CN101466324A - 通过施加热来治疗或预防牙周病的治疗设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种调节的热源，该调节的热源可以施加到牙齿和牙龈以用于加快已知引起牙周病的细菌或病毒体系的死亡。

Description

通过施加热来治疗或预防牙周病的治疗设备和方法

技术领域

本发明涉及用于治疗或预防牙周病的方法和设备。更具体地，本发明涉及包括将一定剂量的热能施加到牙齿和牙龈的用于治疗或预防牙周病的方法和设备。

背景技术

牙龈疾病或牙周疾病(牙龈和周围组织的慢性炎症和感染)是约70％固齿脱落的主要原因，在一定程度上影响了四分之三的人的生活。细菌斑-经常在牙齿上形成的粘性无色膜-被认为是引起牙龈疾病的主要原因。具体的牙周病可能与具体的细菌类型相关。如果每天不通过刷牙和牙线清洁来除去牙斑，它就会硬化成粗糙多孔的称为牙垢的物质。牙斑中的细菌产生和释放的毒素(毒物)使牙龈发炎。这些毒素破坏了将牙龈紧固于牙齿的纤维组织，产生甚至填充有更多毒素和细菌的牙周袋。随着疾病的发展，牙周袋延伸得更深并且细菌向下移动，直至破坏将牙齿保持在原位的骨。最后，牙齿将会脱落或者需要拔除。

存在两种主要的牙周病类型：牙龈炎和牙周炎。牙龈炎是牙龈发炎并且开始脱离牙齿的牙周病阶段，但是还没有损害结缔组织和骨。一般的牙龈炎是最常见和最不严重的牙周病形式，其症状包括牙龈红肿、容易出血。患有牙龈炎的人可能有持续的难闻口气。在疾病的该阶段进行治疗是非常有效的。

牙龈炎可以导致牙周炎，其特征不仅是牙龈发炎，而且在牙龈和牙齿之间还有深的牙周袋；在后期情况下，下方的结缔组织和骨骼被破坏。最常见的牙周炎类型是成人牙周炎。它可能早在青少年时就开始了，但是通常到30岁中期或更晚的时候才可察觉出症状。随着人年龄的增长，症状缓慢转坏，但是可能根据个人的总体健康状况、口腔卫生和对抗引起炎症的细菌的能力而出现反复。牙周炎在患有其它疾病和病症(包括I型糖尿病、AIDS和唐氏综合症)的人群中更为常见。

在健康的口腔中已经发现了超过350种微生物。牙周感染与这些菌种中少于5％的菌种有关。在细菌中，与牙周病和骨损失(bone loss)最相关的是下面的细菌：

伴放线放线杆菌(Actinobacillus(A.)actinomycetemcomitans)和牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas(P.)gingivalis)。这两种细菌看起来尤其可能引起侵袭性牙周病。牙龈卟啉单胞菌和伴放线放线杆菌以及牙龈中多个深的牙周袋已经显示出与对牙龈疾病标准治疗的抗性相关。牙龈卟啉单胞菌的有毒菌株尤其可能是牙周病的原因。一些证据表明，牙龈卟啉单胞菌产生酶，例如精氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶，其可能是破坏免疫系统和导致继发性牙周结缔组织破坏的特定破坏因素。

福赛斯拟杆菌(Bacteroides(B.)forsythus)也与牙周病密切相关。其它与牙周病相关的细菌是齿垢密螺旋体(T.denticola)、索氏密螺旋体(T.sokranskii)和中间运动巴斯德氏菌(P.intermedia)。这些细菌通常与牙龈卟啉单胞菌一起存在于相同部位，并且与深的牙周袋相关。

一些细菌与牙龈炎有关，但与牙斑的发展无关。这些细菌包括多种链球菌种。

某些疱疹病毒(单纯疱疹和带状疱疹病毒，引起水痘和带状疱疹的原因)是已知的牙龈炎病因，其它疱疹病毒(巨细胞病毒和爱泼斯坦-巴尔病毒)可能在一些牙周病类型(包括侵袭性和严重的慢性牙周病)的发作或进展中起一定作用。已经假定这些病毒可能以不同方式引起牙周病，包括释放组织破坏性细胞因子、牙周细菌过度生长、抑制免疫因子和引发导致细胞死亡的其它疾病过程。

