JP6798986B2 - ホワイトニングシステム及び方法 - Google Patents

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Description

本発明は、デンタルケア技術及び関連技術に関し、より具体的には、歯を白色化（ホワイトニング）する方法に関する。
過酸化水素や、過酸化カルバミド及び過炭素ナトリウムのような他の漂白剤に基づく、ホワイトニング製品は、練り歯磨き、過酸化物ゲルストリップ(peroxide gel strips)、ホワイトニング溶液、及びマウスウォッシュを含む。その目的は、通常、使用者に害を与えない容認可能な時間期間内で、歯のエナメル質及び象牙質の色変化をもたらす十分な量において、歯にホワイトニング剤を給送することである。幾つかの方法は、短い時間期間（例えば、４×１５分）に亘って光補助を伴って高濃度（例えば、２５％）の過酸化水素ゲル塗布を用いることに依存する。他の方法は、高力の光補助を伴わないで、より長い時間期間（例えば、１回の処置における又は数回の処置に亘る５〜４０時間）に亘って、より一層低い濃度のゲル又はワニス（例えば、１〜６％の過酸化水素）を用いる。高濃度の過酸化水素を用いるときには、歯肉のような軟組織への損傷を避ける配慮がなされなければならない。よって、そのような方法はしばしば規制され、医療専門家によって最良に利用される。過酸化物ゲルストリップは、より低い濃度の過酸化水素又は過酸化カルバミドを用いるが、長期間に亘って処置されるべき歯の上にプラスチックストリップを被せることを強いるか、或いは長期に亘って新しいストリップを繰り返し挿入することを強いる。
ＷＯ２０１４／０９７０５３には、硬化可能なホワイトニングワニス組成物を塗布することにより歯を白色化する方法が開示されている。組成物は、その中に漂白剤を分散させたマトリクス材料を含む。塗布後、硬化させられたワニス組成物を光エネルギに晒して漂白剤の効能を高める。開示の方法は、歯に対するホワイトニング剤の塗布を制限することによって、軟組織の潜在的な損傷を避け、その上、前述の過酸化物ゲルストリップの適用に関連付けられる欠点がない。
しかしながら、ＷＯ２０１４／０９７０５３に開示されるようなホワイトニングワニスの利用可能性をもってしても、光補助を伴って高濃度の過酸化水素を用いる歯ホワイトニングは、軟組織に対する過酸化物による影響がないとしても、次には光による影響を避けるために、依然として多大の配慮を必要とする。従って、歯の表面にのみ完全に限定され、その上、高濃度の漂白剤を可能にし且つストリップを用いることの欠点のない、歯ホワイトニング方法を提供することが望まれる。
前述の願望により十分に対処するために、本発明は、１つの特徴において所望の高強度の光を歯に適用するシステムを提示し、当該システムは、光生成ユニット（１）と、空間光変調器を含む光パターン化ユニット（２）と、光投射ユニット（３）と、口撮像ユニット（４）と、口画像検知ユニット（５）と、画像処理及び制御ユニット（６）とを含み、これらのユニットのうちの２つ又はそれよりも多くは、単一のコンポーネントとして任意的に組み合わせられ、当該システムは、光生成ユニットが所望の高強度の光を放射するのを可能にする前に、口画像検知ユニットから得られる情報に基づき、画像処理及び制御ユニットが光パターン化ユニットを調節するのを可能にするように構成される。
他の特徴において、本発明は、歯のホワイトニングのためのキットを提供し、当該キットは、前段落に記載したようなシステムと、漂白剤を含む硬化可能なホワイトニングワニスの供給源とを含む。
更に他の特徴において、本発明は、光活性化される歯ホワイトニングのための非治療的な方法に関し、当該方法は、漂白剤を含む硬化可能なホワイトニングワニス組成物を歯の表面に塗布するステップと、ホワイトニングワニス組成物を硬化させるステップと、硬化されたホワイトニングワニス組成物を光に晒して漂白プロセスを加速させるステップとを含み、照らされるべき表面は照明の前に撮像され、画像は照明の曝露領域を適合させるために用いられる。
本発明に従ったシステムの実施態様の概略図である。 本発明に従ったシステムの実施態様の概略図である。
一般的な意味において、本発明は、スマート照明システムを用いることが光活性化される歯ホワイトニングワニス(tooth whitening varnish)の軟組織保護利益を大いに高め得るという、賢明な着想に基づく。加えて、本発明のスマート照明システムは、高濃度の過酸化水素を用いる従来的なホワイトニング（白色化）の場合においても有益であり得る。本発明は、特に顎外システム、即ち、それ自体は歯内に導入されずに口の外側で操作され、放射光が口に入る、システムに関する。
