CN117320661A - 牙髓设备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了牙科设备(1)和方法，例如牙髓设备和方法。设备包括：流体的供应部(12)；用于在压力下从供应部(12)输送流体的泵(14)；以及与泵(14)流体连通的手持件20。手持件(20)包括针(30)，针(30)从靠近手持件的向后端部延伸到远离手持件的向前末端，针的管腔延伸到在末端处的开口以将从泵接收的流体输送到牙齿。针的尺寸和流体的输送压力被选择为，使得穿过针的流体的流使惯性空化云在针末端的前方形成。

Description

牙髓设备和方法

技术领域

本发明涉及牙科设备和方法，特别是用于牙髓清创、冲洗和/或消毒的牙髓设备和方法。

背景技术

根管治疗用于在发生严重感染的情况下保护牙齿。典型的根管治疗手术包含以下步骤：(i)打开空腔并且进入髓和根管；(ii)使用机械器械并且用锉进行扩大；(iii)用次氯酸钠(漂白剂、NaOCl)、EDTA和/或其他化学试剂(使用注射器)进行化学冲洗，通常重复多次；(iv)可选地用超声波清洁装置活化NaOCl/化学试剂，以及(iv)充填(或填充)根管并且封闭牙齿。这种多步骤的手术是非常费力的并且可能需要大约60min才能完成。

虽然这种手术普遍被执行(全球每年约5500万例手术)，但它们是费力的和耗时的，而且具有相对较高的失败率(大致为病例的30％)。这导致昂贵且复杂的再治疗、拔牙或植入昂贵的种植体。这种失败的主要原因是不完全的细菌移除或者由于机械锉削所导致的变弱的牙齿结构。不完全的细菌移除是机械锉和注射器冲洗的组合的限制的结果，该组合无法进入牙齿的所有非常小的(例如小于300μm或100μm)且复杂的管结构，从而留下细菌并且之后引起再次感染。变弱的牙齿结构是由于为了提供NaOCl的更好进入而对管进行扩大。这使牙本质结构变弱并且使根部更容易裂开。

牙医在执行根管手术时面临的一些常见问题包括以下一个或多个：扩大管需要大量的时间和劳力；通过锉削管而使牙齿结构变弱的风险；移除最小的管中的细菌失败的风险，要么最小的管没有被发现和/或由于冲洗剂未到达该管，移除最小的管中的细菌用以避免通过小的管再次感染；在管内发生和/或检测到蒸气锁(在空气被困住并且无法逸出和经过上方的液体时，阻挡了冲洗剂对管的顶端三分之一进行消毒)；NaOCl穿过尖端挤出到软组织和硬组织中的风险；和/或血液从牙齿外部流入。

寻求提供改进的根管冲洗并解决或减轻上面问题中的至少一些的多种系统是可以商业获得的。这种系统旨在在冲洗剂中提供增强的流体动力作用，以提供改进的清洁清创和/或消毒。

一种这样的系统是那些使用负压抽吸来防止蒸气锁的发展的系统，它的一个示例是EndoVac系统(可以从美国加利福尼亚州卡尔弗城的Discus Dental获得)。这种系统使用连续的顶端负压冲洗，其中用大的针将新鲜的冲洗剂在顶部处缓慢地注入到髓室中。该新鲜的冲洗剂被抽吸到在管的底部处的插管中。这种系统的问题是系统需要大量的器械来充分地扩大管以安装两个冲洗针。

其他类型的系统是声波系统或超声波系统，该声波系统或超声波系统使用振动的塑料末端或金属末端，该塑料末端或金属末端被插入到根管中。通常，振动频率在100Hz到20kHz之间。振动可以防止空气锁的形成，并且可以提高清创和/或消毒性能，特别是在较大的管中。这种系统的示例包括EDDY系统(可以从德国慕尼黑的VDW获得)、Endoactivator系统(可以从美国宾夕法尼亚州约克的Dentsply Sirona获得)、和Irrisafe系统(可以从英国诺里奇的Acteon公司获得)。然而，在没有大量的在先器械以及对管进行锉削的情况下，这种系统通常只能在非常有限的范围内工作。