在牙周病早期阶段，大多数治疗涉及刮牙和牙根平整——除去牙根周围的牙斑和牙垢并平滑牙根表面。可以使用抗生素或抗微生物剂来补充刮牙和牙根平整的效果。更晚期的病例可能需要外科手术治疗，其涉及切割牙龈和去除硬化的牙斑积累物和修整受损骨的外形。该手术操作还设计用于平滑牙根表面和牙龈组织复位，以使其更容易保持清洁。令人遗憾的是，这些方法通常引起疼痛、花费时间和昂贵，并且通常不足以防止牙周病复发。

到现在为止，用于预防牙周病的方法和设备包括利用手动或自动牙刷的各种形式的刷牙、利用水或空气(有时混有研磨材料)的压力清洁、利用超声装置的振动清洁，或者含有防腐性或抗菌性化学品的各种形式的漱口剂，所有这些方式都是设计用来预防或除去牙斑积累。这些技术经常不能到达空隙、裂缝和龈线的足够深处来有效地杀死已知引起牙周病的细菌和病毒。

已经证实，在不同时间和温度组合下，施加热可以可靠地杀死痤疮丙酸杆菌(P.acnes)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)以及HSV1病毒。杀死细菌所需的温度范围通常高于47℃，但是低于人体皮肤烧伤或不舒适的阀值。根据皮肤的区域和表面接触的区域，该上限阈值在51℃的范围内。然而，对于口腔内的皮肤而言，该上限阈值较高，因为人的口腔比其它皮肤区域可以良好地耐受更高的温度。迄今为止，还没有人曾经提出利用热作为对抗已知引起牙周病的细菌或病毒的手段的方法或设备。

已有其它设备利用热来处理患者口腔内的各种问题。例如，Darnell的美国专利号6254391(发明名称“Device for Heating the Teeth andUses Thereof”)(“’391专利”)描述了一种可以作为牙齿增白系统的一部分而加热的牙套(mouthpiece)。’391专利建议该设备还可以用于治疗牙周病。然而，’391专利教导该设备不应接触或加热牙龈组织。因此，’391专利中的牙科设备不会将热传递给患者的牙龈组织，这使得’391专利的设备在治疗牙周病方面没有作用，其原因是牙周病是影响牙龈的慢性细菌感染。

因此，需要通过更有效和方便的且疼痛较少、节省时间和成本的方法或设备来改善对牙周病的治疗和预防。

发明内容

本文描述的构思涉及使用热源作为治疗或防止牙周病的手段，该热源可以施用于牙齿和牙龈上以加速细菌或病毒体系的死亡。

在一个实施方案中，描述了一种用于治疗或预防牙周病的设备。所述设备包括一个或更多设计为接触牙齿和牙龈的导热表面和靠近所述导热表面的温度传感器。所述设备还包括可操作用于加热所述导热表面的加热元件，和电连接到所述加热元件和温度传感器的控制器，其中所述控制器可操作用于响应来自温度传感器的信号而控制所述加热元件，并且将导热表面的温度调节至治疗温度。

在另一个实施方案中描述了一种治疗或预防牙周病的方法。所述方法包括将牙齿和牙龈加热至能够对抗已知导致牙周病的细菌或病毒的温度和时间范围。

前面已经相当宽泛地概述了本发明的特征和技术优点，以便可以更好地理解下文的具体描述。下文将描述本发明的其它特征和优点，这些构成本发明权利要求的主题。本领域的技术人员应该理解，所公开的构思和具体实施方案可以容易地用作修改或设计用于实现本发明相同目的其它结构的基础。本领域技术人员还应该认识到，这种等同结构不脱离所附权利要求中提出的本发明精神和范围。结合附图，从下面的描述中将会更好地理解被认为是本发明特点的新颖特征(关于其组织和操作方法)以及其它目的和优点。然而，应该清楚地理解，提供各个附图只是用于举例说明和描述的目的，而非意图限制本发明。

