JP4570858B2 - 歯磨き方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波システムを用いた歯磨き方法に関する。本発明の超音波を用いた歯磨き方法は、適切な媒体を介して第１の時間に亘って第１の周波数の超音波を当て、次に、その媒体を介して第２の時間にわたって第２の周波数の超音波を当てる。超音波は、好ましくは、歯に接触した液体媒体を介して伝達される。超音波によって媒体中に泡が形成される。泡は歯と接触して分解または崩壊する。これによって、歯の洗浄効果が改善される。

長年に亘って、手動式の歯ブラシが歯磨きのための主要な手段であった。手動式の歯ブラシは、典型的には、プラスチック製のヘッドに取り付けられたプラスチック製のハンドルを備えている。ヘッドには歯を磨くためのプラスチック製の毛が取り付けられている。歯を磨くために必要な動きは、利用者によって手動で提供される。

手動式の歯ブラシは、特にフロスと組み合わせて用いられたとき、歯を磨くのに有効であるが、多くの利用者は行き付けの歯科医院で用いられる器具および方法がより有効であると感じている。最近では、多くの利用者が電動歯ブラシを用いるように転向している。

電動歯ブラシは典型的には電池によって電力を供給されている。電池は、典型的には回転運動または往復運動を行なう出力シャフトを備えたモーターに電力を供給する。出力シャフトの回転運動または往復運動は、最終的には歯ブラシのブラシヘッドの動きに変換される。往復運動、回転運動、および／または振動を行なうブラシヘッドを備えた電動歯ブラシは当業者に全て知られている。電動歯ブラシは歯磨きに関して手動式の歯ブラシより効果的であるとみなされているが、依然として歯科医院の器具および方法と同じようには効果的ではないとみなされている。

超音波洗浄を用いた電動歯ブラシが最近では市場に導入されている。これらの超音波歯ブラシは単一の周波数で動作するトランスデューサを有する。超音波は歯ブラシから適切な媒体を介して歯および歯肉に伝えられる。これらの超音波歯ブラシは通常の電動歯ブラシに比べて歯磨きに関して優れていると一般にみなされているが、依然として歯科医院の器具および方法のようには効果的な歯磨きを提供しない。

特許文献１は、異なる周波数の超音波を同時に当てることによって洗浄効果を高める歯磨きシステムを開示している。超音波は複数のトランスデューサによって生み出されて、超音波の周波数は９ｋＨｚから５ＭＨｚまでの範囲内にある。
米国特許第６，３１３，５６５号明細書（第９〜１３欄、第１図）

上記の参照文献の開示にもかかわらず、より高い歯磨き効果を有する歯磨きシステムが継続して必要とされている。

驚くべきことに、少なくとも２つの異なる周波数の超音波を断続的にまたは連続的に当てる歯磨きシステムが歯磨きの効果を改善することが出願人によって見出された。

ある実施の形態では、本発明は、第１の時間に亘って液体媒体を介して第１の周波数の超音波を歯に当てる過程と、第２の時間に亘って液体媒体を介して第２の周波数の超音波を歯に当てる過程とを有する、歯磨き方法を提供する。

本発明によれば、少なくとも２つの異なる周波数の超音波を断続的にまたは連続的に当てることによって歯磨きの効果を改善することができる。

本発明の歯磨きの方法は、第１の周波数の超音波および第２の周波数の超音波を用いる。当業者に知られているように、超音波はパワートランスデューサーによって生み出される。トランスデューサーは電気エネルギーを受取り、受取った電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、次に、機械エネルギーが超音波エネルギーに変換される。本発明の方法では、電気エネルギーは超音波エネルギーに変換される。超音波エネルギーは少なくとも２つの異なる周波数で生成される。

さまざまなトランスデューサーが市販されていて、異なる用途に適合するように設計に設計されている。例えば、超音波浴槽（ultrasonic baths）はさまざまな寸法のものが市販されていて異なる周波数で動作する。

本発明の方法では、第１の周波数は、２０ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの範囲内にあり、好ましくは、２５ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの範囲内にある。第２の周波数は４１ｋＨｚから７０ｋＨｚまでの範囲内にあり、好ましくは、４１ｋＨｚから５５ｋＨｚまでの範囲内にある。

周波数の異なる超音波が当てられる時間は、使用される周波数、液体媒体の温度および圧力、調整される拡散の閾値（rectified diffusion threshold）、および、望まれる歯磨きの程度に応じて変更される。大まかに言って、第１の周波数（の超音波）が、約２０秒間から約２分間までの時間に亘って歯に当てられ、例えば約３０秒間から約１分間までの時間に亘って歯に当てられる。大まかに言って、第２の周波数（の超音波）が、約２０秒間から約２分間までの時間に亘って歯に当てられ、例えば約３０秒間から約１分間までの時間に亘って歯に当てられる。

