JP4233321B2

JP4233321B2 - Orthodontic dentition fixation device

Info

Publication number: JP4233321B2
Application number: JP2002373894A
Authority: JP
Inventors: 和斗黒江; 和久副島; 幹記小椋; 幸之助山崎
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP2004201895A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯列固定装置に関する。さらに詳しくは、超音波照射により矯正学的歯の移動時の固定源あるいは保定期間の短縮に適用する歯科矯正用歯列固定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯科領域では、歯並びの悪さ、噛み合わせ不良などの不正咬合を矯正し、噛み合うようにして、きれいな歯ならびにする歯科矯正治療が行われている。
【０００３】
不正咬合をそのままにしておくと、食べ物がよく噛めないという他に、むし歯や歯槽膿漏になり易く、口臭の原因になり、また言葉が明瞭でなくなる、顎関節に負担をかけるなどの問題も生じる。更に最近では、自身の容姿に対するコンプレックス解消の面からも歯科矯正が行われている。
【０００４】
一般には顎の発育をコントロールするバイオネーター、顎と歯列幅を拡大する拡大装置や、個々の歯を排列するブラケットなどの矯正装置を通じて、顎の骨や歯にゆっくりと力をかけて、歯ならびや噛み合わせを治していく。矯正学的歯の移動については、数年にわたり歯に力をかけて少しづつ歯の位置を矯正して行くものであるが、移動させた歯の保定にも歯の移動に要した期間かそれ以上の期間が必要とされ、一般的には2〜3年間、一カ月おきに歯科医に通い、100万円近い費用がかかっている。
【０００５】
このような力学的歯科矯正技術のほか、一般歯科における物理的エネルギーの臨床応用では、超音波発振器を利用した歯科用機器があり、歯石除去用、根管拡大用、根管洗浄用、充填物合着や除去用あるいは器具清掃など幅広い用途が知られている。しかしながら歯科矯正学領域における超音波振動の応用についての報告は少なく、矯正学的歯の移動方法に関しても、従来より行われてきた静荷重負荷にかわり超音波などの振動的な負荷を用いる方法が考えられるが（非特許文献１：Jack et al.: Am J Orthod. 74:577-586,1978）、それを歯の移動力として用いる可能性について検討を加えた研究がわずかにあるのみである。
【０００６】
江俣はサルの上顎側切歯に振動力を負荷し、速度共振特性を測定して負荷中の歯周組織のバネ定数と粘性減衰定数の変化を求めた結果、振動力負荷のほうが静荷重負荷に比べて、力学的に効果があると述べている（非特許文献２：江俣他：歯基礎誌 21: 571-585, 1979）。
【０００７】
また、清水は振動力負荷は静荷重負荷に比べて歯の移動力として効果的であるとの見解を示している（非特許文献３：清水：日矯歯誌45:56-72, 1986）。また、大前らは超音波により、矯正学的歯の移動が促進されたことを報告している（非特許文献４：大前他：日本矯正歯科学会雑誌, 60(4):201, 2001）。さらに、超音波は歯根膜細胞に直接作用して、基質蛋白の合成に影響を与えることが報告されている（非特許文献５：Harle J, et al. Ultrasound in Med Biol 27: 579-586, 2001）。
【０００８】
その一方で、機械的刺激が骨折治癒に有効というのは、さまざまな研究者が実験的にも臨床的にも検討し、Duarteは、超音波による骨組織への機械的刺激を利用すれば非侵襲的に骨形成の促進ができると考え、1980年から1985年にかけて、動物モデルをもちいて治療に適した超音波の条件を検討した。この研究の一部は、1983年にウサギ骨切モデルに対して低出力超音波パルスを照射した結果、正常な骨修復過程が促進されたとして論文発表された(非特許文献６：Arch Orthop Trauma Surg, 101: 153-159, 1983)。さらにXavierとDuarteは1983年にヒト臨床において27例に低出力超音波パルスを照射し、正常な骨折修復過程が加速され、また偽関節の治癒も誘導しうることを報告した(非特許文献７：Rev Brasil Ortop, 18: 73-80, 1983)。
【０００９】
その後Duarteから基本特許（特許文献１：米国特許第4,530,360号）のライセンスを受けた米国Exogen社は、超音波骨折治療機セーフス^TM（ＳＡＦＨＳ^TM）を開発し、臨床試験において、脛骨骨幹部骨折(非特許文献８：Heckman et al.: J Bone and Jiont Surg, 76A: 25-34, 1994)ならび橈骨遠位端骨折(非特許文献９：Kristiansen et al.: J Bone and Joint Surg, 79A: 961-973, 1997)などの治癒促進効果を証明した。