附图说明

下面的附图构成本说明书的一部分，提供它们以进一步说明本发明的某些方面。参考这些附图中的一幅或更多幅图并结合本文提出的具体实施方案的详细描述可以更好地理解本发明。

图1显示根据本发明的一种治疗设备的一个实施方案的透视图；

图2显示与根据本发明的一种治疗设备一起使用的牙套部件的一个实施方案的透视图；

图3显示应用到牙齿和牙龈的图2牙套部件的截面图；

图4显示与根据本发明的一种治疗设备一起使用的加热元件的一个实施方案的部件的透视分解图；

图5显示根据本发明的利用图4所示加热元件的牙套的一个实施方案；

图6显示图1治疗设备的主要电气部件的简化框图；

图7是示出本发明所用固件的控制功能的图；以及

图8显示示出根据本发明一个实施方案的治疗设备操作的状态图。

具体实施方式

本发明描述了通过将一定剂量的热能施加到牙齿和牙龈来治疗和预防牙周病的方法和设备。

治疗牙周病的设备和方法

图1中显示了一种用于治疗或预防牙周病的设备的一个实施方案。治疗设备10操作用于在设定温度下将热能传递到牙齿和牙龈上持续设定时间。可以改变该设定温度和时间以适应不同的疾病状况和患者耐受水平。然而，治疗设备10优选应该能够将治疗表面加热至约46℃至约68℃的温度并且维持一种或更多种温度约10秒至约30分钟。尽管在将人皮肤加热至约66℃或更高的温度时通常发生热损伤，但是加热至该温度或更高温度的界面仍然可以将治疗有效量的热传递到牙齿和牙龈，而不引起热损伤，这取决于在具体表面区域上传递的热能量和热能如何容易地被所加热组织散失掉。

治疗设备10包括通过引线16连接到控制单元14的牙套12。控制单元14的外壳18包括容纳治疗设备10的内部电气部件的防护罩和用户界面20。借助于用户界面20，使用者可以启动并监控该设备。

外壳18容纳内部的电气部件和电源，例如可充电电池组。虽然将治疗设备10描述为使用可充电电池组作为优选电源，但是可以使用任意合适的电源，包括利用电源线从普通墙壁插座接收电能。外壳18中还容纳有扬声器(未显示)。扬声器可以用来向使用者提供可听到的信息，例如治疗中剩余的时间量、错误状态、电池组电量低和可能对使用者有用或使用者感兴趣的任意其它可听到的信息。

控制单元14包括电池组充电接口30和数据接口32。电池组充电接口30用来插在充电器上给内部电池组充电。数据接口32允许治疗设备10与其它设备(例如计算机或PDA)通信，并且允许内部电气部件接收用于治疗设备10的新程序或新数据。尽管图1所示实施方案包括界面20上的电池组充电接口30和数据接口32，但是在控制单元14的其它位置上也可以有电池组充电接口30和数据接口32。

界面20包括电源按钮22和治疗按钮24。电源按钮22用来开启和关闭治疗设备10。治疗按钮24用来启动和/或取消治疗。治疗按钮24可以包括发光二极管(LED)28，其指示治疗设备10是否准备好开始治疗。虽然所示出的实施方案显示为利用LED作为显示器，但是在不脱离本文所述构思的情况下可以使用任何显示器技术，例如LCD或其它显示器。例如LED28可以包括指示设备还未准备好开始治疗的黄色灯和指示治疗设备10准备好开始治疗的绿色灯。治疗设备10可以包括为使用者提供额外可视信息的额外LED(没有显示)，该可视信息例如为电池组的剩余电量和可能对使用者有用或使用者感兴趣的任意其它信息。

现在参考图2，它显示了图1的牙套12的一个实施方案。所述牙套包括加热表面40，当被激活时，该加热表面40传递足以对抗已知促进牙周病的细菌和病毒的热能。加热表面12沿上部槽(tray)32和下部槽34中的垂直表面取向。上部槽32和下部槽34分别适于容纳患者的上齿和下齿。牙套12可以是通用牙套或者可以是可定制牙套，其可以被制成一般性地或者特异性地配合具体患者的口腔。

如图3中更清楚地显示的，各个上部槽32和下部槽34中的加热表面40布置为有利于与牙齿42和牙龈44接触。在优选的实施方案中，加热表面40包含柔软的柔性材料，该柔性材料设计用于顺应牙齿42和牙龈44的不规则形状。加热表面40通过电连线16电连接至图1中的控制单元14。控制单元14向加热表面40提供电流，该电流通过电阻产生热，其又由控制单元14来监控。加热表面40的温度通过温度传感器46来控制，温度传感器46可以是热敏电阻器或其它产生并调节热的电器件。控制单元14能够调节供给到加热表面40的电流，以将加热表面40保持在选定用于治疗的设定温度或接近该设定温度。

