CN114796885A - 一种用于根管灭菌消毒或美白的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于根管灭菌消毒或美白的装置和方法。该发明装置包括充电器、壳体、电池、控制芯片、LED工作光源和根管导光针头。电池、控制芯片和LED工作光源封装在壳体内部组成装置主体，壳体上设置有工作开关、治疗时间选择按键和光源选择按键，根管导光针头采用过盈式链接在主体头部。本发明中，通过装置主体上的按钮选择LED工作光源的波长以及工作时间，根管导光针头将光束汇聚在牙齿根管内，配合光敏剂甲苯胺蓝O（TBO）的使用，实现对牙髓炎和根尖周炎病菌的有效杀灭。经实验验证，本发明装置对根管治疗术后最常见的粪肠球菌杀灭效果可达到99%，在根管术后治疗领域具有较高的实用价值。

Description

一种用于根管灭菌消毒或美白的装置和方法

技术领域

本发明属于根管术后治疗临床技术领域，特别涉及一种用于根管灭菌消毒或美白的装置和方法。

背景技术

牙齿在进行根管切除后，其内部菌种极易造成感染，大多数致病菌是厌氧菌，如牙龈卟啉单胞菌、粪肠球菌。后者是根管治疗术后再感染的患牙内最常见的细菌，是造成根管治疗失败的一大原因。与此同时，生物膜的细胞外聚合基质起到屏障作用，从而阻止了抗菌剂渗透到生物膜内杀死微生物并进一步破坏生物膜，这是导致根管治疗失败的另一个重要原因。

为了彻底清除根管内的菌种感染源，光动力疗法（PDT）应运而生，PDT 是光、光敏剂、氧共同参与的一种冷光化学反应，可以产生强氧化性的单态氧杀伤致病微生物。它具有抗菌作用强、抗菌谱广、作用迅速、安全性好且不会产生耐药性等优点。有研究显示该方法对根管内细菌有显著的杀伤作用。PDT 在减少一次性根管治疗术后疼痛方面是有效的，也可以提高根管治疗后患牙保存率，以PDT 作为辅助治疗的牙齿，其 10 年保存率可高达97.33%。然而在临床运用过程中同样存在一些缺点，例如光敏剂如 TBO 和 MB 等的使用会导致牙体变色，并且在临床上表现比较明显。这是由于PDT光源引起的，现阶段PDT临床使用的光源为Er：YAG 激光与 Nd：YAG激光，它们功率高，产热多，使更多的光敏剂进入牙本质小管中，接近牙釉本质界而使牙体颜色变化明显。并且产热会对周围组织造成不可逆的损伤，如牙骨质损伤，牙根吸收、牙槽骨坏死。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种用于根管灭菌消毒或美白的装置和方法。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案包括壳体、电池、控制芯片、LED工作光源和根管导光针头；电池、控制芯片和LED工作光源封装在壳体内部组成装置主体，壳体上还设置有工作开关、治疗时间选择按键和光束选择按键，工作开关、治疗时间选择按键和光束选择按键均与控制芯片电性连接；

根管导光针头采用卯榫结构安装在壳体头部；

壳体的头部结构包括连接头，LED工作光源设置在连接头的中心，LED工作光源与控制芯片、电池电性连接；根管导光针头还包括安装接头，通过安装接头与连接头卯榫连接，过盈配合。

连接头设置四段卡槽，安装接头对应地设置四段凹槽，卡槽卡设在凹槽中，连接头与安装接头通过过盈式连接与拆除。

还包括充电器，电池由充电器供电，LED工作光源由电池供电；LED工作光源的额定光功率为25 mW； LED工作光源为红蓝可变光光源，红光波长的取值范围为630 nm至650nm；蓝光波长的取值范围为430 nm至450 nm。

所述根管导光针头材质为双酚A型碳酸酯，简称PC，前端形状为锥形，锥尖光功率为4.7 mW。

根管灭菌消毒或美白的方法，包括以下步骤：

步骤1：在临床对根管进行治疗时，首先对根管内注射生理盐水进行冲洗，接着取出根管导光针头，安装在壳体头部；

步骤2：长按装置壳体上工作开关按键3秒钟启动本装置；按动装置壳体上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为630 nm红光，按动装置壳体上的治疗时间选择按键，待下方指示灯显示白色，表面光源工作时间为10 s；将根管导光针头靠近牙齿根管内，按动工作开关按键启动光源进行光动力杀菌，10 s后杀菌过程完成，光源自动关闭，按动装置壳体上的光束选择按键，待上方指示灯显示蓝色，表明选择光束波长为450nm蓝光，再次照射牙齿根管内10 s；

