JP5873334B2 - 歯の美容ホワイトニング - Google Patents

Description

本発明は、歯の処置方法、特に歯を美容ホワイトニングするための方法に関する。ここで用いる「ホワイトニング」という用語はその範囲内にステインの除去を含む。

歯のステイン又は変色は数多くの原因を有する。
外因性の変色は、外部色素（染料又は顔料に容易に転化する物質）が歯の表面上又は歯のペリクル層内に堆積すると発生する。外因性のステインは悪い口腔衛生状態によって引き起こされる可能性があり、歯の上の歯垢の堆積物が黄色に変色する可能性がある。紅茶、コーヒー、赤ワイン、及びコーラのような飲料、並びにベリー類、カレー、及び揚げ物が色素の源である。

外因性のステインは歯の表面に作用するので、ブラッシング及びフロッシングの徹底的な口腔衛生プログラムを用いて比較的直接的に除去される。
内因性の変色は、色素が歯の主成分内、通常は象牙質中に堆積し、しばしば全身又は歯髄に由来する場合に歯の構造体内において発生する。

外因性のステインが歯の構造体中の欠損部を通して歯の中に侵入する状況を含む「ステイン内在化」の第３のカテゴリーが最近記載されている。
歯の変色は広範囲の美容的な問題を生成し、歯科専門家及び公衆は相当量の時間及び金を変色した歯の外観を向上させる試みに費やしている。

変色した歯を扱うために利用可能な方法は、表面ステインの除去、漂白、又は歯のホワイトニング技術から、ベニア及び歯冠のような存在している変色をカモフラージュする外科的な技術まで様々である。

ホワイトニング用の歯磨剤は、しばしばゲル又はペーストのような半固体状態を有している。これらの製品は、シリカ、酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、又はリン酸カルシウムのような外因性のステインを擦り落とすための研磨剤を含む。

しかしながら、かかる歯磨剤は歯の内因性変色を軽減することはできない。したがって、色素の減成又は分解を生じさせる化学的処置が行われている。
通常のホワイトニング剤はペルオキシドである。通常の歯のブラッシングを用いて達成できる時間よりも長い時間ペルオキシドを適用するために、ストリップ及びトレーがしばしば用いられる。ホワイトニング活性ホワイトニング化合物の濃度、接触時間、及び適用回数が、ホワイトニングの有効性を決定する主要なパラメーターである。

商業的には、より満足できる製品の体験を与えるために製品のホワイトニング効率を増加させることが最も望ましい。一般に、ペルオキシドの濃度を増加させるとより迅速なホワイトニングが得られる。一般に、ペルオキシドの濃度を増加させるとより迅速なホワイトニングが得られる。しかしながら、ホワイトニング組成物中のペルオキシドの濃度を増加させると、歯覚過敏を生成させ、特に歯肉内において軟組織過敏症を引き起こす可能性がある。

高い濃度のペルオキシドは、ペルオキシドが軟組織に接触してそれに熱傷を与えるのを防ぐために物理的バリヤを必要とする可能性があり、このため、高いペルオキシド濃度の使用は非常に不便であり、監督されていない家庭での使用のためには実用的でない。かかる技術は繰り返しの使用のためには特に不適当である。

したがって、多数の代わりの化学的アプローチが研究されている。
ＵＳ−６，７７０，２６６においては、ポリエチレンオキシドをベースとする歯の液体ホワイトニング剤が開示されている。この歯のホワイトニング剤は、用いるのに便利であり、不自然な感触が少ししかないという有利性を有する。しかしながら、ポリエチレンオキシドは水溶性であり、したがって歯にあまり接着しない。その結果、歯へのペルオキシドの吸収は不十分であり、消費者によって求められているホワイトニング効果は達成されない。

ＵＳ−６，５６９，４０８においては、有機シロキサン樹脂を用いる歯の液体ホワイトニング剤が開示されている。これは用いるのに便利であり、歯に対して良好な接着性を有し、夜通し用いることができる。しかしながら、重要な欠点は、非親水性のポリマーを使用することがホワイトニング剤としてのペルオキシドの接着に悪影響を与えることである。

ＵＳ−６，５５５，０２０においては、ポリアクリル酸を含む歯のホワイトニング液が開示されている。しかしながら、歯のホワイトニングゲルは、唾液によって容易に希釈され、歯への劣った接着が引き起こされる。更に、ペルオキシド安定剤（ＥＤＴＡ又は同様のもの）を加えることによって歯の表面に対するホワイトニング反応が遅延され、このために所望の歯のホワイトニング効果を得ることが困難である。

