CN104755061A - 渗透性流动电池和水力传导系数系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于测量牙质的渗透性的装置和方法。更具体地，本发明涉及使用流动电池来迅速并准确地测量牙质的渗透性的装置和方法。

Description

渗透性流动电池和水力传导系数系统
技术领域
本发明涉及用于测量牙质的渗透性的装置和方法。更具体地，本发明涉及使用流动电池来迅速并准确地测量牙质的渗透性的装置和方法。
背景技术
牙齿敏感影响许多人。牙齿敏感通常是由吃或喝热的、冷的、甜的或酸的东西造成。在正常情况下，容纳血管和神经的髓腔(papal chamber)由牙质包围，而牙质继而由牙冠中的釉质和围绕牙齿的牙龈覆盖。随时间推移，釉质覆盖物可变薄，从而提供较少保护。牙龈也可随时间推移萎缩，从而暴露出下面的牙根表面牙质。
牙质包括从牙齿的外部延伸至牙齿中央处的神经的大量孔或小管孔口。当牙质暴露时，这些小管孔口可能受温度变化或某些食物刺激。牙质敏感的流体动力学理论说明：施加于暴露的牙质小管孔口的刺激导致小管中的流体的移动，这继而刺激牙髓中的神经。
用于确定牙质渗透性的众所周知的Pashley方法已被用作用于筛选已被用于使牙质脱敏的试剂的体外模型。在此方法中，迫使流体从入口跨(或通过)牙质盘样本一侧到另一侧，并且随后测量流体的流量以确定跨牙质样本的流体流动的速率。将制备的牙质盘样本固定在分流腔室装置中、夹紧在两个成对“O”型环之间。
然而关于Pashley方法存在某些限制，并且总体涉及影响该方法的渗透性测量的总准确性的固有不准确性。此外，Pashley方法中所使用的流动电池的设计不允许在牙质渗透性分析期间容易地移除牙质样本以例如对牙质样本的表面进行进一步质疑，并且随后将牙质样本返回到流动电池以用于继续分析。
Pashley方法的另一个限制涉及：当需要或期望多于一个牙质样本的渗透性数据时，该方法不能使跨不同牙质样本获得的流量标准化。
由于这些限制，需要大样本量来获得统计意义上显著的牙质渗透性读数。
对更快且更准确的使用修改的流动电池来测量牙质的渗透性的方法和/或渗透性测量方法的搜索在继续进行。这些方法的期望方面包括高准确性和吞吐量(即，迅速地执行技术测试以及牢靠地产生可靠数据)、数据分离、误差减小、稳健性、重复性、以及与另外测试方法一起的使用性。
发明内容
本发明涉及用于测量牙质的渗透性的装置、设备和方法。
在一个实施例中，本发明涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，该流动电池包括：
a.流动入口通道；
b.流动出口通道，该流动出口通道与流动入口通道流动连通；
c.至少一个牙质样本固定机构，该至少一个牙质样本固定机构被定位在流动入口通道和流动出口通道之间，用于固定牙质样本；以及
d.至少一个排气通道，该至少一个排气通道具有内开口，该排气通道自内开口从流动电池向外延伸，排气通道被定位用于接收呈至少一个气泡形式的任何空气，该任何空气可能在通过流动入口通道将流体引入到流动电池中之后聚集在由固定机构固定的牙质样本下方，
其中排气通道相对于通过底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，该水平横截面平面与排气通道的内开口相交，使得角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，角θ是从水平横截面平面的底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在内开口和水平横截面平面的交点处。
在另一个实施例中，本发明涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，该流动电池包括：
A.底部部件，该底部部件包括：
i.内腔室；
ii.至少一个流动入口通道，该至少一个流动入口通道与内腔室流动连通；
iii.至少一个流动出口通道，该至少一个流动出口通道与流动入口通道和内腔室流动连通；
iv.至少一个排气通道，该至少一个排气通道与内腔室流动连通并具有内开口，排气通道在内开口处与内腔室接合；和
v.开口，该开口位于底部部件的顶部处，用于进入内腔室，
B.可移除的封盖，该可移除的封盖用于覆盖底部部件的开口，该封盖具有流动出口通道，该流动出口通道被定位用于接收从流动入口通道扩散通过(或跨)牙质样本的流体并且允许该流体的流出；以及
C.至少一个垫圈，该至少一个垫圈邻近封盖和/或底部部件，用于将牙质样本固定在流动电池内，
其中排气通道相对于通过底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，该水平横截面平面与排气通道的内开口相交，使得角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，角θ是从水平横截面平面的底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在内开口和水平横截面平面的交点处。
在另一个实施例中，本发明涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的设备，该设备包括：
A.流动电池，该流动电池包括：
a.底部部件，该底部部件包括：
i.内腔室；
ii.至少一个流动入口通道，该至少一个流动入口通道与内腔室流动连通；
iii.至少一个排气通道，该至少一个排气通道与内腔室流动连通并具有内开口，排气通道在内开口处与内腔室接合，其中排气通道相对于通过底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，该水平横截面平面与排气通道的内开口相交，使得角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，角θ是从水平横截面平面的底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在内开口和水平横截面平面的交点处；和
iv.开口，该开口位于底部部件的顶部处，用于进入底部部件；
b.可移除的封盖，该可移除的封盖用于覆盖底部部件的开口，该封盖具有流动出口通道，该流动出口通道被定位用于接收从流动入口通道扩散通过牙质样本的流体并且允许该流体的流出；以及
c.至少一个垫圈，该至少一个垫圈邻近封盖和/或底部部件，用于将牙质样本固定在流动电池内；
B.泵送机构，该泵送机构用于通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中，通过牙质样本，并且通过流动出口通道离开流动电池；以及
C.至少一个测量装置，该至少一个测量装置适用于测量和/或确定通过牙质样本的水力传导系数。
本发明的另一个实施例涉及用于测量通过牙质样本的水力传导系数的方法，该方法包括以下步骤：
A.提供用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，该流动电池包括：
a.底部部件，该底部部件包括：
i.内腔室；
ii.至少一个流动入口通道，该至少一个流动入口通道与内腔室流动连通；
iii.至少一个排气通道，该至少一个排气通道与内腔室流动连通并具有内开口，排气通道在内开口处与内腔室接合，其中排气通道相对于通过底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，该水平横截面平面与排气通道的内开口相交，使得角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，角θ是从水平横截面平面的底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在内开口和水平横截面平面的交点处；和