光活性化を伴う歯ホワイトニングワニスを使用するとき、軟組織は光によって加熱される。例えば、４６５ｎｍの青色ＬＥＤ光について、所望の安全な曝露は、典型的には、５０ｍＷ／ｃｍ２より下である。しかしながら、効率的なホワイトニングのためには、１００〜２００ｍＷ／ｃｍ２を用いることが望ましい。本発明は、歯のみに光を適用することによって、軟組織マスキングを避けることを避けるのに役立つ。ワニスの形態における歯ホワイトニング剤の提示は、歯ホワイトニング剤を歯の上に固定することにより、軟組織が化学的に刺激されるようになるのを防止するのに役立つ。濃度が低いならば、例えば、１０％より下であるならば、或いは、ゲルが歯の上に注意深く塗られ、ゲルが歯の上に存在する時間の間に、ゲルが乱されないならば、ワニスの代わりにゲルを本発明の光システムと共に用い得る。
システムは、一般的に、以下の機能のうちの１つ又はそれよりも多くを有するコンポーネント又はユニットを含む。
ａ）光生成(Light generation)：典型的には、１つ又はそれよりも多くの発光ダイオード（ＬＥＤｓ）又はレーザが、光を生成するために利用される。この目的を達成するために、システムは、光生成ユニット(light-generating unit)(１)、即ち、光を生成し且つ放射するユニットを含む。このユニットは光源を含み、典型的には、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザである。典型的には、光生成ユニットは、４００〜８５０ｎｍ、好ましくは、４００〜５００ｎｍ、例えば、４６５ｎｍの波長のＬＥＤ又はレーザ光のような、３００〜１１００ｎｍの光を放射するように構成される。本発明の結果、波長の下方端、例えば、４２０ｎｍより下を、より容易に用いることができ、本発明の故に、ＵＶへのより一層短い波長は、安全性問題がより低い傾向にあり、より効率的なホワイトニングプロセス、即ち、より素早い結果という付加的な利益を伴って用いられ得る。
ｂ）光パターン化(Light patterning)：これは空間的に異なる光パターン又は画像を生成するよう表面の上に投射され得る光を備える変調光ビームを創り出すこと、即ち、光ビーム内の光の角度又は空間位置に依存して異なる変調に光を晒すことを指す。空間光変調は当業者に周知である。それは変調デバイスを通じて光ビームを通すことを概ね暗示し、変調デバイスは光が変調デバイスを通過する位置に依存して異なる変調をもたらし、或いはそれは変調デバイスの表面から光を反射させることを概ね暗示し、表面から反射させられる光の角度は光が変調デバイスに衝突する位置に依存する。従って、歯の上に投射される光のビーム内の光線の強さは、全体的な光ビーム内でのそれらの空間位置及び角度に応じて異なる。
それによって、（例えば液晶デバイス又はＤＬＰ［デジタル光処理］デバイスを含み得る）空間光変調器を通じて光のビームを通すことによって光を空間的に変調し得る。レーザのような狭いビーム光源の場合には、より広く空間的に可変のビームを形成するよう、ある範囲の角度に亘って光源ビームを偏向させることも概ね望ましい。これを達成するために、本発明のシステムは、光パターン化ユニット(light-patterning unit)(２)を含む。このユニットは、照らされるべき表面の上に形成される光パターンの空間的な変動を生成するのに役立つ。光パターン化ユニットは、別個のユニットであり得るが、光パターン化ユニットは、光生成ユニットと統合されてもよい。後者の場合、光パターン化ユニットは、空間的に調節可能な光源の形態において提供されてもよく、それにより、光生成ユニットによって放射される光を１以上の所望の方向（上、下、左、右）に向け得る。光パターン化ユニットは、空間的に調節可能な光源と１以上のミラー及び／又は１以上のレンズの別個のセットとの組み合わせでもあり得る。光生成及び光パターン化を別個のコンポーネントによってもたらし得るが、組み合わせられた光生成及び光パターン化を、単一の画素化された光源、例えば、異なる明るさ(brightness)を有するよう個別に制御可能なＬＥＤｓのアレイ（配列）によって、もたらし得る。
ｃ）光投射(Light projection)：空間的に可変の光ビームは、それが口の位置で集束された空間的に可変な光パターンを形成するように投射される。これを、例えば、光パターンの全体的な大きさを制御する並びに光パターンが歯で集束されることを保証するレンズ及び／又はミラーのシステムを用いて、遂行し得る。これを達成するために、本発明のシステムは、光投射ユニット(light-projection unit)(３)を含む。
ｄ）口撮像(Mouth imaging)：これによって、口の画像が適切なカメラレンズによって撮像デバイスの上に形成される。光投射及び口撮像を別個のコンポーネントによってもたらし得るが、光パターンの投射及びセンサの上の画像の形成を、例えば、レンズ及びミラーのシステムにおいて、組み合わせてもよい。ミラーは、波長依存特性を有し得る（例えば、二色性ミラー）。
