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Die Erfindung betrifft eine Iontophorese-Zahnbürste mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Bei der Iontophorese handelt es sich um ein Verfahren, das insbesondere in der Mundhöhle zum Einschleusen von Wirk- und Nährstoffen in menschliche Schleimhaut und/oder in menschliche Zähne eingesetzt wird. Bei dem Einsatz einer Iontophorese-Zahnbürste können somit gleichzeitig die Schleimhaut des Zahnfleisches als auch die Zähne kosmetisch-pflegend behandelt werden. Dabei werden die Wirk- und Nährstoffe angetrieben von einem mittels Gleichstrom erzeugten Ionenfluss in Schleimhaut und/oder Zähne eingebracht. Ebenso ist die Iontophorese aber bei einer Umkehr der Gleichstromrichtung auch für das Ausschleusen von Feuchtigkeit und dabei mit ausgetragenen Schlackenstoffen aus einer Schleimhautpartie und somit für deren Tiefenreinigung oder für das Ablösen von Belägen und Ablagerungen auf menschlichen Zähnen geeignet.
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Dazu werden für die Iontophorese speziell vorbehandelte kosmetische Stoffgemische auf die zu behandelnde Schleimhaut- und/oder Zahnpartie aufgetragen und dort anschließend mit elektrisch leitfähigen Borsten eines als Elektrodeneinrichtung wirkenden Borstenkopfes der Iontophorese-Zahnbürste in einer definierten elektrischen Polung (elektrisch positiv oder elektrisch negativ) in Kontakt gebracht. Dadurch wird ein Iontophorese-Gleichstrom aus der Schleimhaut-/Zahnpartie heraus- oder in die Schleimhaut-/Zahnpartie eingeleitet. Die elektrische Polung der elektrisch leitfähigen Borsten wird auf die zum Einsatz kommende speziell abgestimmte lontophorese-Wirkstoff-Formulierung zum Generieren einer so genannten positiven Iontophorese oder einer so genannten negativen Iontophorese eingestellt.
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Wenn die vom Gleichstrom durchlaufenen Borsten elektrisch negativ gepolt sind, spricht man von negativer Iontophorese. Bei elektrisch positiv gepolten Borsten liegt eine positive Iontophorese vor.
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Die Iontophorese-Zahnbürste weist ein Handteil mit einer Kontaktelektrode zur Herstellung eines elektrischen Kontakts zwischen der Kontaktelektrode und der Hand eines Nutzers der Zahnbürste auf, wobei in der Mundhöhle des Nutzers die Schleimhaut auf dem Zahnfleisch und/oder Zähne iontophoretisch behandelt werden sollen. Durch das Umgreifen der Kontaktelektrode ist ein elektrischer Kontakt zwischen dem Iontophorese-Handgerät und dem Arm und Körper der Person mit der zu behandelnden Mundhöhle hergestellt. Der durch die elektrisch leitfähigen Borsten, durch das kosmetische Stoffgemisch, durch den Körper der Person über deren Arm und die Kontaktelektrode etablierte elektrische Gleichstromkreis übt eine antreibende Kraft auf ionisierte Moleküle in lontophorese-Wirkstoff-Formulierungen aus. Diese auf die Ionen ausgeübte Kraft wirkt auch in den darunter liegenden Schleimhaut- und/oder Zahnschichten .
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Als Effekt dieses Ionenflusses können bei der positiven Iontophorese die Wirk- und Nährstoffe in höheren Konzentrationen und tiefer in die zu behandelnden Schleimhaut- und/oder Zahnpartien eingebracht werden als bei einer rein topischen Applikation üblicher Zahnpflegeprodukte. Übliche Zahnpflegeprodukte sind nicht für den Iontophorese-Einsatz geeignet. Dafür sind speziell für den Iontophorese-Einsatz vorbehandelte Wirkstoff-Formulierungen erforderlich. Die positive Iontophorese bewirkt mittels derartiger lontophorese-Wirkstoff-Formulierungen eine Tiefenversorgung der Schleimhaut und/oder der Zähne mit Wirk- und Nährstoffen.
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Die negative Iontophorese wird sowohl für die Tiefenreinigung der Schleimhaut als auch für das Einbringen entsprechend geladener Substanzen in Zahnpartien eingesetzt. Bei diesem Iontophorese-Gleichstromfluss sorgt der induzierte Ionenfluss dafür, dass der Schleimhaut Feuchtigkeit entzogen wird, die aus tieferen Schleimhautschichten nach oben gezogen wird. Auf diesem Wege werden auch Schlackenstoffe aus tieferen Schleimhautschichten mit nach oben an die Schleimhautoberfläche bewegt, die sich dort mit einem Zahnpflegeprodukt vermengen und abwaschen lassen. Die negativ gepolten elektrisch leitfähigen Borsten üben eine abstoßende Wirkung auf negativ geladene ionisierte Stoffe aus. Sind derartig geladene Stoffe in der zum Einsatz kommenden lontophorese-Stoffgemisch-Formulierung vorhanden, so lassen sich diese bei der negativen Iontophorese parallel zur vorangehend beschriebenen Tiefenreinigung in die Schleimhaut und/oder Zähne einschleusen.