其他类型的系统是封闭式流体动力活化系统，包括Gentlewave系统(可以从美国加利福尼亚州拉古纳山的Sonendo公司获得)和在美国专利US4,993,947中公开的系统。在封闭式系统中，诸如冠状头之类的部件被定位在髓室中并且紧密地附着以与牙齿形成封闭式系统。牙齿和系统之间的流体密封连接的要求需要额外的工作，作为牙科手术的一部分。泵供应交替的流进入根管和从根管出去，这逐渐地移除了碎屑。为了增强冲洗剂在牙齿管内的流体动力作用，US4,993,947使流体在输送到牙齿中之前通过文丘里喷嘴，从而产生空化，冲洗了根管(包括狭窄的管)的整个体积，并且增加了到根组织中的渗透。在Gentlewave系统(可以从美国加利福尼亚州拉古纳山的Sonendo公司获得)中，流体动力作用的增强来自于进入的水射流撞击平台的相互作用，该平台形成为该冠状头的一部分。然而，除了在牙齿上建立了麻烦且紧密的固定的主要缺点之外，交替流系统已显示出在尖端处的负压(或不够高的)压力的明显问题，这之后导致尖端区域中的血液流入以及低效的消毒和清创。

还提出了开放式流体动力活化系统，例如RinsEndo系统(可以从德国比蒂格海姆-比辛根的Durr-Dental获得)和在美国专利US4,247,288和US6,224,378中示出的系统。例如，RinsEndo系统使用特殊的一次性插管，旨在使得冲洗剂能够被更深入地输送到根管中。US6,224,378使用高压、高速的水或其他液体的水力喷射，其旨在移除牙齿内的软组织，但切割或侵蚀硬的、钙化的牙齿组织的能力有限。

最后，激光活化系统，诸如光子诱导光声流(PIPS)或SWEEPS(冲击波增强发射光声流)(可以从斯洛文尼亚卢布尔雅那的Fotona获得)，可以使用在髓室内部插入光纤系统来增强冲洗。在这种系统中，激光用于使水过热以产生空化。

虽然许多根管活化系统声称产生了“空化”以确保有效的根管消毒，但申请人发现这在实践中是不够的。例如，在许多系统中，产生的空化是有限的并且表现为非惯性空化，其中流体中的气泡仅在大小和/或形状上振荡。非惯性空化不会引起气泡破裂，该气泡破裂导致了强有力的冲击波，如在惯性空化中所见的。此外，申请人还发现，许多现有解决方案不能在牙齿的细的管部分(尺寸小于1mm、小于500μm或者甚至小于300μm或100μm)内产生有效的清洁、清创和/或消毒所需的空化。最后，现有装置都不能用来消除或减少对机械锉削的需要，该机械锉削是根部断裂的主要原因。这些现有装置仅用作冲洗剂活化装置以提高冲洗剂的消毒能力。

因此，仍然需要改进的设备和方法，该改进的设备和方法用于对根管的坏死组织、碎屑和细菌生物膜提供快速且可靠的清洁。特别地，需要以下设备和方法：该设备和方法消除或减少了对机械锉削的需要，并且可以例如大大地减少所需的治疗时间。本发明的实施例解决了这些需要并且克服了根管手术的已知问题中的至少一些问题。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了牙髓设备(例如牙髓清创、冲洗和消毒的设备)，设备包括：冲洗剂流体的供应部；泵，其用于在压力下从供应部输送冲洗剂流体；手持件，其与泵流体连通并且手持件包括针，针从靠近手持件的向后端部延伸到远离手持件的向前末端，针的管腔延伸到在该末端处的开口以将从泵接收的冲洗剂流体输送到牙齿空腔中；并且其中，针从该针的向后端部延伸到该针的末端的长度为至少3mm，并且针在末端处的外径不超过520μm，使得针末端能够定位在根管的一部分内；并且管腔在末端处的直径为至少50μm，并且泵以超过阈值空化压力的输送压力输送冲洗剂，从而穿过针的冲洗剂的流使惯性空化云在针末端的前方、于根管中的冲洗剂流体内形成。