第１の周波数および第２の周波数は、連続的にまたは断続的に当てられてよい。本明細書では、「連続的に当てられる」は、第１の周波数が当てられ、次に第２の周波数が当てられて、一回の洗浄サイクルが完了することを意味する。本明細書では、「断続的に当てられる」は、第１の周波数および第２の周波数が、一回の洗浄サイクルの間に、交互に続けてすなわち複数回当てられることを意味する。周波数は好ましくは断続的に当てられる。

超音波は好ましくは液体媒体を介して歯に当てられる。液体媒体は口腔ケアの用途に適した任意の液体またはゲルであってよい。適切な液体媒体には、限定を意図するものではないが、水、炭酸水、グリセリン、練り歯磨き、および、歯洗浄ゲル（tooth cleaning gels）がある。好ましくは、液体媒体は空洞を形成できるものである。液体媒体の温度は、約２０℃から約６０℃までの範囲内にあり、好ましくは約３５℃から約４５℃までの範囲内にある。

本発明の歯磨きの方法を実行するとき、液体媒体は洗浄されるべき歯に接触する状態にされる。液体媒体は当業者に知られた方法で歯に接触するようにされてよい。例えば、液体媒体は、歯の周囲に適合するように設計されたマウスピースまたはトレー内に配置されてよい。そのようなマウスピースまたはトレーは略Ｕ形の形状を有し、利用者の歯に適合するようにモールド成形されてよい。代わりに、液体媒体は、ウォーター・ピック（ＷＡＴＥＲ ＰＩＫ：登録商標）ブランドの口腔洗浄器などの市販されている器具を用いて歯の表面に連続的に噴霧され（spray）または噴出され（pump）てもよい。

上述されたように、液体媒体は好ましくは空洞を形成できるものであり、すなわち、液体媒体は、当てられた超音波エネルギーによってその内部に泡を形成できる。媒体中に形成される泡の寸法は、液体媒体に当てられる周波数、および、用いられる媒体に応じて変化する。理論に拘束されることを意図するものではないが、泡の寸法が異なると本発明の歯磨き方法の種類が変わると考えられている。例えば、より小さい泡は歯の間の洗浄を改善し、より大きな泡は歯の表面の洗浄を改善する。

本発明の方法をさらに例示するために以下に実施例が記載される。本発明は本明細書に記載された特定の詳細に限定されるとみなされるべきではない。

本発明の方法は、以下の装置および材料を用いて実行された。
クレスト・ウルトラソニックス（Crest Ultrasonics）によって販売されている超音波浴槽、０．５ガロン（１．８９２５リットル）、モデル１７５ＨＴ（３８ｋＨｚから４０ｋＨｚ）；
ソニクリーン（Soniclean）によって販売されている超音波浴槽、０．５ガロン（１．８９２５リットル）、モデル８０Ｔ（４１ｋＨｚから４４ｋＨｚ）；
外因性で着色された雌牛の歯；
ミノルタよって販売されている比色計、モデルＣＲ−３２１；
センサー／ビー・エム・ハイテック社（Sensor/B.M. Hi-Tech Inc.）によって販売されているハイドロホン モデルＤＳＯ−２１００；
リンク・インスツルメンツ（Link Instruments）によって市販されているデジタルオシロスコープ；
エメリー９１７グリセリン、９４．７％米国薬局方；
適法の（清浄な）水道水

２４個の外因性で着色された雌牛の歯が以下に記載される実験のために選択された。初期のＬ*（白色度）、ａ*（赤緑色）、および、ｂ*（黄青色）の色の測定値がミノルタの比色計を用いて２４個の雌牛の歯の各々について測定された。（２４個の）雌牛の歯は３個づつ８個のグループに分けられた。

２種類の実験が行なわれた。

第１の種類の実験
第１の種類の実験では、適法の水道水が液体媒体として用いられた。２つの超音波浴槽が用いられた。４１ｋＨｚから４４ｋＨｚで動作するソニクリーンのモデル８０Ｔが一方の超音波浴槽として用いられた。３８ｋＨｚから４０ｋＨｚで動作するクレスト・ウルトラソニックスのモデル１７５ＨＴがもう一方の超音波浴槽として用いられた。

両方の超音波浴槽の動作周波数がデジタルオシロスコープに接続されたハイドロホンを用いて検証された。各超音波浴槽内で用いられる適法の水道水は約４０℃の温度に保持された。

３個の雌牛の歯の第１のグループは、４１ｋＨｚから４４ｋＨｚまでの周波数で動作する上述されたソニクリーンの超音波浴槽内で２分間に亘って処理された。

３個の雌牛の歯の第２のグループは、３８ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの周波数で動作するクレスト・ウルトラソニックスの超音波浴槽内で２分間に亘って処理された。

３個の雌牛の歯の第３のグループは、最初に３８ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの周波数で動作するクレスト・ウルトラソニックスの超音波浴槽内で１分間に亘って処理され、次に４１ｋＨｚから４４ｋＨｚまでの周波数で動作するソニクリーンの超音波浴槽内で１分間に亘って処理された。