【００１０】
なお、セーフス^TMの超音波を骨折部位に照射すると局所の血流が増加することが、イヌを用いた実験で明らかにされた(Goldberg et al. 北米放射線学会で発表、1997/11)。また米国や欧州での難治性骨折に対する有効例をみると、血行が不全なために偽関節化した症例に対して効果を示したことが紹介されて、「血行促進」が重要なメカニズムとして想定されている。さらにBolanderやRyabyらは一連の実験で、セーフス^TMの超音波が骨形成と骨吸収、非コラーゲン蛋白合成、およびコラーゲン表現型の発現に対する直接作用を有することを示唆している。また、セーフス^TMの超音波により、In vitroのマウス破骨細胞形成系において破骨細胞の形成が抑制されることが報告されている（東ら、第17回日本骨代謝学会発表1999年6月26日、特許文献２：WO 01/25404）。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第4,530,360号明細書
【特許文献２】
国際公開第０１／２５４０４号パンフレット
【非特許文献１】
Jack et al.: Am J Orthod. 74:577-586,1978
【非特許文献２】
江俣他：歯基礎誌 21: 571-585, 1979
【非特許文献３】
清水：日矯歯誌45:56-72, 1986
【非特許文献４】
大前他：日本矯正歯科学会雑誌, 60(4):201, 2001
【非特許文献５】
Harle J, et al. Ultrasound in Med Biol 27: 579-586, 2001
【非特許文献６】
Arch Orthop Trauma Surg, 101: 153-159, 1983
【非特許文献７】
Rev Brasil Ortop, 18: 73-80, 1983
【非特許文献８】
Heckman et al.: J Bone and Jiont Surg, 76A: 25-34, 1994
【非特許文献９】
Kristiansen et al.: J Bone and Joint Surg, 79A: 961-973, 1997
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
歯科矯正治療中には以下のような組織反応がおこる。すなわち、矯正力を歯に作用させると、歯は力の作用方向へ移動する。そのとき、作用方向の歯根膜は圧迫され、その部分の歯槽壁は吸収される。一方、反対側の歯根膜はひろくなり、その部分の歯根膜線維は牽引され歯槽壁に骨新生をきたし、その結果、歯は力の作用方向へ移動していく。
【００１３】
矯正治療の目的で歯の移動をおこなう場合、矯正装置によって力が作用する領域とそれに抵抗する領域（固定源）が生じる。固定源が十分に大きければ、歯の移動を効果的に行なうことが可能であるが、逆に固定源が不十分であった場合は不安定となり、相反的に固定源が移動する。矯正治療が終了すると、移動した歯や顎が後戻りしないように、移動に要した期間とほぼ同じ期間の保定を行なう。保定が不十分であると、移動した歯や顎が元に戻ってしまう場合がある。
【００１４】
本発明は、このような歯列矯正時の固定源と移動後の保定を確実にし、かつ保定期間を短縮することで、より効率的な歯の移動と保定を可能とする装置を提供するものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らはかかる課題に対して鋭意検討した結果、歯列矯正患者の矯正部位へ機械的・力学的刺激を与えることにより被圧縮側の破骨細胞の形成を抑制することで歯槽骨の吸収が抑制され、矯正力による歯の移動を阻害することを見出し、本発明に到達したものである。
【００１６】
すなわち本発明は、超音波トランスデューサーを内蔵し、歯列矯正患者の矯正部に対して超音波を照射する超音波治療ヘッドモジュール、および該超音波の制御を行う制御手段を備えることを特徴とする歯科矯正用歯列固定装置を提供するものである。また本発明は、かかる超音波治療ヘッドモジュールを歯列矯正患者の矯正部位に固定する歯列固定手段を備えたことを特徴とする歯科矯正用歯列固定装置を提供するものである。
【００１７】