申请人已认识到，为了提供有效的清创和/或消毒，在根管内发生惯性空化是重要的。为了发生这种空化，针末端必须具有足够的长度并且必须具有足够大的内径。外径小于520μm的针足够小以至少进入根管的冠状部分，这与针仅插入到髓室中的许多现有技术装置形成对比。

不受任何特定理论的约束，申请人认为，为了产生将有效地清洁根管的空化云并且为了避免在尖端处大量出流，期望在根管内产生回流，这种回流需要针在根管中提供足够的间隙以允许离开的流在针的侧部和根管的侧部之间经过。回流在根管中的冲洗剂内提供了明显的剪切层。剪切层导致在根管内部在向内的流和向外的流之间的界面处产生了强的漩涡。在漩涡内部，(动态)压力大大降低，并且压力的这种降低将使空化更有利。此外，空化不仅对管进行清创、冲洗、和消毒，而且该流用作高度有效的机制来移除任何碎屑或细菌。

一旦针(以允许建立回流的方式)被定位在根管内，则可以根据特定的针和管的几何形状来选择产生惯性空化云所需的特定压力。例如，可以针对各种针大小来确定这样的阈值压力。

申请人还发现，提供在末端处的直径为至少50μm的管腔有助于确保在针末端处的足够的流，而不受当冲洗剂穿过针的管腔时的摩擦压力损失的限制。选择高于阈值空化压力(例如基于特定的针和根部的几何形状)的输送压力可以确保离开针的冲洗剂的流具有以下速度，该速度使惯性空化云在喷嘴末端的前方、于冲洗剂流体内形成。

泵可以是机械泵或者可以是压缩气体加压系统。泵可以提供5bar至300bar之间的输送压力。例如，输送压力可以在5bar至100bar之间。申请人已发现，取决于所选择的针大小和针长度，实施例中的阈值空化压力可以在5bar至80bar之间。

针长度可以是至少5mm。长度可以例如在10mm至30mm之间(例如针长度可以在10mm至20mm之间)。选择适当的针长度可以平衡以下要求：确保末端能够被适当地定位在根管内，以及确保针中的摩擦流动损失是可接受的。

输送压力可以被选择为，使得冲洗剂在针末端处的最小出口速度为至少20m/s(并且例如至少40m/s、60m/s、80m/s、100m/s、150m/s、200m/s或300m/s)。穿过针的冲洗剂的流率低于175ml/min(并且例如低于75ml/min、50ml/min、25ml/min、10ml/min或5ml/min)。相比之下，现有技术系统可能使用NaOCl流以高达1ml/s的流量来冲洗管，这提供了比本发明的实施例大得多的诱发疼痛或损伤的风险。

根据伯明翰规格系统，针可以具有在25G至34G之间的针规格(例如在30G至34G之间)。可以在针末端处指定和测量针规格，使得针的远端端部具有在30G至34G之间的针规格。

应当理解，针的尺寸(即外径和/或管腔直径)通常基于针末端处的性质来限定(因为该尺寸沿着针的长度可能不是恒定的)。

由于本发明的实施例利用空化云的流体动力效应来提供清创和/或消毒作用，因此不必利用诸如NaOCl之类的化学消毒试剂来进行冲洗。因此，有利地，本发明的实施例使用水或盐水溶液作为冲洗剂流体。与诸如NaOCl之类的化学消毒剂相比，盐水溶液，特别是生理盐水溶液(例如0.9％NaCl)，在挤出超出尖端的情况下通常被身体更好地耐受，并且不太可能对患者造成明显的疼痛或不适。

在实施例中，空化云的大小延伸到超出针的远端末端1mm、3mm、5mm、7mm、10mm、15mm或20mm，并且空化云的位置和大小通过改变针大小、出口速度和/或流率来调整。

在实施例中，为了穿过复杂的管，针应当是柔性的和可横向弯曲的。

冲洗剂流体，例如盐水，可以包括一种或多种添加剂。例如，冲洗剂流体还可以包括消毒试剂。消毒试剂可以增强冲洗剂的杀菌效果。冲洗剂可以是低表面张力液体，使得空化在较低压力和/或温度下更容易地发生，例如乙醇可以用作低表面张力液体，乙醇也是消毒试剂。液体的粘度也是冲洗剂的空化条件中的变量，因此可以选择低粘度流体作为冲洗剂。低表面张力流体和/或低粘度流体可以是以下冲洗剂：被选择成具有这种性质，或者具有降低冲洗剂的这些性质的添加剂。

