JP6407140B2 - 歯を洗浄する装置および方法 - Google Patents
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Description
本出願は、全体としてかつすべての目的で参照により本明細書に組み込まれる、2012年3月22日に出願され、「APPARATUS AND METHODS FOR CLEANING TEETH」と題する、米国仮特許出願第61/614,463号明細書の優先権を主張する。
または健康な象牙質が過度に強力に除去される結果となる場合があり、それにより歯の寿命が短くなり得る。
法を、従来の技法と組み合わせることも可能である。たとえば、開示する実施形態を用いて歯を洗浄した後、さらにバーを使用して、空洞を成形しそれを修復のために準備することができる。別の例として、開示した実施形態を用いてう蝕を除去した後に、フッ素療法または他の石灰化療法を行って、回復プロセスをさらに促進することができる。
場合がある。図面は、本明細書に記載する実施形態例を例示するために提供され、本開示の範囲を限定するようには意図されていない。
図1Aは、歯110からう蝕領域115を除去することができる構成要素を含む歯科用システム100の概略図を示す。有利には、システム100は、歯110の健康な部分に損傷を与えることなく非侵襲的にう蝕領域115を除去することができ、システム110は、従来のシステムより完全にう蝕領域115を除去することができる。実際に、開示するシステム100は、従来のシステムを用いて治療することが困難である面を含む、歯のあらゆる好適な面においてう蝕領域115を洗浄することができる。
ドピース108を用いることなく歯110にあてがうことができる。臨床医は、ハンドピース108を使用して、圧力波発生器105を歯110の近くにまたは歯110に接して配置し、治療中に流体プラットフォーム101および/または圧力波発生器105を操作することができる。圧力波発生器105を、流体プラットフォーム101の中、上、またはそれを通して圧力波を発生させるように作動させることができる。さまざまな実施形態では、流体プラットフォーム101は、圧力波発生器105によって発生する圧力波の伝播用の媒体として作用するように治療流体を保持することによって、洗浄処置を容易にすることができる。さらに、流体プラットフォーム101は、流体プラットフォーム101内の吸引、灌注、流体移動、ならびに/または治療前、治療中および/あるいは治療後の流体の混合を容易にするさまざまな構成要素を含むことができる。
AND METHODS FOR TREATING ROOT CANALS OF
TEETH」と題する、米国特許出願公開第2007/0248932号明細書として2007年10月25日に公開された、2007年4月19日に出願された米国特許出願第11/737,710号明細書に、「LIQUID JET APPARATUS A
ND METHODS FOR DENTAL TREATMENTS」と題する、米国特許出願公開第2011/0117517号明細書として2011年5月19日に公開された、2010年11月12日に出願された米国特許出願第12/945,791号明細書に、「APPARATUS,METHODS,AND COMPOSITIONS FOR ENDODONTIC TREATMENTS」と題する、米国特許出願公開第2012/0237893号明細書として2012年9月20日に公開された、2011年10月21日に出願された米国特許出願第13/279,199号明細書に、「APPARATUS AND METHODS FOR SEALING TEETH」と題する、2013年2月21日に出願された米国仮特許出願第61/767,746号明細書に、かつ「APPARATUS AND METHODS FOR CLEANING TEETH」と題する、2012年3月22日に出願された米国仮特許出願第61/614,463号明細書に見ることができ、それらの各々は、全体としてかつすべての目的で参照により本明細書に組み込まれる。
A.流体プラットフォーム例
本明細書で説明するように、さまざまな流体プラットフォームを使用して、1つまたは複数の歯からう蝕領域を取り除くことができる。こうした流体プラットフォーム101のさまざまな構成要素について本明細書に記載する。本明細書で開示する流体プラットフォーム101の構成要素は、本明細書に開示する各実施形態、たとえば図1A〜図10の実施形態に概して適用可能でありかつ好適であることに留意されたい。この開示を、流体プラットフォーム101の特定の特徴を本明細書に開示するいかなる特定の実施形態にも限定するものとして解釈するべきではない。