步骤3：重复步骤2三次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，长按装置壳体上工作开关按键3秒钟关闭本装置，最后进行材料填充或其它特定方式恢复其固有形态和功能。

工作开关用于控制装置的开启和关闭；控制LED工作光源的开启和关闭；

治疗时间选择按键用于控制装置工作时间，选择10 s或30 s；10 s主要用于根管术后治疗，30 s主要用于牙周细菌消杀；

光束选择按键用于控制LED工作光源的波长，选择650 nm红光或450 nm蓝光；650nm红光主要用于根管术后灭菌消毒；450 nm蓝光主要用于牙齿美白和冷光作用。

红光用于根管术后杀菌：在临床对牙齿进行根管切除后，首先对术后孔洞内注射生理盐水进行冲洗，接着取出一次性根管导光针头，安装在装置头部；选择装置红光作为辅助光，接着使用注射器向术后孔洞内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂，将根管导光针头深入开髓孔洞内，启动光源进行光动力杀菌10 s，待光源自动关闭，将装置从口腔取出；最后将充填材料与根管牙本质的结合，完成根管治疗手术。

蓝光用于牙齿美白：

在临床对牙齿进行美白，首先使用生理盐水对牙齿进行清理，将美白剂：光固化树脂，均匀涂抹在牙齿表面，选择装置蓝光作为辅助光，将装置靠近牙齿表面，启动光源照射30 s，静置10 s，如此反复3次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，完成牙齿美白。

装置控制芯片内置熔断机制，光源连续工作2 min后触发，LED工作光源自动停止，防止因红蓝光功率过高，长时间照射对牙龈造成的不可逆损伤。

所述装置供给电压U与根管导光针头输出功率P之间的关系为：

P =

；

e为自然常数，其值约等于2.718281828...；

所述装置根管导光针头输出功率P与消灭粪肠球菌效率E之间的关系为：

。

本发明的有益效果是：

1. 使用LED光源代替半导体光源，LED光源成本低、功率底，减少光源产热对牙齿带来的损伤，并且用 LED（630 nm）和半导体激光（810 nm）对用粪肠球菌感染的单根管离体牙进行照射，结果表明 LED（630 nm）比半导体激光（810 nm）更能有效地消灭粪肠球菌。

2.装置主体头部安装有锥形一次性根管导光针头，用于将输出光束汇聚，减少光斑面积，使根管杀菌操作更加便捷灵敏并且减少二次污染的可能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，如附图所示的仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明装置的三维结构示意图。

图2为本发明装置拆分结构示意图。

图3为本发明装置头部透视结构示意图。

图4为本发明装置头部连接结构示意图。

图5为本发明装置根管导光针头结构示意图。

图6为本发明装置根管术后治疗操作示意图。

1-充电装置，2-壳体，4-电池组，21-连接头，22-控制芯片，23-LED工作光源，24-工作开关，25-治疗时间选择按键，26-光束选择按键，3-根管导光针头，31-装接头。

具体实施方式

为了使本发明的优点更容易理解，将通过参考附图中示出的具体实施方式更详细地描述上文简要描述的本发明；参考附图1至6所示，包括壳体2、电池4、控制芯片22、LED工作光源23和根管导光针头3；电池4、控制芯片22和LED工作光源23封装在壳体内部组成装置主体，壳体2上还设置有工作开关24、治疗时间选择按键25和光束选择按键26，工作开关24、治疗时间选择按键25和光束选择按键26均与控制芯片22电性连接；

根管导光针头3采用卯榫结构安装在壳体2头部；

壳体2的头部结构包括连接头21，LED工作光源23设置在连接头21的中心，LED工作光源23与控制芯片22、电池4电性连接；根管导光针头3还包括安装接头31，通过安装接头31与连接头21卯榫连接，过盈配合。

连接头21设置四段卡槽，安装接头31对应地设置四段凹槽，卡槽卡设在凹槽中，连接头21与安装接头31通过过盈式连接与拆除。

还包括充电器1，电池4由充电器1供电，LED工作光源23由电池4供电；LED工作光源23的额定光功率为25 mW； LED工作光源23为红蓝可变光光源，红光波长的取值范围为630nm至650 nm；蓝光波长的取值范围为430 nm至450 nm。一般采用型号为3535RGB灯珠与控制芯片。

所述根管导光针头3材质为双酚A型碳酸酯，简称PC，前端形状为锥形，长度5 cm，用于汇聚光源，锥尖光功率为4.7 mW。方便进入牙齿根管内部控制光敏剂起到杀菌作用。