还可以选择或定制冲洗剂以增加该冲洗剂的磨料冲击作用。例如，可以增加冲洗剂的密度和/或冲洗剂流体还可以包括磨料颗粒(例如悬浮在流体中的固体颗粒)。

根据实施例的设备可以使用具有面向前的轴向开口的针。这种向前打开端部的针通常产生了冲洗剂的更好的向前流动，而与本发明的实施例相比，许多现有技术配置避免使用这种针，因为存在将诸如NaOCl之类的侵蚀性冲洗剂推动超出牙齿的尖端并引起明显疼痛和严重并发症的风险。

设备可以包括用于控制输送压力的调节器。这可以使得操作者能够例如考虑到牙齿或根管的不同几何形状来调节输送压力。

在实施例中，设备还可以包括加热器，以控制冲洗剂的温度。加热器可以设置为供应部的一部分(使得该加热器可以在由泵输送之前大量加热冲洗剂或者加热冲洗剂)。替代地，加热器可以设置为手持件的一部分，使得该加热器在冲洗剂流动穿过手持件时加热该冲洗剂。冲洗剂的相界取决于温度和压力两者，并且对于任何给定温度，增加冲洗剂的温度将为空化提供更有利的条件。例如，温度可以增加至大于20℃。冲洗剂的温度还可以被选择为避免任何疼痛反应，并且因此温度可以小于60℃(或小于50℃)。

在一些实施例中，设备还可以包括脉冲发生器，以脉冲化冲洗剂流体的流。脉冲发生器可以例如是单活塞泵、在泵和针之间的可控压力释放阀、或者在泵和针之间的开闭阀。

根据本发明的另一方面，提供了牙髓冲洗方法，该方法包括：将针定位在根管的一部分内，该针的长度为至少5mm且末端外径不超过520μm；在压力下将冲洗剂流体供应到针，使得流体从针末端排出到根管中；并且冲洗剂流体的输送压力被选择为，使得在针末端处的压力超过阈值空化压力，从而穿过针的冲洗剂的流使惯性空化云在针末端的前方、于根管中的冲洗剂流体内形成。

输送压力可以选自5bar至300bar之间的范围。特别地，输送压力可以选自5bar至100bar之间的范围。

方法还可以包括加热冲洗剂流体。例如，冲洗剂流体可以被加热到20℃至57℃之间。

方法还可以包括根据针插入到管中的深度来调节压力。

一些实施例可以包括脉冲化冲洗剂流体的供应。脉冲流(而不是连续流)允许爆裂流在冲击时反冲，并且导致冲洗剂中的冲力(动量变化率)增加。这增加了流的侵蚀潜力，并且因此进一步增加了清创效率和/或消毒效率。脉冲流还可以提供减少使用的冲洗剂的总量的优点。

根据本发明的其他方面，提供了牙科设备，该牙科设备包括：流体的供应部；泵，其用于在压力下从供应部输送流体；手持件，其与泵流体连通并且手持件包括针，该针从靠近手持件的向后端部延伸到远离手持件的向前末端，针的管腔延伸到在末端处的开口以将从泵接收的流体输送到牙齿；并且其中，针的尺寸和流体的输送压力被选择为，使得穿过针的流体的流使惯性空化云在针末端的前方形成。

例如，可以根据所需的手术来选择针尺寸。例如，手术可以包括以下一项或多项：对空腔进行清创和/或消毒，从牙齿的外部或在龈下表面处移除牙菌斑，钻穿牙组织(牙本质、牙釉质)，切割软组织，或寻找到根管的进口。针的长度可以被选择为确保在使用中针末端的适当放置。针的尺寸可以被选择为确保足够的流可以穿过针，同时还确保针末端可以被合适地定位。尺寸还可以被选择为确保流体的回流靠近从针喷射的流体的流形成。