iv.开口，该开口位于底部部件的顶部处，用于进入基部部分，
b.可移除的封盖，该可移除的封盖用于覆盖底部部件的开口，该封盖具有流动出口通道，该流动出口通道被定位用于接收从流动入口通道扩散通过牙质样本的流体并且允许该流体的流出；以及
c.至少一个垫圈，该至少一个垫圈邻近封盖和/或底部部件，用于将牙质样本固定在流动电池内；
B.邻近至少一个垫圈放置牙质样本；
C.用可移除的封盖密封流动电池；
D.提供用于通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中的泵送机构；
E.将流体引入到流动电池中，使得流体填充内腔室并接触牙质样本；
F.使流动电池倾斜，使得相对于通过底部部件的水平横截面平面的顶侧面形成负角，以便移除在将流体引入到流动电池中之后生成的呈至少一个气泡形式的任何聚集的空气，该水平横截面平面与排气通道的内开口相交，使得角的范围是从大于大约0°，角是从水平横截面平面的顶侧面顺时针测量的，并且角的顶点在内开口和水平横截面平面的交点处；
G.通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中，使得流体扩散通过牙质样本和流动出口通道；以及
H.测量泵送到流动电池中的流体的流量，以确定牙质样本的水力传导系数。
在另一个实施例中，本发明涉及流动电池，该流动电池包括：
i.具有内开口的流动入口通道，该流动入口自内开口从流动电池向外延伸；
ii.流动出口通道，该流动出口通道与流动入口通道流动连通；以及
iii.至少一个可逆牙质样本固定机构，该至少一个可逆牙质样本固定机构被定位用于将牙质样本固定在流动入口通道和流动出口通道之间，牙质样本固定机构包括固定机构和至少一个垫圈，该至少一个垫圈邻近固定机构被定位用于接收或接触牙质样本，垫圈具有用于(任选地，无泄漏或基本上无泄漏)与牙质样本接触的至少一个平坦的侧面。
在另一个实施例中，本发明涉及流动电池，该流动电池包括：
a.底部部件，该底部部件包括：
i.内腔室；
ii.至少一个流动入口通道，该至少一个流动入口通道与内腔室流动连通；
iii.至少一个流动出口通道，该至少一个流动出口通道与流动入口通道和内腔室流动连通；和
iv.开口，该开口位于底部部件的顶部处，用于进入内腔室，
b.可移除的封盖，该可移除的封盖用于覆盖底部部件的开口，该封盖具有流动出口，该流动出口被定位用于接收从流动入口通道扩散通过牙质样本的流体并且允许该流体的流出；以及
c.至少一个垫圈，该至少一个垫圈具有用于接触牙质样本的至少一个平坦的侧面或任选地至少一对平坦的侧面：一个平坦的侧面与另一个平坦的侧面相背对(或基本上相背对)，其中垫圈的一个平坦的侧面接触封盖和/或底部部件，并且一对平坦的侧面中的另一个侧面被定位用于接触牙质样本，以用于将牙质样本固定在流动电池内。
本发明的另一个实施例涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的设备，该设备包括：
a.流动电池，该流动电池包括：
i.流动入口通道；
ii.流动出口通道，该流动出口通道与流动入口通道流动连通；和
iii.至少一个可逆牙质样本固定机构，该至少一个可逆牙质样本固定机构被定位用于将牙质样本固定在流动入口通道和流动出口通道之间，牙质样本固定机构包括固定机构和至少一个垫圈，该至少一个垫圈具有用于接触牙质样本的至少一个平坦的侧面或任选地至少一对平坦的侧面：一个平坦的侧面与另一个平坦的侧面相背对(或基本上相背对)，其中一对平坦的侧面中的一个平坦的侧面接触牙质样本，并且一对平坦的侧面中的另一个平坦的侧面接触固定机构；
b.泵送机构，该泵送机构用于通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中，通过牙质样本，并且通过流动出口通道离开流动电池；以及
c.至少一个流量计，该至少一个流量计用于测量被泵送到流动电池中并且通过牙质样本的流体的流动。
在另一个实施例中，本发明涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的设备，该设备包括：
a.流动电池，该流动电池包括：
i.具有内开口的流动入口通道，该流动入口自内开口从流动电池向外延伸；
ii.流动出口通道，该流动出口通道与流动入口通道流动连通；和
iii.至少一个牙质样本固定机构，该至少一个牙质样本固定机构被定位用于将牙质样本固定在流动入口通道和流动出口通道之间；
b.泵送机构，该泵送机构用于施加压力以通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中，通过牙质样本，并且通过流动出口通道离开流动电池；
c.压力调节器，该压力调节器与泵送机构流动连通，用于调节由泵送机构施加的压力；以及
d.至少一个流量计，该至少一个流量计与由泵送机构泵送的流体测量接触，以用于直接测量泵送到流动电池中并且通过牙质样本的流体的流量。
本发明的另一个实施例涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的设备，该设备包括流体流量标准化机构，该流体流量标准化机构包括：
i.泵送机构，该泵送机构用于将流体泵送通过设备；
ii.至少一个可调整高精度流量调节器，该至少一个可调整高精度流量调节器用于在设备中维持小于或等于5psi的压力持续至少10分钟的一段时间，而所维持的压力上无大于或等于±大约0.1psi的波动；以及
iii.至少一个流体流量计，该至少一个流体流量计用于测量跨牙质样本的流体流量，
其中跨不同牙质样本标准化流体流量，以用于建立单个流体流量作为不同牙质样本在修改之后的流量与之比较的对照。
本发明的另一个实施例涉及用于测量通过牙质样本的水力传导系数的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供用于将流体泵送通过设备的泵送机构；
b.将流体泵送通过设备；
c.提供至少一个可调整高精度流量调节器，该至少一个可调整高精度流量调节器用于在设备中维持小于或等于20psi的压力持续至少10分钟的一段时间，而所维持的压力上无大于或等于±大约0.1psi的波动；
d.至少一个流体流量计，该至少一个流体流量计用于测量跨牙质样本的流体流量；
e.引导流体流动通过牙质样本；以及
f.记录由流体流量计所指示的通过牙质样本的流体流量；
其中针对至少一个其它牙质样本重复步骤a.至f.，并且进一步地，其中调整流量调节器，使得跨至少一个其它牙质样本的流量等于第一牙质样本的流量。
本发明的另一个实施例涉及用于测量牙质样本的水力传导系数的设备，该设备包括：
a.流动电池，该流动电池包括：
i.流动入口通道；
ii.流动出口通道，该流动出口通道与流动入口通道流动连通；和
iii.至少一个牙质样本固定机构，该至少一个牙质样本固定机构被定位在流动入口通道和流动出口通道之间；
b.泵送机构，该泵送机构用于通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中，通过牙质样本，并且通过流动出口通道离开流动电池；
c.第一流量计，该第一流量计与由泵送机构泵送的流体测量接触，并且被校准以测量以从大约0微升/分钟到大约200微升/分钟的流量范围流动的流体；以及