又は本発明は、かかる制御手段が、該超音波トランスデューサーから超音波パルスを出力制御する手段であることを特徴とし、中でも超音波周波数が２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、バースト幅が１０μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃ、繰り返し周期が５Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、超音波出力が５〜７５ｍＷ／ｃｍ²の範囲で超音波を出力制御する制御手段であることを特徴とし、特に該制御手段が、超音波周波数が１．５ＭＨｚ、バースト幅が２００μｓｅｃ、繰り返し周期が１．０ｋＨｚ、超音波出力が３０ｍＷ／ｃｍ²の範囲で超音波を出力制御する手段であることを特徴とする歯科矯正用歯列固定装置を提供するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、歯列矯正部位へ超音波を照射することにより、患部に一定のパターンを有する機械的・力学的刺激（メカニカルストレス）を与え、矯正学的歯の移動時の固定源を確実にし、保定期間の短縮を可能とすることを特徴とする歯列固定装置である。
【００１９】
以下に、本発明の歯科矯正用歯列固定装置の実施態様例を示す。本発明の歯列固定装置は、超音波トランスデューサーを内蔵し、歯列矯正患者の矯正部位に対して超音波を照射する超音波治療ヘッドモジュール、該超音波の制御をする制御手段を備え、矯正部位に該超音波治療ヘッドモジュールを固定する手段を備える。
【００２０】
かかる超音波トランスデューサーは圧電セラミック製であり、電圧をかけると微小な歪みが生じる性質を利用して、超音波波形合成装置で作られた電気信号をトランスデューサーの圧電セラミックに与え、トランスデューサー表面に縦方向の振動（超音波）を作り出している。
【００２１】
使用する超音波は低出力超音波パルスであり、超音波周波数が２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、バースト幅が１０μｓｅｃ〜１ｍｓｅｃ、繰り返し周期が５Ｈｚ〜１０ｋＨｚ、超音波出力が５〜７５ｍＷ／ｃｍ²の範囲のものが治療効果として期待できるものであり、その中でも特に、超音波周波数が１．５ＭＨｚ、バースト幅が２００μｓｅｃ、繰り返し周期が１．０ｋＨｚ、超音波出力が３０ｍＷ／ｃｍ²のものが好ましい。
【００２２】
制御手段は、かかる超音波トランスデューサーから照射する超音波を合成する超音波波形合成機能、出力制御、記憶演算手段、電源のON/OFF制御機能を備える。各機能は超音波治療ヘッドモジュールに一体内蔵させても、超音波治療ヘッドモジュールと本体に分割しても良い。
【００２３】
歯列矯正部位に対して該超音波治療ヘッドモジュールを固定する手段は、顔面の口周辺、特に顎乃至頬にかけて超音波治療ヘッドモジュールを皮膚表面から歯列矯正部位に向けて超音波を照射するよう固定する手段であり、矯正部位に合わせて適宜、固定位置を調整可能なものが好ましい。また本発明の歯列固定装置は、歯肉から直接超音波を歯列矯正部位に対して照射する様に適用することも可能である。
【００２４】
以下に、本発明の歯科矯正用歯列固定装置を、本体部分と超音波治療ヘッドモジュールに分割した例を、図面を用いて更に詳細に説明する。
本発明の歯科矯正用歯列固定装置の外観は、図１に示すように本体部分と超音波治療ヘッドモジュールを備える。
【００２５】
［本体］
本体は図２に示すように電源、記憶演算装置、入出力装置で構成される。
【００２６】
１）電源：
電池は充電不可能な高容量タイプのリチウム電池を用いる。電源スイッチはなく、前面パネルの操作により電源が入り、20分間の治療が完了すると自動的に電源が切れる。また、誤操作による超音波出力がないように、スタートボタンは２回押されなければ超音波は出力されない。なお、治療ヘッドも同じ電池から電力を供給される。
【００２７】
２）記憶演算装置：
プリント基板にはCPU（中央制御装置）が搭載されており、治療時間の管理ばかりでなく、治療ヘッドの動作や装着状態の監視および自己診断を行う。また、バックアップメモリに患者の治療記録が記憶され、必要に応じて取り出せるよう設計する。
【００２８】
３）入出力装置：
操作スイッチ、液晶表示盤、ブザーの他に、接続ケーブルを通して治療ヘッドモジュールの制御と電力供給が行われる。治療ヘッドモジュールの制御信号としては、超音波パルスバースト巾200Hz、繰返し周期1KHzの信号を送る。また、治療ヘッドからはトラブル信号が送り返される。
【００２９】
［超音波治療ヘッドモジュール］
超音波治療ヘッドモジュールは、図３に示すように、発振装置、超音波波形合成装置、超音波生成装置および以上検出装置で構成される。本体への接続ケーブルは一体型となっている。
【００３０】
１）発振装置：
1.5MHzの超音波信号を生成する。
【００３１】
２）超音波波形合成装置：
本体からの制御信号と1.5MHz超音波信号を合成して、治療用超音波、すなわち超音波周波数：1.5MHz、超音波出力：30mW/cm²、バースト幅：200μsec、繰返し周波数：1kHzの信号特性を有する波形の電気信号を生成する。
【００３２】
３）超音波生成装置：