图4中所示牙套12的一个替代实施方案包括产生可成型条或带50的层状体。内层状体52优选是柔软的柔性材料，其可以包含没有示出的其它层状体以容纳柔性热物质，例如凝胶材料。外层状体56优选是成型后即保持其形状的可成型材料，例如铝箔，并且可以包含没有示出的其它层状体以增强它与内层状体52结合的舒适性和能力。柔性电路板54容纳在内层状体52和外层状体56之间，由此免于受潮。内层状体52中包含的柔性热物质将内层状体52固定在电路板54上。柔性电路板54包括安装在其表面上用于实施治疗的电气部件，例如电阻加热元件和温度传感元件。柔性电路板54中存在的槽口58和裂口60有助于可成型条或带50的折叠和弯曲。

现在参考图5，其显示了利用可成型条50的单槽牙套的一个实施方案。可成型条或带50沿其长度折叠并包合使用者的牙齿和牙龈。一个或更多个可成型条或带50以该方式成型，从而形成用于使用者的牙套。新成型的牙套包括加热表面40，该加热表面40包括用于形成牙套的一个或更多个可成型条或带50的内层状体52。同样地，图5中新形成的牙套包括靠近各个加热表面40的柔性电路板54。如参考图4所述，柔性热物质将柔性电路板54连接到加热表面40。所述热物质用于将柔性电路板54产生的热能传递到加热表面40。类似地，图2和3中显示的牙套12可以包括与各个加热表面40热连通的一个或更多个加热元件。

现在参考图6，其显示了治疗设备10的电气系统的一个实施方案的电气框图。治疗设备10包括安装在电路板70上的牙套部件。电路板70上的牙套部件包括安装在其表面上用于实施治疗的电气部件。电路板70包括电阻器、热敏电阻器和其它产生并调节热的控制部件。安装在电路板70上的电阻器72用于将来自电源的电能转换成升高牙套12的加热表面40的温度所需的热能，如图2所示。响应于安装在电路板70上的热敏电阻器74的信号来控制加热表面40的温度。热敏电阻器74向图1的外壳18中的微处理器80提供指示加热表面40温度的电信号。

存储元件76也可以安装在电路板70上。存储元件76可以是用于储存和实现牙套特定功能的处理和存储元件的任意组合。存储元件76用来储存牙套的具体信息。例如，所示出实施方案的存储元件76可以包含相关牙套的校准信息。由于特定的牙套中所用的独立部件可能存在它们自身偏离其标示值的偏差(variances from their marked values)，所以在制造过程中校准每个牙套以提供校准信息来说明牙套中的部件的具体值，该校准信息储存在存储元件76中并且用来调节治疗设备10的加热算法。

存储元件76还可以储存治疗变量，例如治疗周期的持续时间、治疗温度和治疗频率，以及有助于治疗设备操作的其它信息。该信息例如可以是识别牙套种类和计划治疗方案的信息，以及在治疗周期中使用的算法信息。

图6中还示出显示图1中治疗设备10的控制单元14的电气系统的一个实施方案的电气图。控制单元14包括微处理器80。对微处理器80编程以响应和控制图1的治疗设备10的各种输入和输出。微处理器80接收来自电源按钮22的输入，并且由此做出响应来调高或降低治疗设备的电力消耗。微处理器80还接收来自治疗按钮24的输入并基于治疗按钮24的输入来开始或停止治疗。通过微处理器80开启和关闭LED88以向使用者传达可视信息，而通过微处理器80控制扬声器90以向使用者传达可听信息。

微处理器80还与牙套12电气连通。微处理器80与存储元件76连通并且交换关于牙套的周期、校准、治疗变量和其它的牙套特殊信息。微处理器80还通过接口92从热敏电阻器74接收信号。利用来自热敏电阻器74的信号，微处理器80可操作用于控制牙套12的加热表面40的温度。所示出实施方案的微处理器80连接到场效应晶体管(“FET”)94的栅极，并且通过改变FET94的栅极电压能够控制流经电阻器72的电流量。电阻器72产生的热与流经它的电流量成比例。热联锁(thermal interlock)78提供了安全机制以确保热敏电阻器74的故障不在牙套中引起危险操作温度。