壳体2高度约为17 cm，重量约为150g，壳体2材质为聚氯乙烯（PVC）。

用于根管灭菌消毒或美白的方法，包括以下步骤：

步骤1：在临床对根管进行治疗时，首先对根管内注射生理盐水进行冲洗，从充电器下取出本发明装置，接着取出根管导光针头3，安装在壳体2头部；

步骤2：长按装置壳体2上工作开关24按键3秒钟启动本装置；按动装置壳体上的光束选择按键26，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为630 nm红光，按动装置壳体2上的治疗时间选择按键25，待下方指示灯显示白色，表面光源工作时间为10 s；将根管导光针头3靠近牙齿根管内，按动工作开关24按键启动光源进行光动力杀菌，10 s后杀菌过程完成，光源自动关闭，按动装置壳体2上的光束选择按键26，待上方指示灯显示蓝色，表明选择光束波长为450nm蓝光，再次照射牙齿根管内10 s；

步骤3：重复步骤2三次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，长按装置壳体2上工作开关按键3秒钟关闭本装置，最后进行材料填充或其它特定方式恢复其固有形态和功能。

本发明装置根管导光针头3输出红光作为辅助光，配合光明剂甲苯胺蓝O（浓度为0.1 mg/ml）进行光动力疗法对牙齿根管内的细菌进行消杀。

工作开关24用于控制装置的开启和关闭；控制LED工作光源的开启和关闭；

治疗时间选择按键25用于控制装置工作时间，选择10 s或30 s；10 s主要用于根管术后治疗，30 s主要用于牙周细菌消杀。

光束选择按键26用于控制LED工作光源的波长，选择650 nm红光或450 nm蓝光；650nm红光主要用于根管术后灭菌消毒；450 nm蓝光主要用于牙齿美白和冷光作用。

红光用于根管术后杀菌：

在临床对牙齿进行根管切除后，首先对术后孔洞内注射生理盐水进行冲洗，接着取出一次性根管导光针头3，安装在装置头部。选择装置红光作为辅助光，接着使用注射器向术后孔洞内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂，将根管导光针头3深入开髓孔洞内，启动光源进行光动力杀菌10 s，待光源自动关闭，将装置从口腔取出。最后将充填材料与根管牙本质的结合，完成根管治疗手术。

蓝光用于牙齿美白：

在临床对牙齿进行美白，首先使用生理盐水对牙齿进行清理，将光固化树脂（即美白剂）均匀涂抹在牙齿表面，选择装置蓝光作为辅助光，将装置靠近牙齿表面，启动光源照射30 s，静置10 s，如此反复3次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，完成牙齿美白。

原理：利用美白剂中的过氧化物产生的氧化还原作用（可以简单理解为漂白作用）来使牙齿变白。在冷光（即蓝光）的照射下工作，主要是为了隔离紫外线和红外线，帮助美白剂渗透到牙齿进行脱色，加强对牙齿美白的效果。

装置控制芯片22内置熔断机制，光源连续工作2 min后触发，LED工作光源23自动停止，防止因红蓝光功率过高，长时间照射对牙龈造成的不可逆损伤。

所述装置供给电压U（V）与根管导光针头3输出功率P（W）之间的关系为：

P =

；

e为自然常数，其值约等于2.718281828...；

所述装置根管导光针头3输出功率P（W）与消灭粪肠球菌效率E（%）之间的关系为：

。

为验证本发明的实用性，现举出以下实施例一：

在临床对牙齿进行根管切除后，首先对术后孔洞内注射生理盐水进行冲洗，从充电器下取出本发明装置，接着取出一次性根管导光针头，安装在装置头部，长按装置壳体上工作开关按键3秒钟启动本装置。按动装置壳体上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为630 nm红光，按动装置壳体上的治疗时间选择按键，待下方指示灯显示白色，表面光源工作时间为10 s。接着使用注射器向术后孔洞内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂，将根管导光针头深入开髓孔洞内，按动工作开关按键启动光源进行光动力杀菌，10 s后杀菌过程完成，光源自动关闭，将装置从口腔取出，长按装置壳体上工作开关按键3秒钟关闭本装置，最后将充填材料与根管牙本质的结合，完成根管治疗手术。

