JP2008502398A - 超音波バードリルユニット用挿入体 - Google Patents

Abstract

外科用ハンドピース（１２０）に装着するための超音波チップ（１３０）に適合する、超音波の出力および振幅のレンジを選択するために、チップ（１３０）は、識別子（１４０）の収容場所を成す空洞（１３１）を有する。当該識別子は、振動と殺菌温度の両方に耐えることができるよう、１３０℃より高い溶融温度を有する弾性材料でできている。当該識別子（１４０）は、チップの使用に適した超音波の出力および振幅のレンジに対応する、色またはパターンを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、歯科治療用装置に関し、より詳しくは、超音波周波数で振動する器具を含むスケーラ装置などの、超音波装置に関する。

この種の装置は、本質的に、「チップ」または「音極(sonotrode)」と呼ばれる振動具と機械的に結合した振動子を含むハンドピースを有し、ハンドピースは、超音波発生器に接続されている。

当該チップは、目的とする治療に応じた様々な形状を有する取替え可能な部品である。当該チップの例は、特に特許文献１および２に記載されている。超音波発生器から伝送される超音波の振幅および出力もまた、行われるべき治療のタイプによる。例えば、歯周のデブリードマン(periodontal debridement)に必要な出力／振幅は、歯石の除去（スケーリング）に必要な出力／振幅よりも、はるかに低い。同様に、歯周のデブリードマン用のチップの種類は、スケーリング用のものとは異なっている。その結果、歯科治療の各タイプに対して、所定の出力および振幅レンジの超音波で操作されるように設計された、一以上のチップ群がある。

現在、行われる治療および使用するチップに応じて、出力を調整できる超音波発生器を有する歯科治療装置がある。当該装置を施術者が使いやすいようにするために、超音波発生器には、治療に適した出力レンジを自動的に選択するキーが取り付けられている。これらのキーは、施術者が適切な出力レンジを選択できるように、対応する色またはコードによって識別されている。

とはいえ、上述したように、治療の各タイプに特化し、装置の設定出力レンジの一つにおいて操作されるよう設計されたチップが用いられる。その結果、施術者は、ハンドピースに取り付けたチップが、選択した出力レンジに本当に適合するか確認しなければならず、あるいは逆に、ハンドピースに装着したチップに対応する出力レンジを選択しなければならない。このため、先行技術による解決策の一つは、明確に区別できる支持材上で各チップを包装することからなる。当該支持材は、出力レンジ選択用キーのマークに対応したマークを有している。例えば、色コードによりキーが識別されている場合、支持体上に置かれたチップに最良の出力レンジを選択するのに役立つキーの色コードに対応する色コードを、各支持材が有している。

それでもなお、この解決策は未だに欠点を有している。いったんチップがハンドピースに取り付けられると、支持材と離れてしまい、その結果、適切な出力レンジを識別可能な手段から離れてしまうことになる。従って、治療中は、施術者が、選択した出力レンジがハンドピースにあるチップに本当に適合するのか確認することが困難になる。加えて、支持材とチップは分離可能なため、チップを間違った支持材、すなわち、チップと適合しない出力レンジを識別する支持材に置く危険性、またはその逆の危険性もある。

別の解決策は、ラベルを貼り付ける、色を塗る、または飾りをつけることによって、チップにマークをつけることからなる。それでもなお、この種の解決策は、チップに課される過酷な条件のため、不十分である。施術中、チップは、数十キロヘルツの周波数で、数百マイクロメーターを超える振幅で振動し、そして湿潤した雰囲気下で振動する。さらに、使用前には毎回、チップを、約１３０℃の熱を発するオートクレーブ滅菌装置内で消毒する必要がある。チップのマークは、このような使用条件に耐えることができず、非常に短期間で消失してしまう。
米国特許第６３１２２５６号明細書 米国特許第４２８３１７５号明細書

本発明の目的は、当該器具が用いられる条件（振動、温度等）に耐えるのに適したチップを識別するための解決策を提案し、チップを使用可能な出力および振幅のレンジを確認するための簡単でかつ信頼できる手段を提供することにある。

当該目的は、識別子の収容場所を成す少なくとも一つの空洞を含むチップであって、識別子が１３０℃よりも高い溶融温度を有する弾性材料でできている、本発明の超音波チップにより達成される。

従って、本発明のチップは、識別手段が、まさにチップの構造と一体化しているため、永続的なマーキングが可能な設計となっている。チップに形成された空洞は、識別子の収容場所として機能し、識別子がチップから脱落するのを防止する。識別子は弾性材料からできており、そのため、チップの振動に耐えることができる。また、識別子の材料が１３０℃よりも高い溶融温度を有しているので、消毒温度にも耐えることができる。

