CN1950038A - 超声波牙科器具 - Google Patents

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    • A61C17/16—Power-driven cleaning or polishing devices
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Abstract

本发明涉及一种由超声波振动致动的、并且由钛铝基合金构成的牙科器具或插入器。本发明的牙科器具在其成分构成上包括至少一种生物相容的β基因元素，该元素为铌和/或钼和/或钽，并产生至少40％的中心立方结构的晶相。

Description

超声波牙科器具
本发明涉及一种超声波牙科器具，更具体地，涉及一种用于牙周病学和牙髓病学领域的器具。
公知的是，在预防性治疗的体系中，作为在牙科领域中普遍采用的刮治，包括通过手动器具或机械器具(特别是由超声波致动的器具)来去除存在于牙表面上的牙垢。
还公知的是，牙周治疗的目的在于消除位于齿龈下面的菌斑，这种菌斑由牙垢和毒素构成，并且这种菌斑是构成牙周组织炎性病变的病因之一，且最终可能导致牙齿脱落。
在过去，人们通常对牙根表面进行处理，其包括消除在牙齿的龈下部和中毒(intoxicated)牙质中(细菌在其中产生诸如由革兰氏阴性细菌的细胞壁产生的脂多糖之类的内毒素)覆盖在牙根上的牙骨质。实际上，这些脂多糖对于支撑牙周组织所必须的齿龈增生(fibroplasts)起到抑制作用。然而，近来的研究显示这些内毒素对牙根表面的黏附较弱，并且不会穿透牙骨质，因此没有必要对待治疗的牙壁施加过度压力。另外，这些结果证明没有必要进行牙骨质的切除(exeresis)手术。
这就是从业医师放弃被认为具有极大侵蚀性的根部表面处理而赞成牙周组织清创术的原因。这种处理能够有效清除牙根表面的污垢，并确保有效消除毒剂。为了提高效率，龈下清创术通常伴随着分叉(即，诸如臼齿或前臼齿之类的多根牙齿的根部内壁)治疗。
为了实现这种治疗，格雷西刮治器(Gracey curette)型的手动器具逐渐被机械器具所代替，所述机械器具是由包括在25000Hz至35000Hz之间的频率的高强度超声波致动的器具。在现有技术中经常讨论的这种设备实质上由超声波发生器构成，这种超声波发生器将能量提供给磁致伸缩换能器或压电换能器，所述换能器能够确保可移动金属工具(称为插入器)的移动。
通过由超声波启动这些插入器，从业医师能够采用既非常精确又适于激发(develop)允许从业医师更快速且更高效地进行治疗的活力的操作姿势。另外，可以观察到的是，插入器在由冲洗液构成的液体介质中的移动会产生空腔效应(cavitation effect)，以使能够实现有效消除致病龈下浓缩物(compressions)的清洁。
因此，可以理解的是，插入器是必须满足多种特定需求类型的工具。实际上，首先插入器必须能够采取不同的形状，从而允许从业医师能够在通常很难接近的区域进行工作。其次，插入器必须包括小尺寸部分，所述部分适合于病人牙齿的待治疗区域。另外，插入器必须能够精确控制经由其后端接收的超声波能量，从而将超声波能量传递至插入器的活动端。最后，插入器必须是生物相容的。
可以理解的是，在这些条件下，可以用于构成这种插入器的合金还必须明显呈现出特定的机械特征。
在现有技术中，已经公知以下这种类型的插入器，其基于钛和铝而表现出用于牙科领域以及特别用于牙周组织领域所需的柔软性，并且适合于以特别有效的方式，传递所接收的能量。
本发明的目的在于提出一种牙科器具，其具有适合于在牙周病学、牙髓病学或预防方法中操作的柔软性以及超声波能量的最佳传递性。
因此，本发明涉及一种牙科器具或插入器，其为由超声波振动致动的类型，并由钛铝基合金构成，其特征在于，该牙科器具的成分包括至少一种生物相容的β基因元素，该元素为铌和/或钼和/或钽，适合于产生至少40％的中心立方结构的晶相。
当这种β基因元素为铌时，优选地，其在合金中的质量百分比值大约为7％。因此，本发明能够以特别是分子式为Ti6Al7Nb的合金制造。
根据本发明，优选地，该合金的结晶结构使得其颗粒具有小于10微米的尺寸。
以下将参照附图，通过非限制的实例来描述本发明的实施形式，其中：
图1是设置在超声波手机上的、根据本发明的牙科器具或插入器的示图。
图2是用于实现龈下治疗的、根据本发明的牙周插入器的局部剖开的平面图。
在本发明的构思体系中进行的各种研究和试验，能够确定以下内容：即插入器传递超声波能量的能力和用于制造这种插入器的合金的原子结构之间的关系。更准确地，已经确立的是：β相占优势的结晶结构(或者，对于钛合金而言，中心立方结构的晶相占优势)的存在能够使合金各向同性，从而确保超声波能量的有效传递。另外，已经观察到的是，合金的这种各向同性的特性具有使其粒度测定值(granulometry)较低的效果，有助于改善所获得的传递。
在本发明的体系中进行的试验得出：当诸如铌、钼和钽之类的元素(以下称为“β基因”元素)与由包括低百分比(质量百分比约为6％)的铝的以钛为基础的元素相结合时，这些元素具有以下特性，即合金的结晶结构包括大量的中心立方结构，以使所述合金能够进行非常高效的超声波传递。
例如，以Ti6AL7Nb合金(即，以钛为基础的元素，并包括质量百分比为6％的铝和质量百分比为7％的铌的合金)来制造插入器。在原地(in situ)工作期间，已经观察到的是：与具有相同形状和尺寸的插入器相比，这种插入器在保持适量的柔软性的同时，还呈现出能传递更高功率的优点。
根据本发明，插入器还可以通过采用多种β基因元素(例如钛、钼和铌)的合金来制造。例如，以包括这三种β基因元素的合金，根据分子式Ti6Al2Nb1Ta0.8Mo(即以钛为基础，并包括质量百分比为6％的铝、质量百分比为2％的铌、质量百分比为1％的钽和质量百分比为0.8％的钼构成的合金)来制造插入器。所进行的试验表明：超声波能量的传递量多于通过传统的不锈钢型插入器获得的超声波能量的传递量，而少于通过仅由铌构成β基因元素，例如上述合金：Ti6Al7Nb制成的插入器获得的超声波能量的传递量。
还能够确定的是：这种合金采用图1中示例的形式，特别适合于制造在牙体外科学中实施本发明的插入器。
在图1中，这种插入器1的近端由圆柱部分2形成，通过圆柱部分2可将插入器1连接至超声波手机3上，所述超声波手机3向着插入器1的末端延伸，在所述较小直径的圆柱部分5中形成与插入器的纵轴线xx’呈大约120度角的弯部7，接着是圆锥区域9，所述圆锥区域的底部直径小于圆柱部分的直径。
图2示出用于进行龈下治疗的牙周插入器。所述插入器与超声波手机(在附图中未示出)连接，并具有圆柱形近端2，其向着所述插入器的另一端延伸，在较小直径的第二圆柱部分10中所述第二圆柱部10延伸出的部分的直径连续减小直到尖端，或末端。所述部分形成两个区域，即沿着半径弯曲的第一区域12和从第一区域延伸的、圆锥形的第二区域14，所述第二区域的纵轴线yy’与插入器的主纵轴线xx’形成120度的角度。