ＵＳ−２００３０８２５００においては、歯をホワイトニングするためにオゾンを用いる方法及び装置が開示されている。オゾンは口腔内で反応してペルオキシドを形成すると考えられている。しかしながら、この方法は処置される患者を望ましくなく高い濃度のオゾンに曝露することを含んでいる。

米国特許第６，７７０，２６６号 米国特許第６，５６９，４０８号 米国特許第６，５５５，０２０号 米国特許出願第２００３０８２５００号明細書

したがって、歯をホワイトニングする改良された方法に対する必要性が存在する。

本発明によれば、ホワイトニングする歯を、非熱気体プラズマの口腔適用のために許容しうる温度において、非熱気体プラズマが歯のホワイトニング効果を有するのに十分な時間、非熱気体プラズマ流に曝露することを含む、歯を生体内で美容ホワイトニングする方法が提供される。

本発明方法はまた、口腔適用のために好適な非熱気体プラズマの発生器、非熱気体プラズマを口腔適用するための装置、及び歯をホワイトニングするためにキットを用いるための好適な媒体中の一式の指示を含む、歯をホワイトニングするための美容キットも提供する。

この指示は、文書か又は他の媒体、例えばコンピュータープログラム又はデジタルビデオディスク中であってよい。
非熱気体プラズマは、当該技術において公知の任意の方法によって発生させることができる。非熱気体プラズマは、好ましくは１０〜４０℃の範囲の温度で口腔に流入させる。例えば５５℃までのより高い温度を用いることができるが、患者の口腔に熱傷を与えるような高い温度を生成させるような設計のプラズマ発生器は用いないように注意を払わなければならない。一般に、その発生後に気体プラズマに冷却を加える場合には、雰囲気温度より低い温度で非熱プラズマを生成させることはできない。

１回の処置の間においては、それぞれの歯を、少なくとも１０秒間、通常は１分間以下の間非熱気体プラズマに曝露することができる。特に強固なステインに対処するためには、繰り返し処置又は累積処置を施すことができる。例えば、処置は１月間又はそれより長い間に毎日施すことができる。

非熱気体プラズマは、当該技術において公知の任意の方法によって発生させることができる。例えば、ＷＯ−Ａ−２００６／０９６７１６による方法を用いることができる。かかる方法は、大気圧誘電体バリア放電を用いて非熱気体プラズマを発生させる。かかる方法は、小型化することができるプラズマ発生器を用いる。「１ｍｍから１ｍまで調整可能な大気圧誘電体バリア放電」, James L Walshら, IEEE Transactions on Plasma Science, vol.36, No.4, 2008年8月を参照。

非熱気体プラズマの発生において、１〜１０ｋＨｚの繰り返し率の単極ナノ秒方形電圧パルスを用いることができる。これにより、非熱気体プラズマを一連のパケット又はバレットの形態で生成させることができる。かかるパルス電圧源を用いると、プラズマの口腔適用のために好適な温度における非熱気体生成物の生成が容易になる。

非熱気体プラズマは、イオン、電子、及び励起種を含む。これらの種は、口腔内の空気と反応して、本発明者らが考えるところではヒドロキシルラジカルなどの反応性種の混合物を形成し、これが処置する患者の歯の中又は上の色素及び／又はステインと反応する。したがってプラズマ発生器に送る気体流は酸素を含む必要はないが、所望の場合にはそれにはその成分の１つとして酸素を含ませることができる。通常は、気体流は希ガスを含み、所定のプラズマ発生器に関してはヘリウムが他の気体よりもより容易にプラズマに転化し、したがってヘリウムの非熱気体プラズマの温度は他の気体よりも低いことが分かっているのでヘリウムが好ましく、或いはネオン、アルゴン、クリプトン、又はキセノンのような他の希ガスをヘリウムに代えて又はヘリウムに加えて用いることができる。

所望の場合には、それから非熱気体プラズマを形成する気体は、７５〜１００体積％の希ガス（特にヘリウム）及び０〜２５体積％の酸素の混合物を含んでいてよい。他の選択肢はヘリウムと空気の混合物である。

非熱気体プラズマは、その端部の一方においてプラズマ発生器と連通しており、他の端部が開放されており、口腔内に挿入してホワイトニングする歯の上に移動させることを可能にする形態のものであるチューブによって施すことができる。このチューブは、ホース又は他の可撓性接続部材によってプラズマ発生器に接続することができる。

それから非熱気体プラズマを形成する気体の流速は、本発明方法に対して重要ではない。しかしながら、その消費速度が低く抑えられるように気体の流速を最小にすることが望ましい。５ｍＬ／分〜５０ｍＬ／分の範囲の気体流速が好適である。