流体プラットフォーム101は、圧力波発生器105が動作することができる一体の流体を提供するためにう蝕領域115とハンドピース108との間の概して封止された液体接続を維持するように、流体保持器、流量制限器またはキャップを含むことができる。いくつかの実施形態では、キャップを、ハンドピース108の先端部分に結合するかまたはそれに一体的に形成することができる。別の実施形態では、キャップを、ハンドピース108とは別個の部品とすることができ、ハンドピース108の先端部分に機械的にかつ/または磁気的に結合することができる。キャップは、キャップ内に治療流体を保持するように構成されたチャンバを含むかまたは画定することができる。いくつかの構成では、封止されたキャップは、密閉空間またはチャンバに入る実質的にすべての液体を、ハンドピース108を通るように向けて、同様にハンドピース108を通して外に出るようにすることができる。液体を、ハンドピース108に接続されているかまたはハンドピース108の中あるいは上に配置された流体入口を通してチャンバ内に導入することができる。廃
棄治療液を、流体出口によってキャップを通してさらにハンドピース108内に除去することができる。
いくつかの流体プラットフォーム101は、治療処置の前、治療処置中および/または治療処置の後に吸引および灌注を促進するさまざまな構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、治療液は、治療液流入導管等、流体入口を介してキャップのチャンバに入ることができる。流体入口は、ハンドピース108を貫通するかまたはハンドピース108に沿うことができる。定常動作下では、密閉空間に入る液体の量を、いくつかの実施形態では、流体出口を通って密閉空間から出る液体の量と実質的に同じにすることができる。臨床医が密閉空間への流体の供給を開始するとき、より多くの流体が密閉空間に入る。いくつかの実施形態では、上述したように、流体入口を、操作卓106によって制御することができるポンプによって駆動することができる。さらに、流体入口は、液体ジェット装置を採用する実施形態等、いくつかの実施形態では、圧力波発生器105と同じ
にすることができる。本明細書に開示する実施形態で使用するのに好適であり得る流体入口のさらなる詳細は、たとえば、すべての目的で参照により本明細書に組み込まれる、2012年9月20に公開された米国特許出願公開第2012/0237893号明細書の段落番号[0075]〜[0078]および他のさまざまな部分に見ることができる。
本明細書に開示するシステムはまた、ハンドピース108、たとえば本明細書において図1A乃至図9Bを参照して開示するハンドピースを含むことも可能である。ハンドピース108を、流体プラットフォーム101(たとえば流体保持器またはキャップ)を歯110にあてがい、う蝕領域115に対して圧力波発生器105を位置決めするように構成することができる。開示する実施形態では、ハンドピース108を使用して、ハンドピース108が流体プラットフォーム101を歯110に係合させる際に実質的に閉鎖した液体回路を生成することができる。ハンドピース108が流体プラットフォーム101を歯110に結合するとき、ハンドピース108は、キャップのチャンバ内に密閉空間を形成することができる。治療液を、ハンドピース108の内腔またはチューブによって密閉空間内にかつ密閉空間から移送することができる。
置に配置するように、処置中に流体プラットフォーム101および圧力波発生器105を移動または回転させることができる。別法として、ハンドピース108はまた、操作者が歯110に締め付けるかまたは取り付ける装置も提供することができ、それにより、ハンドピース108は、処置中に実質的な使用者の介入を必要としない。ハンドピース108を、使い捨て(たとえば単回使用)とすることができ、またはハンドピース108を再使用可能とすることができる。一実施形態では、ハンドピース108は使い捨てであるが、圧力波発生器105は再使用可能である。ハンドピース108を、あらゆる好適な材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、ハンドピース108を、プラスチック材料から形成することができる。他の実施形態では、ハンドピース108を、金属から形成することができる。本明細書に開示する実施形態で使用するのに好適であり得るハンドピースのさらなる詳細は、たとえば、すべての目的で参照により本明細書に組み込まれる、2012年9月20日に公開された米国特許出願公開第2012/0237893号明細書の段落番号[0107]、[0138]〜[0142]、「0156]〜[0161]および他のさまざまな部分に見ることができる。
