CN114949619A - 一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的方法和装置。该发明装置包括充电器、外壳、电池、控制芯片、LED工作光源和牙周导光针头。本发明中，通过装置主体上的按钮选择LED工作光源波长以及工作时间，牙周导光针头将光束汇聚在牙龋菌斑和牙周炎病灶处，浅龋表面深度无法注入光敏剂，因此需要用红，蓝光交替使用来完成菌斑的清除；深龋时会导致牙周病，需要红光与光敏剂配合完成治疗，实现对牙龋菌斑清和牙周炎病菌的有效杀灭。经实验与临床测试，本发明装置对牙周最常见的伴放线聚集杆菌杀灭效果可达到99%，在牙周治疗领域具有较高的应用价值。

Description

一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的方法和装置

技术领域

本发明属于牙周治疗临床技术领域，特别涉及一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置和方法。

背景技术

龋齿俗称虫牙、蛀牙，是最为常见的牙齿病变之一。作为一种细菌性疾病，常见的致病菌有伴放线聚集杆菌、牙龈卟啉单胞菌、福赛坦氏菌和齿垢密螺旋体。重度龋齿可以继发牙周炎，如不及时治疗，病变继续发展，形成龋洞，终至牙冠完全破坏消失。未经治疗的龋洞是不会自行癒合的，其发展的最终结果是牙齿丧失。

龋病治疗的目的在于终止病变过程,其基本过程可分为两步：先去除龋坏组织和清除龋斑，并按一定要求将窝洞制成合理的形态。然后进行材料填充或其它特定方式恢复其固有形态和功能。常用充填材料包括银汞合金和复合树脂等。

现阶段临床清除龋斑的方式为洁治、刮治和龈下清创等基础治疗，

然后使用抗生素药物清炎，这种方式由于抗生素治疗需要注射或全身吸入药物才能一段时间才能够消炎，没有起到靶向的作用，并且对于深龋引发的牙周炎杀菌效果很不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置和方法。

为达到上述目的，本发明引入光动力疗法（PDT），利用光、光敏剂、氧共同参与反应生成的强氧化性单态氧杀伤致病微生物，以达到牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的效果。

本发明包括以下步骤：

步骤一，启动：首先对龋斑内注射生理盐水进行冲洗，从充电器下取出本发明装置，接着取出一次性牙周导光针头，安装在装置头部；牙周导光针头包括长型与短型，短型牙周导光针头用于外牙周，长型牙周导光针头用于内牙周；长按外壳上工作开关按键3秒钟启动本装置；

步骤二，针对浅龋：

S2.1、按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为红光，按动外壳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10s；将牙周导光针头靠近龋斑，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；按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示蓝色，表明选择光束波长为蓝光，再次照射龋斑10 s；

S2.2、反复上述操作3次；待光源正常关闭，将装置从口腔取出，长按外壳上工作开关按键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，完成治疗；

步骤三，针对深龋：

S3.1、按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为红光，按动外壳上的治疗时间选择按键，待下方指示灯显示黄色，表面光源工作时间为30s；接着使用注射器向深龋孔内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂；

S3.2、将牙周导光针头深入深龋孔内，按动工作开关按键启动光源进行光动力杀菌，30 s后杀菌过程完成，光源正常关闭，将装置从口腔取出，长按外壳上工作开关按键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；

步骤四，针对牙周炎：

操作与治疗深龋一致，首先将甲苯胺蓝O光敏剂涂抹在病灶处，然后使用红光进行光动力治疗；

步骤五，若步骤二或步骤三中出现意外情况，导致光源连续工作2 min，将触发控制芯片的熔断机制，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。

本发明包括充电器、外壳、电池、控制芯片、LED工作光源和牙周导光针头；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，外壳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；

牙周导光针头采用卯榫结构安装在外壳头部；外壳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；牙周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。

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。

所述牙周导光针头前端形状为柱形，长度分别为5 cm或2 cm，用于汇聚光源，柱尖光功率为12.8 mW或15.4 mW。方便进入牙齿根管内部控制光敏剂起到杀菌作用。壳体高度约为17 cm，重量约为150g，壳体材质为聚氯乙烯，即PVC。

所述牙周导光针头材质为双酚A型碳酸酯，即PC，共分为长短两种型号，分别用于内外牙周的治疗。

可变LED灯珠为半球型，光束向四周发射，连接牙周导光针头后，部分光束汇聚于针尖，部分光束在传播过程中散失。经过多次生物性实验验证，对于牙龋菌斑以及牙周炎，最佳治疗功率应在11 mW - 16 mW之间，光功率过高会对牙齿产生损伤，功率过低治疗效果不佳。因存在光功率损失，经多次更换，最终采用额定光功率为25 mW的3535RGB灯珠与控制芯片。