ｅ）口画像検知(Mouth image sensing)：画像センサ（イメージセンサ）が、光学画像を電子信号に変換するデバイスである。それはデジタルカメラ、カメラモジュール、他の撮像デバイスの分野の当業者に知られている。早期の類似のセンサは、ビデオ撮像管(video camera tubes)であった。現時点で用いられている種類は、半導体電荷結合デバイス（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）又はＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ、ライブＭＯＳ）技術におけるアクティブ画像センサ(active pixel sensors)である。一般的に、口撮像及び口画像検知は、口の画像を口画像データに変換するようＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサを含むデジタルカメラのような撮像デバイスによってもたらされる。
本発明のシステムは、口撮像ユニット(mouth imaging unit)(４)を含む。このユニットは、典型的には、上で議論したＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのような口撮像ユニット(mouth image sensing unit)(５)と共に、照明によって覆われるべき領域の画像を表現するのに役立つ。典型的には、このユニットは、光学的に見える画像を作るよう、カメラを含む。しかしながら、撮像ユニットは、例えば、光以外の電磁放射の様々な形態によって、ある領域を走査（スキャン）して、走査した領域に基づく画像を表現し得る、任意の他のユニットであってもよい。撮像ユニットは、典型的には、別個のユニットであるが、撮像ユニットは、例えば、カメラのレンズを、放射光を方向付けるレンズとしても用いることによって、光投射ユニットと統合させられ得る。撮像ユニットは、ユニットのうちの任意の他のものとも統合させられ得る。好ましくは、撮像ユニットは、光生成ユニットの波長と異なる波長に基づき、好ましくは、軟組織に損傷を引き起こす傾向のない波長で、作動し得る。好ましくは、撮像ユニットは、具体的には、カメラ及び関連する撮像ソフトウェアは、歯及び歯肉の反射率に大きな相違がある波長で作動する。これを達成するために、好適な波長は、約６２５ｎｍよりも短く、例えば、６００ｎｍ（具体的には、黄色−緑色−青色−紫色）よりも短い。歯及び歯肉を容易に区別し得る画像を生成するために、（赤色を含む）波長の組み合わせを用い得る。
撮像ユニットが光生成ユニットの波長と異なる波長に基づき作動することを手配することは、画像センサを高強度の光で飽和させるのを賢明に避ける。それによって、撮像ユニットのための波長は、光生成ユニットの波長よりも高く又は低くあり得ることが理解されるであろう。この好適な実施態様において、撮像ユニットのための波長及び光生成ユニットによって放射される波長は異なり得るが、依然として同じ好適な範囲内にある。
撮像ユニットのための波長は、好ましくは、４００ｎｍであり、より好ましくは、４１０ｎｍより上である。好適な上限の６２５ｎｍは、歯と歯肉との間の良好なコントラストを生成するのを保証するのに役立つ。
ｆ）画像処理及び制御(Image processing and control)：口画像データは解析され、空間的に変化する光ビームを制御するために用いられる。本発明のシステムは、画像処理及び制御ユニット(image processing and control unit)(５)を含む。画像処理及び制御ユニットは、典型的には、データ処理ユニット、ＣＰＵ（中央処理装置）、又はデータを受信して処理し得る任意の他のユニットである。本発明のシステムにおいて、画像処理及び制御ユニットは、情報、典型的には、撮像ユニットから得られる画像に基づき、光パターン化ユニットを調節するのに役立つ。この調節は、典型的には、光生成ユニットが光を放射する前に行われる。何故ならば、これは光が軟組織のような望ましくない領域に影響を与えるのを防止するからである。画像処理及び制御ユニットは、別個のユニットであり得るが、画像処理及び制御ユニットは、本発明のシステムの他のユニットのうちの１つ又はそれよりも多くと統合させられてもよい。具体的には、画像処理及び制御ユニットを、撮像ユニット（画像処理及び制御ユニットは撮像ユニットから処理されるべき撮像データを受信する）、光パターン化ユニット（光パターン化ユニットは処理されるときに撮像データに基づき調節される）、又は両方と統合させ得る。