d.第二流量计，该第二流量计用于测量由泵送机构泵送的流体的流量，以确认由泵送机构泵送的流体正以在从大约0微升/分钟到大约200微升/分钟的流量校准范围内的速率流动。
在另一个实施例中，本发明涉及用于测量通过牙质样本的水力传导系数的方法，该方法包括以下步骤：
A.提供用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，该流动电池包括：
a.底部部件，该底部部件包括：
i.内腔室；
ii.至少一个流动入口通道，该至少一个流动入口通道与内腔室流动连通；
iii.至少一个排气通道，该至少一个排气通道与内腔室流动连通；
iv.开口，该开口位于底部部件的顶部处，用于进入底部部件，
b.可移除的封盖，该可移除的封盖用于覆盖底部部件的开口，该封盖具有流动出口通道，该流动出口通道被定位用于接收从流动入口通道扩散通过牙质样本的流体，并且允许该流体的流出；以及
c.至少一个垫圈，该至少一个垫圈邻近封盖和/或基部，用于将牙质样本固定在流动电池内；
B.邻近流动电池的垫圈放置牙质样本；
C.提供用于通过流动入口通道将流体泵送到流动电池中的机构；
D.通过流动入口将流体泵送到流动电池中，使得流体扩散通过牙质样本和流动出口通道；
E.提供第一流量计，该第一流量计与流体测量接触，并且被校准以测量以从大约0微升/分钟到大约200微升/分钟的流量范围流动的流体；
F.使用第一流量计来测量泵送到流动电池中的流体的流量，以确定通过牙质样本的水力传导系数；
G.提供第二流量计；
H.测量流体的流量，以确认流体正以在流量校准范围内的速率流动；以及
I.确定通过牙质样品的水力传导系数。
附图说明
参考附图在本说明书中示出针对本领域的普通技术人员的本发明的完整和使能性公开，包括其最佳模式，在附图中：
图1为其中牙质样本保持在适当的位置的用于测量牙质的渗透性的现有技术流动电池在密封之前的垂直截面图；
图2为其中牙质样本保持在适当的位置的图1的流动电池在密封之后的垂直截面图；
图3为用于本发明的流动电池的底部部件的顶视图；
图4为沿4--4平面的图3的垂直截面图；
图5为用于本发明的流动电池的顶部部件的顶视图；
图6为沿6--6平面的图5的垂直截面图；
图7为其中牙质样本保持在适当的位置的用于本发明的流动电池在密封之前的垂直截面图；
图8为其中牙质样本保持在适当的位置的用于本发明的流动电池在密封之后的垂直截面图；
图9示出可用于本发明的垫圈的代表性实施例a至g；
图10为流动电池，该流动电池被定位(例如，如通过旋转或倾斜)以允许气泡从流动电池排出；并且
图11为根据本发明的用于测量牙质的渗透性的方法的设备或系统布局的示意图。
具体实施方式
本发明的装置、设备和方法可包含、由或基本上由本文所述的本发明的基本要素和限制以及本文所述的任何另外的或任选的组分或限制组成。
如本文所用，术语“包含”(及其语法变型)是以“具有”或“包括”的非排他性含义使用，而不是以“仅由……构成”的排他性含义使用。本文所用的术语“一个”和“该”被认为是涵盖复数和单数。
全文以引用方式并入本文中的所有专利文献仅以它们与本说明书一致的程度并入本文。
如本文所用的术语“平坦的”是指具有无斜率、倾斜度或曲率的水平表面；或具有平滑、平的、水平的表面。
如本文所用的短语“可逆固定机构”是指以下一种固定机构：并不永久性地(即，如通过胶粘或粘合)固定物件(如牙质样本)，而是在固定物件之后，允许进行调整以使得可容易地将物件返回至它的未固定状态。本发明为用于测量牙质的渗透性的装置和方法。
图1为用于测量牙质的渗透性的现有技术流动电池在密封之前的垂直截面图。现有技术流动电池在形状上大体为圆柱形。该图示出具有基部部件10和封盖部件50的两部分电池。封盖部件50包括内表面52、外表面54、设置在内表面52上的螺纹58、以及通孔56。
基部部件10包括内表面12、外表面14、唇缘16、设置在外表面14上的螺纹18、以及入口22通道和出口24通道。入口22通道和出口24通道与入口管和出口管具有“压力配合”连接。如本文所用，术语“压力配合”(也称为“过盈配合”或“摩擦配合”)是指是通过将部分接合(例如，如通过挤压或推挤)在一起之后这些部分之间的摩擦、而不是通过任何其它类型的紧固来获得两个部分的紧固。基部部件10的圆柱形形状限定内腔室20。占据基部部件10的内腔室20以用于测量牙质样本70的渗透性的部件包括顶部间隔件32和底部间隔件36，以及“O”型环42和46和较大尺寸的“O”型环44和48。顶部间隔件32具有通孔34，并且底部间隔件36具有通孔38。
占据现有技术流动电池的基部部件10的内腔室20的部件以叠堆形式如下组装：将底部间隔件36放置在“O”型环48上，该“O”型环48搁置在基部部件10的内表面12上。将“O”型环46和44放置在底部间隔件36上。将牙质样本70的第二侧面74放置在“O”型环46上。将“O”型环42放置在牙质样本70的第一侧面72上。将顶部间隔件32放置在“O”型环42和44上。
图2示出密封之后的现有技术流动电池。为密封电池，利用与设置在基部部件10的外表面14上的螺纹18匹配的设置在封盖部件50的内表面52上的螺纹58，将封盖部件50螺纹连接至基部部件10
上。按以下方式使用现有技术流动方法和电池来测量牙质样本70的渗透性。一旦组装了两部分电池，就密封出口通道24。使用压力引起入口通道22中的流体(例如，蒸馏水)流动。流体从入口通道22流动到基部部件10的内腔室20位于牙质样本70下方的部分中。由于在内腔室20的位于牙质样本70下方的部分中流体压力上升，流体流动通过底部间隔件36的通孔38。增大的流体压力随后引发通过(或跨)牙质样本70(即通过或跨牙质样本中的牙质小管或孔口)的流体流动。流体流动继续通过顶部间隔件32的通孔34，并且通过封盖部件50的通孔56离开现有技术流动电池。
Pashley方法的限制涉及Pashley流动电池固有的不准确性。这些不准确性包括由于流动电池部件的数量(即“O”型环[4个]和间隔件[2个])造成的叠堆误差以及增大的泄露可能性。牙质样本周围的泄露通常是由用户在组装电池时不准确地放置“O”型环和间隔件造成的。牙质样本周围的这些泄露导致通过牙质的渗透性的不准确测量。
此外，Pashley流动电池所使用的“O”型环具有圆形横截面。一旦如图2所示放置部件并且密封流动电池，这些“O”型环就与牙质样本具有单条接触线。如果“O”型环是由“刚性的”材料形成，那么系统中的渗漏的风险增大。为缓解这种风险，当密封流动电池时，用户通常对“O”型环施加额外的垂直压力。然而此类另外的垂直压力造成(或增大)损坏牙质样本的风险。另一方面，如果“O”型环由“柔软的”材料形成，那么“O”型环将变形并且抵靠牙质样本变平，从而改变牙质样本暴露于流动电池中的流体的面积。牙质样本暴露于流动电池中的流体的面积的此类不一致性可导致对通过牙质的渗透性的不一致测量。
Pashley流动电池的另一个问题在于：在组装电池期间，相对于基部部件10旋转封盖部件50，利用与设置在基部部件10的外表面14上的螺纹18匹配的设置在封盖部件50的内表面52上的螺纹58，将封盖部件50螺纹连接至基部部件10上。封盖部件50相对于基部部件10的旋转运动通常致使牙质样本、“O”型环和/或间隔件旋转，这可导致牙质样本周围的泄露(或增大的渗漏)。牙质样本周围的这些泄露导致通过牙质的渗透性的不准确测量。
Pashley流动电池的另一个问题涉及先前提到的分别位于入口管和入口通道22以及出口管和出口24通道之间的“压力配合”连接。此类“压力配合”连接通常泄露，尤其是在压力下，从而导致流量测量的不准确性。