微处理器80的程序设计有称为比例、积分、微分或PID的控制算法。PID是利用三种运算模式的控制算法：利用比例作用来衰减系统响应，利用积分纠正固定偏差，以及利用微分防止超调和欠调。微处理器80中执行的PID算法通过运行而利用最小的超调将加热表面40尽可能快地调节到到期望的操作温度，并且也通过运行而响应治疗周期中由于治疗区域的热吸收效应(heat sink effect)引起的加热表面40的温度变化。

除了连接至FET94之外，电阻器72还通过热联锁78连接到电池(组)82，热联锁78可以是具有选定用于防止电阻器72失控过热的最大额定电流的保险丝。电池(组)82可以由一个或更多个单电池构成，并且在电池(组)充电器84连接到外部电源86时通过电池(组)充电器84充电。外部电源86可以是任意类型的电源，但是通常是连接在电池组充电器84和普通墙壁插头之间的AC转DC转换器。根据实施方案，电池(组)82的输出电压与电池(组)82中剩余的电量直接相关，因此，通过监控跨电池(组)82的电压，微处理器80就可以确定电池(组)82中剩余的电量，并且利用LED 88或扬声器90将该信息传递给使用者。还可以使用用于不同电池(组)技术的确定电压或电量的其它方法，它们也都完全落在本发明的范围内。

现在参考图7，描述了显示通过图6的微处理器80运行的固件的多种输入的图。固件100代表载入图6的微处理器80的程序。如参考图6所描述的，微处理器80可操作用于响应和控制图1的治疗设备10的各个方面。固件100能够接收来自电源按钮22、治疗按钮24、热敏电阻器74和电池(组)82的输入。固件100还能够与存储元件76交换信息，例如校准数据。微处理器80和存储元件76可以交换可提高治疗设备10效能的任意其它信息。

响应热敏电阻器输入和来自存储元件76的信息，固件100根据编入固件100的PID算法控制FET 94来调节内层状体的温度。固件100还可以控制扬声器90来向使用者和LED 102和104(图6的LED 88的子设备)提供可听到的反馈，并且提供电池(组)电量(LED 102)和治疗状态(LED 104)的指示。

现在参考图8，描述了显示根据一个实施方案的图7中固件100的各种运行状态的状态转换图。该状态图从暂停状态110(断电状态)开始。在断电模式期间，微处理器仍然接收到一些电能以使其监控电源按钮。按下电源按钮时离开暂停状态110，该状态进入处理牙套存储状态112。在处理牙套存储状态112中，图6的微处理器80和存储元件76交换牙套的具体治疗信息。如果该条的使用计数不低或者不是零，则状态转到加热状态116。如果发现尖端计数低或者为零，则该状态前进到警告状态114，其向使用者提供视觉和/或可听信号来指示牙套计数低或者是零。如果牙套计数是零或者牙套被除去，则状态从警告状态114进入暂停状态110。如果牙套计数低但不是零，则状态从警告状态114进入加热状态116。

在加热状态116期间，利用图6的电阻器72来加热该条。基于牙套到达温度所应该需要的时间量，使用预测模型来设定定时器。该定时器用作热物质正确响应加热的指示器。如果该条没有在定时器到点时达到预定工作温度，则指示部件可能出现故障并且通过转换到暂停状态110来关闭治疗设备。热物质行为的其它预测还可以用来检测可能出现故障的部件。

除了定时器到时之外，如果按下电源按钮，或者电池组电压降至低于阈值，治疗设备通过转换到暂停状态110来降低电力消耗，并且通过视觉和/或可听信号将故障指示提供给使用者。如果牙套在指定时间内成功地达到工作温度，则状态转换到准备就绪状态118。在进入准备就绪状态118时启动定时器。如果定时器到时或者在准备就绪状态118时按下电源按钮，则状态转换到暂停状态110。

如果在准备就绪状态118按下治疗按钮，则状态转换到治疗状态120。在进入治疗状态120时启动两个定时器(治疗定时器和安全定时器)。安全定时器比治疗定时器稍长一些，以便在治疗定时器出现故障时安全定时器将会到时并且在转换到暂停状态110之前转换到电源复位状态124。如果在治疗周期内按下电源按钮，所述状态也从治疗状态120转换到暂停状态110。