ユニットの全てを含む、前述のユニットの２つ又はそれよりも多くのうちの任意の１つの組み合わせを、統合し得ることが理解されるであろう。ユニットが統合されるという事実は、一般的に、そのようなユニットが、単一のデバイスの部分であること又は単一のプラットフォームの上に含められることを意味する。前述のユニットは互いに適切な光学的な及び電気的な接続を有することも理解されるであろう。適切な接続及びシステムを作動させる適切なソフトウェアは、それ自体、当該技術分野において標準的な品目であり、ここでは説明を必要としない。
任意的に、しかしながら、好ましくは、本発明のシステムは、リップリトラクタ(lip retractor)も含む。リップリトラクタは、歯ホワイトニングのような歯処置における使用のための既知のデバイスである。それは、初めに、その従来的な目的を果たす、即ち、特にホワイトニング組成物が硬化するときに、唇がホワイトニング組成物と接触するようになるのを防止し、歯表面を処置に最適に晒すのに役立つ。本発明のシステムにおいて、リップリトラクタの存在は、リップリトラクタを撮像ユニットのための基準フレームとして有利に用い得る点において、追加的な利益ももたらす。何故ならば、それは撮像されるべき領域を定めるのに役立つからであり、且つ／或いは、それは集束補助(focusing aid)としての働きをするからである。
スマート照明システムは、図１及び図２を参照して図式的に例示されている。本発明はいずれかの図面に示される実施態様に限定されないことが理解されるであろう。従って、以下の記述は、図１に示すコンポーネントを議論するが、必ずしも図示されていない他の実施態様にも適用可能である。前記コンポーネントは、互いに直接的に又は間接的に通信する。当業者は、それらの述べられる機能の結果として、これらのコンポーネントが互いにどのように相互作用するかを理解するであろう。
図１に示す典型的な実施態様において、本発明のスマート照明システムは、以下のように作動する。スマート照明システムは、可能であれば、リップリトラクタを画像領域及び焦点のための基準フレームとして用いて作動する、口撮像ユニット（４）及び口画像検知ユニット（５）を含む、カメラ（典型的には、デジタルカメラ）を用いて歯を撮像する。画像処理ソフトウェアは、例えば、色及び強度データを閾値化することによって、歯の領域を決定する。ＬＥＤ源、例えば、光生成ユニット（１）からの青色光が、光パターン化ユニット（２）として示される、ＤＬＰアレイ又は（デジタルプロジェクタにおいて用いられるような）類似物を介して（任意的に、カメラと同じ光学を通じて）歯の上に投射され、歯の画像は、ＤＬＰに供給されるマスクパターンを創り出すために用いられる。再び、自動整列のために、リップリトラクタが用いられてよい。カメラ（４，５）及びＤＬＰ（２）を実時間において用いて、あらゆる動きを調節し得る。そして、光源を時限プログラムに従って変化させ得るし、或いは、例えば、動きが激しい(severe)或いは画像が変化させられる或いは遮られるならば、光源を減少させ或いは停止し得る。
任意的に、ビームスプリッタが設けられ、よって、カメラ及びプロジェクタが同じ出力経路を共用するのを可能にする。好ましくは、カメラ及び画像処理ソフトウェアは、歯及び歯肉の反射率に大きな相違がある波長（概ね約６５０ｎｍ未満）及び画像を破壊する(swamp)強い青色光源と異なる波長で作動する。
図１において、光投射ユニット（３）を用いた光パターンの投射及び口撮像ユニット（４）を用いたセンサ上の画像の形成は、レンズ及びミラーのシステム内で組み合わせられる。
図２には、光投射及び撮像の機能が分離された構成が示されている。そこでは、口撮像ユニット（４）は、口画像検知ユニット（５）と共に、口の画像を表現し、その画像は、画像処理及び制御ユニット（６）によって処理される。後者のユニットは、光投射ユニット（３）が光生成ユニット（１）によって放射されるような光を口の所望の領域の上に投射させるよう、光パターン化ユニット（２）を調節するのに役立つ。
スマート照明システムは、好ましくは、２００ｍＷ／ｃｍ２までの入射強度をもたらす。
画像処理は、歯の領域を計算するのに役立ち、必要とされるならば、正しい出力密度を与えるようＬＥＤを調節する。スマート照明システムと歯との間の距離は固定され得るし、或いは、それは自動集束システムによる測定に基づき調節可能であり得る。本発明のシステムは、好ましくは、操作者調節又は較正を必要としない。任意的には、ダミーの歯(dummy teeth)を備える試験リップリトラクタを設け得る。
