ES2259975T3 - Cepillo de dientes electronico y cepillo electronico. - Google Patents
Cepillo de dientes electronico y cepillo electronico.Info
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Abstract
Cepillo de dientes electrónico que comprende: una parte de cabeza del cepillo (2) que tiene una parte de cerdas (2a), que se inserta en la cavidad oral para lavar los dientes; y una parte de asidero (3) que queda fuera de la cavidad oral, donde se dispone un semiconductor de tipo n (4) de forma que pueda recibir luz exterior, caracterizado porque: se dispone una pila (5) de forma que pueda superponerse un potencial eléctrico sobre el semiconductor del tipo n (4).
Description
Cepillo de dientes electrónico y cepillo
electrónico.
La presente invención se refiere a un cepillo de
dientes electrónico y un cepillo electrónico, y más especialmente a
un cepillo de dientes electrónico y un cepillo electrónico que
utiliza la reacción foto-catalítica de un
semiconductor de tipo n.
Como método de prevención de patologías
intra-orales como caries dental y piorrea alveolar,
se ha procedido convencionalmente a aplicar un fluoruro sobre la
superficie del diente o a utilizar un dentífrico que contiene un
fluoruro con el objeto de seguir mejorando el efecto preventivo, en
lugar de cepillar simplemente la superficie del diente con un
cepillo de dientes que lleva un dentífrico adherido al mismo. No
obstante, siguen existiendo dudas en cuanto a la eficacia de estos
métodos ya que un ion fluor tiene una permeabilidad inferior al
tejido de la raíz y por lo tanto, para mejorar el efecto del ion
fluor, se ha sugerido un método, en el que se mejora la
permeabilidad de un ion fluor aumentando un potencial eléctrico
mediante la acción de una fuente de alimentación externa, como una
pila, fuente de alimentación doméstica y similares.
No obstante, tampoco este método resulta
deseable, ya que existe el problema de que se salgan iones
metálicos asociados con la generación de una corriente eléctrica,
debido a que se utiliza un metal conductor para la parte del
cepillo de dientes y, además, la corriente eléctrica, las válvulas
electromagnéticas, los campos eléctricos pueden tener efectos
nocivos para el cuerpo humano si se utilizan durante mucho
tiempo.
A la vista de lo anterior, los inventores de la
presente invención han ideado un cepillo de dientes electrónico que
utiliza una reacción foto-catalítica de TiO_{2},
que es un semiconductor de tipo n, que no causa este problema
(Publicación de la Patente Japonesa No Examinada
JP-A 5841540 (SHO-58. 1983). El
TiO_{2} es un compuesto que genera un voltaje
foto-electrónico, incluso en condiciones de
radiación con luz relativamente débil, y, cuando se inserta en la
cavidad oral, genera radicales OH a partir de la humedad de la
saliva y eleva el pH en la cavidad oral para obtener la
neutralización, disminuyendo de este modo la actividad de bacterias
etiológicas de caries dental así como descomponiendo la placa
dental.
No obstante, en el caso de que solo se utilice
la reacción foto-catalítica de TiO_{2}, que se
conoce por el documento GB 2135193A, el método de reducir la
actividad de las bacterias etiológicas de caries dental, que tienen
una elevada actividad en atmósfera ácida, producirá un efecto
predeterminado que, inevitablemente, requiere cierto tiempo antes
de surtir sus efectos. En otras palabras, la razón directa de la
generación de caries dental es que el ácido láctico que se genera
en el momento en que la bacteria etiológica de la saburra fermenta
la caries dental, ataca el tejido duro de un diente y existe el
problema de que el ácido láctico se genere de forma continua hasta
que se reduce la actividad de la bacteria etiológica de la caries
dental.
Los inventores de la presente invención han
realizado un estudio minucioso para permitir la descomposición
eficaz del ácido láctico generado y han visto que la descomposición
eficaz del ácido láctico se puede realizar aportando un potencial
eléctrico superior o igual a un valor predeterminado en el momento
de utilizar la reacción foto-catalítica del
semiconductor de tipo n, y que dicho efecto actúa no solamente
sobre la descomposición del ácido láctico sino también sobre la
descomposición de materias orgánicas.
A la vista de los problemas antes citados, uno
de los objetos de la invención es presentar un cepillo de dientes
electrónico que, utilizando una reacción
foto-catalítica del semiconductor del tipo n, no
solamente reduzca la actividad de las bacterias etiológicas de la
caries dental sino que también mejore la descomposición del ácido
láctico generado, evitando de este modo de forma más eficaz la
caries dental, y ofrecer un cepillo electrónico que puede lavar
cualquier parte del cuerpo de forma más eficaz que cuando el lavado
se realiza simplemente utilizando agua jabonosa, por descomposición
de los residuos orgánicos, como la suciedad generada en cada parte
del cuerpo.
