JP2005081126A5

JP2005081126A5 -

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Publication number: JP2005081126A5
Application number: JP2003358494A
Authority: JP
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-12-08

Description

歯ブラシ

本発明は、酸化チタン光触媒による口腔内浄化作用を歯の表面処理及び歯ブラシの紫外線発光の相互作用により行い、口腔内に存在する多数のバクテリアやウイルスを分解・死滅させ歯の健全な保持とひいては健康を保持する歯ブラシに関するものである。

従来の歯ブラシを用いる場合、各種歯磨剤による薬効で、例えば硝酸カリウムによるイオンの保護膜を形成し、歯のしみや痛みを防ぐ方法、フッ素による歯質強化で虫歯の発生進行を予防、トリクロサンによる殺菌効果で歯肉炎による歯茎のはれ、出血の予防等の薬用作用と各種ブラシ（電動式・音波式）が用いられているが、現状多数の人人が歯を失う現状からみて上記対応では健康保持上からも明らかに不十分な状況である。

酸化チタン光触媒の研究開発の発端になったのは、抗生物質に耐性を持った黄色ぶどう状球菌による院内感染を酸化チタン光触媒を利用して防止できないかという点であった。多くの病院の手術室で酸化チタン光触媒が試され、その効果が実証されたことから、健康医療技術が現在の酸化チタン光触媒の応用へと展開した。本発明の発明者は、酸化チタン光触媒を利用し、口腔内に無数に存在するバクテリアやウイルスを分解死滅させ、虫歯や各種病害要因を除去することはできないかと考えた。そして、試行錯誤を繰り返し、本発明を完成させることができた。本発明が解決しようとする課題は、酸化チタン光触媒をどのように利用して口腔内の健康管理に寄与できるかという点にある。

前記課題を解決するための具体的方法は、酸化チタンを主体とした表面処理を行った天然歯・人工歯に紫外線発光歯ブラシで紫外線を照射し抗菌作用を発揮させることである。本発明に係る歯ブラシは、酸化チタンからなる光触媒を固定した天然歯・人工歯の基材又は酸化チタンからなる光触媒を固定した後に光触媒の表面に銅又は銀からなる抗菌性金属を固定した天然歯・人工歯の基材に紫外線を照射するＬＥＤ等の紫外線発光体をブラシ部分に設けたものである。

まず酸化チタンを主体とした光触媒を用いて表面処理を行い天然歯・人工歯の表面に光触媒を固定しておく。人工歯の場合、光触媒を長期持続するための固定化をするには無機質の金属・セメント・セラミックガラス等の基材に酸化チタンを直接コーティングし、焼付する方法又は酸化チタンを混合成形する方法があるが、これらは一般工業的に通常行われる方式である。無機質へのコーティングは塗布した後焼付が可能で、原料としては酸化チタンゾルやアルコキシドが使われる。この焼付の場合、８００℃以上に熱せられて酸化チタン粒子同士が接着する焼結現象を生じ、硬い緻密な膜となる。基盤がガラス材料の場合ガラスと酸化チタン層の間にシリカ（ＳｉＯ２）層を入れ、劣化を防ぎ強化される。天然歯の場合は接着層に有機・無機のハイブリッドポリマー（有機物と無機物が粒子レベルで混合した化合物）を用いる。

酸化チタンにシリカを添加したもので前記のような表面処理をしてもよい。酸化チタン粒子にフッ素化合物の粒子を添加したもので表面処理をしてもよい。一般的にフッ素化合物の粒子が細かくなると歯の表面にフッ素がより付き易くなる。フッ素（ナノメートルの単位の粒子）に酸化チタン粒子を混合することにより、紫外線歯ブラシの相互作用により、虫歯のもと細菌を断つことも可能となる。当然酸化チタンとの複合材料原子との結合により歯の表面に付着、塗布により効果を発揮する。