本発明は、光活性化される歯ホワイトニングのための化粧方法(cosmetic method)(即ち、非治療方法)にも関する。その方法は、漂白剤を含む硬化可能なホワイトニングワニス組成物を歯の表面に塗布するステップと、ホワイトニングワニス組成物を硬化させるステップと、硬化したホワイトニングワニス組成物を光に晒して漂白プロセスを促進させるステップとを含む。本発明によれば、照らされるべき表面は、照明前に撮像され、その画像は、照明の曝露領域を適合させるために用いられる。これによって、上述のシステムを用いるのが好ましい。本発明は、前記化粧方法における使用のために、その全ての実施態様において、上述及び下述のようなシステムも含むことが理解されるであろう。
前述のことは、事前洗浄される歯表面（又は事前洗浄される複数の歯表面）のホワイトニングのための化粧方法に特に関する。洗浄は、一般的に、歯垢及び／又は生物膜)の除去を暗示する。これは歯ホワイトニング手順において、特に専門家によって行われる院内歯ホワイトニング手順において通例である。即ち、漂白自体は、化粧効果を有するように働き、それ自体は歯垢又は生物膜を除去する治療として作用しない。その上、（特に、処置されるべき表面の精密な標的化を可能にする本発明の脈絡において）、本発明に従った歯ホワイトニングは、その実施態様のいずれにおいても、歯のエナメル質で起こり、歯垢が最も見出される歯間の領域又は歯頸縁に沿う領域で起こらないことが理解されるであろう。
この方法の実施態様では、以下のステップが起こる。即ち、先ず、歯ホワイトニング方法において通常行われるように、リップリトラクタが歯の中に挿入される。歯ホワイトニングワニスが歯の上に塗られ、そして、乾燥させられる。従来的な歯ホワイトニングと異なり、ゲル塗布の前の軟組織マスキングのステップは必要でない。上述のようなスマート照明システムが歯にもたらされ、（例えば、５〜４５分に亘って、典型的には、１０〜２０分に亘って、具体的には、１５分に亘って）適用される（しかしながら、より短い又はより長い時間も想定される）。ワニスを塗布するステップ及び光を適用するステップを所望に（例えば、３〜４回）繰り返してホワイトニングプロセスを完了する。
本発明の方法は、専門的な「院内」の脈絡における歯ホワイトニングについて特に有益である。これは、典型的に専門的な処置である高濃度（例えば、２５％）の過酸化水素を用いる場合における従来的なホワイトニングと比較すると、軟組織が影響を受けるのを防止することに関して、本発明がもたらす大きな利益に関して、特に当て嵌まる。その上、本発明のシステムを構成する機器は、家庭でよりもむしろ専門家のオフィスにおいて、より経済的に且つより有利に適用されるであろう。それにも拘わらず、ＬＥＤのような発光デバイスのために、デジタルカメラのために、並びに画像処理ユニットのために現時点で利用可能なサイズ減少の程度を考慮すると、様々なユニットを家庭サイズの機器に統合することは考えられる。特に、本発明のシステムは、適切に行われるならば、軟組織に影響を与えがちでない、方法を用いることを可能にするので、本発明は、高濃度の過酸化水素を用いるときに、従来的なシステムよりも、例えば、家庭で一般人によってより良好に適用可能であるという、利益を有する。
本発明の方法の更なる特徴及び使用されるホワイトニングワニスは、前述のＷＯ２０１４／９７０５３に開示されるものと本質的に同じであり、その開示を本明細書中に参照として援用する。
具体的には、それにより、ホワイトニングワニス組成物及び任意的な障壁層を人の歯に塗布して歯を白色化し得る。組成物１０は、歯科医のような歯科専門家によって又は装着者によって塗布されてよい。例えば、ペン、ブラシ、フォーム、又は布アプリケータのような、アプリケータを用いて、ホワイトニングワニス組成物を歯に塗布して、層を形成し得る。他の実施態様において、組成物は、歯に隣接して位置付けられ、次に、取り外される、歯科トレイのような、アプリケータ内に挿入されてよい。これはホワイトニングワニス組成物の部分的な硬化の後であり得る。然る後、本発明のシステム及び方法を用いて、更なる硬化が行われる。
ホワイトニングワニス組成物１０は、例えば、１０〜１００μｍ、例えば、約５０μｍのような、１０〜５００μｍの厚さで、歯に塗布されてよい。任意的に、ホワイトニング組成物の層の上に、障壁層が塗布されてよい。
次に、ホワイトニングワニス組成物を硬化させ(cured)或いはその他の方法で硬くして(hardened)、歯の上に漂白剤を含む膜を形成する。硬化(curing)／硬くすること(hardening)は、光、水分、溶剤蒸発、又はこれらの組み合わせを用いて、行われてよい。１つの実施態様において、ワニス組成物は、例えば、歯の上に自然に存在する唾液によって、水分硬化される、樹脂成分を含むマトリクス材料を含む。他の実施態様において、マトリクス材料は、蒸発する溶剤を含む。更に他の実施態様において、マトリクス材料の樹脂成分は、硬化剤を含み、適切に位置付けられる光源からの青色光のような光によって硬化される。本発明では、硬化のために光が用いられるならば、漂白プロセスを助ける光をもたらすのに特に役立つ上述のシステムを、光をもたらすために用い得る。硬化が青色光による場合には、特に硬化が比較的長くかかる場合には、これは特に有益である。硬化するのに数分又はそれよりも長くかかる組成物について、唇及び／又は歯のような肉口内の軟組織は、好ましくは、例えば、リップリトラクタを用いて、歯から離れて保持され、好ましくは、本発明のスマート照明システムが用いられる。任意的な障壁層(barrier layer)をホワイトニングワニス組成物と同時に硬化させ得るし、或いは、任意的な障壁層をその後に塗布して硬化させ或いは別個に硬化するのを可能にさせ得る。