除非另有说明，否则所描述的每个整数可以与本领域技术人员将理解的任何其他整数组合使用。此外，尽管本发明的所有方面优选地“包括”关于该方面描述的特征，但具体设想的是，本发明的这些方面可以由权利要求中概述的那些特征“组成”或“基本组成”。此外，除非在本文具体地定义，否则所有术语都旨在被赋予该术语在本领域中通常理解的含义。

此外，在本发明的讨论中，除非有相反的说明，否则参数的允许范围的上限或下限的替代值的公开应被解释为：隐含说明位于更小替代值和更大替代值之间的所述参数的每个中间值本身也被公开为该参数的可能值。

另外，除非另有说明，本申请中出现的所有数值均应理解为由术语“约”修饰。

虽然上面已经描述了本发明，但是本发明扩展到上面或在下面的描述或附图中所阐述的特征的任何创造性组合。

附图说明

本发明的实施例可以以各种方式执行，并且现在将参考所附附图仅以示例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的设备的示意图；

图2示出了图1的示意图的细节，示出了针在牙齿内的位置；以及

图3(A)、图3(B)、图3(C)和图3(D)表示了本发明的实施例背后的工作原理。

具体实施方式

可以注意到，本文中使用近端和远端是为了以装置的通常使用取向来方便地提及该装置。因此，应当理解，近端通常是指在使用过程中靠近操作者的手部的表面、部件或方向，而远端通常可以用来指远离操作者的手部的表面、部件或方向(并且该表面、部件或方向因此将靠近根管)。同样，向前将被理解为相对于远离近端端部且朝向远端端部的方向来使用(而向后被理解为反向方向)。然而，应当理解，这种提及并不旨在为限制性的，并且装置在使用中可以采取任何取向。

图1中示意性地示出了牙髓冲洗设备1。设备包括基部单元10，基部单元10包括储液器12和泵14，储液器12包含冲洗剂流体的供应部，泵14用于在压力下通过柔性导管16从供应部输送冲洗剂流体。基部单元10还可以包括用户界面18(用户界面18可以是任何方便的形式)并且可以使得操作者能够调节操作参数，诸如泵14的压力输出。

手持件20，例如通过常规的可移除连接件，连接到柔性导管16的远端端部，使得手持件20与基部单元10流体连通并且可以经由泵14从供应部12接收冲洗剂流体。手持件20包括在近端端部处的握持部分22，和经由颈部23连接到握持部分22的头部24。头部24延伸到针30，针30通常可以被可更换地安装到头部24中。可以理解的是，如本文中所使用的术语“针”广泛地指细的长形导管，该长形导管具有孔(针的“管腔”)，该孔延伸穿过该长形导管并且从近端端部延伸到在远端端部处的开口，该近端端部用于在使用中接收流体的供应，该远端端部用于在使用中输送流体。如图2中最佳所见，针从近端端部33轴向地延伸到远端末端端部34并且具有长度l。管腔32延伸穿过针30的长度以提供用于冲洗的通路。针的末端34以面向前的轴向开口终止，使得冲洗剂以向前的轴向流从管腔排出。

在使用中，针30经由空腔110(通过任何方便的方式形成，例如通过钻孔)插入到牙齿100中，空腔110提供到髓室120的入口。根据本发明的实施例，针具有在方向l上测量的、至少5mm的长度和在方向d上测量的、不超过520μm的外径，使得针末端34能够被定位在根管130的一部分内。通过以这种方式定位针，申请人已惊奇地发现，在以在针末端34的前方建立惯性空化云的方式来供应冲洗剂的条件下，针将在不需要NaOCl基冲洗剂的情况下提供有效的清创和/或消毒。相比之下，许多现有技术系统使用的针，要么太短而本身不能到达根管(而是，仅仅将末端定位在空腔100或髓室120中)，和/或具有太大直径而不能进入根管。