圧電セラミックには電圧をかけると微小な歪みが生じる性質がある。これを利用して超音波波形合成装置で作られた電気信号をトランスデューサー内部の圧電セラミックに与え、トランスデューサー表面に縦方向の振動(超音波)を作り出して治療に応用する。圧電セラミックの背面には、超音波吸収体を貼り付け、超音波もれを防止する。
【００３３】
４）異常検出装置：
治療ヘッドは固定具への固定と超音波伝導用ゼリー不足を検出して本体に送信し、液晶表示とアラームで患者に警告する。治療ヘッドと固定具との固定不良の検出には、固定部分の物理的な接触を導電性の有無で判定する。ゼリー不足の検出は、ゼリー不足による超音波振動子の共振状態の変化を、駆動電流が通常より増加することを検出して行う。
【００３４】
［使用方法］
歯列矯正患者の矯正部位に対して、1日1回20分間、矯正部位の皮膚上に超音波治療ヘッドモジュールをあて、超音波を照射する。照射には、超音波治療ヘッドモジュールを頬から歯の矯正部位に対して直角に当たるように超音波治療ヘッドモジュール固定具を装着し使用する。
【００３５】
【実施例】
本発明の歯科矯正用歯列固定装置の歯列固定効果について、ラットを実験材料として用い、ラットの矯正学的歯の移動に及ぼす低出力超音波パルスの影響を、歯槽骨の組織変化と歯の移動距離について調べることで確認した。
【００３６】
［試験方法］
実験動物は12週齢のWister系雄性ラット8匹(330-390g)である。上顎切歯に結紮したコイルスプリングを用いて5gの力で上顎左側第１臼歯を近心へ牽引した。
【００３７】
実験群の構成は、低出力超音波パルス（周波数1.5MHz，バースト幅200μ秒，繰り返し周波数1kHz，出力30mW/cm²）を毎日定刻に20分間照射する実験群が4匹、矯正力のみを作用させる対照群が4匹である。
【００３８】
2週間の実験期間の後、屠殺し、頭部X線写真撮影後、上顎骨を一塊にして切り出し脱灰標本を作成した。また、HE(ヘマトキシリン・エオシン染色)標本から圧縮側における吸収窩と歯根膜空隙の面積を、TRAP（酒石酸耐性酸性ホスファターゼ染色）標本から破骨細胞の数を評価した。頭部X線写真から歯の移動距離を評価した。
【００３９】
［結果］
組織標本から、実験群では対照群に比較して吸収窩と歯根膜空隙の面積が小さく、TRAP標本の結果から、超音波照射した実験群の破骨細胞数が対照群に比較して少なくなっていた（図４）。また、歯の移動距離を上顎第1臼歯の近似位置（正中線方向への移動距離）で評価した結果、実験群の移動距離が対照群に比較して短かくなっていた（図５）。
【００４０】
これまで、矯正学的歯の移動は次のように説明されている。歯に持続的な矯正力が加わると被圧縮側では歯根膜が圧迫されて血流が減少する。血流の減少は単核細胞を刺激して破骨細胞が形成され、歯槽骨が吸収されて歯の移動が起こる。
【００４１】
本実施例の結果から、持続的矯正力が加わった歯へ低出力超音波パルスを照射すると、被圧縮側の破骨細胞の形成を抑制することで歯槽骨の吸収が抑制され、矯正力による歯の移動を阻害することが示唆された。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の歯科矯正用歯列固定装置により、歯列矯正部位に超音波を照射することで、矯正学的歯の移動時の固定源を創出し、あるいは保定期間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の歯科矯正用歯列固定装置の外観図。
【図２】本発明の歯科矯正用歯列固定装置の本体部分の構成を示すブロックダイヤグラム。
【図３】本発明の歯科矯正用歯列固定装置の超音波治療ヘッドモジュールの構成を示すブロックダイヤグラム。
【図４】破骨細胞の比較。
【図５】歯列移動距離の比較。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dentition fixing device. More specifically, the present invention relates to an orthodontic dentition fixing device that is applied to a fixing source during orthodontic tooth movement by ultrasonic irradiation or a shortening of a maintenance period.
[0002]
[Prior art]
In the dental field, orthodontic treatment is performed to correct malocclusions such as poor tooth alignment and poor meshing, and to clean the teeth so that they mesh.