本明細書に開示するシーラントまたは封止材を、う蝕領域115を密閉するのに役立つように、歯110または流体プラットフォーム101がアクセス可能ではない領域の間の空間を一時的に充填するように構成することができる。したがって、封止材は、流体プラットフォーム101(たとえばキャップ)内に流体を保持するのに役立つように作用することができ、それにより、圧力波を用いるう蝕領域115の洗浄を強化することができる。たとえば、歯シールは、う蝕領域115の周囲に密閉空間を生成するのに役立つことができる。シーラントを、隣接する歯の間の間隙等の空間内に流れ込むように構成することができ、治療中にその形状を保持するように凝固および/または硬化するように構成することができる。さらに、封止材を、使用後に歯110から容易に除去するかまたは引き出すことができる。いくつかの構成では、封止材を、歯科用バー、ナイフ等の器具を用いて容易に再成形ことができる。たとえば、さまざまな実施形態では、封止材を、平坦結合面(たとえば、座金、1つまたは複数の支持磁石等)を支持するように成形する(たとえば平坦化する)ことができる。ハンドピース108は、結合面に結合することができ、圧力波発生器105(たとえば液体ジェット装置)は、結合面の穴を通って延在することができ、それにより、圧力波発生器105の先端部分が治療部位の近くに配置される。ハンドピース108と係合する封止材または取付媒体を使用するさらなる詳細を、参照により本明細書に組み込まれる、「APPARATUS AND METHODS FOR SEALING TEETH」と題する、2013年2月21日に出願された米国仮特許出願第61/767,746号明細書の図1および付随する説明に見ることができる。
本明細書で説明するように、開示する圧力波発生器105は、歯110のう蝕領域115を洗浄する、たとえば歯110から腐食組織を除去するのに十分なエネルギーの圧力波
を発生させるように構成される。圧力波発生器105を、エネルギーの一形態を治療液内で圧力波に変換する装置とすることができる。圧力波発生器105は、他の現象もあるが特に、(たとえばチャンバ内の)治療液の流体動的運動、流体循環、乱流、および歯の洗浄を可能にすることができる他の状態を引き起こすことができる。図1A〜図9Bに開示する圧力波発生器を、あらゆる好適なタイプの圧力波発生器とすることができる。
1つまたは複数の開口部を含むことができる。いくつかの治療方法では、位置決め部材の先端部分にまたはその近くに配置された開口部を、歯110の一部に取り付けられるかまたはそれを包囲する流体プラットフォーム101に封入することができる液体に浸漬することができる。いくつかの実施形態では、液体ジェットは、ガイドチューブを通過することができ、衝突面にぶつかることができる。衝突面にジェットがぶつかることにより、いくつかの実施態様では圧力波を発生させることができる。いくつかの実施形態では、液体ジェットは歯110に直接ぶつかってう蝕領域115を洗浄することができる。液体ジェット装置を含む圧力波発生器のさらなる詳細を、少なくとも、2011年5月19日に公開された米国特許出願公開第2011/0117517号明細書の段落番号[0045]〜[0050]、[0054]〜[0077]および他のさまざまな部分に、かつ2012年9月20日に公開された米国特許出願公開第2012/0237893号明細書の段落番号[0136]〜[0142]および他のさまざまな部分に見ることができ、それらの各々は、すべての目的で参照により本明細書に組み込まれる。
、う蝕領域115の除去を促進するようにパルス状にすることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、液体ジェットを、約1Hzから約1000Hzの範囲の周波数でパルス状にすることができる。
圧力波発生器105は、上で説明したように、液体ジェット装置を含むことができる。機械的エネルギー圧力波発生器105はまた、回転物体、たとえば小型プロペラ、偏心的に閉じ込められた回転シリンダ、穿孔された回転ディスク等を含むことも可能である。これらのタイプの圧力波発生器105はまた、圧電気、磁気ひずみ等を介して圧力波を生成するソニケーション(超音波処理)装置等、振動、発振または脈動物体を含むことも可能である。いくつかの圧力波発生器105では、圧電変換器に移送される電気エネルギーは、治療流体内の波に圧力をかけることができる。場合によっては、圧電変換器を使用して、超音波周波数を有する音波を生成することができる。
電磁放射ビーム(たとえばレーザビーム)は、チャンバ内にエネルギーを伝播させることができ、電磁ビームエネルギーを、治療流体に入る際に圧力波に変換することができる。いくつかの実施形態では、レーザビームを、光の平行かつコヒーレントビームとしてチャンバまたは空間内に向けることができる。平行レーザビームは、レーザビームが流体にエネルギーを送達する際に圧力波を発生させるのに十分であり得る。さらに、さまざまな実施形態では、レーザビームを、治療流体の位置に光エネルギーを集中させるように1つまたは複数のレンズあるいは他の集束装置を使用して集束させることができる。集中したエネルギーを、う蝕領域を洗浄するのに十分な圧力波に変換することができる。一実施形態では、レーザビームまたは電磁源の波長を、チャンバ内の治療流体(たとえば水)によって、かつ/または治療流体内の添加剤(たとえばナノ粒子等)によって大きく吸収可能であるように選択することができる。たとえば、電磁エネルギーのうちの少なくとも一部は、チャンバ内の流体(たとえば水)によって吸収される可能性があり、それは、流体内を伝播する局所加熱および圧力波を発生させることができる。電磁ビームによって発生する圧力波は、流体内に光誘起または光音響キャビテーション効果を発生させることができる。放射線源からの電磁放射線(たとえばレーザ)を、光導波路(たとえば光ファイバ)によってチャンバに伝搬させ、導波路の先端(たとえば、ファイバの成形された先端、たとえば円錐状先端)において流体内に分散させることができる。他の実施態様では、放射線を、ビーム走査システムによってチャンバに向けることができる。