此外，本发明的实施例使得(至少在除了最困难的情况——例如管变得钙化且变窄的老年患者——之外的所有情况下)能够在不需要机械锉削的情况下进行根管治疗，使得在使用本发明的设备之前仅需要形成到根管的初始入口。为了提供这种惯性空化云，申请人已发现，针的内径(即管腔的直径)和超过阈值压力空化压力的输送压力应当被选择为(根据特定的牙齿和针组合的几何形状)，使得穿过针的冲洗剂的流使惯性空化云在针末端的前方、于根管中的冲洗剂流体内形成。例如，管腔直径可以是至少25μm，例如至少50μm。在不了解该效果的情况下，选择具有过小内径(例如小于50μm以确保针适合于根管)的针可能是自然的，但是申请人认识到，重要的是，这种针将产生摩擦损失，这意味着即使非常高的输送压力也不会提供离开针的、建立了有效空化的流。相比之下，在本发明的实施例中，由于众所周知的、由冲击波导致的侵蚀效果，空化提供了强力的清创、消毒和/或碎屑或细菌的移除，该冲击波由蒸气气泡在流体内迅速地破裂引起。

如图3(A)的16,000fps高速照片所示，玻璃微量移液器(例如内径为1.2mm或0.6mm)可以用于模拟根管。在适当大小的针330被插入到管道350中并且以超过空化阈值的压力提供流的情况下，在针的下游清楚地形成了空化云360。在图3(B)中示意性地图示了在管道350内的流。重要的是，针的大小(不超过520μm)确保了管道(或实际中的根管)中的流体的流包括来自针的入流以及在管道的壁部和针的外部之间经过的出流。

在液体跨越相界迅速地转变为气体时，在适当的条件下会发生空化。不受特定理论的限制，申请人已认识到，如图3(C)中所图示，选择使得能够在根管中产生回流的针使得在向内的流和向外的流之间形成强剪切层效应。该剪切层增加了流中的漩涡，并且明显增加了空化的发生。由此产生的状况意味着在根管内部在入流和出流之间的界面处能够产生非常强的漩涡。在漩涡内部，(动态)压力会大大降低。压力的降低使空化更有利(使起始点更接近相界)。该效应的结果是，在于敞开的环境中不会建立空化的流动条件(压力、速度和流率)下，在诸如根管之类的通道内产生空化云。增加液体存在于针中的速度也将有助于增加漩涡，并且对于给定的通路，将存在最小喷嘴出口速度，低于该最小喷嘴出口速度将不会发生空化。在针的内径不过窄的条件下，可以使用输送压力来控制针的出口速度。

为了测试根据实施例的装置的性能，对透明塑料牙齿(RepliDens下颌磨牙，透明型03.2.1，瑞士维蒂恩格昂的Medicem公司)进行了测试，该透明塑料牙齿具有逼真的根管结构，该逼真的根管结构填充有彩色的明胶，该明胶用于模拟牙齿内部的组织。测试了不同的装置，并且使用图像分析和像素计数测量了清洁前和清洁后的明胶的量。根据实施例的设备使用20mm长度和30G规格(对应于0.16mm的内径和0.31mm的外径)的针。输送压力设定为60bar。冲洗剂为盐水溶液，并且将针定位并在管中上下移动180秒。基于清洁前和清洁后的明胶的量以确定移除的材料的百分比，来比较多个根管系统的结果。使用商业的基于超声波的冲洗剂活化系统和基于激光的冲洗剂活化系统进行了相同的测试。在超声波的情况下(EDDY，德国慕尼黑的VDW公司)，将振动末端插入到每个管中并且激活120秒。对于激光系统(LiteTouch Er:YAG Laser，瑞士屈斯纳赫特的Orcos Medical公司)，塑料牙齿髓室填充有水，将激光末端放置到该塑料牙齿髓室中并且激活120秒。结果示出在下面的表1中，其中，与可商业获得的商业系统(超声波系统(没有使用器械/没有锉削)、激光系统(没有使用器械/没有锉削)、和随后进行注射器冲洗的使用器械的机械锉削(ProTaper，瑞士巴莱格的Dentsply))相比，本发明的实施例在未使用器械的牙齿(我们的发明)中提供了明显改进的清创。实验发现，常规的超声波活化系统和激光活化系统无法从管内部充分地移除材料。因此，常规的超声波活化系统和激光活化系统只能用于活化，不适合治疗未使用器械的管，并且不能减少对机械锉削的需要。在超声波系统的情况下，由于狭窄的根管，末端不能进行侧到侧的振动，从而抑制了振荡。在激光系统的情况下，我们观察到，没有明胶从根管流出，因为没有产生足够的流。机械锉，与使用填充有水的注射器进行的冲洗一起，执行得更好，但不如本发明的实施例有效并且明显更耗时。