次に、硬化したホワイトニングワニス組成物中の漂白剤は、光エネルギの適用によって活性化される。光エネルギは、漂白剤と使用者の歯の上の染みとの間の相互作用の化学反応を強める。光は上述のようなスマート照明システムによって適用される。プロセスのこのステップのために、非干渉光又は干渉光、例えば、４００〜８５０ｎｍの波長のＬＥＤ又はレーザ光、例えば、５４０〜７００ｎｍの波長のＬＥＤ又はレーザ光のような、３００〜１１００ｎｍの波長のＬＥＤ又はレーザ光が用いられてよい。例示的な実施態様では、４００〜７００ｎｍの間の可視スペクトルにおける光エネルギがワニスで覆われた歯に適用される。レーザは、レーザのエネルギが歯組織によってよりもむしろ染みによって大いに吸収されるよう、染み分子の色に養成された波長をもたらすように選択されてよい。光エネルギの適用は、例えば、１５〜１８０分のような、約３〜３００分の処置期間に亘って、例えば、約３０〜１２０分に亘って維持されてよい。染みのある歯の照明は、歯毎に個別に、歯の小さな群において、或いは全体的に全ての歯で同時に行われよい。光源から現れる光は、連続的（処置全体で「オン」）であってよく、断続的（短い休止中断を伴って主として「オン」）であってよく、パルス化（所定の時限順序及び強度における「オン」及び「オフ」）されてよく、或いは連続的、断続的、及びパルスの組み合わせであってよい。
例示的な実施態様では、約２５〜約２００ｍＷ／ｃｍ２の光が、歯の表面に連続的に適用されてよい。例示的な実施態様において、染み付き歯の漂白は、漂白剤を軽く活性化させるアルゴンイオンレーザを用いて達成される。可視スペクトルにおいて、アルゴンは、４５０〜５３０ｎｍの範囲内の波長を備える青色及び緑色光をもたらす。例示的な実施態様において、４６５ｎｍの青色光が、２５〜２００ｍＷ／ｃｍ２の出力密度で適用される。例示的な方法では、歯科専門家（例えば、歯科医）がワニス組成物を塗布した後に、歯科医又は他の歯科専門家は、本発明のシステムを用いて、患者の椅子の脇で(chair-side)、ある時間期間（例えば、１〜２時間）に亘って強い青色光を適用する。これは２時間の椅子時間(chair time)中のワニス及び光の単一の処置又は多数のより短い適用を含んでよい。光処置の適用後、患者は歯科専門家のオフィスを出てよく、ワニスは患者の歯の上に残され、患者が歯科専門家のオフィスを出た後に白色化し続ける。これはワニスがある程度の後の時に除去されるまで続く。例示的な実施態様において、患者は、ワニスが損なわれていない間に、家で携帯用の発光マウスピースを用いて、断続的に更に促進させてよい。処置期間の終わりに、組成物を歯から剥ぎ取ることによって及び／又は歯を磨くことによって、歯から組成物を取り除くことが概ね可能である。実施態様において、ホワイトニングワニス組成物は、光処置の終了後、約３０分〜約１０時間に及ぶ時間期間に亘って歯の上に留まる。プロセスは、所望の色変化がもたらされるまで、或いは、歯の白さを維持するために、例えば、１日、１週、又は１月に１回又は２回、或いはより低い頻度で繰り返されてよい。
実施態様において、硬化するホワイトニングワニス組成物は、約１０分〜約１２０分の範囲内の総光曝露時間に亘って、１つ又はそれよりも多くの処置において光に晒される。実施態様では、漂白プロセスを加速させるために、約４００ｎｍから約５００ｎｍの範囲内の波長を備える光が、硬化したホワイトニングワニス組成物中に適用される。実施態様において、硬化したホワイトニングワニス組成物は光に４回晒され、４回の各々において、約２５〜約２００ｎＷ／ｃｍ２の光が、約１５分の期間に亘って、約６０分の総光曝露時間に亘って、硬化したホワイトニングワニス組成物に適用されて、漂白プロセスを加速させる。
光が２つの異なる目的、即ち、（ワニスが光硬化可能であるならば）ホワイトニングワニス組成物を硬化させること及び漂白プロセスを加速させることのために適用されてよいことが上述から明らかである。硬化させるステップのための光適用パラメータは、漂白加速ステップのためのパラメータと異なってよい。典型的には、光硬化は、短い曝露（例えば、３０秒〜３分）のみを必要とし、漂白加速は、典型的には、幾分より長い曝露（例えば、１０分〜１２０分）を必要とする。