由于治疗周期可是相对长的时间期间，因此还可以对治疗设备编程以提供治疗定时器进展的视觉和/或可听指示。例如，图6的扬声器90可以用来在治疗期间提供间歇的声音以使使用者知道治疗正在继续。所述声音应该间隔开以提供治疗周期中剩余时间的指示，例如在周期较接近结束时缩短所述声音的间隔。可以预期提供视觉或可听反馈的许多其它方法，并且它们都落在本发明的范围内。

当定时器到时的时候，或者如果按下治疗按钮，则状态从治疗状态120转换到强制治疗间(inter-treatment)延迟的等候状态122。如果在等候状态期间按下电源按钮或者除去牙套，则状态转换到暂停状态110。在治疗间延迟到时之后，状态转换回到准备就绪状态118。除了治疗间延迟之外，可以利用等候状态122来强制暂时治疗限制。治疗间延迟迫使治疗周期之间进行相对短的延迟，而暂时治疗限制则起限制在规定时间期间可能实施的治疗数目的作用。例如，如果治疗周期是两分半钟和治疗间延迟是10秒钟，则可以在实行强制间隔之前利用30分钟的暂时治疗限制来限制设备以在施加强制中断之前进行约10至11次连续的治疗。

在治疗设备10的另一个实施方案中，可以在加热表面40上引入抗菌或防腐化合物，从而增加通过热能提供的杀伤效果。反过来，加热表面40所产生的热将有助于分散和吸收该化合物，从而产生协同效应。

在治疗设备10的又一个实施方案中，可以在加热表面40上引入增白化合物，以允许使用者同时实施治疗或预防牙周病和增白牙齿的双重功能。这在使用会从热获益的增白化合物作为试剂的情况下尤其有用。

优选的设定温度和治疗时间

为了确定优选的设定温度和治疗时间，必须考虑两个因素。第一，设定温度和治疗时间必须足以热损伤对牙龈表面有不利影响的病毒或细菌。第二，设定温度和治疗时间必须低于会损伤所治疗皮肤的阈值。下面参考实施例1至3利用示例性感染因子来讨论第一因素。基于实施例1至3，证明121℉(49.44℃)的设定温度在150秒时间范围内对多种感染因子和刺激物是有效的。虽然选择设定温度为121℉和150秒治疗时间用于本发明的实施方案，但是利用明显偏离所述实施方案的设定温度和治疗时间的组合的其它实施方案也在本发明的范围内。

为了确保所述设定时间和温度的实施方案不烧伤治疗区域，可以针对预先的烧伤研究建立模型。该模型假定，与敷贴器(applicator)接触的皮肤表面立即达到121℉的敷贴器温度并且在整个150秒都保持在该温度。首先，对照Moritz和Henriques的“Studies of Thermal Energy，”(American Journal of Pathology，1947，第23卷，第695～720页)中第711页的图4中描绘的时间-表面温度阈值图绘制该预定温度和治疗时间的图，该文献的公开内容通过引用并入本文。150秒时49.44℃的点恰好位于代表“热损伤的第一形态学证据”的虚线下方，例如稍微变红。在该设定温度下，所述曲线表明第一可逆损伤出现在195秒时。因此，根据Moritz和Henriques，该设定温度和治疗时间是安全的，最坏的情况可能是使治疗区域稍微变红。

基于上面引用的Moritz和Henriques的数据，Xu和Qian在名为“Analysis of Thermal Injury Process Based on Enzyme DeactivationMechanisms”(Journal of Biomechanical Engineering，Transactions ofthe ASME，第117卷，第462～465页(1995)，其公开内容通过引用并入本文)的文章中基于酶失活的概念提出了损伤函数方程6。

$\underset{\‾}{\mathrm{\Ω}=\underset{0}{\overset{t}{\∫}}\frac{1*{10}^{-4}\exp \left(100z\right)}{1+8*{10}^4\exp (-195z)}\mathrm{dt}}$

其中z＝1-305.65/T°K，并且t以秒计

在这个模型中T＝322.59°K并且恒定，因此，

对于150秒，Ω＝4.947×10^-3×Δt＝0.742

实施例1

痤疮丙酸杆菌(P.acnes)的温度依赖性死亡曲线

虽然痤疮丙酸杆菌细菌不是经常存在于口腔中，也不是牙周病的原因，但是可以认为痤疮丙酸杆菌对热的反应说明了引起可通过本文所述设备治疗的牙周病和其它口腔病症原因的那些感染因子的预期反应。