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Weiterhin sind die elektrisch leitfähigen Borsten auf einer Schwingungseinrichtung angeordnet, wobei die Schwingungseinrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, die elektrisch leitfähigen Borsten in mechanische Bewegungen mit einer Schwingungsfrequenz zu versetzen. Die Iontophorese-Zahnbürste weist eine Steuereinrichtung mit einem elektrischen Energiespeicher auf, der derart ausgebildet und eingerichtet ist, zum einen durch die elektrisch leitfähigen Borsten einen Iontophorese-Strom in über die Mundhöhle des Nutzers und über den Körper des Nutzers zur Kontaktelektrode des Handteils zu leiten.
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Aus der
WO2008/101256A2 ist bekannt, den Iontophorese-Strom einer Iontophorese-Zahnbürste als Superposition eines Gleichstromanteils und eines aufmodulierten Wechselstromanteils mit einer Modulationsfrequenz anzusteuern. Es ist bekannt, dass der Einsatz eines Wechselstrom-modulierten Gleichstroms die Durchlässigkeit biologischen Materials auf molekularer Ebene beeinflusst. Dieser Effekt wird bei hinreichend hohen elektrischen Feldstärken auch als Elektroporation bezeichnet. Dabei wird zum Beispiel die Permeabilität lipider Zellmembranen durch die Schaffung wasserdurchlässiger Poren reversibel erhöht. Die Mobilität der durch den Iontophorese-Strom im Gewebe bewegten Stoffe wird auf diese Weise unter Einsatz eines Wechselstrom-modulierten Gleichstroms effektiv gesteigert.
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Weiterhin ist die Steuereinrichtung mit dem elektrischen Energiespeicher der aus der
WO2008/101256A2 bekannten Iontophorese-Zahnbürste derart ausgebildet und eingerichtet, die elektrisch leitfähigen Borsten mittels der Schwingungseinrichtung in eine Borstenbewegung mit einer Borsten-Schwingungsfrequenz zu versetzen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die aus dem Stand der Technik bekannte Iontophorese-Zahnbürste hinsichtlich ihrer Wirkung zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Iontophorese-Zahnbürste mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, die Schwingungsfrequenz der elektrisch leitfähigen Borsten mindestens um einen Faktor 10 geringer zu halten als die Modulationsfrequenz des Iontophorese-Stroms.
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Der Effekt der Iontophorese wird bei der Iontophorese-Zahnbürste durch eine Kombination elektrischer und mechanischer Einflüsse erreicht. Die maßgeblichen ionisierten Stoffe erfahren durch den Iontophorese-Strom aufgrund elektromagnetischer Wechselwirkungen eine Antriebskraft. Diese Antriebskraft erhöht die Eindringtiefe der unmittelbar und mittelbar durch den Iontophorese-Strom bewegten Stoffe in der Schleimhaut und/oder den Zähnen. Auf dem Weg der durch die Iontophorese zu bewegenden Stoffe erfahren diese Widerstand, der durch unbewegliche oder undurchdringliche Abschnitte der zu durchwandernden Gewebe-Matrix ausgeübt wird. Durch die Kombination von Gleichstrom mit einem Wechselstromanteil ist die ausgeübte Iontophorese-Antriebskraft nicht dauerhaft konstant sondern leicht schwankend. Außerdem lassen sich durch den modulierten Wechselstromanteil Elektroporations-Effekte auf Ebene der Zellmembranen generieren. Auch dadurch wird der Effekt der Iontophorese unterstützt, so dass die gewünschte iontophoretische Wanderung der zu bewegenden Stoffe optimiert wird.
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Die Bewegung der mittels der Iontophorese unmittelbar oder mittelbar angetriebenen Stoffe wird durch die mechanische Bewegung der elektrisch leitfähigen Borsten mit der Bewegungsfrequenz und die dadurch im Gewebe und oder den Zähnen ausgelösten mechanischen Einwirkungen noch weiter unterstützt.
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Dabei hat sich gezeigt, dass der Iontophorese-Effekt besser eintritt, wenn die Schwingungsfrequenz der elektrisch leitfähigen Borsten deutlich geringer ist als die Modulationsfrequenz des aufmodulierten Wechselstromanteils. Mit deutlich geringer ist mindestens ein Faktor 10 gemeint.