気体は、その中に気体が加圧下で貯蔵されている気体シリンダーから供給することができる。それから非熱気体プラズマを形成する気体として気体混合物を用いる場合には、気体混合物の幾つかの成分を別々のシリンダーから供給し、気体ミキサー内で混合して所望の組成を形成することができる。或いは、気体混合物を単一の気体シリンダー内に予め収容することができる。

本発明方法は、外因性又は内因性の歯のステイン又はこれらの両方に対して用いることができる。
所望の場合には、本発明方法を行う前に歯を灌注することができる。

非熱気体プラズマにおいては、気体に電場を印加することによって電子を励起させる。これらの電子は反応性種であり、口腔内において酸素分子及び水分子と反応して、本発明者らが考えるところでは互いに反応してペルオキシドを形成することができるヒドロキシルラジカルなどの更なる反応性種を生成する。したがって、本発明方法によって、有効な歯のホワイトニング剤であるが、比較的低い濃度であるのでその歯をホワイトニングする患者に対して不快感を引き起こさない反応性種を形成することができる。更にホワイトニングする歯に直接非熱気体プラズマを施すことにより、歯の近傍に望ましい反応性種それ自体を形成することができる。

ここに、例として添付の図面を参照して本発明方法を記載する。

図１は、患者の歯にプラズマを施すためのチューブに接続されている非熱気体プラズマ発生器の概要図である。 図２は、歯をホワイトニングするための実験装置の概要フロー図である。 図３は、歯をホワイトニングするための別の実験装置の概要フロー図である。

図面は等縮尺ではない。
図１に示す装置は、それから非熱気体プラズマを形成する加圧下の気体又は気体混合物を含む気体シリンダー２を含む。この装置はまた電源４も含む。電源４はＡＣ又はＤＣ電圧源であってよい。これは、電源４によって生成した電圧を好適なパルス形態に接続するのに適した信号発生器６と機能的に接続されている。上記で参照した論文及びＷＯ−Ａ−２００４／０１６０５２を参照。この装置はまた、これを横切って信号発生器６によって発生したパルス電圧を印加する一対の電極（図示せず）を含むプラズマ発生セル８も含む。プラズマ発生セル８は、任意の好都合な構成、例えばＷＯ−Ａ−２００６／０９６７１８に記載のものを有していてよい。セル８の電極を横切ってパルス電圧を印加することにより、非熱気体プラズマが形成される。セル８は大気圧において運転され、気体シリンダー２と連通して配置することができる入口１０を有する。したがって、気体を気体シリンダーからセル中に連続的に送ることができる。このようにして、気体シリンダー２中に加圧下で貯蔵されている気体から非熱気体プラズマが形成される。セル８は、非熱気体プラズマのための出口１２を有する。出口１２は、可撓性のホース１４を通してアプリケーターチューブ１６に接続されている。したがって、その歯をホワイトニングする者は、チューブ１６を彼又は彼女の口腔中に挿入して非熱気体プラズマをそれぞれの歯の裏側及び正面側に順々に施すことができる。通常は、それぞれの歯を少なくとも約１０秒間非熱気体プラズマで処置する。

上記に記載の装置には、それを歯のホワイトニングにおいて用いるための指示を備えることができる。
ここで、以下の実施例によって本発明方法を更に示す。

図２に示す装置を用いて非熱気体プラズマを発生させた。この装置は、非熱プラズマ発生器２４へのＡＣ供給電力を生成させるための高電圧発生器２２（或いはＨＶプラズマ励振器として知られている）に電気的に接続されている可調ＤＣ電源２０を用いた。図２に示す装置はまた、圧縮ヘリウムのシリンダー２６、シリンダー２６から非熱プラズマ発生器２４の内部へ誘導する導管２８も含んでいた。導管２８には、圧力調整器３０及び流量計３２を装備した。

ＤＣ電源２０は商業的に入手できるSKYTRONIC 650.682可調ＤＣ電源であった。高電圧発生器２２は、Information Unlimited, PO Box 716, Amhurst, New Hampshire,米国によって供給された商業的に入手できるPVM12「可調高電圧高周波数片端接地プラズマ励振器」であった。非熱プラズマ発生器２４は実験室で組み立てたもので、６ｍｍの内径を有する管状プラズマチャンバーを与える管状の透明ハウジングを有する環状構造を有していた。更に、非熱プラズマ発生器２４は単一の誘電体の針タイプのものであった。発生器２４の遠位端から気体プラズマ流を放出し、処置する歯に送った。