Claims (6)

1.超声波振动致动型牙科器具或插入器，其由钛铝基合金构成，其特征在于，该牙科器具或插入器的成分包括至少一种生物相容的β基因元素，该元素为铌和/或钼和/或钽，适合于产生至少40％的中心立方结构的晶相。
2.根据权利要求1所述的牙科器具，其特征在于，所述β基因元素为铌，其在合金中的质量百分比值约为7％。
3.根据权利要求2所述的牙科器具，其特征在于，该牙科器具是由分子式为Ti6Al7Nb的合金制成。
4.根据上述权利要求中任一项所述的牙科器具，其特征在于，该合金的结晶结构使得其颗粒具有小于10μm的尺寸。
5.根据上述权利要求中任一项所述的牙科器具，其特征在于，该牙科器具的形状是：其近端由圆柱部分(2)形成，通过该圆柱部分该牙科器具可连接至超声波手机(3)上，该超声波手机向着该牙科器具的末端延伸，在较小直径的圆柱部分(5)中形成与该插入器的纵轴线(xx’)呈大约120度角的弯部(7)，接着是圆锥区域(9)，该圆锥区域的底部直径小于该圆柱部分的直径。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的牙科器具，其特征在于，该牙科器具的形状是：其基端(2)为圆柱形，并向着该牙科器具的另一端延伸，较小直径的第二圆柱部(10)延伸出的部分的直径连续减小直到其尖端或末端，所述部分分成两个区域，即沿着半径弯曲的第一区域(12)和从该第一区域延伸的、圆锥形的第二区域(14)，所述第二区域的纵轴线(yy’)与该插入器的主纵轴线(xx’)形成约120度的角度。
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