此外，当需要或期望多于一个牙质样本的渗透性数据时，Pashley方法无法对跨多个不同牙质样本的流量进行标准化。在对比分析中，此类对跨不同牙质样本的流量进行标准化将缓解对校正此类牙质样本变量如厚度和孔隙率的需要。典型的牙质渗透性流量方法在设定产生(和维持的)压力下测量跨特定牙质本样的流体流量。例如，在如0.75psi的设定压力下，一个牙质样本的流体流量可读取为3ul/min，但在相同(0.75psi)压力下第二牙质样本的流体流量可读取为10ul/min，并且在相同(0.75psi)压力下第三牙质样本的流体流量可读取为1ul/min等。在所提到的牙质厚度和孔隙率变量中的差异是在设定(和维持的)压力下的这些流体流量差异的主要原因。为校正流体流量中的这些差异，通常归一化不同牙质样本的流体流量。如本文所用的术语“归一化”是指用给定牙质样本的基线(即在处理之前)流量测量值除该样本的每个测量值(参见在实例1处的“残余渗透性”公式)。通过使用高精度压力调节器来将系统压力调节到小于或等于30psi(或大约30psi)并且以最小波动(即小于或等于±0.1psi)维持系统压力，本发明允许跨多个不同牙质样本进行此类标准化(即针对每个牙质样本建立相同流体流量)。
图3至图8为用于本发明的两部分流动电池100的视图。图3为流动电池100的底部部件110的顶视图，而图4为沿4--4平面的图3的垂直截面图。流动电池的底部部件110包括底表面112、顶表面114、第一凹痕116、沟槽118、限定内腔室130的第二凹痕119、紧固件盲孔135(或用于接合紧固件的其它合适的机构)、与任选的第二入口通道142流动连通的入口通道144以及与任选的第二排气通道146流动连通的排气通道148。在某些实施例中，入口通道144和排气通道148彼此相对或基本上相对被定位。入口通道144和排气通道148各自具有将入口通道144和排气通道148接合到内腔室130的内端144a和148a、分别地内开口144a和148a。内开口144a和148a还限定点，入口通道144和排气通道148从该点自流动电池100向外延伸。底部部件110包括位于内腔室130的顶部处、用于进入内腔室130的开口132。入口通道144被定位成与内腔室130流动连通。排气通道148也被定位成与内腔室130流动连通。入口通道144和排气通道148(或当存在时，任选的第二入口通道142和任选的第二排气通道146)可任选地为带螺纹的，以分别接收入口管238和出口管254的相容螺纹端。任选地，并且如在图4的底部隔室的垂直剖面图上所示，排气通道148相对于通过底部部件110并且与排气通道148的内端148a相交的水平横截面平面XY的底侧面形成正角θ，角θ的顶点在内端148a和水平横截面平面XY的交点处。如从水平横截面平面XY的底侧面逆时针测量(如在图4处所示)，角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，任选地从大约15°到大约75°，任选地从大约35°到大约55°，或任选地大约60°。任选地，并且如在图4的底部隔室的垂直剖面图上所示，入口通道144相对于通过底部部件110并且与入口通道144的内端144a相交的水平横截面平面X’Y’的底侧面形成正角，角的顶点在内端144a和水平横截面平面X’Y’的交点处。如从水平横截面平面X’Y’的底侧面逆时针测量(如在图4处所示)，角的范围是从大约0°到小于或等于大约270°，任选地从大约90°到大约180°，任选地从大约100°到大约130°，或任选地大约116°。(出于示出角θ和角的目的，图4示出垂直于纸张并且分别沿x轴和x’轴从纸张出来的横截面平面XY和X’Y’。)
图5为用于流动电池100的封盖150的顶视图，而图6为沿6--6平面的图5的垂直截面图。流动电池的封盖150包括底表面152、顶表面154、底部沟槽158、任选的紧固件通孔175(或用于接合紧固件的其它合适的机构)、以及流动出口通道160。流动出口通道160由封盖150上的壁156限定，壁156竖直地、径向地且成锥形地朝向封盖150的中心偏斜，从而增大流体通过流动出口通道160的流出的直径。
在某些实施例中，封盖150和底部部件110被成形用于配合在彼此之中，以便允许两个部件之间的牢固接合。封盖部件150和底部部件110可由下列项形成：机加工玻璃；木材；金属，诸如不锈钢；塑料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)；或这些材料的组合。在一个实施例中，封盖150和底部部件110是由视觉上澄清或透明的PMMA、诸如购自MacMaster-Carr(目录#8560K912或#8560K265)(Robbinsville,NJ)的PMMA形成(例如，通过机加工)。在形成流动电池100时使用澄清(例如，视觉上澄清或透明的)材料的优点在于：澄清材料允许“光线”进入电池中或以其它方式使电池的内容物是肉眼可见的，以例如有助于在视觉上确定是否已将呈一个或多个气泡形式的所有空气从内腔室130位于牙质样本190下方的部分清出。位于牙质样本190下方的气泡减少流体可流动通过的牙质样本190的面积。在此提醒，无法一致地确定牙质样本暴露于流动电池100中的流体的面积可导致通过牙质的渗透性的不一致测量。
图7示出用于本发明的其中牙质样本190保持在适当的位置的在密封之前的流动电池；而图8示出其中牙质样本保持在适当的位置的在密封之后的流动电池。占据本发明的流动电池的部件包括第一垫圈182和第二垫圈184、以及牙质样本190。牙质样本190具有第一侧面192和第二侧面194。
流动电池如下组装。将第一垫圈182放置在底部部件110的沟槽118中。将第二垫圈184放置在封盖150的底部沟槽158中。在某些实施例中，底部部件110的沟槽118和封盖150的底部沟槽158被机加工用于配合任何所使用的一个或多个垫圈(诸如垫圈182和184)的宽度尺寸，以减少、最小化或防止该一个或多个垫圈i)在流动电池的部件被固定以供使用(例如，测试和/或流体流动测量)时；和/或ii)在实际使用(例如，测试和/或流体流动测量)期间的任何移位。在其它实施例中，沟槽118另外可被机加工，以避免妨碍或以其它方式干扰流体和/或气泡流动到排气通道148中和/或流动通过排气通道148。将牙质样本190的第二侧面194放置在第一垫圈182上。将垫圈184放置在牙质样本190的第一侧面192上。为完成电池的密封，使用紧固件186将封盖150紧固到底部部件110上。在所例示的实施例中，紧固件186为螺杆，这些螺杆穿过封盖150的任选的紧固件通孔175并且被锚定在底部部件110的具有螺孔的紧固件盲孔135中或由紧固件盲孔135锚定，螺孔适用于接合螺杆以使得螺杆可调整地将封盖150绷紧并且密封到底部部件110上。包括封盖150和底部部件110的流动电池称之为流动电池100。紧固件186可由材料诸如不锈钢形成。紧固件通孔175和紧固件盲孔135被机加工用于配合并且接合紧固件186。
另选地，可通过使用其它可调整紧固机构诸如钉子、销子、夹钳、皮带、螺栓(例如，螺杆式)或适用于提供防漏(或基本上防漏)密封并且允许迅速拆装的任何其它紧固机构来实现将封盖150组装到底部部件110上。任选地，紧固机构可通过摩擦或过盈配合进行操作，只要摩擦或过盈配合可经受实践本发明所必须的流体压力。
本发明的“垫圈”182和184具有用于接触牙质样本的至少一个平坦的侧面，任选地垫圈为正方形垫圈或具有至少一对平坦的侧面的垫圈，一对中的一个平坦的侧面与另一个平坦的侧面相背对(或基本上相背对)，使得一对中的一个平坦的侧面接触封盖150和/或基部，并且一对中的另一个平坦的侧面被定位成接触牙质样本，以用于将牙质样本固定在流动电池内，如图8所示。在一个实施例中，本发明的垫圈182和184为具有正方形横截面的“O”型环，如图9a所示。垫圈182和184的第一侧(182’和184’)和第二侧(182”和184”)为平坦的。