当該材料の一つは、特に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、またはエラストマーより構成することができる。

本発明の一実施態様において、空洞は、環状溝であり、識別子は、当該溝に収容されるリングである。

空洞はまた、円形、細長形状などの種々の形状であって、識別子が、当該空洞の形状に適合する形状であってよい。

本発明の一実施態様において、識別子は、チップが操作されるよう設計された超音波出力および振幅のレンジに対応する色を有する。当該色は、特に、顔料をフィラーとしてリングの材料に配合することによって得ることができる。

一つの空洞（または複数の空洞）は、好ましくは、チップが装着された際にハンドピースから少なくとも一部がはみ出るように、チップの底部端から所定の距離のところに配置される。こうすることにより、チップがハンドピースに装着された際でも、空洞に収容された識別子は目視可能なままとなる。

本発明はまた、超音波の出力および振幅のレンジを選択する手段を含む超音波発生器に接続された、少なくとも一つの外科用ハンドピースを有し、さらに上述のチップを少なくとも一つ有する超音波歯科治療装置を提供する。

超音波発生器の選択手段は、キーまたはそれと均等なものであってよく、それぞれが、所定の出力および振幅レンジに対応する、区別された色またはパターンを有する。

本発明の他の特徴および利点を、添付図面を参照し、非限定の例として挙げる本発明の特定の実施態様についての以下の記載により表す。

図１は、チップ１３０が取り付けられたハンドピース１２０が接続されている超音波発生器１１０を有する超音波スケーラ装置を示す。周知のように、ハンドピース１２０は、例えば圧電材料で構成され、振動波がチップ１３０に伝播されるように機械的にチップ１３０に接続されている振動子（図示せず）を含んでおり、振動波の振幅は、超音波発生器１１０により供給される出力に応じて定まる。

超音波発生器は、表示手段１１１、およびそれぞれが所定の出力レンジに対応した一連のキー１１３〜１１６を含んでいる。例として、図１で水平の線で陰影をつけたキー１１３は、例えば非常に微細なチップでの傷つきやすい表面の細心の注意を要する治療に推奨される最も低い出力および振幅の設定に対応する。図１で垂直な線で陰影をつけて識別されるキー１１４は、薄く細長い形状のチップを用いる歯内用途に適用される中程度の出力および振幅レンジに対応する。図１で右下がりの斜線で陰影をつけて識別されるキー１１５は、スケーリングなどの予防治療に適用される高出力および高振幅レベルに対応する。図１で左下がりの斜線で陰影をつけて識別されるキー１１６は、例えば根尖手術において必要となり得る最大の出力および振幅レンジを選択するのに用いる。図１では、各キーに異なるパターン（陰影）を付すことによって、キー１１３〜１１６を識別している。これに限らず、いかなる他の識別手段、例えば各キーに特定の色、を使用することもできる。

このように、超音波発生器１１０は、種々の歯科用途に対して最良の出力レンジを選択するための手段を有する。いったん選択すると、出力レンジを、対応するキーの点灯によって、または超音波発生器上の特別な表示、例えば施術者が押したキーのパターンまたは色を表示する画面１１２等によって、認識することができる。選択された出力レンジ内で、出力を、調整キー１１７またはペダルユニット１１８の手段によって調整することができる。