運転中は、非熱プラズマ発生器２４へのヘリウムの流速は１．５Ｌ／分であり、非熱プラズマ発生器の電極（図示せず）を横切って与えられる電圧は５０ｋＨｚの周波数において１．６ｋＶ（二乗平均値）であった。非熱プラズマ発生器のチャンバーは、ほぼ大気圧（即ち約１ｂａｒ）で運転した。１．５〜２ｃｍの非熱プラズマコアを生成させて、試料歯に施した。

幼若ブタから合計で９本の切歯及び臼歯を抜いた。６本を本発明による処置のために、３本を対照試料のために選択した。本発明による処置（或いは対照試料の場合には対照手順による処置）の前後に歯の色を評価した。この目的のために、Vitaシェードガイドを用いて歯のエナメル質の色を評価した。このガイドは、異なる色相、例えば灰色／黄色／赤色／茶色に対してＡ〜Ｄの記号を割り当てている。「Ａ」及び「Ｂ」のカテゴリーは、互いに同様に良好で「Ｃ」及び「Ｄ」よりも優れていると当業者にみなされる。１〜４の数字によって徐々に下降する輝度のスケールが与えられ、１が最も輝度が高く、４が最も輝度が低い。

歯を試験する臨床医は、９本の歯のどれが本発明によって処置したもので、どれが対照試料であるかを知らされていなかった。処置の直前及び直後にそれぞれの歯の色合いを評価した。歯は、詰め物を配置する歯冠を製造する前に色合いを選択する際に歯を検査するために臨床的に用いられる淡色光を用い、拡大して検査した。

処置手順は次の通りであった。
（ａ）新たに屠殺したブタの顎から歯を抜いた；
（ｂ）歯を水で湿らせ、処置の間はずっと湿潤状態に保持した；
（ｃ）それぞれの湿らせた歯の色合いを評価した；
（ｄ）６本の湿らせた歯（Ｎｏ．１〜６）をそれぞれ５分間非熱ヘリウムプラズマで１回処置した；処置にはプラズマコアを歯の上に投射することが必要であった；１本の他の湿らせた歯（Ｎｏ．１０）を非励起ヘリウムによる処置に５分間かけた；最後の２本の歯（Ｎｏ．１１及び１２）は何の処置にもかけなかった；
（ｅ）次に、それぞれの歯の色合いを再び評価した；
（ｆ）次に歯を１時間放置した；
（ｇ）次に、工程（ｄ）及び（ｅ）を繰り返した；
（ｈ）次に、歯を更に１時間放置した；
（ｉ）次に、工程（ｄ）及び（ｅ）を再び繰り返した。

色合い評価の結果を下表に与える。

歯１及び４は処置前に色合いが非常に明色であったことが認められた。これらの２つの歯を除いて、全ての歯は本発明によって処置すると、非熱ヘリウムプラズマによる第１の処置の結果として色合いの好ましい変化を起こした。処置を繰り返しても色合いの変化が増加したとは見えなかったが、試料の寸法を考慮するとこれに関して確固たる結論に達することは困難であった。従来の処置における場合と同様に、色合いの変化は永久的とは思われなかった。実験完了の数時間後に歯の色合いが元の色に戻ったように見えたことが観察された。

また、定量はされていないが、本発明にしたがって処置した歯のエナメル質から表面ステインの領域も除去されたことも観察された。
ここで図３を参照すると、非熱プラズマ発生装置は、気体供給ユニット１０２、電気信号発生ユニット又は手段１０４、及び手持ち型プラズマ発生器ユニット１０６を含む。

気体供給ユニット１０２は、２００ｂａｒの加圧下の圧縮ヘリウムを含む小型（１Ｌの水の容量）のシリンダー１１０を含む。シリンダー１１０には、シリンダー１１０から取り出される気体の圧力を８ｂａｒゲージ圧に減少させる積分圧力調整器を含む種類のバルブ１１２が取り付けられている。バルブ１１２は、シリンダー１１０からのヘリウムガス流に関するプラズマ発生器ユニット１０６への流路を与える高耐久可撓性ホース１１４と連通している。ホース１１４には、それに沿って、ヘリウム流のプラズマ発生器ユニット１０６への速度を調節することができる流量制御バルブ、及びヘリウムを０．５ｂａｒゲージ圧（１．５ｂａｒ絶対圧）の圧力でプラズマ発生器１０６に送るように設定されている圧力調節器１１８を配した。