材料和方法：细菌菌株痤疮丙酸杆菌购自The American TypeCulture Collection ATCC(No.11827，Lot 419571，马纳萨斯，弗吉尼亚洲)。培养物储藏在KWIK-STIK冻干制备物中。根据制造商的建议再水化冻干的细胞(痤疮丙酸杆菌)并且在划线平板上开始生长以在厌氧条件下分离出单个集落。随后将这些平板在37℃的厌氧箱中培养过夜。然后分离单个集落并且接种到TSB生长培养基中，同时搅拌培养基过夜。将这些0.1ml的TSB肉汤培养基的等分液添加到0.9ml PBS无菌缓冲液中。随后将该混合物转移到薄壁的Eppendorf 1.5ml试管中并且在加热区中放置不同的时间和温度。除去规定培养时间之后的培养物并且将0.1ml该材料在TSA平板上平面培养。随后用无菌曲棒(hockey-stick)铺开该混合物，随后在厌氧条件下在37℃培养5天。之后取出所述平板，并对集落进行计数和记录。结果示于图10中。图10证明痤疮丙酸杆菌响应于各种温度和治疗持续时间而快速衰亡。没有暴露于热源的基线痤疮丙酸杆菌集落计数是1050。

结果：在较高温度下的培养中可看到杀死细菌菌株所需时间减少的一般趋势。还要注意的是集落数目以非常急速的方式减少的时间热阈值。通过利用由该试验得到的曲线，可以推断出用于局部加热设备的最佳热输出和各个温度的时间分配。所示体外数据证明，痤疮丙酸杆菌细菌细胞对持续低热作用具有显著的敏感性。55℃的温度导致细菌在31/2分钟之后基本上全部死亡。58和59℃的温度导致细菌在2分钟之后基本上全部死亡。这些曲线证实，通过在死亡曲线所示条件下的治疗可以使大量的痤疮丙酸杆菌不能存活。

实施例2

另外，尽管痤疮是皮肤病，但是认为利用热来治疗皮肤病变说明了利用本文所述构思对牙周病和其它口腔病症进行热治疗的功效。

对人患者的痤疮病变的治疗。本发明主要对超过100个经历座疮损伤发作的志愿者进行了初步研究。所有患者均对得到的结果满意。结果显示，约90％的治疗患者对治疗有明显反应。未发现患者有任何因治疗引起的严重不良效果。而且，我们发现，经过治疗的损伤比未治疗的损伤愈合要快80％以上。

本发明的研究中使用的电气设备具有约0.4cm²的界面。在将设备施用到皮肤表面之前，所述设备的界面被加热至约48至50℃的恒定温度，并且在治疗期间保持该温度。在治疗期间指导每个患者如何使用设备并且进行监控。所述治疗包括将所述设备施加到损伤部位21/2分钟。研究要求对每个患者治疗两个周期，并在第一个治疗周期之后12小时进行第二个治疗周期。然而，实际上，通常对每个对象只进行一次治疗，这是因为在进行第一次治疗12小时之后很多损伤已经愈合到不再需要任何进一步治疗的程度。

对志愿者进行的实验结果在表1中列出。对照组的成员未进行治疗。治疗组的成员如上文所述进行治疗。两个组在随后的14天内检查或者自行报告治疗结果。表中只包括报告了14天数据的研究参与者的结果。在治疗之前报告关于损伤尺寸的数据。100％的损伤尺寸代表损伤尺寸没有变化。损伤尺寸以约10％的增量增加。0％的损伤尺寸代表损伤完全愈合。

实施例3

本发明人对志愿人员的多个口腔疱疹损伤试验了原型设备，结果显示，在应用该设备两次(每次治疗21/2分钟，间隔12小时，如实施例2所述)之后，疱疹损伤完全终止。志愿者报告称治疗之后的愈合时间与该类损伤的通常愈合周期相比显著减少。