表1：不同的系统在未使用器械的牙齿模型中的清洁效果

重要的是，申请人还比较了端部敞开的区域和封闭的/受限的区域(其中牙齿根被封闭)之间的情况。这已证明了意想不到的结果，并且说明了牙齿管和针的几何形状对空化的重要性。据信，现有系统未能将牙齿管和针的几何形状视为因素，并且这反映了为什么这种系统可能无法提供真正的有效空化。

为了证明这种效果，我们使用60bar输送压力连接到不同形状、直径和长度的针进行了实验。从针出来的水被喷射到(i)具有水的盆中、(ii)具有敞开端部的玻璃微量移液器中、或(iii)在一个端部处完全地密封的玻璃微量移液器中。测试的针包括标准规格大小的针。阈值压力被记录为稳定的空化云首次可见的点。与不受约束的水盆相比，在端部封闭的、狭窄的管内部，上游压力产生发达空化的阈值通常要低得多。从实验数据可以注意到，具有20mm或15mm的30G(针规格)针仅在微量移液器内部产生空化，而在敞开的盆中不产生空化，在敞开的盆中产生空化需要更高的压力。所有其他大小的针，包括具有10mm或5mm长度的30G针，在敞开的水中空化。然而，在微量移液器内部使用这些其他大小的针使需要的上游压力减少了15bar至40bar。25G针和0.6mm管道存在例外(表2；端部封闭的微量移液器d＝0.6mm，25G)，在这种情况下，针本身阻挡了回流，并且因此在封闭了微量移液器端部后，空化阈值增加(因为针的外径非常接近移液管的内径)。由此，申请人已能够确认，需要在通道内的回流来有效地引发空化。

表2：用于各种针配置的空化压力

穿过针的体积流量很大程度上取决于上游压力和针直径。因此，在需要较低压力来产生空化时，体积流量就会减小。这在实践中是有利的，因为降低流率和/或压力可以降低射流由于高流率而在牙齿中引发的任何不期望的损伤的风险。实验发现，最大针直径25G的体积流量最高，而最小直径34G的流量最低。对于具有10mm长度的25G针，出现了为6bar的最低空化压力阈值以及伴随的为72ml/min的体积流量。这些结果表明，在狭窄的、端部封闭的管内部，空化的阈值明显下降。因此，本发明的实施例可以，在伴随着较低体积流量的较低上游压力下，产生有效的空化。这种流动提供了明显的优点：降低了在根管尖端处的压力，和较低的体积流量，这两者都使顶端挤出的风险最小化。

因此，该结果证实了，针的性质(诸如直径和长度)对阈值空化压力具有明显的影响。此外，实验证实了，回流流体的作用是非常重要的，增加了相对速度和漩涡的形成，从而明显降低了产生空化所需的压力。

针长度对空化阈值的影响是简单的。较长的针增加了空化所需的压力，这被认为与以下事实是一致的：较短的针将提供较小的流动阻力。然而，在实际实施例中，这通常意味着针长度的选择是在阈值压力的增加与足够将末端定位在根管内以输送空化并有效清创该管所需的长度之间进行折衷。

尽管上面已参考优选的实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种改变或修改。

例如，本发明的一些实施例可以包括加热器15以增加冲洗剂的温度(从而使该温度更接近给定压力下的相界并且进一步使得空化更有利)。加热器15可以被包括为基部单元10的一部分或者可以被集成到手持件中。在一些实施例中，泵14或基部单元可以包括压力调节器。

另外，或者作为用户界面18的替代，手持件20可以包括控制器，诸如在手持件上的开关(或者与手持件相关联的开关，例如在脚踏板上)。例如，可以设置触发器来活化穿过系统的流。

由于本发明的实施例使得能够使用诸如水或盐水之类的简单冲洗剂，因此可以理解的是，实施例在使用中可以提供多种选择。例如，冲洗剂可以是低表面张力液体或高粘度液体。冲洗剂还可以包括诸如磨料颗粒之类的添加剂。