音響エネルギー(たとえば超音波)を、治療流体内に圧力波を生成する超音波変換器または超音波チップ(またはヤスリあるいは針)に移送される電気エネルギーから発生させることができる。超音波変換器は、電気信号に応答して物理的に発振する圧電結晶、または電磁エネルギーを機械エネルギーに変換する磁歪素子を備えることができる。変換器を、治療流体内に、たとえばチャンバ内部の流体内に配置することができる。本明細書において図11A〜図11Bを参照して説明するように、本明細書に開示する実施形態で使用される超音波装置は、好ましくは、広帯域および/または多周波装置である。たとえば、図11Bに示す従来の超音波変換器のパワースペクトルとは異なり、開示する実施形態で使用される超音波装置は、好ましくは、図11Aのパワースペクトルと類似する広帯域特性(液体ジェット装置の音響出力)を有している。
圧力波発生器105を、歯110に対して所望の位置に配置することができる。圧力波発生器105は、チャンバ、たとえば流体プラットフォーム101のチャンバの内部の流体内に圧力波を生成する(圧力波の発生によって、キャビテーションが生成されるかまたはもたらされる場合もあればそうでない場合もある)。圧力波は、チャンバ内部の流体を通って伝播し、チャンバ内の流体は、圧力波の伝播媒体としての役割を果たす。圧力波はまた、歯材料(たとえば象牙質)を通って伝播することも可能である。必須ではないが、十分に高強度の圧力波を印加する結果、音響キャビテーションが発生する可能性があると考えられる。キャビテーション気泡の崩壊により、たとえば、ソノケミストリ(音響化学)、組織解離、組織剥離、ソノポレーションおよび/または石灰化構造の除去等、本明細書に記載する複数のプロセスを引き起こすか、もたらすか、またはそれに関与することができる。いくつかの実施形態では、圧力波発生器105を、圧力波(および/またはキャビテーション)が歯110の天然の象牙質を実質的に破壊しないように構成することができる。圧力波場を、単独でまたはキャビテーションに加えて、上述したプロセスのうちの1つまたは複数に関与させることができる。
図1Bは、治療歯110に結合され、歯110の比較的小さいう蝕領域115を覆うかまたはそれに近接して配置された流体プラットフォーム101を有する、歯科用システム100の概略側断面図である。図1Bに示すう蝕領域115は、非う窩性う蝕、たとえば腐食がエナメル内に進行しているがその時点ではエナメルの下の象牙質までは進行していないう蝕を含み得る。図1Bのう蝕領域115は、図1Bに示すように、歯110の頬側
面または舌側面等、歯110の側面107に形成され得る。図示する実施形態では、う蝕領域115は、歯110の歯肉線109の上方の側面107に形成されている場合がある。
200の概略側断面図である。図2において、たとえば、う蝕領域215は、歯210の側面207に、たとえば歯肉線209の上方に形成される可能性がある。しかしながら、図1Bのう蝕領域115とは異なり、図2のう蝕領域215は、歯210にう窩性う蝕を含む可能性がある。う蝕領域215のう窩性う蝕は、歯210のエナメルを越えて象牙質の少なくとも一部内に広がる歯の腐食領域を含む可能性がある。場合によっては、たとえば、う窩性う蝕は、象牙質内に広がる可能性があるが、歯髄腔の外側に留まる可能性がある。
るかまたは同様であり得るが、参照番号が図2に対して100増加していることを除く。たとえば、図1A〜図2と同様に、流体プラットフォーム301は、ハンドピース308と、チャンバ304を含むかまたは画定する流体保持器またはキャップ302と、圧力波発生器305とを含むことができる。いくつかの構成では、上述したように、チャンバ304に、治療中に液体を少なくとも部分的にまたは実質的に充填することができる。圧力波発生器305を作動させて、液体充填キャップ302の内部に圧力波303を発生させてう蝕領域315a〜315bから腐食物を除去することができる。
図4は、治療歯410に結合され、歯410の咬合面418のう蝕領域415を治療するように構成されている流体プラットフォーム401を有する歯科用システム400の概
略側断面図である。特に断りのない限り、図4に示す構成要素は、図1A〜図3Cに示す構成要素と同じであるかまたは同様であり得るが、参照番号が図3A〜図3Cの構成要素に対して100増加していることを除く。たとえば、システム400は、ハンドピース408と、チャンバ404を含むかまたは画定するキャップ402と、圧力波403を発生させるように構成された圧力波発生器405とを含むことができる。