超音波発生器１１０上で選択可能な出力および振幅レンジに応じてチップを識別するために、本発明は、まさにチップの構造にマークを一体化させることを提案する。

図２は、本発明の第一の実施態様を構成するチップ１３０を示す。この実施態様のチップは、チップ識別子を構成するリング１４０の収容場所を成す環状溝１３１を有している。

リング１４０は、チップにかけられた超音波振動およびオートクレーブ滅菌器の高温の両方に耐えられる材料でできており、同時に、チップが患者の口内の手入れまたは手術の際に用いられるために、リング１４０は、生体適合性でもある。これら３つの特性を満たすいかなる種類の材料も、識別子、本ケースではリング１４０の作製に適し得る。当該材料の一つは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であり、ＰＴＦＥは、本発明で意図される使用に極めてよく適合する材料である。ＰＴＦＥは、破断伸び（２５０〜４５０％）、弾性率（約７５００キログラム毎平方センチメートル（ｋｇ／ｃｍ²））、および耐衝撃性（少なくとも１６キログラムセンチメートル毎センチメートル（ｋｇ・ｃｍ／ｃｍ））に関して、非常に高い性能を有しており、これにより、チップの超音波振動に対する良好な耐性を保証している。また、ＰＴＦＥは、その溶融温度が、オートクレーブ滅菌器にて曝される温度（約１３０℃）よりもはるかに高い３２７℃であるため、卓越した熱特性を有している。ＰＴＦＥはまた、殺菌温度の作用による膨張を防止するのに十分に小さい熱膨張係数（２３〜６０℃の温度において約１０×１０⁵、１００〜２００℃の温度において、２１×１０⁵）を有している。最後に、ＰＴＦＥは、化学的および物理的に不活性な、漏洩のない材料であり、その結果、医療用途において生体適合性を有する。同様の特性を有する他の材料ももちろん、リング１４０の作製に用いることができる。このような材料としては、シリコーンなどのエラストマー製の材料が挙げられる。

例えばパターンまたは色で見分けることなどによって、チップを目視で識別できるようにするために、適切な出力レンジに対応する、超音波発生器のキー上にあるのと同一のパターンまたは色を当該リングに一体化させることを目的として、リング１４０を構成する材料には追加の処理がなされる。色コードを用いた識別には、リングの材料を、材料に直接配合される染料または顔料により着色する。このようにして、表面のみならず材料全体に色が付き、これにより、リングの露出表面が摩耗または損傷する場合でも、チップのマークの永続性が保証される。例えば、ＰＴＦＥ製のリングについては、リングに所定の色が付くように、ＰＴＦＥを顔料フィラーと混合する。

図２および３に示すように、チップは、ハンドピース１２０の振動子（図示せず）に固定されたエレメント１２３にねじ込まれる。エレメント１２３は、ハンドピースにチップが装着された際にチップの基部１３３の一部を覆う、スリーブ１２１に囲まれている。溝１３１は、図３に示すようにチップがハンドピースに装着された際でも目視可能なままにあるように、好ましくは、リングがスリーブの端部１２１ａからはみ出ることができる距離である、チップ１３０の底部端１３３ａから距離ｄのところに作製される。

よって、本発明によれば、チップが使用されるべき出力および振幅レンジを、チップの構造と一体化したリングによって明確に識別することができる。図４は、４つのチップ１０，２０，３０および４０を示し、チップはそれぞれ、図１の超音波発生器１００で得られる４つの出力および振幅レンジの一つにおいて操作されるように設計されている。図４からわかるように、チップ１０は、図１の超音波発生器１００のキー１１３のパターンと同様なパターンのリング１１を有している。これにより施術者は、チップを使用可能な出力および振幅レンジを簡単に識別することができる。同様に、チップ２０，３０および４０はそれぞれ、出力および振幅に関して独自の操作レンジを有し、それぞれが、キー１１４，１１５または１１６とパターンと同一のパターンのリング２１，３１または４１を有している。同様に、色コードを用いて識別を行う場合には、リング１１，２１，３１および４１は、超音波発生器に取り付けられたキーの色に対応する色を、それぞれが異なって有する。

本発明のチップにマークをつけて実施する解決策は、上述の、円形の溝に収容されたリング形態の識別子の使用に限られない。チップは、チップ１４０に用いられたのと同じ材料でできた識別子をそれぞれ収容する、種々の形状の１以上の空洞を有していてもよい。

図５は、本発明の別の態様のチップ２３０を示す。図３および４に示すチップと異なり、チップ２３０は、環状のリングではなく、代わりに、１３０℃より高い溶融温度を有する弾性材料からリング１４０と同様にして形成されたペレット２４０の形態の識別子を収容するのに用いられる、空洞２３１を有している。超音波発生器のキーにあるものと同一であって適切な出力および振幅のレンジに対応しているパターンまたは色と一体化するために、材料は、具体的な例として、追加の処理（例、ＰＴＦＥと顔料フィラーの混合）がなされたＰＴＦＥであってよい。空洞２３１は、チップがハンドピースに装着された際に目視可能なままであることを保証するのに十分な距離で、チップの基部から距離をおいてチップ２３０に形成される。

本発明の目視により識別されるチップのさらに別の実施態様では、空洞と、チップの出力および振幅の操作レンジを目視により識別可能にする識別子は、細長形状であってよい。図６に示すように、チップ３３０は、同様に細長形状の識別子３４０の収容場所として機能する、細長形状の空洞３３１を有する。空洞３３１は、チップがハンドピースに装着された際でも目視できるままであるようにチップの基部から十分な距離のところで伸長している。