可用于本发明的垫圈的实施例包括但不限于如图9a至图9g所示的此类实例。图9a示出矩形“O”型环的垫圈横截面182a和184a。垫圈横截面182a和184a的第一侧(182a’和184a’)和第二侧(182a”和184a”)为平坦的。图9b中示出六边形“O”型环的垫圈横截面182b和184b。垫圈横截面182b和184b的第一侧(182b’和184b’)和第二侧(182b”和184b”)为平坦的。图9c中示出梯形“O”型环的垫圈横截面182c和184c。垫圈横截面182c和184c的第一侧(182c’和184c’)和第二侧(182c”和184c”)为平坦的。图9d中示出倒圆矩形“O”型环的垫圈横截面182d和184d。垫圈横截面182d和184d的第一侧(182d’和184’)和第二侧(182d”和184d”)为平坦的。图9e中示出跑道形“O”型环的垫圈横截面182e和184e。垫圈横截面182e和184e的第一侧(182e’和184e’)和第二侧(184e”和184e”)为平坦的。图9f示出单平坦侧“O”型环变体的垫圈横截面182f和184f。垫圈横截面182f和184f的侧边(182f”和184f”)为平坦的。图9g示出单平坦侧“O”型环变体的垫圈横截面182g和184g。垫圈横截面182g和184g的侧边(182g”和184g”)为平坦的。应当理解，垫圈182和184的横截面形状无需是相同的，而是在形状上可以是独立不同的，使得垫圈182可具有例如图9c所示的横截面形状，并且垫圈184可具有图9g所示的横截面形状。
垫圈182和184可由硅、橡胶或柔软塑料制成。此类硅、橡胶或柔软塑料材料的实例包括但不限于：丁二烯橡胶、丁基橡胶、氯磺化聚乙烯、环氧氯丙烷橡胶、乙烯丙烯二烯单体、乙丙橡胶、含氟弹性体、腈橡胶、全氟弹性体、聚丙烯酸酯橡胶、聚氯丁二烯、聚异戊二烯、聚硫化物橡胶、sanifluor、硅橡胶和丁苯橡胶)和热塑性塑料(包括但不限于：热塑性弹性体；热塑性聚烯烃、热塑性聚氨酯、热塑性醚酯弹性体、一种或多种热塑性聚酰胺、可熔融加工的橡胶热塑性硫化橡胶)以及它们的混合物。在一个实施例中，垫圈可为由McMaster-Carr(目录#4061T114)(Robbinsville,NJ)供应的橡胶“O”型环。
按以下方式使用本发明中的流动电池100来测量牙质样本190的渗透性。一旦组装了两部分流动电池100，就使用压力引发并且维持入口通道144中的、任选地通过第二入口通道142的流体(例如，蒸馏水)流动。在图8的情况下，流体从任选的第二入口通道142流动到入口通道144中，并且流动到底部部件110的内腔室130位于牙质样本190下方的部分中。初始地，保持排气通道148(和任选的第二排气通道146)开放，使得位于内腔室130的位于牙质样本190下方的部分中的呈一个或多个气泡形式的残余空气流动到排气通道148中并且离开流动电池100(在一些实施例中，通过任选的第二通道146)。当已移除残余空气时，关闭排气通道148(和/或任选的第二排气通道146)。当关闭排气通道148(和/或任选的第二排气通道146)时，内腔室130位于牙质样本190下方的部分中流体压力上升。这个增大的流体压力引发牙质样本190中的牙质小管孔口中(跨或通过牙质小管孔口)的流体流动。流体流动继续通过封盖150的流动出口通道160。
不受任何所枚举的理论限制，据信由本发明的流动电池100如下解决Pashley电池的限制。在一些实施例中，通过在流动电池100中要求不超过两个垫圈，消除由于“O”型环(4个)和间隔件(2个)的过多数量而存在于Pashley流动电池中的叠堆误差。另外，通过要求沟槽118和158，流动电池100减少、基本上消除或消除牙质样本周围的泄露，这些泄露是由组装Pashley电池时“O”型环的滑动或不准确放置造成的。
接着，用于本发明的流动电池100中的垫圈具有用于接触牙质样本的至少一个平坦的侧面，任选地垫圈具有方形横截面或至少一对平坦的侧面，一对中的一个平坦的侧面与另一个平坦的侧面相背对(或基本上相背对)，使得一对中的一个平坦的侧面接触封盖150和/或基部，并且一对中的另一个平坦的侧面被定位成接触牙质样本，以用于将牙质样本固定在流动电池内，而用于Pashley流动电池的“O”型环具有圆形横截面。本发明的垫圈的处于相背对关系的平坦的侧面对以一致的牙质样本面积接触牙质样本，从而最小化系统中的可能泄露。此类垫圈还消除由以下原因造成的无法一致地确定牙质样本暴露于流动电池中的流体的面积：由于当在Pashley电池的密封期间施加压力时，Pashley类型的“O”型环的圆形横截面变平，所以样本/“O”型环接触线的面积的宽度发生改变。在此提醒，当使用Pashley流动电池时，无法一致地确定牙质样本暴露于Pashley流动电池中的流体的面积可导致通过牙质的渗透性的不一致测量。
Pashley流动电池的另一个问题涉及Pashley流动电池的组装，封盖部件50螺纹连接至基部部件10上。封盖部件50相对于基部部件10的旋转运动通常致使牙质样本、“O”型环和间隔件旋转，这可导致牙质样本周围的泄露。在流动电池100中，通过使用至少一个压封(即无需封盖150相对于底部部件110的旋转运动所完成的密封)紧固件186将封盖150紧固到底部部件110上来最小化牙质样本190周围的泄露。
Pashley流动电池的另一个问题涉及其从入口管和出口管到入口22通道和出口24通道的“压力配合”连接。“压力配合”连接通常泄露，从而导致流量测量的不准确性。在某些实施例中，用于本发明的流动电池100的入口通道144；任选的第二流动入口通道142；排气通道148以及任选的第二排气通道146中的至少一个与入口管和出口管具有“螺纹”连接。具体地，在一些实施例中，入口通道144；任选的第二入口通道142；排气通道148；以及任选的第二排气通道146中的至少一个被机加工，以通过内螺纹或以其它方式相容的螺纹管端部或适配器诸如购自Upchurch-IDEXhealth and Science(Bristol,CT)或Swagelok(Solon OH)的那些与入口管和出口管具有“螺纹”连接，并且可由金属诸如不锈钢、聚合物或其它非反应性材料构成。
Pashley方法还不能解决气泡的问题，这些气泡倾向于在牙质渗透性测量期间在流动电池中聚集在牙质样本下方。另外，在下列项中的任一项中不受理论限制的情况下，据信通过以下方式实现从具有创造性的流动电池100中的牙质样本190下方移除(或减少)气泡：将电池定位(例如，通过旋转或倾斜)成使得成角度的(为角θ)排气通道148由于定位而相对于通过流动电池100的水平横截面平面X”Y”的顶侧面形成负角，水平横截面平面X”Y”与排气通道148的内端148a相交，并且角的顶点在内端148a和水平横截面平面X”Y”的交点处。如从水平横截面平面X”Y”的顶侧顺时针测量(如在图10处所示)，角的范围是从大于大约0°、任选地从大约15°到大约85°、任选地从大约25°到大约55°或任选地从大约30°到大约45°。如在图10中所示，使流动电池100顺时针(如由指向箭头“r”所示)旋转或倾斜直到排气通道148形成大于大约0°的所述角允许移除呈一个或多个气泡136形式的空气。低密度(相对于流体)气泡136(具有指向箭头)在竖直(或基本上竖直)的方向上流动(即相对于所示的“z”轴正向移动)离开内腔室130，通过排气通道148和任选的第二排气通道146，并且随后离开流动电池100。(出于示出角的目的，图10示出垂直于纸张并且沿轴线x”从纸张出来的横截面平面X”Y”。)