所述装置供给电压U（V）与牙周导光针头输出功率P（W）之间的关系为：

log（P） = 0.53+0.78log（U）；

所述装置牙周导光针头输出功率P（W）与伴放线聚集杆菌效率E（%）之间的关系为：

E =

。

本发明的有益效果是：

1. 引入光动力疗法清理牙龋菌斑和缓解牙周炎，解决现有临床技术的缺陷。

2. 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）对用伴放线聚集杆菌感染的牙龋菌斑进行照射，结果表明 LED（630 nm）比半导体激光（810 nm）更能有效地消灭伴放线聚集杆菌。

3. 装置主体头部安装有柱形一次性牙周导光针头，用于将输出光束汇聚，减少光斑面积，使牙周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为本发明装置装配长型牙周导光针头的头部透视结构示意图。

图4为本发明装置装配短型牙周导光针头的头部透视结构示意图。

图5为图4的局部侧视图。

图6为本发明装置临床操作示意图。

1-充电器，2-外壳，21-电池，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-牙周导光针头。

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，本发明包括以下步骤：

步骤一，启动：首先对龋斑内注射生理盐水进行冲洗，从充电器1上取出，接着取出一次性牙周导光针头3，安装在装置头部；牙周导光针头3包括长型与短型，短型的牙周导光针头3用于外牙周，长型的牙周导光针头3用于内牙周；长按外壳上工作开关24按键3秒钟启动本装置；

步骤二，针对浅龋：

S2.1、按动外壳2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红光，按动外壳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；将牙周导光针头3靠近龋斑，按动工作开关24按键启动光源进行光动力杀菌，10s后杀菌过程完成，光源自动关闭；按动外壳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蓝光，再次照射龋斑10 s；

S2.2、反复上述操作3次；待光源正常关闭，将装置从口腔取出，长按外壳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，完成治疗；

步骤三，针对深龋：

S3.1、按动外壳2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红光，按动外壳2上的治疗时间选择按键25，待下方指示灯显示黄色，表面光源工作时间为30 s；接着使用注射器向深龋孔内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂；

S3.2、将牙周导光针头3深入深龋孔内，按动工作开关24按键启动光源进行光动力杀菌，30 s后杀菌过程完成，光源正常关闭，将装置从口腔取出，长按外壳2上工作开关24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；

步骤四，针对牙周炎：

操作与治疗深龋一致，首先将甲苯胺蓝O光敏剂涂抹在病灶处，然后使用红光进行光动力治疗；

步骤五，若步骤二或步骤三中出现意外情况，导致光源连续工作2 min，将触发控制芯片的熔断机制，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。

本发明包括充电器1、外壳2、电池21、控制芯片22、LED工作光源23和牙周导光针头3；电池21、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，外壳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；

牙周导光针头3采用卯榫结构安装在外壳2头部；外壳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21电性连接；牙周导光针头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。牙周导光针头3主要用于牙龋菌斑清理和牙周病的治疗。材质为聚氯乙烯，在治疗过程中不会产生有害物质，并且成本较低，可以大量设计生产，达到一次性使用的目的。针头尾端设计有过盈式卡槽方便与装置头部链接与拆除，前端设计为柱型，有长短两种，分别适用于内外牙周，方便治疗。

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。一般采用型号为3535RGB灯珠与控制芯片。

所述牙周导光针头3前端形状为柱形，长度分别为5 cm或2 cm，用于汇聚光源，柱尖光功率为12.8 mW或15.4 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，即PVC。

所述牙周导光针头3材质为双酚A型碳酸酯，即PC，共分为长短两种型号，分别用于内外牙周的治疗。

可变LED灯珠为半球型，光束向四周发射，连接牙周导光针头3后，部分光束汇聚于针尖，部分光束在传播过程中散失。经过多次生物性实验验证，对于牙龋菌斑以及牙周炎，最佳治疗功率应在11 mW - 16 mW之间，光功率过高会对牙齿产生损伤，功率过低治疗效果不佳。因存在光功率损失，经多次更换，最终采用额定光功率为25 mW的3535RGB灯珠与控制芯片。