ホワイトニングワニス組成物１０は、歯科漂白剤を含む。例示的な漂白剤は、周囲条件で固体であり、尿素及び過酸化水素の付加物（ＣＨ４Ｎ２Ｏ−Ｈ２Ｏ２）である過酸化カルバミドを含む。この材料は水と接触すると過酸化水素を放出する。他の例示的な漂白剤は、アルカリ金属過炭酸塩、過ホウ酸ナトリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化カルシウム、過酸化亜鉛、過酸化マグネシウム、過酸化ストロンチウム、他の過酸化水素複合体、亜塩素酸ナトリウム、それらの組み合わせ、及び同等物を含む。本明細書中で用いるとき、「漂白剤」という用語は、それ自体が漂白する化合物を指し、過酸化水素のような漂白剤を形成するよう反応する或いは分解する、過酸化カルバミドのような、漂白前駆体である化合物を指す。
ホワイトニングワニス組成物は、最大約９５重量％又は最大約６０重量％のような、少なくとも５ｗｔ％又は少なくとも１０重量％の濃度にある、漂白剤、例えば、過酸化カルバミドを含み得る。一例として、２０重量％の過酸化カルバミドは、約６重量％の粒子当たり過酸化水素濃度に対応する。上記のように、より高い濃度の漂白剤を利用して、少なくとも２重量％以上のホワイトニングワニス組成物１０中の全体濃度を達成してよい。
実施態様において、ワニスは、硬化させられるときに、最大３０％の過酸化水素を含む。過酸化カルバミドで処方されるそのような組成物は、粘性及び硬化時間のような、ワニスの特性に影響を与えるのに十分な水と接触すると、あるレベルの尿素の放出を引き起こすことがある。従って、過酸化カルバミドの代わりに、４０％の水の中の６０％の過酸化水素の溶液のような、水性の過酸化水素を用いて、そのような組成物が処方されてよい。例示的なワニス組成物。
適切なホワイトニングワニス組成物１０は、（例えば、溶剤蒸発による）自己硬化及び光硬化組成物を含む。
ホワイトニングワニスの成分について並びにホワイトニングワニスの例示的な組成物について、ＷＯ２０１４／０９７０５３中のその広範な開示が参照される。
漂白剤は、好ましくは、１〜２５％の濃度範囲にある過酸化水素である。興味深い実施態様において、濃度は、専門的な使用のために、１５〜２５％であり、典型的には２０％であり、家庭での使用のために、５〜１０％であり、典型的には８％である。より厳格な規制の法域において、百分率はより低く、ＥＵ内の家庭での使用について、例えば、２〜５％、典型的には３．７５％であり得る。
ワニスの除去性を向上させるために、光の影響下での硬化の後、典型的には１０〜２０重量％の量において、プロピレングリコール又はジプロピレングリコールのような軟化剤を含むのが好ましい。そのように行うとき、ポリマ・マトリクスの割合を減少させることによって、所望の粘性を維持するのが推奨される。
本発明は、歯のホワイトニング用のキットにも関し、キットは、その実施態様のいずれかにおける上述のようなシステムと、上述のその実施態様のいずれかにおける硬化可能なホワイトニングワニスの供給源(supply)とを含む。硬化可能なワニスの供給源は、例えば、ワニスを含む容器の形態にある。容器は、例えば、ボックス、チューブであり得るし、それは１つのコンポーネントの形態であってよく、或いは複数のコンポーネントの形態、典型的には、２つのコンポーネントの形態にあってよい。そのようなコンポーネントを別個に詰めることができ、その場合、硬化可能な供給源は、１つよりも多くの容器のように、パッケージより多くを含む。
図面及び前述の記述中に本発明を詳細に例示し且つ記載したが、そのような例示及び記述は例示的又は例証的であると考えられるべきであり、限定的であると考えられるべきでない。本発明は開示の実施態様に限定されない。
例えば、画像処理及び制御ユニットからのフィードバックを利用して光パターン化ユニットを手動で設定する実施態様において本発明を作動させることが可能である。
興味深い代替的な実施態様において、より物陰にありがちな、具体的には、隣接歯間空間内にある口の両側で、歯に光を向けることを改良する手段が取られる。これはホワイトニングの均一性を強化するのに役立つ。この目的を達成するために、２つのプロジェクタ(projectors)又は２つの映写レンズ(projection lenses)を配置して口の左側及び右側を照らし得る。更に、歯の色の段階的な変化を招くことがある鋭利な境界を避けるよう、投射される光パターンの縁での光の強度を徐々に変化させ得る。数多くの方法において、例えば、強度を徐々に変化させる(grading)ことによって、空間ディザーリング(spatial dithering)によって、又は時間ディザーリング(temporal dithering)によって、この勾配付け(grading)を行い得る。