歯の舌側面および頬側面ならびに咬合面を治療することに加えて、本明細書に開示する実施形態を、歯の近心面および遠心面等、歯の隣接面を治療するように構成することも可能である。歯の隣接面は、2つの隣接する歯の間の歯の側面である。隣接面のう蝕の治療は、う蝕が2つの隣接する歯の間に位置する場合、臨床医がう蝕領域にアクセスすることが困難である場合があるため、困難であり得る。機械的除去方法等の従来の技法は、臨床医が隣接する歯の間の密な空間のう蝕部分を除去しようとするときに歯の健康な部分に損傷を与えることがある。したがって、歯の健康な部分が損傷を受けないことを確実にしながら、歯の隣接面からう蝕を除去することが有利であり得る。
、2つの隣接する歯の周囲にあてがうことができる。キャップ502の外周部は、2つの隣接する歯の歯冠の上に延在することができ、歯の側面、歯の底部および/または隣接する歯の近くの歯肉線509の部分に結合することができる。いくつかの構成では、シーラント512または接着剤を使用して、キャップ502を歯に取り付けることができる。上述したように、チャンバ504に、治療液を少なくとも部分的にまたは実質的に充填することができる。実際には、う蝕領域515は2つの隣接する歯の間の隣接面517にあるため、隣接する歯の両方を密閉し外部環境から歯を封止する密閉空間を形成することが望ましい可能性がある。したがって、流体を、2つの隣接する歯の間の空間に少なくとも部分的に保持することができる。したがって、流体プラットフォーム501から漏れることなくチャンバ504に液体を提供することができる。
本明細書に開示する実施形態とともに、さらなる流体プラットフォーム構成を使用することができる。流体プラットフォームは、ハンドピースと治療されるう蝕領域との間のインタフェースを提供することができる。上で説明したように、流体プラットフォームは、歯に取り付けることができる流体保持器またはキャップを含むことができる。圧力波発生器を、流体保持器および/またはハンドピースに結合することができる。さらに、流体プラットフォームは、流体を、歯科用装置を通って歯まで向けるように入口、出口、通気孔および他の特徴を含むことができる。
得る。受動的流体出口620では、場合によっては、廃棄治療液は、毛管力により、重力により、または密閉空間内で生成されるわずかな過圧のために、導管を通って移動する。能動的にポンプのように動作する流体出口620の場合、排液を、ポンプ、吸引、または流出導管を通って液体を引き出す他の装置を用いて移送することができる。いくつかの構成では、たとえば、流体出口620を、臨床医の診療所の吸引システムおよび/または真空ラインに接続することができる。
成要素は、図1A〜図7に示す構成要素と同じであるかまたは同様であり得るが、参照番号が図7の構成要素に対して100増加していることを除く。たとえば、システム800は、ハンドピース808と、チャンバ804を含むかまたは画定するキャップ802と、歯810の健康な部分に損傷を与えることなくう蝕を除去するのに十分な圧力波803を発生させるように構成された圧力波発生器805とを含むことができる。チャンバ804に、少なくとも部分的にまたは実質的に治療液を充填することができ、発生した圧力波803は、治療液内を伝播してう蝕を除去することができる。
構成要素と同じであるかまたは同様であり得るが、参照番号が図8の構成要素に対して100増加していることを除く。たとえば、システム900は、ハンドピース908と、チャンバ904を含むかまたは画定するキャップ902と、歯910の健康な部分に損傷を与えることなくう蝕を除去するのに十分な圧力波903を発生させるように構成された圧力波発生器905とを含むことができる。チャンバ904に、少なくとも部分的にまたは実質的に治療液を充填することができ、発生した圧力波903は、治療液内を伝播してう蝕を除去することができる。
本明細書で説明するように、臨床医は、本明細書に開示する実施形態を使用して歯のう蝕を取り除く(たとえば歯の空洞または穴を洗浄する)ことができる。図10は、歯からう蝕を取り除く1つの例としての方法1000を示すフローチャートである。方法1000は、ブロック1002で開始して、歯のう蝕領域にわたってキャップをあてがう。本明細書で説明するように、う蝕領域は、大きい場合もあれば小さい場合もあり、う窩性である場合もあれば非う窩性である場合もある。さらに、う蝕領域は、側面(たとえば舌側面、頬側面、隣接面等)および咬合面を含む、歯のあらゆる面に存在する可能性がある。キャップを、可撓性材料から形成することができ、キャップは、治療流体を保持するように構成されたチャンバを画定するかまたは含むことができる。キャップを、ハンドピースの先端部分に配置するかまたは結合することができる。臨床医は、ハンドピースを使用して、う蝕領域にわたってキャップを操作することができる。実際には、キャップを、歯の側
面の一部のみにわたる等、う蝕領域の小さい部分のみにわたってあてがうことができる(たとえば図1Bを参照)。他の実施形態では、キャップを、実質的に歯の歯冠全体にわたってあてがうことができる(たとえば図4を参照)。さらに他の実施形態では、キャップを、2つ以上の隣接する歯の咬合面および/または歯冠全体にわたってあてがうことができる(たとえば図5を参照)。さらに、キャップを、2つ以上の隣接する歯の咬合面の一部のみにわたってあてがうことができる(図9A〜図9Bを参照)。