图11为解释在根据本发明的测量牙质的渗透性的方法中使用的设备布局的示意性流程图。该图示出在示意图中显示为“黑框”的流动电池100。尽管这是设备的一种可能布局，但应当理解，其它可能布局也将可用于根据本发明的测量牙质的渗透性的方法。
示意性流程图以流动连通方式包括：压力发生罐220；流体源230；流量计242；压力调节器224；压力计226和248；管222、234、238和254；以及阀228、236、246和256。管222将压力发生罐220连接至流体源230。提供具有器皿(或容器)的流体源230，器皿所具有的横截面面积大得足以阻止液位高度上由于向系统设备损失流体而造成的可检测改变。例如，在测量期间从容器损失的流体将大约为0.5ml的情况下，可使用具有10cm的横截面直径的一升器皿。流体源230的器皿(或容器)填充有足够的流体232，以限定垂直于器皿(或容器)壁的液位平面。流体源230定位在高度Δh处(即从流体源器皿中的液位的顶部到流动电池100中的牙质样本的顶部的距离)。在某些实施例中，选择Δh以提供相当于牙髓压力的压力(如由静态流体压力公式所确定)，也就是从大约0.2psi±0.05psi。静态流体压力公式为ρgh，其中ρ＝m/V＝流体密度，g＝重力加速度，并且h(或在这种情况下，Δh)＝流体的深度
流体源230可为塑料、金属或玻璃。例如，流体源230可为由KimbleChase Life Science and Research Products LLC(Vineland,NJ)供应的一升培养基瓶，该一升培养基瓶带有GL-45Q型瓶盖1/4-28三通配合端口(FisherScientific#00945Q-3)。流体232可为水、蒸馏水或去离子水(DI)。
加压的惰性气体从压力发生罐220流动通过阀228、压力调节器224和压力计226，并且进入流体源230中的流体232上方的顶部空间中。管234和阀236位于流体源230上，并且如早先指出，与流体源230流动连通，并且在必要时用于对流体源230进行排放。
由压力发生罐220对流体源230进行加压充当用于将流体泵送到流动电池100中的泵送机构(或压力源)。其它泵送机构(或压力源)包括但不限于：静态流体压力、活塞泵、旋转活塞泵、隔膜泵、齿轮泵或双动活塞泵。
流体源230的加压使得流体232通过管238离开流体源230。管238中的流体流经流量计242、阀246和压力计248，并且通过流动入口通道144(或任选地通过第二流动入口通道142)(见图8)进入流动电池100。管254连接至流动电池100的排气通道148，并且如早先指出，与流动电池100的排气通道148流动连通(或任选地通过第二排气通道146)(见图8)。阀256位于管254上，以使在牙质渗透性测量开始时位于内腔室130的位于牙质样本190下方的部分中的残余空气(或气泡136)流出。如在图11中由252所示，流体通过封盖150的流动出口通道160离开流动电池100。
在一个实施例中，图11的示意图中示出的压力发生罐220是能够在设备中提供压力的加压罐，诸如独立式实验室罐或空气压缩机。在某些实施例中，压力发生罐220提供最高达2000psi的压力。此类压力发生罐可购自多个已知供应商。可使用经纯化的空气，也可为惰性气体诸如氮或氩。在一个实施例中，使用“高纯度”或“超高纯度”的氮气的压力发生罐220可购自Air Gas(Radnor,PA)。适用于本发明的压力发生罐的实例包括由AirGas(Radnor,PA)供应的N2Cylinder HP300。任选地，气体可从在测试位置外部的“室内线”供应，前提是来自“室内线”的压力足以执行所公开的渗透性测试。
压力调节器224是可调整高精度调节器。如本文所用，“高精度调节器”是指以下调节器：能够在所有情况下没有波动地维持小于或等于30psi(或大约30psi)、任选地小于或等于20psi(或大约20psi)、任选地小于或等于15psi(或大约15psi)、任选地小于或等于10psi(或大约10psi)、任选地小于或等于5psi(或大约5psi)、任选地小于或等于2.5psi(或大约2.5psi)以及任选地从大约0.001psi、任选地0.01psi(或大约0.01psi)、任选地0.1psi(或大约0.1psi)、任选地0.25psi(或大约0.25psi)、或任选地0.5psi(或大约0.5psi)的压力，持续至少10分钟、任选地15分钟、任选地30分钟或任选地60分钟的一段时间。如本文所用的术语“一个或多个波动”是指大于或等于±0.1psi(或大约0.1psi)、任选地大于或等于±0.01psi(或大约0.01psi)、任选地大于或等于±0.005psi(或大约0.005psi)、或任选地大于或等于±0.001psi(或大约0.001psi)的一个或多个测量变动。在某些实施例中，高精度调节器在设备中提供压力，使得设备中的流体流量的范围是从0(或大约0)到大约200，任选地从大约0(或大约0)0(或大约0)到大约85、或任选地从大约0(或大约0)到大约20微升/分钟。适用于本发明的高精度调节器的实例是由MarshBellofram(Newell,WV)供应的Type-10LR压力调节器。在一些实施例中，压力计226和248可为精确数字测试计，诸如由Ashcroft(Huntington Beach,CA)供应的Type 2089、Type 2086和Type 2084。任选地，本发明的设备可采用至少两个压力调节器：第一总压力调节器，该第一总压力调节器能够维持压力持续给定或一定时间段；以及第二高精度压力调节器，该第二高精度压力调节器能够没有波动地维持小于或等于20psi(或大约20psi)、任选地小于或等于15psi(或大约15psi)、任选地小于或等于10psi(或大约10psi)、任选地小于或等于5psi(或大约5psi)、或任选地小于或等于2.5psi(或大约2.5psi)的压力，持续至少10分钟、任选地15分钟、任选地30分钟、或任选地60分钟的一段时间。
在一个实施例中，流量计242为高精度流量计。当用于描述流量计时，短语“高精度”是指所具有的器械分辨率低于大约0.5微升/分钟、或任选地低于大约0.5纳升的流量计。流量计可为手动或数字流量计。流量计242充当适用于测量和/或确定通过牙质样本190的水力传导系数的测量装置。在某些实施例中，流量计被校准以测量从大约0到大约200、任选地从大约0到大约85、或任选地从大约0到大约20微升/分钟的流体流量。可使用的手动流量计的实例包括由Gilmont Instruments(Barrington,IL)供应的那些，包括直接读取流量计Gilmont Flowmeter GF2000和关联的流量计Gilmont Flowmeter GF3000。可使用的数字流量计的实例包括由TheSensirion Co.(Westlake Village,CA)供应的Sensirion SLG1430-025流量计，以及由Bronkhorst High-Tech(Bethlehem,PA)供应的此类流量计，如热液体质量流量计Micro-FLOW系列L01Digital Mass Flow Meter。在一些实施例中，第二流量计可与流量计242一起使用，以确认本发明的系统中的流体流量落在流量计242被校准来测量的范围内(如上所述)。在其它实施例中，可使用一个流量计(手动)来确认第二数字流量计的更准确读数。