本文公开和要求保护的所有组合物和方法可以根据本公开内容、无需过度实验即可制造和实施。虽然已经按照优选的实施方案描述了本发明的组合物和方法，但是本领域的技术人员会理解，可以对本文所述的设备和方法以及所述方法中的步骤或步骤顺序进行变化，而不脱离本发明的构思、精神和范围。更具体地，可以用与前述那些元件相关的某些机械元件代替本文所述的机械元件以达到相同或类似的效果，这是显而易见的。所有这些对本领域的技术人员而言显而易见的类似替代或修改被视为落在所附权利要求中所限定的本发明的精神、范围和构思内。

尽管已经详细描述了本发明及其优点，但是应当理解，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下可以对本文进行各种变化、替换和改变。而且，本申请的范围不限于说明书中所述过程、机器、制造、物质的组合、手段、方法和步骤的具体实施方案。从本发明的公开内容，本领域普通技术人员会容易地理解，可以根据本发明使用目前存在的或者以后将开发出来的、实施与本文所述对应实施方案基本相同的功能或达到基本相同的结果的过程、机器、制造、物质的组合、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求也将这类方法、机器、制造、物质的组合、手段、方法或步骤包括在其范围内。

Claims (25)

1.一种用于治疗或预防牙周病的设备，所述设备包括：

一个或更多个设计用于放置为接触牙齿和牙龈的导热表面；

靠近所述导热表面的温度传感器；

可操作用于加热所述导热表面的加热元件；

电连接至所述加热元件和所述温度传感器的控制器，其中所述控制器可操作用于响应来自所述温度传感器的信号来控制所述加热元件并且将所述导热表面的温度调节至治疗温度。

2.权利要求1所述的设备，其中所述治疗温度在能够对抗已知引起牙周病的细菌或病毒的温度范围内。

3.权利要求1所述的设备，其中所述治疗温度为46℃至65℃的温度。

4.权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括微处理器。

5.权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括定时器。

6.权利要求5所述的设备，其中所述定时器在10秒至30分钟之间运行。

7.权利要求1所述的设备，其中所述一个或更多个导热表面整合在牙套中。

8.权利要求7所述的设备，其中所述牙套包括一个或更多个电路板，其中所述电路板包括所述温度传感器和所述加热元件。

9.权利要求8所述的设备，其中所述温度传感器包括一个或更多个热敏电阻器并且所述加热元件包括一个或更多个电阻器。

10.权利要求9所述的设备，其中所述电路板还包括存储元件和热联锁。

11.权利要求1所述的设备，其中所述一个或更多个导热表面整合在一个或更多个可成型的条或带上。

12.权利要求11所述的设备，其中所述可成型的条或带包括一个或更多个柔性电路板，其中所述柔性电路板包括所述温度传感器和所述加热元件。

13.权利要求12所述的设备，其中所述温度传感器包括一个或更多个热敏电阻器并且所述加热元件包括一个或更多个电阻器。

14.权利要求13所述的设备，其中所述电路板还包括存储元件和热联锁。

15.权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括用于温度控制的反馈回路。

16.权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括单独的外壳并且通过引线连接到所述接触表面。

17.权利要求16所述的设备，其中所述单独的外壳包括用户界面。

18.权利要求1所述的设备，其中所述控制器包括单独的外壳并且通过射频与所述接触表面联系。

19.权利要求18所述的设备，其中所述单独的外壳包括用户界面。

20.一种治疗或预防牙周病的方法，所述方法包括将牙齿和牙龈加热至能够对抗已知引起牙周病的细菌或病毒的温度和时间。

21.权利要求20所述的方法，其中所述温度为46℃至65℃的温度。

22.一种用于治疗患者牙齿和牙龈中的牙周病的设备，所述设备包括：

具有至少一个成型为套在所述患者的牙齿和牙龈上的槽的牙套，所述牙套包括一个或更多个靠近所述患者龈线的加热表面；和

电连接到所述牙套的控制单元，所述控制单元可操作用于控制所述牙套中的所述一个或更多个加热表面，以将所述一个或更多个加热表面保持在预设的治疗温度下。

23.权利要求22所述的设备，还包括靠近所述加热表面的温度传感器，所述控制单元可操作为利用所述温度传感器的输出来控制所述加热表面。

24.权利要求22所述的设备，其中所述至少一个槽由柔性条构成。

25.权利要求24所述的设备，其中所述柔性条包括靠近所述加热表面的可变形导热材料，所述可变形材料能够在接触所述患者的牙齿和牙龈时变形以增加与所述牙套的表面接触。

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