更に他の実施態様において、画像処理要件は、走査スポットを歯／歯肉の上に投射することによって単純化される。これは典型的には周期的に（例えば、患者の有意な動きが検出されるときに）行われる。利益は、各投射画素（スポット位置）について、それが歯又は歯肉に位置するか否かを検出することが可能であるという事実から来る。これはカメラ／複数のカメラによって記録される画像中の画素の位置を投射画像中の画素の位置に関係付けなければならないことを回避する。
動的な光パターンを生成するために空間光変調器を用いる代わりに、カメラ画像から生成されるカスタム印刷されたマスクパターンを用いることも可能である。
当業者は、図面、本開示、及び付属の請求項の研究から、開示の実施態様に対する他の偏向を理解し且つ行い得る。請求項において、「含む」という用語は、他の要素又はステップを排除せず、単数形の表現は、複数を排除しない。本発明の特定の構成が相互に異なる従属項において引用されているという単なる事実は、これらの構成の組み合わせを有利に用い得ないことを示さない。請求項中の如何なる参照記号も、その範囲を限定するものと理解されてならない。
要約すると、我々は、歯ホワイトニングの脈絡において歯に光を適用するスマート照明システムをここに開示する。これは具体的には光硬化可能なホワイトニングワニスが提供される歯に関する。システムは、光生成ユニットと、光パターン化ユニットと、口撮像ユニットと、口画像検知ユニットと、画像処理及び制御ユニットとを含み、口画像検知ユニットから得られる情報に基づき画像処理及び制御ユニットが光パターン化ユニットを調節するのを可能にするように構成される。そのようにすることによって、光生成ユニットが光を放射するのを可能にする前に、歯ホワイトニングを助けるために放射される光が軟組織に影響を与えないことを保証し得る。

Claims (12)

  1. 所定の強度の光を歯に適用するシステムであって、
    光生成ユニットと、空間光変調器を含む光パターン化ユニットと、光投射ユニットと、光学口画像を撮像する口撮像ユニットと、前記光学口画像をデジタル口画像情報に変換する口画像検知ユニットと、画像処理及び制御ユニットとを含み、これらのユニットのうちの２つ又はそれよりも多くは、単一のコンポーネントとして任意的に組み合わせられ、
    前記画像処理及び制御ユニットは、前記口画像検知ユニットから得られる前記デジタル口画像情報に基づき、前記光生成ユニットによって放射される光を口内の歯に投射させるよう、前記光パターン化ユニットを調節するように構成される、
    システム。
  2. 前記空間光変調器は、デジタル光処理デバイス又は液晶デバイスを含み、前記光パターン化ユニットは、前記画像処理及び制御ユニットと通信する、請求項１に記載のシステム。
  3. リップリトラクタを更に含む、請求項１又は２に記載のシステム。
  4. 前記リップリトラクタは、前記撮像ユニットについての基準フレームとして用いられる、請求項３に記載のシステム。
  5. 前記口撮像ユニットは、前記光生成ユニットの波長と異なる波長に基づき、４００ｎｍ〜６２５ｎｍの範囲内の波長で撮像する、請求項１乃至４のうちのいずれか１項に記載のシステム。
  6. 前記光生成ユニットは、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長の光を放射するように調節される、請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載のシステム。
  7. 口の左側及び右側を照らすように構成される２つの映写レンズを更に含む、請求項１乃至６のうちのいずれか１項に記載のシステム。
  8. 前記光投射ユニット及び前記口撮像ユニットは、レンズ及びミラーの単一のシステムの中で組み合される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載のシステム。
  9. 歯のホワイトニングのためのキットであって、
    請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載のシステムと、漂白剤を含む硬化可能なホワイトニングワニスの供給源とを含む、
    キット。
  10. 前記ホワイトニングワニスは、自己硬化可能、水分硬化可能、又は光硬化可能である、請求項９に記載のキット。
  11. 前記漂白剤は、過酸化水素又は過酸化カルバミドである、請求項９又は１０に記載のキット。
  12. 前記漂白剤は、１％〜２５％の濃度の過酸化水素である、請求項１１に記載のキット。
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