仍然等待通过没有免疫抑制剂和它们的全身副作用的良好耐受药征的有效缓解。作为良好耐受药征的超声波牙刷是良好的候选者，但是仍然没有实现对多用途的空间高效的装置的追求。
技术实现思路
针对上述需要，本专利技术的目的是提供方法和装置，其除了从牙齿和牙龈去除牙菌斑和牙周细菌以外还有效地治疗各种口腔健康和卫生问题，例如根源于对存在于唇部和面颊上的口腔菌群的异常免疫反应的RAS和LP，并且通过破坏在粘膜炎病变中定植的机会性细菌微生物来缓解粘膜炎，与每日牙齿刷牙方案方便并且同时地进行。本专利技术通过新方法以及采用高效无衰减新型压电换能器安装系统的新的空间改进超声波牙刷的开发和公开来实现这些目的，在该安装系统中，换能器暴露在刷头的两侧。压电换能器被暴露并且在与牙膏和口腔流体直接接触的刷毛之间朝向牙齿和牙龈突出，从而处理牙周细菌并从牙齿和牙龈移除牙菌斑，同样重要的是，它也在刷头的表面暴露，与口腔流体以及与唇部和面颊的内表面直接接触，提供高效的无衰减超声压力波，以治疗口腔菌群和与牙齿和牙龈相对的口腔组织。这些无衰减的超声压力波的强度在刷头侧上，特别是在刷头的背侧上大于第一代超声波牙刷的两倍。与通过免疫抑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波牙刷，包括：a)刷头部分，其具有由多个刷毛组成的至少一个刷毛簇和至少一个超声换能器，所述超声换能器至少在一侧从所述刷头部分突出，所述超声换能器通过牙膏和口腔中的流体同时在多个方向上将超声压力波辐射并且耦合到牙齿和牙龈以及面颊和唇部的内表面；b)手柄部分，其包含产生超声频率电子电流的装置和所述电子电流的连接装置，以激励位于所述刷头部分中的所述超声换能器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 US 61/994,8171.一种超声波牙刷，包括：a)刷头部分，其具有由多个刷毛组成的至少一个刷毛簇和至少一个超声换能器，所述超声换能器至少在一侧从所述刷头部分突出，所述超声换能器通过牙膏和口腔中的流体同时在多个方向上将超声压力波辐射并且耦合到牙齿和牙龈以及面颊和唇部的内表面；b)手柄部分，其包含产生超声频率电子电流的装置和所述电子电流的连接装置，以激励位于所述刷头部分中的所述超声换能器。2.根据权利要求1所述的超声波牙刷，其中，由所述换能器辐射的超声压力波是无衰减的并且在20kHz和20MHz之间的频率下操作，并且产生0.02至0.5W/cm2的无衰减的超声强度。3.根据权利要求1或2所述的超声波牙刷，其中，由所述换能器辐射的所述超声压力波可操作以破坏和降低口腔中的致病细菌和细菌菌落的有效性。4.根据权利要求1或2所述的超声波牙刷，其中，所述刷头部分可从所述手柄部分移除，并且包括将所述刷头部分牢固地连接到所述手柄部分的装置，以及连接来自所述手柄部分的所述超声频率电子电流以对所述刷头部分内的所述超声换能器供电的装置。5.根据权利要求1或2所述的超声波牙刷，其中，所述超声换能器包括至少两个辐射超声压力波的换能器元件，一个所述换能器元件朝向牙齿和牙龈辐射，另一个所述换能器元件朝向口腔的面颊和唇部的内表面辐射。6.根据权利要求1或2所述的超声波牙刷，还包括固定到所述手柄部分的结构上的电机，该电机具有产生所述手柄部分和所述刷头部分的轨道振动的装置。7.根据权利要求6所述的超声波牙刷，其中所述轨道振动的频率在100Hz与500Hz之间。8.根据权利要求6所述的超声波牙刷，还包括根据使用者的愿望选择性地产生轨道振动或不产生所述手柄部分和所述刷头部分的所述轨道振动的装置。9.根据权利要求6所述的超声波牙刷，其中，所述刷头部分能从所述手柄部分移除，并且包括将所述刷头部分牢固地连接到所述手柄部分的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特T伯克，
申请(专利权)人：罗伯特T伯克咨询有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US