上記、酸化チタンを塗布した歯に対して、光触媒作用を活性化するためには紫外線を歯の表面に照射する必要があり、しかも他の部分には極力紫外線照射が行われないことが重要とさせる。本発明に係る歯ブラシにおいては紫外線を照射するＬＥＤ等の紫外線発光体をブラシ部分に設けている。紫外線発光体から紫外線を照射させながらこの歯ブラシで歯を磨いていくと殺菌作用を発揮する。紫外線照射による光触媒作用を効果的に行うために、通常１日２〜３回歯磨をする。紫外線発光体としてＬＥＤを用いる場合、１μｗ／ｃｍ^２の紫外線発光量となる。通常２０〜４０Ｗの蛍光灯から発する紫外線量とほぼ同じで、短時間（１日１０分程度）照射されても人体に悪影響は出ない。

この微小な光量であっても、酸化チタン光触媒の場合２５４ｎｍ（ナノメートル）という波長のため、人体に有害となる紫外線は必要とせず、比較的長波長の紫外線で光触媒反応が進行する特徴がある。更に歯磨時間が比較的短時間に限定されるので、酸化チタンにシリカを添加することにより、長時間光触媒作用が続くことが可能である。なぜなら、シリカはその表面に水分子を大変強く吸着することが知られている。酸化チタンの光励起反応でシリカ表面がクリーニングされ、水分子が強く吸着されることで、暗い口腔内においても親水性が維持されるからである。

この光触媒による抗菌作用とほかの通常の抗菌剤による作用との大きな違いは通常の抗菌剤の場合、細菌を殺すことができても死骸が残る。光触媒は細菌を殺すと共にその死骸を分解除去してしまうことにより抗菌性を維持することが大きな特徴といえる。

この発明の効果は次のとおりである。光触媒による殺菌効果として、口腔内の衛生環境を良好に維持する効果をもたらす。通常歯垢（プラーク）の残存は局所的な歯周病を発生する。また歯垢はその８０％以上が細菌などの微生物であり、その細菌が産出した酵素は歯周組織に炎症、つまり歯周炎を発生させる。歯垢が石灰化した歯石も多量の毒素を含んでいるので、歯石の沈着などで炎症が更に悪化し、歯周ポケットができ歯槽骨が吸収し歯周病へと進行する。したがって、歯表面の酸化チタンベースに歯ブラシからの紫外線による殺菌作用はこれら細菌の発生・育成を根本的に阻止するので、きわめて良好な歯の状況を保つことができる。このような歯の健康はひいては身体全体への健康をもたらす基本要素であることが最も大切な本発明の効果といえる。具体的には▲１▼脳細胞の活性化、すなわちよく噛むと脳の血液循環がよくなり、活動も活発になる。さらに▲２▼唾液分泌促進による消化促進、健康維持効果、▲３▼肥満防止、よく咀嚼すると満腹中枢を刺激して肥満防止する▲４▼顎の退縮の防止等の効果がある。更に上記の結果心理的効果も大きい。

本発明を実施するための最良の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は歯ブラシの縦断面図、図２は図１に示したものの底面図である。１は中を中空とした歯ブラシの軸を示している。軸１の先端に拡大部２を設けて拡大部２の下面にブラシ３を植え込んでいる。拡大部２にはＬＥＤのような紫外線発光体４を内蔵させている。紫外線発光体４の上方には反射板５を設け、紫外線発光体４の下方には透光窓６を設けている。軸１の後端には電池７を設け、電池７と紫外線発光体４とは配線８で連結している。電池７は乾電池又は蓄電池とする。軸１の後端にはふた９を設けている。

以上の歯ブラシは次のようにして使用する。あらかじめ天然歯・人工歯の表面に酸化チタンからなる光触媒を固定しておく。または、光触媒を固定した後に光触媒の表面に銅又は銀からなる抗菌性金属を固定しておく。そして、ブラシ３に一般的な歯磨剤を塗布し、スイッチを入れて紫外線発光体４から紫外線を発光させながら、通常の歯磨を行う。紫外線発光体４からの紫外線は透光窓６を通過して天然歯・人工歯の表面に照射される。

本発明を実施するための最良の形態を示す縦断面図である。図１に示したものの底面図である。

符号の説明

１軸３ブラシ４紫外線発光体

Claims

酸化チタンからなる光触媒を固定した天然歯・人工歯の基材又は酸化チタンからなる光触媒を固定した後に光触媒の表面に銅又は銀からなる抗菌性金属を固定した天然歯・人工歯の基材に紫外線を照射するＬＥＤ等の紫外線発光体をブラシ部分に設けた歯ブラシ。