El objeto antes citado se consigue con la
invención según lo indicado en cada una de las reivindicaciones. Es
decir que las características de un cepillo de dientes electrónico
según la presente invención consisten en que comprende una parte de
cabeza del cepillo que tiene una parte de cerdas, que se inserta en
la cavidad oral para limpiar los dientes y una parte de asidero que
queda fuera de la cavidad oral, provisto de un semiconductor de
tipo n capaz de recibir luz exterior y una pila capaz de superponer
un potencial eléctrico al semiconductor de tipo n.
Según la presente configuración, debido a la
acción foto-catalítica del semiconductor de tipo n,
en el caso de que el cepillo de dientes se introduzca en una
cavidad oral, además de que los radicales OH generados por
descomposición de humedad como la saliva incrementan el pH dentro
de la cavidad oral para neutralizarlo, reduciendo de este modo la
actividad de las bacterias etiológicas de la caries dental, los
radicales OH descomponen de forma rápida y fiable el ácido láctico
generado por la fermentación láctica de los alimentos por parte de
las bacterias, de forma que es posible evitar que se produzca la
caries dental. En otras palabras, en contraste con el caso en el
que únicamente se utiliza la acción foto-catalítica
de un conductor de tipo n realizada por la acción exterior (por
ejemplo lámpara de fluorescencia en un cuarto de baño), al
superponer el potencial eléctrico de la pila, es posible conseguir
un nivel energético necesario para la descomposición de ácido
láctico y agua, de forma que la eficacia
foto-catalítica del semiconductor de tipo n puede
mejorarse sinérgicamente. Como consecuencia de ello, es posible
mejorar la eficacia en la generación de radicales OH, mejorando de
forma fiable el pH con la operación de cepillado de dientes.
Además, en el caso de realizar la operación de cepillado de dientes
en un cuarto de baño o similar, incluso en el caso de que la
radiación luminosa sea débil porque la iluminación del equipo de
alumbrado como lámparas fluorescentes en el cuarto de baño es
reducida, como se dispone de una pila que hace que el potencial
eléctrico del semiconductor de tipo n sea más o menos igual a un
valor predeterminado, es posible obtener de forma estable un efecto
deseado. Como resultado de ello, según la presente invención, es
posible presentar un cepillo de dientes electrónico que puede
evitar patologías intra-orales, como caries dental,
de modo más eficaz.
Es preferible que el semiconductor de tipo n sea
TiO_{2} y que la potencia de la pila sea superior a 0,5 V e
inferior a 3,0 V.
Según la presente configuración, TiO_{2} es
eficaz para mejorar la descomposición del ácido láctico o el pH, ya
que presenta una eficacia foto-catalítica
particularmente grande entre los semiconductores de tipo n, y la
utilización de TiO_{2} resulta ventajosa ya que el potencial
eléctrico requerido para causar una acción
foto-catalítica se mantiene superior o igual al
valor predeterminado, y que la corriente que fluye por el cuerpo
humano a través de la mano se mantiene a un nivel especialmente
débil para no causar ningún efecto nocivo en el cuerpo humano. En
otras palabras, si la potencia de la pila es inferior o igual a 0,5
V, la descomposición del ácido láctico es insuficiente, mientras
que si la potencia de la pila es superior o igual a 3,0 V, se
potencia la descomposición del ácido láctico pero se incrementa la
corriente que fluye a través del cuerpo humano causando cierta
incomodidad, por lo que estos márgenes de valores no son
preferibles.
En el caso de que se utilice el TiO_{2} como
semiconductor de tipo n, la fórmula de la reacción para la
descomposición del ácido láctico en agua y dióxido de carbono por
la acción foto-catalítica es la siguiente:
donde "p^{+}" representa un
agujero positivo, "e^{-}" representa un electrón y
"\cdot OH" representa un radical
OH.
Es preferible que la pila sea una batería de
pilas, una batería de acumuladores o una batería solar o una
combinación de las mismas.
La presente configuración resulta ventajosa, ya
que es posible garantizar fácilmente que la potencia de la pila
sea superior a 0,5 V e inferior a 3,0 V con una gran duración y un
coste reducido. Como batería de pilas, se puede utilizar una
balería alcalina, una batería de óxido de plata, una pila de
aire/zinc y similares. Mientas que como batería secundaria se puede
utilizar una pila de níquel/hidrógeno de litio y similares.