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Die Modulationsfrequenz des Iontophorese-Stroms liegt bevorzugt im Bereich von 500 Hz bis 1 MHz. Noch bevorzugter liegt die Modulationsfrequenz des Iontophorese-Stroms im Bereich von 1 kHz bis 100 kHz.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Iontophorese-Zahnbürste ist die Schwingungseinrichtung ausgebildet und eingerichtet, die elektrisch leitfähigen Borsten in Borstenerstreckungsrichtung in Schwingung zu versetzen. Alternativ oder kumulativ ist die Schwingungseinrichtung derart ausgebildet und eingerichtet, die elektrisch leitfähigen Borsten um die Borstenerstreckungsrichtung herum in Rotation zu versetzen. Abhängig von der Orientierung der Schwingungsbewegung lassen sich die in die Schleimhaut- und/oder Zahnpartien eingebrachten mechanischen Impulsfolgen hinsichtlich ihrer Stärke beeinflussen. In Abstimmung darauf, welche Pflegeprogramme und Pflegeprodukte zum Einsatz kommen kann eine intensivere oder sanftere mechanische Impulsfolge angezeigt sein.
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Bevorzugt ist die Steuereinrichtung ausgebildet und eingerichtet, die Schwingungsfrequenz im Bereich von 50 Hz bis 10 kHz anzusteuern.
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Weiter bevorzugt ist die Steuereinrichtung ausgebildet und eingerichtet, die Schwingungsfrequenz selbst zu modulieren. Verschiedene Variationsmuster lassen sich wiederum auf die Art und Intensität der pflegenden Behandlung von Schleimhaut und/oder Zähnen abstimmen.
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Für alle vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Iontophorese-Zahnbürste gilt gleichermaßen, dass es von Vorteil ist, dass die Steuereinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, die Polarität des Iontophorese-Stroms umpolen zu können.
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Bevorzugt sind die elektrisch leitfähigen Borsten aus einem elektrisch leitfähigen Kautschuk aufgebaut. Als elektrisch hinreichend leitfähiges und gleichzeitig dauerelastisches Material hat sich ein solcher elektrisch leitfähig gemachter Kautschuk erwiesen. Aus diesem Material bestehen die Polymerborsten oder sie weisen dieses Material überwiegend auf. Es kommen hochgradig reine Kautschuksorten zum Einsatz, die bevorzugt mit feinen Rußpartikeln in Form von Acetylen-Schwarz vermischt und anschließend vulkanisiert werden. Aus dem Stand der Technik bekannte Beispiele für die Herstellung eines solchen Kautschuks finden sich beispielsweise in den Druckschriften
DE3853068D1 und
DE3919869C2 .
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Weiterhin bevorzugt liegt der der Gleichstromanteil des Iontophorese-Stroms im Bereich von 0,1 mA bis 1mA und der dem Gleichstromanteil aufmodulierte Wechselstromanteil des Iontophorese-Stroms liegt bevorzugt im Bereich von 0,005mA bis 0,1 mA. Die zugehörigen Spannungswerte liegen bevorzugt im Bereich von 1 mV bis 5V, bevorzugt im Bereich 10mV bis 100mV und noch bevorzugter im Bereich 20mV bis 50mV.
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Weiterhin von Vorteil ist es, dass neben den elektrisch leitfähigen Borsten elektrisch nicht leitfähigen Polymerborsten im Borstenkopf angeordnet sind. Diese sind bevorzugt ebenfalls aus Kautschuk ausgebildet. Da dieser Kautschuk nicht leitfähig gemacht werden muss, kann ein hochreines Naturprodukt mit den gewünschten dauerelastischen Eigenschaften zum Einsatz kommen, das bei einer Bewegung auf der zu behandelnden Schleimhaut- oder Zahnpartie ein angenehmes und nicht zu raues Gefühl erzeugt.
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Bei einer Kombination elektrisch leitfähiger Borsten mit elektrisch nicht leitfähigen Polymerborsten umgeben die elektrisch nicht leitfähigen Polymerborsten die elektrisch leitfähigen Polymerborsten im Borstenkopf. Die elektrisch leitfähigen Borsten verursachen üblicherweise ein raueres Gefühl bei ihrer mechanischen Interaktion mit den zu behandelnden Schleimhaut- und Zahnpartien. Daher ist es für das Gefühl des Handgeräte-Nutzers von Vorteil, wenn ein weicherer Borstenbereich die raueren elektrisch leitfähigen Borsten allseitig umgibt oder umschließt.