信号発生ユニット１０４は、実質的に、１２ＶのＤＣ信号を、非熱プラズマを発生させるための６ｋＶのＡＣプラズマ駆動信号に変換するための装置である。更に、ユニット１０４は、プラズマ発生器ユニット１０６への気体供給量を制御するためのマイクロコントローラーを与える。信号発生器１０４は、論理回路１２２の電源を入れるための主オン／オフスイッチ１２４に接続されている１２Ｖの最充電可能な電池１２０を含む。論理回路１２２は、以下に記載するように、プラズマ発生器が特定の状況においてのみ運転されることを確保するために用いる。電池１２０にはまた、低電池残量状態を示すためのモニター１２６が接続されている。スイッチ１２４を押すと、論理回路１２２によって、ＤＣ電圧源からパルス低電圧ＡＣ信号を発生させることができる低電圧信号発生器１２８の運転が開始され、信号が高電圧信号発生器１３０に送られる。信号発生器１３０は６ｋＶのパルスＡＣ信号を生成させることができ、パルスは１５％の負荷サイクル（即ちその運転時間の８５％に関しては発生器手段１３０は信号を生成しない）で生成される。信号発生器１３０によって生成する信号の電圧及び周波数は、電圧／周波数制御回路１３２を用いて制御する。配置は、主スイッチ１２４がオンであり、論理回路１２２によって気体がプラズマ発生器ユニット１０６に流入していることが示される場合にのみ、信号を発生器１３０によって生成させるようなものである。

手持ち型のプラズマユニット１０６は、以下に記載するように、その「オン」の位置において論理回路１２２からの信号によってソレノイドバルブ１５０を作動させるオン−オフスイッチ１４０を有する。配置は、スイッチ１４０がその「オン」の位置にある場合にのみプラズマ発生器が運転されるようなものである。ユニット１０６は、ホース１１４に接続することができる気体入口１４２を有する。気体入口１４２は、プラズマ発生器セル１４６に導かれる流路１４４に導かれている。セル１４６は、両方とも石英誘電体（図示せず）によって作動する一対の間隙を有する電極（図示せず）を有している。信号発生器１３０からの高電圧信号を、セル１４６の電極を横切って印加する。しかしながら、配置は、流路１４４内の流量センサー１４８が信号を論理回路１２２に送ってから所定時間の後まではかかる電圧を印加しないで、回路１２２が所定の時間遅延の後にのみ発生器１３０によって高電圧信号を発生させることができるというものである。スイッチ１４０をその「オン」位置に配置する操作により、プラズマ発生器セル１４６への入口におけるソレノイドバルブ１５０を開放する信号をユニット１０４内の論理回路１２２が送ることができる。ソレノイドバルブ１５０を開放することにより、ヘリウムをプラズマセル１４６に導入できるようになり、それを通ってヘリウムがアプリケーター１５２へ流れる。ユニット１０６は操作者の手に保持して、非熱ヘリウムプラズマを選択された目標に向けるようにする。

運転中は、ヘリウムシリンダー１１０には純度９９．９９９９％のヘリウムを含ませることができる。

Claims (10)

1. 非熱希ガス含有気体プラズマの口腔適用のために許容しうる温度において、非熱希ガス含有気体プラズマが歯のホワイトニング効果を有するのに十分な時間、７５体積％〜１００体積％のヘリウム及び０〜２５体積％の酸素の混合物を含む非熱希ガス含有気体プラズマ流にホワイトニングすべき歯を曝露することを含む、歯を美容ホワイトニングする方法（ヒトに対する医療行為を除く）。
2. 非熱希ガス含有気体プラズマを１０〜４０℃の範囲の温度において口腔に流入させる、請求項１に記載の方法。
3. 非熱希ガス含有気体プラズマを、処置するそれぞれの歯に少なくとも１０秒間の間施す、請求項１又は２に記載の方法。
4. 歯のホワイトニング効果を累積的に生成させる、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 大気圧誘電体バリア放電によって非熱希ガス含有気体プラズマを発生させる、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. １〜１０ｋＨｚの範囲の繰り返し率の単極ナノ秒方形電圧パルスを用いて非熱希ガス含有気体プラズマを発生させる、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 非熱希ガス含有気体プラズマを大気圧において発生させる、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 一方の端部がプラズマ発生器と連通しており、他の端部が開放されており、口腔内に挿入してホワイトニングすべき歯の上に移動させることを可能にする形態のチューブから非熱希ガス含有気体プラズマを歯に施す、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 非熱希ガス含有気体プラズマを形成する気体の流速が５〜５０ｍＬ／分の範囲である、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 外因性のステイン及び／又は内因性のステインを有する歯をホワイトニングするために用いる、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
    

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