Es preferible que el TiO_{2} sea un cristal de
tipo anatasa.
La presente configuración resulta ventajosa ya
que este tipo de TiO_{2} tiene una eficacia
foto-catalítica particularmente grande comparado
con otros tipos de TiO_{2}. En este contexto, se puede obtener
fácilmente un cristal de tipo anatasa, por ejemplo, con el método
de calentar Ti puro hasta 1200-1500°C durante
varios minutos en una atmósfera oxidante.
Además, un cepillo electrónico según la presente
invención, se caracteriza porque comprende una parte de cabeza del
cepillo que tiene una parte de cerdas y está provisto de un
semiconductor de tipo n capaz de recibir luz exterior y un conjunto
de pilas capaz de superponer un potencial eléctrico al conductor
del tipo n.
Según la presente configuración, debido a la
acción foto-catalítica del semiconductor de tipo n,
en el caso de lavar cada parte del cuerpo utilizando agua de jabón
y similares, los radicales OH generados por la descomposición de
la humedad descomponen de forma fiable y rápida los residuos
orgánicos como suciedad en la superficie de la piel, con lo cual se
logra un efecto de lavado superior al que se obtiene cuando se
utiliza solamente agua de jabón. En otras palabras, en contraste
con el caso en el que la acción catalítica del semiconductor de
tipo n es causada únicamente por la luz exterior (por ejemplo
lámpara fluorescente en un cuarto de baño o un lavabo),
superponiendo el potencial eléctrico de la batería es posible
conseguir un nivel energético necesario para descomponer residuos
orgánicos en la superficie de la piel y el agua, de forma que se
puede mejorar sinérgicamente la eficacia
foto-catalítica del semiconductor de tipo n. Como
consecuencia de ello, es posible mejorar la eficacia de la
generación de radicales OH frotando la superficie de la piel.
Además, en el caso de realizar prácticamente operaciones de lavado
en un cuarto de baño y similar, incluso en el caso de que la
radiación luminosa sea débil debido a que la iluminación del equipo
de alumbrado es reducida, incluso si el equipo de alumbrado es una
lámpara incandescente y no una lámpara fluorescente, debido a que
se dispone de una batería que hace que el potencial eléctrico del
semiconductor de tipo n sea superior o igual a un valor
predeterminado, es posible lograr, de forma estable, un efecto
deseado. Como consecuencia de ello, según la presente invención es
posible presentar un cepillo electrónico capaz de lavar cada una de
las partes del cuerpo de forma más eficaz que cuando el lavado se
realiza únicamente con agua y jabón.
La figura 1 es una vista en sección parcial
esquemática, que muestra una realización de un cepillo de dientes
electrónico según la presente invención;
La figura 2 es una vista en sección a lo largo
de la línea II-II de la figura 1;
La figura 3 es un gráfico que muestra la
descomposición del ácido láctico en función del tiempo con el
cepillo de dientes electrónico según la presente invención;
La figura 4 es un gráfico que muestra la
relación entre el voltaje de un conjunto de pilas y la
descomposición del ácido láctico con el cepillo de dientes
electrónico según la presente invención; y
La figura 5 es una vista en sección parcial
esquemática, que muestra una realización de un cepillo electrónico
según la presente invención.
Se describirá en detalle unas realizaciones de
la presente invención con referencia a las figuras. La figura 1
muestra una estructura en sección esquemática de un cepillo de
dientes electrónico según la presente realización (designado
también simplemente en el futuro "cepillo de dientes"). Este
cepillo de dientes 1 comprende una parte de cabeza del cepillo 2, en
la que se implantan unas cerdas 2a, y una parte de asidero 3 que se
encuentra fuera de una cavidad oral. De preferencia, esta parte de
cabeza del cepillo 2 y la parte de asidero 3 se pueden separar. En
otras palabras, cuando la parte de la cabeza 2 que tiene las cerdas
2a que se van a utilizar se ha diseñado para ser sustituible como
elemento desechable en caso de necesidad, además de la ventaja
económica, existe la ventaja de reducir el tamaño de los residuos
si se compara con el caso en el que se desecha la totalidad del
cepillo de dientes.
En la parte de asidero 3, se incorpora una
varilla de TiO_{2} 4 que es un semiconductor de tipo n, así como
una pila alcalina 5 en forma de botón de 1,5 V y se conectan el
conjunto de pilas 5 y la varilla de TiO_{2} 4 entre sí por medio
de una línea conductora 6, como un alambre de cobre. En la
superficie de separación entre la parte de cabeza del cepillo 2 y
la parte de asidero 3, se forma una ranura 7 reduciendo
parcialmente la sección para facilitar la radiación de la luz
exterior hacia el semiconductor de tipo n. El conjunto de pilas 5
se puede sustituir una vez que se ha gastado.