所述装置供给电压U（V）与牙周导光针头3输出功率P（W）之间的关系为：

log（P） = 0.53+0.78log（U）；

所述装置牙周导光针头3输出功率P（W）与伴放线聚集杆菌效率E（%）之间的关系为：

E =

。

为验证本发明的实用性，现举出以下实施例一：

在临床对龋齿进行治疗时，针对浅龋，首先对龋斑内注射生理盐水进行冲洗，从充电器1下取出本发明装置，接着取出一次性牙周导光针头，短型用于外牙周，长型用于内牙周。安装在装置头部，长按外壳2上工作开关24按键3秒钟启动本装置。按动外壳2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，按动外壳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。将牙周导光针头3靠近龋斑，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，按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示蓝色，表明选择光束波长为450nm蓝光，再次照射龋斑10 s，如此反复3次，待光源自动关闭，将装置从口腔取出，长按外壳2上工作开关24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。

实施例二：

针对深龋，从充电器1下取出本发明装置，接着取出一次性牙周导光针头3，短型用于外牙周，长型用于内牙周。安装在装置头部，长按外壳2上工作开关24按键3秒钟启动本装置。按动外壳2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，按动外壳2上的治疗时间选择按键25，待下方指示灯显示黄色，表面光源工作时间为30 s。接着使用注射器向深龋孔内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂，将牙周导光针头3深入深龋孔内，按动工作开关24按键启动光源进行光动力杀菌，30 s后杀菌过程完成，光源自动关闭，将装置从口腔取出，长按外壳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。

实施例三：

使用本发明装置配合光敏剂甲苯胺蓝O对伴放线聚集杆菌进行光动力学杀菌实验，选用630 nm红光光束，光照工作时间30 s，实验结果为牙周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 (8)

1.一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一，启动：首先对龋斑内注射生理盐水进行冲洗，从充电器上取出，接着取出一次性牙周导光针头，安装在装置头部；牙周导光针头包括长型与短型，短型的牙周导光针头用于外牙周，长型的牙周导光针头用于内牙周；长按外壳上工作开关按键3秒钟启动本装置；

步骤二，针对浅龋：

S2.1、按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为红光，按动外壳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；将牙周导光针头靠近龋斑，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；按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示蓝色，表明选择光束波长为蓝光，再次照射龋斑10 s；

S2.2、反复上述操作3次；待光源正常关闭，将装置从口腔取出，长按外壳上工作开关按键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，完成浅龋治疗；

步骤三，针对深龋：

S3.1、按动外壳上的光束选择按键，待上方指示灯显示红色，表明选择光束波长为红光，按动外壳上的治疗时间选择按键，待下方指示灯显示黄色，表面光源工作时间为30 s；接着使用注射器向深龋孔内注射0.1 mg/ml甲苯胺蓝O光敏剂；

S3.2、将牙周导光针头深入深龋孔内，按动工作开关按键启动光源进行光动力杀菌，30s后杀菌过程完成，光源正常关闭，将装置从口腔取出，长按外壳上工作开关按键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，完成深龋治疗；

步骤四，针对牙周炎：

操作与治疗深龋一致，首先将甲苯胺蓝O光敏剂涂抹在病灶处，然后使用红光进行光动力治疗；

步骤五，若步骤二或步骤三中出现意外情况，导致光源连续工作2 min，将触发控制芯片的熔断机制，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。

2.一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，其特征在于：

包括充电器（1）、外壳（2）、电池（21）、控制芯片（22）、LED工作光源（23）和牙周导光针头（3）；电池（21）、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，外壳（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；

牙周导光针头（3）采用卯榫结构安装在外壳（2）头部；外壳（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（21）电性连接；牙周导光针头（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。

3.如权利要求1所述的一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，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。

4.如权利要求1所述的一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，其特征在于：

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。

5.如权利要求1所述的一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，其特征在于：

所述牙周导光针头（3）前端形状为柱形，长度分别为5 cm或2 cm，用于汇聚光源，柱尖光功率为12.8 mW或15.4 mW。

6.如权利要求1所述的一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，其特征在于：所述牙周导光针头（3）材质为双酚A型碳酸酯，共分为长短两种型号，分别用于内外牙周的治疗。

7.如权利要求1所述的一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，其特征在于：所述装置供给电压U与牙周导光针头输出功率P之间的关系为：

log（P） = 0.53+0.78log（U）。

8.如权利要求1所述的一种用于牙龋菌斑清理和牙周炎病灭菌的装置，其特征在于：所述装置牙周导光针头（3）输出功率P与伴放线聚集杆菌效率E之间的关系为：

。

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