Blue Biteである。さらに他の封止材が好適であり得る。さらに、図9A〜図9Bに関して説明したように、封止材を、2つの隣接する歯の間の間隙内に塗布することも可能である。たとえば、シーラントを、あてがわれたキャップ、歯および歯肉線の間に塗布することができる。それにより、シーラントは、治療流体を保持することができる実質的に封止されたチャンバを生成することができる。
浄することができる。本明細書で説明するように、発生した圧力波は、場合によっては、歯の健康な部分からう蝕を除去するキャビテーションクラウドを生成する可能性がある。実際には、開示する実施形態は、非侵襲的なう蝕の除去を可能にし、それにより、歯の健康な部分を無傷のままにしながら、実質的にすべてのう蝕が除去される。
本明細書に開示する治療溶液は、たとえば水、生理食塩水等を含むあらゆる好適な流体であり得る。いくつかの実施形態では、治療溶液を脱気することができ、それにより、治療によってはキャビテーションを改善しかつ/またはう蝕内部の気泡の存在を低減することができる。いくつかの実施形態では、溶存気体含有量は、約1体積%未満であり得る。たとえば、組織溶解剤(たとえばNaOCl)、消毒剤(たとえばクロルヘキシジン)、麻酔、フッ素療法剤、EDTA、クエン酸および他のあらゆる好適な化学物質を含むさまざまな化学物質を、治療溶液に添加することができる。いくつかの実施形態では、化学物質および化学物質の濃度を、臨床医によってかつ/またはシステムによって患者の転帰を改善するために処置を通して変更することができる。
上で説明したように、圧力波発生器は、圧力波を、伝播媒体を通してう蝕領域まで伝播させることによって、虫歯を除去することができる。理論によって限定されることなく、圧力波がう蝕を取り除くと考えられるいくつかのあり得る方法を以下に示す。これらの原理および上述した原理は、概して、本明細書に開示する各実施形態、たとえば図1〜図10の実施形態の各々に適用可能であることに留意されたい。
局所熱、衝撃波ならびに/またはマイクロジェットおよびせん断流を生成することにより、洗浄プロセスをさらに強化することができる。したがって、治療方法によっては、音響キャビテーションは、化学反応、ソノケミストリ、ソノポレーション、軟組織/細胞/細菌解離、生体膜の剥離および崩壊を促進することを担うかまたはそれに関与することができる。
促進するように調整することができる。たとえば、う蝕の位置に対する循環源を調整することができる。場合によっては、たとえば、ハンドピースを使用して、循環およびう蝕除去を促進するように、キャップ、流体入口、流体出口および圧力波発生器を位置決めすることができる。循環源およびう蝕が封入される密閉空間の形状もまた変更することができる。たとえば、開示する実施形態は、流体プラットフォームのキャップおよびチャンバに対してさまざまな設計を示す。しかしながら、他の構成では、キャップを、う蝕の除去を促進するように他のあらゆる好適な形状または構成で成形することができる。循環が、治療液の粘度および/または循環源の作用の機構によって影響を受ける可能性があることも理解されるべきである。たとえば、入口開口部を通って放出される液体のジェット、プロペラまたは振動物体等の攪拌機等の循環源を、流体保持器またはキャップ内の流体の循環を促進するように選択することができる。態様によっては、いくつかの実施形態では液体ジェットを駆動するポンプ源等、液体循環源の入力を調整することも可能である。
ョンがより強力になる可能性がある。たとえば、次亜塩素酸ナトリウムの水溶液は、以下の平衡反応をもたらすことができ、それにより、液体のイオン濃度を増大させることができ、したがっていくつかの構成においてキャビテーションを改善することができる。
NaOCl+H2O⇔NaOH+HOCl⇔Na++OH−+H++OCl−
図11Aおよび図11Bは、圧力波発生器の異なる実施形態によって発生させることができる音響出力のあり得る例を概略的に示すグラフである。これらのグラフは、水平軸の音響周波数(kHz)の関数として垂直軸に音響出力(任意の単位)を概略的に示す。歯における音響出力は、歯の中または上の有機物質を解離し有機物質および/または無機物質ならびにう蝕を有効に取り除くように作用することができる、たとえば音響キャビテーション(たとえばキャビテーション気泡形成および崩壊、マイクロジェット形成)、音響流、微細侵食(microerosion)、流体撹拌、流体循環、ソノポレーション、ソノケミストリ等を含む効果に影響を与え、そうした効果をもたらし、またはそうした効果の強度を増大させることができる。さまざまな実施形態において、圧力波発生器は、(少なくとも)約1Hz、約0.5kHz、約1kHz、約10kHz、約20kHz、約50kHz、約100kHzまたはそれより大きい周波数を超える周波数での音響出力を含む音波を生成することができる。音波は、同様に他の周波数(たとえば、上に列挙した周波数未満の周波数)の音響出力を有することができる。