[0003]
If you leave the malocclusion as it is, you will not be able to chew the food well, it will easily cause tooth decay and alveolar pus leakage, cause bad breath, and the words will not be clear, and the temporomandibular joint will be burdened. Arise. More recently, orthodontic treatment has been carried out in terms of eliminating the complex with respect to his appearance.
[0004]
In general, the jaw bones and teeth are applied slowly through a bionicator that controls the growth of the jaws, an enlargement device that enlarges the jaw and dentition width, and a bracket that arranges the individual teeth. Heal and bite. For orthodontic tooth movement, the tooth position is gradually corrected by applying force to the teeth over several years. The above-mentioned period is required, and generally it costs about 1 million yen to go to a dentist every other month for 2 to 3 years.
[0005]
In addition to these mechanical orthodontic techniques, clinical applications of physical energy in general dentistry include dental instruments that use ultrasonic oscillators, for removing tartar, for root canal enlargement, for root canal cleaning, and for filling A wide range of uses such as bonding, removal, and instrument cleaning are known. However, there are few reports on the application of ultrasonic vibration in the orthodontic field. Regarding the orthodontic tooth movement method, there is a method using a vibrational load such as an ultrasonic wave instead of the conventional static load load. Although considered (Non-Patent Document 1: Jack et al .: Am J Orthod. 74: 577-586, 1978), there are only a few studies that examined the possibility of using it as a tooth movement force. .
[0006]
Jiangyong applied a vibration force to the maxillary incisor of the monkey, and measured the velocity resonance characteristics to determine the change in the spring constant and the viscous damping constant of the periodontal tissue during the load. (Non-patent document 2: Jiang et al .: Dental basic journal 21: 571-585, 1979).
[0007]
In addition, Shimizu has expressed the view that the vibration force load is more effective as the tooth movement force than the static load load (Non-patent Document 3: Shimizu: Japanese Journal of Dentistry 45: 56-72, 1986). Ohmae et al. Reported that the movement of orthodontic teeth was promoted by ultrasound (Non-patent Document 4: Ohmae et al .: Journal of Japanese Orthodontic Society, 60 (4): 201, 2001. ). Furthermore, it has been reported that ultrasound acts directly on periodontal ligament cells and affects the synthesis of substrate proteins (Non-patent Document 5: Harle J, et al. Ultrasound in Med Biol 27: 579-586, 2001).
[0008]
On the other hand, the effectiveness of mechanical stimulation for fracture healing has been studied by various researchers, both experimentally and clinically. Duarte cannot use the mechanical stimulation of bone tissue by ultrasound. Considering that bone formation can be promoted invasively, from 1980 to 1985, we examined the conditions of ultrasound suitable for treatment using animal models. Part of this study was published in 1983 as a result of irradiation of a low-power ultrasound pulse on a rabbit osteotomy model, which promoted the normal bone repair process (Non-Patent Document 6: Arch Orthop Trauma). Surg, 101: 153-159, 1983). Furthermore, Xavier and Duarte reported that in 1983, 27 cases in human clinics were irradiated with low-power ultrasound pulses, and the normal fracture repair process was accelerated, and the healing of the false joints could be induced (Non-Patent Document 7). : Rev Brasil Ortop, 18: 73-80, 1983).
[0009]
Then basic patent from Duarte: US Exogen, Inc. licensed in (Patent Document 1 U.S. Patent No. 4,530,360) has developed an ultrasonic fracture treatment machine Sefusu ^{^TM} (SAFHS ^TM), in clinical trials, tibial diaphysis fracture ( Non-patent document 8: Heckman et al .: J Bone and Jiont Surg, 76A: 25-34, 1994) and distal radius fracture (Non-patent document 9: Kristiansen et al .: J Bone and Joint Surg, 79A: 961) -973, 1997).
[0010]
In addition, it has been clarified in experiments using dogs that local blood flow increases when Safex ^TM ultrasound is irradiated to the fracture site (Goldberg et al., Published at North American Radiological Society, 1997/11). In addition, effective cases for intractable fractures in the United States and Europe were introduced to show that they were effective in cases with pseudoarthrosis due to inadequate blood circulation, and "promoting blood circulation" is assumed as an important mechanism. Has been. Bolander and Ryaby et al. Also suggested in a series of experiments that Safex ^TM ultrasound has direct effects on bone formation and resorption, non-collagen protein synthesis, and expression of the collagen phenotype. In addition, it has been reported that the formation of osteoclasts in the in vitro mouse osteoclast-forming system is suppressed by Safes ^TM ultrasound (Higashi et al., 17th Annual Meeting of the Japanese Society for Bone Metabolism, June 1999) 26th, Patent Document 2: WO 01/25404).