La varilla de TiO_{2} 4 se forma calentando
una varilla de Ti puro hasta 1200-1500°C en
atmósfera oxidante durante varios minutos para obtener entonces una
capa de TiO_{2} sobre la superficie de la misma. El TiO_{2} en
este caso es un cristal de tipo anatasa, que posee por tanto un
potencial fotocatalítico especialmente grande. Y cuando la varilla
de TiO_{2} 4 recibe la luz exterior para originar una reacción
foto-catalítica, la batería 5 aumenta o mantiene el
potencial eléctrico de TiO_{2}, que es un semiconductor del tipo
n.
Se preparó una pluralidad de tubos en cada uno
de los cuales se introducen 5 mL de lactato cálcico 2 mM y se
inserta una varilla de Ti con una capa de TiO_{2} que comprende
un cristal de tipo anatasa sobre la superficie y, bajo radiación de
una lámpara fluorescente de 6 W, se aplican voltajes por medio de
las pilas de 0,75 V, 1,5 V y 3,0 V. Se midió al cabo de cierto
tiempo por electroforesis capilar la descomposición del ácido
láctico. Los resultados se muestran en las figuras 3 y 4,
comparándolos en el caso en que la radiación por lámpara
fluorescente se realiza con un conjunto de pilas, el caso en que la
radiación por lámpara fluorescente se realiza sin utilizar pilas y
el caso en el que la radiación no se produce.
La figura 3 es un gráfico que muestra los
resultados de las muestras a las que se aplicó una tensión de pila
de 1,5 V, y en este gráfico, el eje vertical muestra la reducción
de ácido láctico en concentración relativa y el eje horizontal
muestra el tiempo transcurrido. Este gráfico muestra que se logra
el efecto de superposición por radiación de la lámpara fluorescente
(aproximadamente el 50% del ácido láctico se descompuso por la
radiación de 0,5 horas). Por el contrario, se puede ver en el mismo
gráfico que la acción de descomposición del ácido láctico no es
suficiente para la configuración en la que no se utiliza conjunto
de pilas sino únicamente el semiconductor de tipo n.
De modo similar, la figura 4 es un gráfico que
muestra la influencia de la aplicación del voltaje del conjunto de
pilas y se puede ver que la descomposición del ácido láctico se
observa ya con 0,75 V.
(1) En la realización anterior, se ha mostrado
un ejemplo de un cepillo de dientes electrónico que utiliza
TiO_{2}, que es un semiconductor de tipo n. Sin embargo, también
es posible utilizar TiO_{2} que es un semiconductor de tipo n en
un cepillo electrónico 10, tal como se muestra en la figura 5. Más
específicamente, este cepillo electrónico 10 está provisto de
cerdas loa implantadas en el mismo, en el lado frontal que
constituye una parte de cabeza del cepillo y está incorporado en
una parte de asidero en la parte posterior, en la cual se introduce
una pila de botón 5. Esta pila de botón 5 se cubre con un elemento
rid (no mostrado) y se inserta de forma hermética a los líquidos.
En el lado frontal en el que se han implantado las cerdas 10a, se
fija el TiO_{2} de forma similar a la realización anterior
mientras se forma una ranura 11 que funciona como paso de agua, en
la cercanía del TiO_{2}, con lo cual se permite la comunicación
de agua jabonosa y similar. Esta ranura 11 está formada por un
orificio que penetra hacia la base de las cerdas loa y está
configurada de modo que al frotar el cuerpo con las cerdas 10a, el
TiO_{2} y la superficie del cuerpo se ponen en contacto entre sí
debido a la humedad, facilitando de este modo la descomposición y
la eliminación de materias orgánicas como la suciedad existente
sobre la superficie por medio de la acción
foto-catalítica del TiO_{2}, lo cual permite
también la descomposición de las materias orgánicas eliminadas.
Además, el TiO_{2} y el conjunto de pilas se hacen conductores
por medio del conductor 6 mostrado en la figura 1. Como
semiconductor de tipo n, conjunto de pilas y conductor se puede
utilizar unos similares a los empleados en la realización
anterior.
En cuanto a la forma del presente cepillo
electrónico, se pueden utilizar diversas formas que no sean las
mostradas en la figura 5 siempre que el cepillo electrónico se
configure de modo que permita lavar frotando cada una de las partes
del cuerpo con las cerdas, mientras se mantiene con una mano la
parte de asidero. No se limita en particular las partes del cuerpo
a lavar y por lo tanto el presente cepillo electrónico se puede
utilizar como cepillo para el cuerpo, para el cabello, el rostro y
similar.