192の音響出力は、基本周波数および最初の数個の高調波にその出力の大部分を有し、したがって、この例の超音波変換器は、比較的狭い範囲の周波数(たとえば、基本周波数および高調波周波数の近く)で音響出力を提供することができる。例としてのスペクトル190の音響出力は、比較的広帯域出力(スペクトル192に比較して比較的高い帯域幅を有する)を示し、例としての液体ジェットは、例としての超音波変換器より大幅に多くの周波数で音響出力を提供することができる。たとえば、例としてのスペクトル190の比較的広帯域出力は、例としてのジェット装置が、う蝕領域から腐食物質を実質的に除去するように腐食物質と健康な物質との間の結合を破壊するのに十分なエネルギーで、これらの多数の周波数で音響出力を提供することを示す。
後述するように、治療流体(および/または治療流体に添加された溶液のいずれか)を、歯科診療所で使用される通常の液体に比較して脱気することができる。たとえば、脱気された蒸留水を(化学剤または溶質を添加するかまたは添加せずに)使用することができる。
処置によっては、流体は、溶存気体(たとえば空気)を含む場合がある。たとえば、歯科診療所で使用される流体は、一般に、(たとえば、ヘンリーの法則に基づいて流体の温度および圧力から求められる)通常の溶存気体含有量を有している。圧力波発生器を用いる洗浄処置中、圧力波発生器の音場および/またはチャンバ内の流体の流れあるいは循環により、溶存気体のうちの幾分かが溶液から出て気泡を形成する可能性がある。
理的プロセスは、ある意味、沸騰に類似している可能性がある。キャビテーションと沸騰との1つのあり得る相違は、流体内の蒸気の形成に先立つ熱力学的経路である。沸騰は、液体の局所蒸気圧が液体における局所周囲圧力を越えて上昇し、液体から気体への相変化をもたらすのに十分なエネルギーが存在する場合に発生することができる。液体における局所周囲圧力が、部分的には局所温度での液体の引張強度によって与えられる値を有する飽和蒸気圧より著しく低下する場合に、キャビテーション初生が発生することができると考えられる。したがって、必須ではないが、キャビテーション初生は、蒸気圧によってではなく、代りに最大核の圧力によって、または蒸気圧と最大核の圧力との差によって決まると考えられる。したがって、蒸気圧よりわずかに低い圧力に流体をさらすことにより、概してキャビテーション初生はもたらされないと考えられる。しかしながら、液体における気体の溶解度は、圧力に比例し、したがって、圧力を低下させることは、流体内部の溶存気体のうちの幾分かが、キャビテーション初生で形成される気泡のサイズに比較して相対的に大きい気泡の形態で放出されるようにする傾向があり得る。これらの相対的に大きい気泡は、蒸気キャビテーション気泡であるものとして間違って解釈される可能性があり、流体内にそれらが存在することは、文献のいくつかの報告では、キャビテーションが存在しなかった可能性がある場合に、キャビテーションによってもたらされているものとして間違って記載されていた可能性がある。
したがって、いくつかのシステムおよび方法では、脱気流体を使用することが有利である可能性があり、脱気流体は、通常の(たとえば非脱気)流体を使用するシステムおよび方法に比較して、治療中に溶液から気泡が出て来るのを阻止し、低減しまたは防止することができる。(通常の流体に比較して)治療流体の気体含有量が低減した歯科処置では、歯の表面または歯の間の小さい空間には、溶液から出てきた気泡はない可能性がある。圧
力波発生器によって発生する音波は、脱気流体内を伝播して、表面、亀裂ならびに歯の空間および空洞に達してそれを洗浄することができる。いくつかの処置では、脱気流体は、約500ミクロン、200ミクロン、100ミクロン、10ミクロン、5ミクロン、1ミクロン以下の程度の空間に浸透することができる可能性があり、それは、(通常の溶存気体分を含む流体の使用に比較して)気泡が溶液から出てこれらの空間を閉塞するのが阻止されるほど、脱気流体に十分に気体がないためである。
うに、一次脱気流体を十分に脱気することができる。
ば歯の中または歯の間の小さい空間または亀裂における)空気(または気体)の気泡の形成を阻止し、かつ/または歯の中の小さい空間(たとえば、亀裂、不規則な表面、小管等)に脱気流体の流れを提供することができる。液体ジェットを利用する実施形態では、脱気流体の使用により、液体ジェットが形成されるノズルオリフィスにおいて圧力が降下するため、気泡がジェット内で生じるのを阻止することができる。
はない。むしろ、発明の態様は、あらゆる単一の上に開示した実施形態のすべての特徴よりは少ない特徴の組合せにある。
Claims (20)
- 外面にう蝕領域を有する歯を治療するシステムであって、
流体を保持するようなサイズおよび形状であるチャンバを有する流体プラットフォームであって、前記チャンバが前記歯の前記外面に対して少なくとも部分的に封止されたときに前記チャンバが前記歯の前記外面における前記う蝕領域の周囲に密封空間を画定するように、前記チャンバが、前記う蝕領域にわたって前記歯の外面に結合されかつ前記外面に対して少なくとも部分的に封止するように構成されている、流体プラットフォームと、