管222、234、238和254可为金属或塑料。在一个实施例中，管为购自Upchurch-IDEX health and Science(Bristol,CT)的Tube Tefzel(Natural1/16×.040×50ft)。阀228、236、246和256用于控制通过测试设备的流，或隔离测试设备的部分。阀的尺寸必须设定成与测试设备的剩余部分配合。在一个实施例中，阀为购自Upchurch-IDEX health and Science(Bristol,CT)的具有1/8in配件的2-Way Valve Bio。
因为本发明的渗透性流动电池和水力传导系数系统解决与Pashley电池相关联的不准确性和潜在渗漏源，设备的系统大体花费少于5(或大约5)分钟、任选地少于4(或大约4)分钟、任选地少于3(或大约3)分钟、或任选地少于2(或大约2)分钟来获得测量的稳定性。如本文所用的短语“测量的稳定性”是指在流体流量测量读数上基本上无波动，即在流体流量测量读数上没有小于或等于±0.010克/小时、任选地小于或等于±0.005克/小时、或任选地小于或等于±0.001克/小时的波动。
在考虑以下示例性实例后将更好地理解本发明。
实例
如下实例仅为示例性目的，不应该理解为以任何方式限制本发明。本领域的技术人员将会知道，变化形式是可能的，这些变化涵盖在所附权利要求书的实质和范围内。
实例1
使用所制备的牙质样本进行体外研究来评估使用如表1中所示的包含变化量的草酸钾(KO)的制剂的处理。
在研究中使用来自臼齿的人类牙质样本。从牙冠切割样本，每颗牙齿得到各自具有10.7±0.5mm的直径和0.54+/-0.05mm的厚度的大约一到三个样本。以上切割过程在每个牙质样本的表面上留下玷污层。通过用6％柠檬酸蚀刻每个牙质样本持续三分钟结合超声处理(使用由Sharpertek USA[Pontiac,MI]供应的SharperTek CD-4800超声清洁器来执行此实例1和实例2中的超声处理)来移除玷污层。在蚀刻之后，在di-H2O中再次如上所述对牙质样本进行超声处理持续1.5分钟以彻底清洁样本。如上所述，当通过牙质样本的一侧观察时，牙质样本表现出放大特性，并且当通过另一侧观察时表现出缩小特性。将样本存储在小瓶中，放大侧面向上，其中湿纸巾(即具有di-H2O的Kimwipe)位于封端小瓶内以防止样本脱水。
A.制备图11的系统布局并且将其准备好用于如下渗透研究：
A1.打开以下系统单元：
·压力发生罐220；
·流量计(数字)242；以及
·压力计226和248；
A2.打开排气阀236，
A3.将牙质样本190放置在流动电池100中，确认放大侧面向上。流动电池100由视觉上澄清的材料(即澄清丙烯酸)制成，
A4.用di-H2O(DI)填充注射器并且将注射器连接至流动电池入口144，存在于注射器中的DI的体积等于流体电池100的容积的至少两倍，
A5.打开系统阀256以允许从注射器引入的流体流出，
A6.使流动电池100旋转大约45°，从而使排气通道148向上移动并且入口通道144向下移动；以脉冲方式按压注射器以将流体流提供到电池100中，
A7.以脉冲方式按压注射器以将流体流提供到电池100中，
A8.使电池旋转以观察牙质样本的底部(即缩小侧)，以便确认气泡的存在或不存在；
A9.重复步骤A7和A8，直到没有气泡存在；
A10.一旦移除所有气泡，关闭系统阀256并且移除注射器。
A11.通过管材238使电池100与阀246连接成进行流动连通，并且打开阀246，(步骤A3至A11花费少于大约1至2分钟)。(当使用本发明的流动电池时，步骤A3至A11大体应花费不超过5分钟、任选地少于3分钟、任选地少于2分钟、任选地少于1分钟。)
A12.如果流体流动(如由流量计242测量)低于大约15微升/分钟，那么在由于重力(来自Δh)的水头压力下，阀228被打开，从而提供来自压力发生罐220的压力持续大约5-10秒，并且随后关闭阀236，
A13.一旦关闭阀236，就通过压力调节器224来调整压力以建立大约15微升/分钟流体流量，
A14.一旦建立稳定的15微升/分钟流体流量，就关闭阀246，
A15.用Kimwipe(或移液管)通过流动出口通道160弄干牙质样本190的顶表面；准备开始处理方案
B.处理方案：以下将表A的制剂施加于步骤A(以上)的牙质样本：
B1.使用移液管将200微升的制剂施加于牙质样本190，并且将制剂留在牙质样本上持续大约1分钟，
B2.随后使用Kimwipe(或移液管)从牙质样本移除(或吸收)制剂，随后使用移液管将200微升的去离子(D.I.)水施加于牙质样本190上，并且将去离子水留在牙质样本上持续大约1分钟，
B3.随后使用Kimwipe(或移液管)移除DI水，
B4.随后另外重复两遍步骤B1至B3。
C.如下使用部分A的预制备/准备好的系统来执行已处理的牙质样本190的渗透研究(即)：
C1.在部分A的步骤后，打开系统阀246以开始流体流动；
C2.允许系统运行持续大约5分钟，以针对来自流体流量计242的实验流体流量读数达到平衡，以及
C3.关闭系统阀246。
D.针对表1中的每种制剂重复处理方案(步骤B1至B4)和渗透研究(步骤C1至C3)，直到下列项中的最早一项发生：i)测量了所有15次处理的流量(即模仿使用大约1周)；或ii)未观察到通过牙质样本的流量。
通过计算残余渗透性(RP)来归一化数据。如下计算处理后的牙质样本的RP：
其中：流量x为在x次处理(0至n)中的每次处理后测量的流量，其中n为处理的总数量，并且流量0为在任何一次处理前测量的流量。
尽管通常以RP呈现，但根据本发明标准化跨每个牙质样本的流量(例如，以15微升/分钟)的能力，当使用本发明的设备(包括流动电池)和方法时，可省略此步骤。
使用常规混合技术来制备表1的制剂。
表1：牙质样本处理制剂
表2示出研究中使用的制剂，以及在每三次处理后的残余渗透性(具有测量的标准偏差[SD])。标记“0.0a”和“0.0b”的制剂为对照。
表2：草酸钾处理的牙质样本的残余渗透性。
SD＝标准偏差
该表示出：针对所有包含KO的制剂，随着处理的数量增加，残余渗透性(或牙质样本的渗透性)减小。此外，随着处理制剂中的KO百分比增大，残余渗透性的降低速率增大。牙质在处理后的残余渗透性的减小对应于处理技术的吸留功效。残余渗透性可绘制作为处理的函数并且与对照/其它制剂进行比较。结果还指示：本发明的高吞吐量设备和方法不危及所产生数据的完整性。
实例2
本发明的高吞吐量设备(包括流动电池)和方法的灵活性通过它在以下描述的处理“质疑”过程中的使用来进一步说明。从将牙质样本从具有创造性的流动电池移除到获得可靠的流量数据(在根据以下概述的过程将牙质样本重新并入具有创造性的流动电池和设备中之后)的时间段可少于5分钟，任选地3分钟、任选地2分钟或任选地1分钟。流量数据的可靠性是由于本发明的设备(包括流动电池)的设置和性能的可信性、可靠性和可预测性，结合未危及数据完整性的认识。
处理质疑过程
可质疑(即刷光、酸、超声处理等单独或结合地)施加于牙质样本的处理技术(例如，表1的制剂)，并且随后使用本发明的流动电池、设备和方法使用以下过程来评估：
E.执行实例1的步骤A1至D，之后是：
E1.从流动电池的底部部件移除流动电池100的顶部，
E2.标记牙质样本上的垫圈位置，(也可在实例1中的步骤A3后执行此步骤)。
E3.从流动电池100移除牙质样本，
E4.通过将牙质样本放置到羟基磷酸石(hydrodroxylapatite)饱和乳酸(～pH＝5.0)的小瓶中来质疑牙质样本并且进行超声处理持续大约90秒，
E5.在DI池中冲洗牙质样本，E6.执行实例1的步骤A3至A11以准备好(即移除气泡)流动电池100并且重新建立设备系统的传导性，
E7.随后从流量计242获得流体流量。
从将牙质样本从流动电池移除到获得流量测量数据的时间段花费少于2分钟，并且在一些情况下，少于1分钟。

Claims (11)