(2) En la realización anterior, ejemplo en el
cual se forma TiO_{2}, que es un semiconductor de tipo n, sobre
una varilla de Ti en capas calentando la varilla de Ti, si bien no
se limita a la configuración anterior, el TiO_{2} se puede
obtener en su totalidad sinterizando polvo de TiO_{2} siempre que
la capa de TiO_{2} se forme sobre la superficie que recibe la
luz. El método de producción también puede ser de tal índole que la
capa de TiO_{2} se genere sobre la superficie conductora de una
varilla de Ti puro y similares utilizando el método CVD, el método
PVD y similares y que la capa de TiO_{2} se genere sobre la
superficie resultante de la oxidación anódica de una varilla de Ti
puro.
(3) Para el cepillo de dientes electrónico según
la realización anterior, se muestra un ejemplo en el que la ranura
7 está formada en la superficie de contacto entre la parte de
cabeza del cepillo 2 y la parte de asidero 3 con el objeto de
facilitar la radiación de la luz exterior hacia el TiO_{2} que es
un semiconductor de tipo n; no obstante, la parte de cabeza del
cepillo y la parte de asidero del cepillo de dientes puede ser a
base de un material permeable a la luz como una resina acrílica
transparente o traslúcida, resina de uretano, resina PET y
similares, en cuyo caso se obtiene una estructura sin la ranura.
Además, si se utiliza una resina biodegradable como resina para
formar la parte de cabeza del cepillo 2, se reduce el impacto en el
medio ambiente incluso en el caso de que la parte de cabeza del
cepillo 2 sea un elemento desechable, lo cual es deseable.
Claims (10)
1. Cepillo de dientes electrónico que
comprende:
una parte de cabeza del cepillo (2) que tiene
una parte de cerdas (2a), que se inserta en la cavidad oral para
lavar los dientes; y
una parte de asidero (3) que queda fuera de la
cavidad oral, donde
se dispone un semiconductor de tipo n (4) de
forma que pueda recibir luz exterior, caracterizado
porque:
se dispone una pila (5) de forma que pueda
superponerse un potencial eléctrico sobre el semiconductor del tipo
n (4).
2. El cepillo de dientes electrónico según la
reivindicación 1, en el que semiconductor de tipo n (4) es
TiO_{2}, y la potencia de la pila (5) es de más de 0,5 V y menos
de 3,0 V.
3. El cepillo de dientes electrónico según la
reivindicación 1 o 2, en el que la pila (5) es una batería de
pilas, una batería de acumuladores o una batería solar o una
combinación de las mismas.
4. El cepillo de dientes electrónico según la
reivindicación 2 o 3, en el que el TiO_{2} es un cristal de tipo
anatasa.
5. El cepillo de dientes electrónico según una
de las reivindicaciones 3 a 5, en el que TiO_{2} (4) es parecido
a una varilla y se incorpora dentro de la parte de cabeza del
cepillo (2), mientras que la pila (5) es de tipo botón y se hace
que esta pila (5) y el TiO_{2} (4) sean conductores por medio de
una línea conductora (6) incorporada en la parte de cabeza del
cepillo (2).
6. Cepillo electrónico que comprende:
una parte de cabeza del cepillo que tiene una
parte de cerdas (10a), donde se ha dispuesto un semiconductor de
tipo n (4) de forma que pueda recibir luz exterior,
caracterizado porque:
se dispone una pila (5) de forma que pueda
superponer un potencial eléctrico sobre el semiconductor de tipo n
(4).
7. El cepillo electrónico según la
reivindicación 6, en el que el semiconductor de tipo n (4) es
TiO_{2} y la potencia de la pila (5) es superior a 0,5 V e
inferior a 3,0 V.
8. El cepillo electrónico según la
reivindicación 6 o 7, en el que la pila (5) es una batería de
pilas, una batería de acumuladores o una batería solar, o una
combinación de las mismas.
9. El cepillo electrónico según la
reivindicación 7 u 8, en el que el TiO_{2} (4) es un cristal de
tipo anatasa.
10. El cepillo electrónico según cualquiera de
las reivindicaciones 7 a 9, en el que la pila (5) está incrustada
en la parte de asidero que viene después de la parte de cabeza del
cepillo, mientras que el TiO_{2} (4) está acoplado cerca de la
parte de cabeza del cepillo, y estas pilas (5) y el TiO_{2} (4)
se hacen conductores a través de una línea conductora (6).
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| EP1174055A2 (en) | 2002-01-23 |
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