前記チャンバ内に配置されるように構成された先端を有し、かつ前記保持流体内に前記う蝕領域を洗浄するのに十分なエネルギーの圧力波を発生させるように構成された圧力波発生器であって、前記先端が前記う蝕領域の近くの前記歯の外側に配置される圧力波発生器と、
を具備し、
前記圧力波発生器が、さらに、広帯域出力スペクトル及び複数の周波数を有する圧力波を生成するように構成され、前記広帯域出力スペクトルは、1Hzから100kHzの範囲の周波数において著しい出力のエネルギーを含み、前記圧力波が前記著しい出力のエネルギーで生成される前記複数の周波数は、少なくとも1つの連続した周波数範囲を形成するシステム。 - 前記圧力波発生器が、前記保持流体内に、前記チャンバに実質的に流体が充填されたときに前記う蝕領域を洗浄するのに十分な圧力波を発生させるように構成されている、請求項1に記載のシステム。
- 前記流体プラットフォームが、前記チャンバを備えるキャップと、前記キャップを前記歯に封止するように構成されたシールとを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記キャップが、少なくとも2つの隣接する歯に結合されるように構成されている、請求項3に記載のシステム。
- 前記圧力波発生器が、液体ジェット装置、レーザ、機械的ロータ、超音波ホーンまたは圧電発振器を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記圧力波発生器が前記液体ジェット装置を含む、請求項5に記載のシステム。
- 前記流体プラットフォームが、前記チャンバから廃棄流体を除去するように構成された出口を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記流体プラットフォームが、流体を前記チャンバに送達するように構成された入口を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記流体プラットフォームが、前記チャンバ内に保持される前記流体の圧力を少なくとも部分的に調整するように構成された通気孔を備える、請求項1に記載のシステム。
- 先端を有し前記圧力波発生器を支持するハンドピースをさらに具備する、請求項1に記載のシステム。
- 前記圧力波発生器の少なくとも一部が、前記ハンドピースの前記先端に配置されている、請求項10に記載のシステム。
- 前記流体プラットフォームが前記ハンドピースの前記先端に結合されるように構成されている、請求項11に記載のシステム。
- 前記流体プラットフォームが前記ハンドピースに取り付けられている、請求項11に記載のシステム。
- 歯の外面におけるう蝕領域を洗浄するシステムであって、前記う蝕領域が、少なくとも部分的に2つの隣接する歯の間の空間に配置されており、前記システムが、
前記空間内に少なくとも部分的に流体を保持するように構成された流体保持器であって、前記チャンバが前記歯の前記外面に対して少なくとも部分的に封止されたときに前記歯の前記外面における前記う蝕領域の周囲に密封空間を画定するチャンバを有する流体保持器と、
前記歯の間の前記空間内の前記保持流体内に圧力波を伝播させて前記う蝕領域を洗浄するように構成された圧力波発生器であって、前記チャンバ内に配置されるように構成された先端を有し、かつ前記保持流体内に前記う蝕領域を洗浄するのに十分なエネルギーの圧力波を発生させるように構成され、前記先端が前記う蝕領域の近くの前記歯の外側に配置される圧力波発生器と、
を具備し、
前記圧力波発生器が、さらに、広帯域出力スペクトル及び複数の周波数を有する圧力波を生成するように構成され、前記広帯域出力スペクトルは、1Hzから100kHzの範囲の周波数において著しい出力のエネルギーを含み、前記圧力波が前記著しい出力のエネルギーで生成される前記複数の周波数は、少なくとも1つの連続した周波数範囲を形成するシステム。 - 前記圧力波発生器が、前記空間の外側に配置されるように構成されている、請求項14に記載のシステム。
- 前記圧力波発生器が、前記空間の外側に前記圧力波を発生させるように構成されている、請求項15に記載のシステム。
- 前記う蝕領域が、完全に前記2つの歯の間に配置されている、請求項14に記載のシステム。
- 脱気液を前記空間へ送達するように構成された流体入口をさらに具備し、
前記保持流体が前記脱気液を含む、請求項14に記載のシステム。 - 前記広帯域出力スペクトルが、100kHzより大きい周波数のエネルギーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記広帯域出力スペクトルが、100kHzより大きい周波数のエネルギーを含む、請求項14に記載のシステム。
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