1.一种用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，包括：
e.流动入口通道；
f.流动出口通道，所述流动出口通道与所述流动入口通道流动连通；
g.至少一个牙质样本固定机构，所述至少一个牙质样本固定机构被定位在所述流动入口通道和所述流动出口通道之间，用于固定牙质样本；和
h.至少一个排气通道，所述至少一个排气通道具有内开口，所述排气通道自所述内开口从所述流动电池向外延伸，所述排气通道被定位用于接收呈至少一个气泡形式的任何空气，所述任何空气可能在通过所述流动入口通道将流体引入到所述流动电池中之后聚集在由所述固定机构固定的牙质样本下方，
其中所述排气通道相对于通过底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，所述水平横截面平面与所述排气通道的所述内开口相交，使得所述角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，所述角θ是从所述水平横截面平面的所述底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在所述内开口和所述水平横截面平面的交点处。
2.根据权利要求1所述的流动电池，其中所述角θ的范围是从大约15°到大约75°。
3.根据权利要求2所述的流动电池，其中所述角θ的范围是从大约35°到大约55°。
4.根据权利要求1所述的流动电池，还包括第二排气通道，所述第二排气通道与所述排气通道的所述内开口相反地被定位成与所述排气通道流动连通。
5.根据权利要求1所述的流动电池，还包括第二入口通道，所述第二入口通道与所述入口通道的内开口相反地被定位成与所述入口通道流动连通。
6.根据权利要求1所述的流动电池，其中所述牙质样本固定机构为可逆的。
7.根据权利要求6所述的流动电池，其中所述牙质样本固定机构包括至少一个垫圈。
8.根据权利要求6所述的流动电池，其中所述牙质样本固定机构包括至少两个垫圈。
9.一种用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，包括：
D.底部部件，所述底部部件包括：
vi.内腔室；
vii.至少一个流动入口通道，所述至少一个流动入口通道与所述内腔室流动连通；
viii.至少一个流动出口通道，所述至少一个流动出口通道与所述流动入口通道和所述内腔室流动连通；
ix.至少一个排气通道，所述至少一个排气通道与所述内腔室流动连通并具有内开口，所述排气通道在所述内开口处与所述内腔室接合；和
x.开口，所述开口位于所述底部部件的顶部处，用于进入所述内腔室，
E.可移除的封盖，所述可移除的封盖用于覆盖所述底部部件的所述开口，所述封盖具有流动出口通道，所述流动出口通道被定位用于接收从所述流动入口通道扩散通过(或跨)所述牙质样本的流体并且允许所述流体的流出；以及
F.至少一个垫圈，所述至少一个垫圈邻近所述封盖和/或所述底部部件，用于将所述牙质样本固定在所述流动电池内，
其中所述排气通道相对于通过所述底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，所述水平横截面平面与所述排气通道的所述内开口相交，使得所述角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，所述角θ是从所述水平横截面平面的所述底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在所述内开口和所述水平横截面平面的交点处。
10.一种用于测量牙质样本的水力传导系数的设备，包括；
D.流动电池，所述流动电池包括：
a.底部部件，所述底部部件包括：
v.内腔室；
vi.至少一个流动入口通道，所述至少一个流动入口通道与所述内腔室流动连通；
vii.至少一个排气通道，所述至少一个排气通道与所述内腔室流动连通并具有内开口，所述排气通道在所述内开口处与所述内腔室接合，其中所述排气通道相对于通过所述底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，所述水平横截面平面与所述排气通道的所述内开口相交，使得所述角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，所述角θ是从所述水平横截面平面的所述底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在所述内开口和所述水平横截面平面的交点处；和
viii.开口，所述开口位于所述底部部件的顶部处，用于进入所述底部部件；
b.可移除的封盖，所述可移除的封盖用于覆盖所述底部部件的所述开口，所述封盖具有流动出口通道，所述流动出口通道被定位用于接收从所述流动入口通道扩散通过所述牙质样本的流体并且允许所述流体的流出；以及
c.至少一个垫圈，所述至少一个垫圈邻近所述封盖和/或所述底部部件，用于将所述牙质样本固定在所述流动电池内；
E.泵送机构，所述泵送机构用于通过所述流动入口通道将流体泵送到所述流动电池中，通过所述牙质样本，并且通过所述流动出口通道离开所述流动电池；以及
F.至少一个测量装置，所述至少一个测量装置适用于测量和/或确定通过牙质样本的水力传导系数。
11.一种用于测量通过牙质样本的所述水力传导系数的方法，包括以下步骤：
I.提供用于测量牙质样本的水力传导系数的流动电池，所述流动电池包括：
a.底部部件，所述底部部件包括：
v.内腔室；
vi.至少一个流动入口通道，所述至少一个流动入口通道与所述内腔室流动连通；
vii.至少一个排气通道，所述至少一个排气通道与所述内腔室流动连通并具有内开口，所述排气通道在所述内开口处与所述内腔室接合，其中所述排气通道相对于通过所述底部部件的水平横截面平面的底侧面形成正角θ，所述水平横截面平面与所述排气通道的所述内开口相交，使得所述角θ的范围是从大于大约0°到小于大约90°，所述角θ是从所述水平横截面平面的所述底侧面逆时针测量的，并且角θ的顶点在所述内开口和所述水平横截面平面的交点处；和
viii.开口，所述开口位于所述底部部件的顶部处，用于进入所述基部部分，
b.可移除的封盖，所述可移除的封盖用于覆盖所述底部部件的所述开口，所述封盖具有流动出口通道，所述流动出口通道被定位用于接收从所述流动入口通道扩散通过所述牙质样本的流体并且允许所述流体的流出；以及
c.至少一个垫圈，所述至少一个垫圈邻近所述封盖和/或所述底部部件，用于将所述牙质样本固定在所述流动电池内；
J.邻近至少一个垫圈放置所述牙质样本；
K.用所述可移除的封盖密封所述流动电池；
L.提供用于通过所述流动入口通道将流体泵送到所述流动电池中的泵送机构；
M.将流体引入到所述流动电池中，使得所述流体填充所述内腔室并接触所述牙质样本；
N.使所述流动电池倾斜，使得相对于通过所述底部部件的水平横截面平面的顶侧面形成负角以便移除在将所述流体引入到所述流动电池中之后产生的呈气泡形式的任何聚集的空气，所述水平横截面平面与所述排气通道的所述内开口相交，使得所述角的范围是从大于大约0°，所述角是从所述水平横截面平面的所述顶侧面顺时针测量的，并且角的顶点在所述内开口和所述水平横截面平面的交点处；
O.通过所述流动入口通道将所述流体泵送到所述流动电池中，使得所述流体扩散通过所述牙质样本和所述流动出口通道；以及
P.测量泵送到所述流动电池中的所述流体的流量，以确定通过牙质样本的所述水力传导系数。
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