在一些实施例中，设备可以包括管感测系统。例如，为了确保液体不会移动穿过牙齿尖端，实施例可以包括尖端定位器，以测量到尖端的距离以及帮助牙医来操作装置。

虽然实施例的牙髓冲洗设备的主要目的可能是根管手术，但也可以理解，空化流的清创和/或消毒效果也可以应用于牙科实践中的其他用途。例如，装置可以用于从牙齿的外部或在龈下表面处移除牙菌斑。实施例还可以用于钻穿牙组织(牙本质、牙釉质)或用于切割软组织。设备还可以被利用来寻找到根管的进口。

Claims (20)

1.一种牙髓设备，所述设备包括：

冲洗剂流体的供应部；

泵，所述泵用于在压力下从所述供应部输送冲洗剂流体；

手持件，所述手持件与所述泵流体连通并且所述手持件包括针，所述针从靠近所述手持件的向后端部延伸到远离所述手持件的向前末端，所述针的管腔延伸到在所述末端处的开口以将从所述泵接收的流体输送到牙齿空腔中；并且其中，

所述针从所述针的向后端部延伸到所述针的末端的长度为至少3mm，并且所述针在所述末端处的外径不超过520μm，使得针末端能够定位在根管的一部分内；并且

所述管腔在所述末端处的直径为至少50μm，并且所述泵以超过阈值空化压力的输送压力输送冲洗剂，从而穿过所述针的所述冲洗剂的流使惯性空化云在所述针末端的前方、于所述根管中的所述冲洗剂流体内形成。

2.根据权利要求1所述的牙髓设备，其中，所述输送压力在5bar至300bar之间。

3.根据权利要求1或2所述的牙髓设备，其中，所述针的长度在10mm至30mm之间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述输送压力被选择为，使得所述冲洗剂在所述针末端处的最小出口速度为至少20m/s。

5.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，穿过所述针的冲洗剂的流率低于75ml/min。

6.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，至少所述针的远端端部具有在30G至34G之间的针规格大小。

7.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述针包括远端部分和近端部分，所述远端部分包括向前敞开的末端，所述近端部分连接到所述远端部分的近端端部，并且其中，所述近端部分具有增加的直径。

8.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述冲洗剂流体是盐水溶液。

9.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述冲洗剂流体还包括消毒试剂。

10.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述冲洗剂流体还包括磨料颗粒。

11.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述针的所述向前敞开的末端包括面向前的轴向开口。

12.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述设备包括用于控制所述输送压力的调节器。

13.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述设备还包括加热器，以控制所述冲洗剂流体的温度。

14.根据前述权利要求中任一项所述的牙髓设备，其中，所述设备还包括脉冲发生器，以脉冲化所述冲洗剂流体的供应。

15.一种牙髓冲洗方法，所述方法包括：

将针定位在根管的一部分内，所述针的长度为至少5mm且末端外径不超过520μm；

在压力下将冲洗剂流体供应到所述针，使得流体从针末端排出到所述根管中；并且

所述冲洗剂流体的输送压力被选择为，使得在所述针末端处的压力超过阈值空化压力，从而穿过所述针的冲洗剂的流使惯性空化云在所述针末端的前方、于所述根管中的所述冲洗剂流体内形成。

16.根据权利要求14所述的牙髓冲洗方法，其中，所述输送压力在5bar至300bar之间。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的牙髓冲洗方法，所述方法还包括加热所述冲洗剂流体。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的牙髓冲洗方法，所述方法还包括根据所述针插入到所述管中的深度来调节所述压力。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的牙髓冲洗方法，所述方法还包括脉冲化所述冲洗剂流体的供应。

20.一种牙科设备，所述设备包括：

流体的供应部；

泵，所述泵用于在压力下从所述供应部输送流体；

手持件，所述手持件与所述泵流体连通并且所述手持件包括针，所述针从靠近所述手持件的向后端部延伸到远离所述手持件的向前末端，所述针的管腔延伸到在所述末端处的开口以将从所述泵接收的流体输送到牙齿；并且其中，

所述针的尺寸和所述流体的输送压力被选择为，使得穿过所述针的所述流体的流使惯性空化云在针末端的前方形成。