[0011]
[Patent Document 1]
US Patent No. 4,530,360 [Patent Document 2]
International Publication No. 01/25404 Pamphlet [Non-Patent Document 1]
Jack et al .: Am J Orthod. 74: 577-586,1978
[Non-Patent Document 2]
Jiang et al .: Dental Journal 21: 571-585, 1979
[Non-Patent Document 3]
Shimizu: Journal of Japanese Dentures 45: 56-72, 1986
[Non-Patent Document 4]
Ohmae et al .: Journal of Japanese Orthodontic Society, 60 (4): 201, 2001
[Non-Patent Document 5]
Harle J, et al. Ultrasound in Med Biol 27: 579-586, 2001
[Non-Patent Document 6]
Arch Orthop Trauma Surg, 101: 153-159, 1983
[Non-Patent Document 7]
Rev Brasil Ortop, 18: 73-80, 1983
[Non-Patent Document 8]
Heckman et al .: J Bone and Jiont Surg, 76A: 25-34, 1994
[Non-patent document 9]
Kristiansen et al .: J Bone and Joint Surg, 79A: 961-973, 1997
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The following tissue reactions occur during orthodontic treatment. That is, when the correction force is applied to the tooth, the tooth moves in the direction of the force. At that time, the periodontal ligament in the working direction is compressed, and the alveolar wall in that portion is absorbed. On the other hand, the periodontal ligament on the opposite side is expanded, and the periodontal ligament fiber in that portion is pulled and bone formation occurs in the alveolar wall. As a result, the tooth moves in the direction of the force.
[0013]
When teeth are moved for the purpose of orthodontic treatment, a region where force is applied by the orthodontic device and a region (fixed source) that resists the region are generated. If the fixing source is sufficiently large, it is possible to effectively move the teeth, but conversely, if the fixing source is insufficient, it becomes unstable and the fixing source moves reciprocally. When the orthodontic treatment is completed, the position is maintained for approximately the same period as that required for movement so that the moved teeth and jaws do not return. If the retention is insufficient, the moved teeth and jaws may return to their original positions.
[0014]
The present invention provides a device that enables more efficient tooth movement and retention by ensuring the fixed source during orthodontics and retention after movement and shortening the retention period. It is.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnestly examining the above problems, the present inventors have suppressed the formation of osteoclasts on the compression side by giving mechanical and mechanical stimulation to the orthodontic patient's orthodontic site. The present inventors have found that absorption is suppressed and inhibits tooth movement due to correction force, and the present invention has been achieved.
[0016]
That is, the present invention includes an ultrasonic treatment head module that incorporates an ultrasonic transducer and irradiates an orthodontic patient with an ultrasonic wave, and a control unit that controls the ultrasonic wave. An orthodontic dentition fixing device is provided. The present invention also provides an orthodontic dentition fixing device comprising dentition fixing means for fixing the ultrasonic treatment head module to an orthodontic patient's orthodontic site.
[0017]
Alternatively, the present invention is characterized in that the control means is means for controlling the output of ultrasonic pulses from the ultrasonic transducer, and in particular, the ultrasonic frequency is 20 kHz to 10 MHz, the burst width is 10 μsec to 1 msec, and the repetition period is It is a control means for controlling the output of ultrasonic waves in a range of 5 Hz to 10 kHz and an ultrasonic output of 5 to 75 mW / cm ^{2. In} particular, the control means has an ultrasonic frequency of 1.5 MHz and a burst width of 200 μsec. Further, the present invention provides an orthodontic dentition fixing device which is a means for controlling the output of ultrasonic waves in a range where the repetition period is 1.0 kHz and the ultrasonic output is 30 mW / cm ² .
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention applies an ultrasonic wave to the orthodontic site to give a mechanical / mechanical stimulus (mechanical stress) having a certain pattern to the affected part and to ensure a fixed source when the orthodontic tooth moves. The dentition fixing device is characterized in that the maintenance period can be shortened.
[0019]
Below, the example of embodiment of the orthodontic dentition fixing apparatus of this invention is shown. An dentition fixing device of the present invention includes an ultrasonic treatment head module that incorporates an ultrasonic transducer and irradiates an orthodontic patient with an ultrasonic wave, and a control unit that controls the ultrasonic wave. Means are provided for fixing the ultrasonic treatment head module to the correction site.