实施例二：

使用本发明装置配合光敏剂甲苯胺蓝O对粪肠球菌ATCC2921进行光动力学杀菌实验，选用450 nm红光光束，光照工作时间30 s，实验结果为根管导光针头的针尖部位杀菌效果明显，杀菌效率可达到99%。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种用于根管灭菌消毒或美白的装置，其特征在于，包括壳体（2）、电池（4）、控制芯片（22）、LED工作光源（23）和根管导光针头（3）；电池（4）、控制芯片（22）和LED工作光源（23）封装在壳体内部组成装置主体，壳体（2）上还设置有工作开关（24）、治疗时间选择按键（25）和光束选择按键（26），工作开关（24）、治疗时间选择按键（25）和光束选择按键（26）均与控制芯片（22）电性连接；

根管导光针头（3）采用卯榫结构安装在壳体（2）头部；

壳体（2）的头部结构包括连接头（21），LED工作光源（23）设置在连接头（21）的中心，LED工作光源（23）与控制芯片（22）、电池（4）电性连接；根管导光针头（3）还包括安装接头（31），通过安装接头（31）与连接头（21）卯榫连接，过盈配合。

2.如权利要求1所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的装置，其特征在于，

连接头（21）设置四段卡槽，安装接头（31）对应地设置四段凹槽，卡槽卡设在凹槽中，连接头（21）与安装接头（31）通过过盈式连接与拆除。

3.如权利要求1所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的装置，其特征在于，还包括充电器（1），电池（4）由充电器（1）供电，LED工作光源（23）由电池（4）供电；LED工作光源（23）的额定光功率为25 mW； LED工作光源（23）为红蓝可变光光源，红光波长的取值范围为630 nm至650 nm；蓝光波长的取值范围为430 nm至450 nm。

4.如权利要求1所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的装置，其特征在于，所述根管导光针头（3）材质为双酚A型碳酸酯，简称PC，前端形状为锥形，锥尖光功率为4.7 mW。

5.一种用于根管灭菌消毒或美白的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：在临床对根管进行治疗时，首先对根管内注射生理盐水进行冲洗，接着取出根管导光针头，安装在壳体头部；

步骤2：长按装置壳体上工作开关按键3秒钟启动本装置；按动装置壳体上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为630 nm红光，按动装置壳体上的治疗时间选择按键，待下方指示灯显示白色，表面光源工作时间为10 s；将根管导光针头靠近牙齿根管内，按动工作开关按键启动光源进行光动力杀菌，10 s后杀菌过程完成，光源自动关闭，按动装置壳体上的光束选择按键，待上方指示灯显示蓝色，表明选择光束波长为450nm蓝光，再次照射牙齿根管内10 s；

步骤3：重复步骤2三次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，长按装置壳体上工作开关按键3秒钟关闭本装置，最后进行材料填充或其它特定方式恢复其固有形态和功能。

6.如权利要求5所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的方法，其特征在于：

工作开关用于控制装置的开启和关闭；控制LED工作光源的开启和关闭；

治疗时间选择按键用于控制装置工作时间，选择10 s或30 s；10 s主要用于根管术后治疗，30 s主要用于牙周细菌消杀；

光束选择按键用于控制LED工作光源的波长，选择650 nm红光或450 nm蓝光；650nm红光主要用于根管术后灭菌消毒；450 nm蓝光主要用于牙齿美白和冷光作用。

7.如权利要求5所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的方法，其特征在于：红光用于根管术后杀菌：在临床对牙齿进行根管切除后，首先对术后孔洞内注射生理盐水进行冲洗，接着取出一次性根管导光针头，安装在装置头部；选择装置红光作为辅助光，接着使用注射器向术后孔洞内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂，将根管导光针头深入开髓孔洞内，启动光源进行光动力杀菌10 s，待光源自动关闭，将装置从口腔取出；最后将充填材料与根管牙本质的结合，完成根管治疗手术。

8.如权利要求5所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的方法，其特征在于：蓝光用于牙齿美白：

在临床对牙齿进行美白，首先使用生理盐水对牙齿进行清理，将美白剂：光固化树脂，均匀涂抹在牙齿表面，选择装置蓝光作为辅助光，将装置靠近牙齿表面，启动光源照射30s，静置10 s，如此反复3次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，完成牙齿美白。

9.如权利要求5所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的方法，其特征在于，装置控制芯片（22）内置熔断机制，光源连续工作2 min后触发，LED工作光源（23）自动停止，防止因红蓝光功率过高，长时间照射对牙龈造成的不可逆损伤。

10.如权利要求5所述的一种用于根管灭菌消毒或美白的方法，其特征在于，所述装置供给电压U与根管导光针头（3）输出功率P之间的关系为：

P =

；

e为自然常数，其值约等于2.718281828...；

所述装置根管导光针头（3）输出功率P与消灭粪肠球菌效率E之间的关系为：

。

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