３個の雌牛の歯の第４のグループは最初に４１ｋＨｚから４４ｋＨｚまでの周波数で動作するソニクリーンの超音波浴槽内で１分間に亘って処理され、次に３８ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの周波数動作するクレスト・ウルトラソニックスの超音波浴槽内で１分間に亘って処理された。

上記の処理が行なわれた後に、雌牛の歯のグループ（第１のグループから第４のグループ）が超音波浴槽から取り出されて、すすぎ洗いされて、３０分間に亘って実験室用フード内で乾燥された。次に、ミノルタの比色計を用いて歯の色が測定された。

第２の種類の実験
残りの１２個の雌牛の歯を用いて第２の種類の実験が行なわれた。液体媒体として約５３℃の温度に保たれたグリセリンが用いられたこと以外は、実験の条件は、第１の種類の実験と等しい。

処理された歯の色の全体的な変化ΔＥが、以下の式（ＣＩＥＬＡＢの式）を用いて計算された。
ΔＥ＝［（ΔＬ*）² ＋（Δａ*）² ＋（Δｂ*）² ］^1/2

上記の式で、ΔＬ*、Δａ*、および、Δｂ*は、各々、考察の対象となっている実験での特定の洗浄手順の結果としての、白色度、赤緑色、および、黄青色の基準に対する変化を表している。計算されたΔＥの値は、検査された超音波洗浄方法の着色除去の効果および歯を白くする効果を示している。初期のおよび洗浄後のΔＬ*、Δａ*、および、Δｂ*がミノルタの比色計を用いて測定された。歯の各グループの評点が平均された。評点は表１に報告されている。

上記の表１のデータは、連続的に当てられる２つの超音波周波数を用いることがいずれか一方の超音波周波数を単独で用いるのに比べて、より良好に歯を洗浄することを示している。データは、上述された実験条件の下では、グリセリンが適法の水道水よりも液体媒体として好ましいことも示している。データは、水が液体媒体として用いられた場合、最初に低い周波数の超音波を用いて歯を処理し、次により高い周波数の超音波を用いて歯を処理して歯を洗浄したときに、より良い洗浄効果が得られることをも示している。

この発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（Ａ）第１の時間に亘って洗浄されるべき歯に液体媒体を介して第１の周波数の超音波を当てる過程と、
第２の時間に亘って洗浄されるべき歯に液体媒体を介して第２の周波数の超音波を当てる過程と
を有する、歯磨き方法。
（１）第１の周波数の超音波および第２の周波数の超音波が断続的に当てられる、実施態様（Ａ）記載の方法。
（２）第１の周波数の超音波および第２の周波数の超音波が連続的に当てられる実施態様（Ａ）記載の方法。
（３）第１の周波数が実質的に２０ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの範囲内にあり、第２の周波数が実質的に４１ｋＨｚから７０ｋＨｚまでの範囲内にある、実施態様（Ａ）記載の方法。
（４）第１の周波数が実質的に２５ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの範囲内にあり、第２の周波数が実質的に４１ｋＨｚから５５ｋＨｚまでの範囲内にある、実施態様（３）記載の方法。
（５）液体媒体が水からなる、実施態様（Ａ）記載の方法。
（６）液体媒体がグリセリンからなる、実施態様（Ａ）記載の方法。
（７）低い周波数の超音波が、より高い周波数の超音波を当てる前に当てられる、実施態様（Ａ）記載の方法。

Claims (6)

1. 歯磨きシステムにおいて、
   第１の時間に亘って洗浄されるべき歯に液体媒体を介して第１の周波数の超音波を当てる手段と、
   第２の時間に亘って洗浄されるべき前記歯に液体媒体を介して第２の周波数の超音波を当てる手段と、
   液体媒体を前記歯に接触させるための手段と、
   を具備し、
   液体媒体を前記歯に接触させるための前記手段が、マウスピース、トレー、および口腔洗浄器のいずれかであり、
   前記第１および第２の手段は、前記第１および第２の周波数の超音波が、一回の歯磨きサイクルの間に交互に、断続的に当てられるように構成されている、歯磨きシステム。
2. 前記第１の周波数が、実質的に２０ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの範囲内にあり、
   前記第２の周波数が、実質的に４１ｋＨｚから７０ｋＨｚまでの範囲内にある、請求項１記載のシステム。
3. 前記第１の周波数が、実質的に２５ｋＨｚから４０ｋＨｚまでの範囲内にあり、
   前記第２の周波数が、実質的に４１ｋＨｚから５５ｋＨｚまでの範囲内にある、請求項２記載のシステム。
4. 前記液体媒体が、水を含む、請求項１〜３のいずれか記載のシステム。
5. 前記液体媒体が、グリセリンである、請求項１〜３のいずれか記載のシステム。
6. 低い周波数の超音波が、より高い周波数の超音波を当てる前に当てられる、請求項１〜５のいずれか記載のシステム。