[0020]
Such an ultrasonic transducer is made of piezoelectric ceramic. Using the property that minute distortion occurs when voltage is applied, an electrical signal generated by an ultrasonic waveform synthesizer is applied to the piezoelectric ceramic of the transducer, and the transducer surface This produces longitudinal vibration (ultrasonic waves).
[0021]
The ultrasonic wave to be used is a low-power ultrasonic pulse having an ultrasonic frequency of 20 kHz to 10 MHz, a burst width of 10 μsec to 1 msec, a repetition period of 5 Hz to 10 kHz, and an ultrasonic output of 5 to 75 mW / cm ^2. The therapeutic effect can be expected, and among them, the ultrasonic frequency is preferably 1.5 MHz, the burst width is 200 μsec, the repetition period is 1.0 kHz, and the ultrasonic output is 30 mW / cm ² .
[0022]
The control means includes an ultrasonic waveform synthesis function for synthesizing ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transducer, output control, storage calculation means, and power ON / OFF control function. Each function may be integrated in the ultrasonic treatment head module or may be divided into the ultrasonic treatment head module and the main body.
[0023]
Means for fixing the ultrasonic treatment head module to the orthodontic site is to irradiate the ultrasonic treatment head module from the skin surface to the orthodontic site around the mouth of the face, particularly the jaw or cheek. It is preferable that the fixing position can be adjusted appropriately according to the correction site. Moreover, the dentition fixing device of the present invention can also be applied so as to irradiate the orthodontic site directly with ultrasonic waves from the gingiva.
[0024]
Below, the example which divided | segmented the orthodontic dentition fixing apparatus of this invention into the main-body part and the ultrasonic treatment head module is demonstrated still in detail using drawing.
The appearance of the orthodontic dentition fixing device of the present invention includes a main body portion and an ultrasonic treatment head module as shown in FIG.
[0025]
[Main unit]
As shown in FIG. 2, the main body includes a power source, a storage arithmetic device, and an input / output device.
[0026]
1) Power supply:
The battery is a high-capacity lithium battery that cannot be charged. There is no power switch, the power is turned on by operating the front panel, and the power is automatically turned off after 20 minutes of treatment. Further, in order to prevent ultrasonic output due to an erroneous operation, ultrasonic waves are not output unless the start button is pressed twice. The treatment head is also supplied with power from the same battery.
[0027]
2) Memory arithmetic unit:
The printed circuit board is equipped with a CPU (Central Control Unit), which not only manages the treatment time but also monitors the operation and wearing state of the treatment head and performs self-diagnosis. Also, the patient's treatment record is stored in the backup memory, and it is designed so that it can be taken out as needed.
[0028]
3) Input / output devices:
In addition to the operation switch, liquid crystal display panel, and buzzer, the treatment head module is controlled and supplied with power through a connection cable. As a control signal for the treatment head module, a signal having an ultrasonic pulse burst width of 200 Hz and a repetition period of 1 KHz is sent. In addition, a trouble signal is sent back from the treatment head.
[0029]
[Ultrasonic therapy head module]
As shown in FIG. 3, the ultrasonic treatment head module includes an oscillation device, an ultrasonic waveform synthesis device, an ultrasonic generation device, and a detection device. The connection cable to the main unit is an integrated type.
[0030]
1) Oscillator:
Generates a 1.5MHz ultrasonic signal.
[0031]
2) Ultrasonic waveform synthesizer:
The control signal from the main unit and the 1.5MHz ultrasonic signal are synthesized, and the ultrasonic signal for treatment, that is, ultrasonic frequency: 1.5MHz, ultrasonic output: 30mW / cm ² , burst width: 200μsec, repetition frequency: 1kHz signal characteristics To generate an electric signal having a waveform.
[0032]
3) Ultrasonic generator:
Piezoelectric ceramics have the property of generating minute distortions when a voltage is applied. Using this, an electrical signal generated by an ultrasonic waveform synthesizer is applied to the piezoelectric ceramic inside the transducer, and longitudinal vibration (ultrasound) is generated on the transducer surface to apply it to therapy. An ultrasonic absorber is attached to the back surface of the piezoelectric ceramic to prevent ultrasonic leakage.
[0033]
4) Abnormality detection device:
The treatment head detects the lack of fixation to the fixture and the lack of ultrasonic conduction jelly, sends it to the main body, and alerts the patient with a liquid crystal display and an alarm. For detection of improper fixation between the treatment head and the fixture, physical contact of the fixed portion is determined based on the presence or absence of conductivity. The detection of the lack of jelly is performed by detecting that the drive current increases more than usual in the resonance state of the ultrasonic transducer due to the lack of jelly.