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Für die elektrisch nicht leitfähigen Polymerborsten im Innern des Borstenkopfes gilt ebenso mit besonderem Vorteil, dass diese an eine Schwingungseinrichtung derart gekoppelt sind, dass sich die der elektrisch nicht leitfähigen Polymerborsten zu mechanischen Schwingungen anregen lassen. Die lokal wirkende massierende und durchblutungssteigernde Wirkung der nicht leitfähigen Polymerborsten wird dadurch gegenüber dem rein durch manuelle Bewegung der nicht leitfähigen Polymerborsten verursachten Massageeffekt deutlich gesteigert. Auch die durch die massierende Bewegung der Polymerborsten eintretende Oberflächen-Reinigung erleichtert und befördert die Iontophorese-Prozesse sowohl bei der negativen als auch bei der positiven Iontophorese, so dass ein besseres Gesamtergebnis bei der Pflege von Zahnfleisch und Zähnen erzielt wird.
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Abhängig von der zum Einsatz kommenden Oszillationsfrequenz und -energie kann die dadurch erzielte Einwirktiefe in die Schleimhautschichten des Zahnfleisches beeinflusst und eingestellt werden. Es lassen sich verschiedene Oszillationsmuster realisieren. Ein rein lineares hin und her der nicht leitfähigen Polymerborsten, eine kreisende oder eine ovalartige Bewegung, aber auch komplexere Bewegungsmuster wie beispielsweise eine Kreuzform lassen sich durch entsprechend ausgebildete Schwingungseinrichtungen realisieren. Bevorzugt kommen kreisförmige oder ovalartige Bewegungsmuster zum Einsatz, weil dafür angepasste Schwingungseinrichtungen, beispielsweise über Elektromotoren oder piezoelektrisch betrieben, günstig erhältlich sind und einen vergleichsweise geringen Bauraum benötigen.
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Eine rein beispielhaft gezeigte mögliche Ausführungsform der Erfindung wird in der nachfolgenden Figur beschrieben.
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1 zeigt eine schematische und nicht maßstabsgereichte Seitenansicht einer Iontophorese-Zahnbürste, wobei ein Handteil 2 der Iontophorese-Zahnbürste an seinem oberen Ende einen Borstenkopf mit auf einer Schwingungseinrichtung 1 angeordneten elektrisch leitfähigen Borsten 10 und elektrisch nicht leitfähigen Borsten 11 aufweist und im Inneren des unteren Endabschnittes einen elektrischen Energiespeicher 4 und eine Steuereinrichtung 3 aufnimmt. Die Oberfläche des unteren Endabschnitts des Handteils 2 ist abschnittsweise als elektrisch leitfähige Kontaktelektrode 20 ausgebildet.
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Das Mischungsverhältnis und die räumliche Anordnung der elektrisch leitfähigen Borsten 10 und der elektrisch nicht leitfähigen Borsten 11 sind im hohen Grad variabel. Die elektrisch leitfähigen Borsten 10 und die elektrisch nicht leitfähigen Borsten 11 lassen sich mit Hilfe der durch die Steuereinrichtung 3 angesteuerten Schwingungseinrichtung 1 mit einer definierten Schwingungsfrequenz mechanisch bewegen. Bevorzugt ist zumindest der die elektrisch leitfähigen Borsten 10 und die elektrisch nicht leitfähigen Borsten 11 aufnehmende Teil des Borstenkopfes als Verschleißteil austauschbar ausgebildet.
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Die Steuereinrichtung 3 ist eingerichtet und ausgebildet, einen Iontophorese-Strom zu generieren, der entweder für eine positive Iontophorese oder für eine negative Iontophorese zwischen den elektrisch leitfähigen Borsten 10 und der Kontaktelektrode 20 über den Körper eines Zahnbürsten-Nutzers fließt.
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Dieser Iontophorese-Strom ist als Überlagerung eines Gleichstromanteils und eines aufmodulierten Wechselstromanteils mit einer Modulationsfrequenz ausgebildet. Die Steuereinrichtung ist weiterhin eingerichtet, dass die mechanische Schwingungsfrequenz der elektrisch leitfähigen Borsten 10 und der elektrisch nicht leitfähigen Borsten 11 mindestens um einen Faktor 10 geringer ist als die Modulationsfrequenz des Iontophorese-Stroms.
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Für die Einwirkdauer und die zum Einsatz kommenden Stromstärken und Spannungsstärken des Iontophorese-Stroms einschließlich der darauf abgestimmen Schwingungsfrequenzen der elektrisch leitfähigen Borsten 10 und der elektrisch nicht leitfähigen Borsten 11 sind eine Mehrzahl von Behandlungs-Programmen seitens eines Nutzers der Iontophorese-Zahnbürste auswählbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwingungseinrichtung
- 10
- elektrisch leitfähige Borsten
- 11
- elektrisch nicht leitfähige Borsten
- 2
- Handteil
- 20
- Kontaktelektrode
- 3
- Steuereinrichtung
- 4
- elektrischer Energiespeicher
- E
- Erstreckungsrichtung der elektrisch leitfähigen Borsten
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2008/101256 A2 [0009, 0010]
- DE 3853068 D1 [0022]
- DE 3919869 C2 [0022]