弾性材料の小片がしっかりと保持されるのを保証するために、識別子の収容場所を提供するためにチップ中に機械加工された空洞は、チップの表面に向かって細くなる狭窄部を形成するために、空洞の底部の面積よりも小さい面積を有していてもよい（例えば、先細りした形状の空洞）。図５および６において、空洞２３１および３３１のそれぞれの縁部２３１１および３３１１は、チップの表面部での面積が、空洞の底部での面積よりも小さくなるように、空洞の底部に向かって傾斜していてもよい。この場合においては、弾性材料の小片、または空洞に挿入する小片の一部は、空洞の底部の寸法に近い寸法を有し、小片は力をかけて空洞に挿入される。こうすれば、小片に大きな牽引力がかからなければ、小片は、空洞から脱離できない。

当該識別子と空洞の間に接着剤を使用することによって、識別子の保持性をさらに向上させることができる。例えば、「低表面エネルギー」を有すると考えられている材料であるＰＴＦＥおよびシリコーンについては、アクリル系接着剤などの適した接着剤を用いるべきである。

本発明のチップは、機能的および人間工学的に組織された、図１の超音波治療装置などの歯科用途の周辺装置と共に用いて、最終製品を構成することができる。当該チップはまた、歯科手術用ワークステーションなどの専用品内の他のモジュールと一体化させるためのモジュール（すなわち、ＯＥＭモジュール）形態の装置と共に用いることができる。

本発明の一実施態様である超音波スケーラ装置の斜視図である。 装着前の本発明の一実施態様のチップの斜視図である。 ハンドピースに装着された、本発明の一実施態様のチップを示す部分断面図である。 図２および図３のチップの４つのバリエーションの実施態様の斜視図である。 本発明の別の実施態様のチップの斜視図である。 本発明のさらに別の実施態様のチップの斜視図である。

Claims (13)

1. チップが、識別子（１４０；２４０；３４０）の収容場所を成す少なくとも一つの空洞（１３１；２３１；３３１）を有し、かつ
   前記識別子が、１３０℃より高い溶融温度を有する弾性材料でできていることを特徴とする外科用ヘッドピース（１２０）装着用の超音波チップ（１３０；２４０；３４０）。
2. 前記空洞が環状溝（１３１）であり、前記識別子が、当該環状溝に収容されるリング（１４０）である請求項１に記載のチップ。
3. 前記空洞（２３１）が、円形をしており、前記識別子が当該空洞に収容されるペレット（２４１）である請求項１に記載のチップ。
4. 前記空洞（３３１）が細長形状をしており、前記識別子が当該空洞に収容される細長形状の小片（３４１）である請求項１に記載のチップ。
5. 前記空洞が、前記チップの表面部において狭窄部が形成されるように、空洞の底部に向かって傾斜している縁部を有する請求項１〜４のいずれか１項に記載のチップ。
6. 前記識別子（１４０；２４０；３４０）の材料が生体適合性を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のチップ。
7. 前記識別子（１４０；２４０；３４０）が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製である請求項１〜６のいずれか１項に記載のチップ。
8. 前記識別子（１４０；２４０；３４０）が、エラストマー製である請求項１〜６のいずれか１項に記載のチップ。
9. 前記識別子（１４０；２４０；３４０）が、超音波の出力および振幅のレンジであってチップが操作されるべき設計レンジに対応する色を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載のチップ。
10. 前記識別子（１４０；２４０；３４０）の材料が、前記対応する色を前記識別子につけるために、顔料フィラーを含む請求項９に記載のチップ。
11. 前記チップが前記ハンドピース（１２０）に装着された際に前記ハンドピースからはみ出るように、前記空洞（１３１）が、前記チップ（１３０）の底端部（１３３ａ）から距離（ｄ）だけ離れて配置されている請求項１〜１０のいずれか１項に記載のチップ。
12. 超音波の出力および振幅のレンジを選択する手段を含む超音波発生器（１１０）に接続された、少なくとも１つの外科用ハンドピース（１２０）を有する歯科用超音波スケーラ装置（１００）であって、
    さらに、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のチップ（１３０；２３０；３３０）を少なくとも一つ有することを特徴とする歯科用超音波スケーラ装置（１００）。
13. 前記超音波の出力および振幅のレンジを選択する手段が、選択キー（１１３，１１４，１１５，１１６）を含み、各キーが、所定の出力および振幅レンジに対応する識別可能な色またはパターンを有する請求項１２に記載の装置。
    

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