[0034]
[how to use]
An ultrasonic treatment head module is applied to the orthodontic patient's orthodontic site once a day for 20 minutes on the skin of the orthodontic site and irradiated with ultrasound. For the irradiation, the ultrasonic treatment head module fixing tool is mounted and used so that the ultrasonic treatment head module hits the right angle from the cheek to the correction site of the teeth.
[0035]
【Example】
Regarding the dental fixation effect of the orthodontic orthodontic appliance of the present invention, rats were used as experimental materials, and the effects of low-power ultrasonic pulses on the movement of orthodontic teeth in rats were examined for tissue changes in the alveolar bone and teeth. It was confirmed by examining the distance traveled.
[0036]
[Test method]
The experimental animals were 8 12-week-old male male Wister rats (330-390 g). Using a coil spring ligated to the maxillary incisor, the maxillary left first molar was pulled to the mesial cavity with a force of 5 g.
[0037]
The experimental group consists of four experimental groups that irradiate a low-power ultrasonic pulse (frequency 1.5 MHz, burst width 200 μs, repetition frequency 1 kHz, output 30 mW / cm ² ) every day for 20 minutes, with only correction force acting There are 4 control groups.
[0038]
After an experimental period of 2 weeks, the mice were sacrificed, and after cephalometric radiography, the maxilla was cut into one lump and a decalcified specimen was prepared. In addition, the area of the resorption fossa and periodontal ligament space on the compression side was evaluated from the HE (hematoxylin and eosin staining) specimen, and the number of osteoclasts was evaluated from the TRAP (tartaric acid resistant acid phosphatase staining) specimen. Tooth movement distance was evaluated from cephalometric radiographs.
[0039]
[result]
From the tissue sample, the area of the resorption fossa and periodontal ligament space was smaller in the experimental group than in the control group, and the number of osteoclasts in the experimental group that was irradiated with ultrasound was smaller than that in the control group based on the TRAP specimen results. (FIG. 4). Moreover, as a result of evaluating the tooth movement distance by the approximate position of the upper first molar (movement distance in the midline direction), the movement distance of the experimental group was shorter than that of the control group (FIG. 5).
[0040]
So far, orthodontic tooth movement has been described as follows. When a continuous orthodontic force is applied to the teeth, the periodontal ligament is compressed on the compressed side and the blood flow decreases. The decrease in blood flow stimulates mononuclear cells to form osteoclasts, the alveolar bone is absorbed, and tooth movement occurs.
[0041]
From the results of this example, when a low-power ultrasonic pulse is applied to a tooth to which continuous correction force has been applied, resorption of alveolar bone is suppressed by suppressing the formation of osteoclasts on the compressed side, and due to the correction force It was suggested to inhibit tooth movement.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, the orthodontic orthodontic fixing device of the present invention irradiates the orthodontic site with ultrasonic waves, thereby creating a fixing source when the orthodontic tooth moves or shortening the retention period. It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external view of an orthodontic dentition fixing device of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a main body portion of the orthodontic dentition fixing device of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic treatment head module of the orthodontic dentition fixing device of the present invention.
FIG. 4 Osteoclast comparison.
FIG. 5 shows a comparison of dentition movement distances.

Claims

Ultrasound treatment with built-in ultrasonic transducer and irradiating the fixed source of the orthodontic patient's orthodontic unit to suppress the formation of osteoclasts in the fixed source, which is a region that resists orthodontic force head module, fixed orthodontic, characterized in that it comprises a control means for performing dental fixing means of ultrasonic treatment head module is fixed to the anchorage site of the correction unit of an orthodontic patient, and the control of the ultrasound Source fixing device.

Is control means, orthodontic anchorage fixing apparatus according to claim 1 Symbol mounting characterized in that it is a means for outputting control an ultrasonic pulse from the ultrasonic transducer.

The control means is means for controlling the output of ultrasonic waves in an ultrasonic frequency range of 20 kHz to 10 MHz, a burst width of 10 μsec to 1 msec, a repetition period of 5 Hz to 10 kHz, and an ultrasonic output of 5 to 75 mW / cm ^2. The orthodontic fixing source fixing device according to claim 2 .

The control means is means for controlling output of ultrasonic waves in an ultrasonic frequency range of 1.5 MHz, a burst width of 200 μsec, a repetition period of 1.0 kHz, and an ultrasonic output of 30 mW / cm ^2. orthodontic anchorage fixation device of claim 3, wherein.