RU2170051C2 - Electrophoretic toothbrush - Google Patents
Electrophoretic toothbrushInfo
- Publication number
- RU2170051C2 RU2170051C2 RU98116974A RU98116974A RU2170051C2 RU 2170051 C2 RU2170051 C2 RU 2170051C2 RU 98116974 A RU98116974 A RU 98116974A RU 98116974 A RU98116974 A RU 98116974A RU 2170051 C2 RU2170051 C2 RU 2170051C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- electrode
- toothbrush
- galvanic
- nep
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к устройствам медицинской стоматологической техники, в частности к зубным щеткам. Оно может быть использовано для очистки зубов, насыщения эмали зубов профилактическими противокариесными средствами, для введения лекарственных веществ в биологические ткани полости рта, в частности пародонта, а также для подавления активности воспалительных процессов и уменьшения болевых ощущений. The present invention relates to devices for medical dental technology, in particular to toothbrushes. It can be used to clean teeth, saturate tooth enamel with preventive anti-caries agents, to inject drugs into biological tissues of the oral cavity, in particular periodontal, as well as to suppress the activity of inflammatory processes and reduce pain.
Устройства для очистки зубов и полости рта как гигиенические средства широко известны. К ним относятся зубные щетки, зубочистки, аппликаторы и др. Основными составными частями каждой зубной щетки являются корпус и элементы очистки зубов, в частности, в виде щетины, закрепленные на одном из концов корпуса. В корпусе могут быть выполнены каналы, гнезда, насечки и другие приспособления для удобства пользования и промывания (см. Ю.А. Федоров, В.Н. Корень "Основы гигиены полости рта", - Л.: "Медицина", 1978, с. 93...100). Devices for cleaning teeth and the oral cavity as hygiene products are widely known. These include toothbrushes, toothpicks, applicators, etc. The main components of each toothbrush are the body and the elements for cleaning the teeth, in particular in the form of bristles attached to one end of the body. In the housing canals, nests, notches and other devices can be made for ease of use and washing (see Yu.A. Fedorov, V.N. Root "Fundamentals of oral hygiene", - L .: "Medicine", 1978, p. 93 ... 100).
В естественных условиях процесс минерализации зубной эмали носит в основном диффузионный характер и может быть условно разбит на три этапа. Первый этап - диффузия микроэлементов из слюны через гидратированный слой поляризованных молекул воды, образующийся на поверхностном слое зубной эмали, с созданием своеобразного депо минералов на поверхности эмали, второй этап связан с поверхностной диффузией этих ионов в поверхностные слои кристаллов апатита, составляющих основу зубной эмали; третий этап - объемная диффузия ионов минералов с поверхности в объем кристаллов. Каждый из этапов имеет свои характерные времена диффузионного насыщения, много большие времени расхода накопленных в процессе чистки зубов микроэлементов. Поэтому, если в слюне возникает недостаточная концентрация минеральных элементов (а это типичная ситуация даже при абсолютно здоровых слюнных железах за счет региональной специфики воды и пищи), идет процесс деминерализации зубной эмали (обратный диффузионный процесс) с последующим образованием кариеса. Under natural conditions, the process of mineralization of tooth enamel is mainly diffusion in nature and can be conditionally divided into three stages. The first stage is the diffusion of trace elements from saliva through a hydrated layer of polarized water molecules formed on the surface layer of tooth enamel, with the creation of a kind of mineral depot on the enamel surface, the second stage is associated with the surface diffusion of these ions into the surface layers of apatite crystals that form the basis of tooth enamel; the third stage is the bulk diffusion of mineral ions from the surface into the bulk of the crystals. Each of the stages has its own characteristic times of diffusion saturation, which are much longer than the consumption of trace elements accumulated during toothbrushing. Therefore, if there is an insufficient concentration of mineral elements in saliva (and this is a typical situation even with absolutely healthy salivary glands due to the regional specificity of water and food), tooth enamel is demineralized (reverse diffusion process) with subsequent formation of caries.
В процессе традиционной чистки зубов оказывается физико-химическое воздействие на ткани зубов и полости рта химическими составляющими зубных паст, назначение которых, кроме выполнения функций освежающих дыхание, сводится также к медико-профилактической обработке полости рта. В частности, некоторые из паст содержат в качестве минерализующих компонент в микроэлементных дозах кальций, фосфор, фтор. В процессе чистки зубов ионы этих микроэлементов насыщают поверхностные ткани полости рта, способствуя процессу минерализации зубной эмали. Диффузия микроэлементов при чистке зубов происходит и в поверхностные слои мягких тканей полости рта, откуда они довольно быстро выводятся, поддерживая некоторое время высокую концентрацию микроэлементов в слюне и обеспечивая тем самым их диффузию из слюны в твердые ткани зубной эмали. In the process of traditional toothbrushing, the physicochemical effect on the tissues of the teeth and oral cavity with the chemical components of toothpastes, the purpose of which, in addition to performing the functions of refreshing breath, is also reduced to medical and preventive treatment of the oral cavity. In particular, some of the pastes contain calcium, phosphorus, and fluorine as mineralizing components in microelement doses. In the process of brushing the teeth, the ions of these trace elements saturate the surface tissues of the oral cavity, contributing to the mineralization of tooth enamel. Diffusion of micronutrients during brushing occurs also in the surface layers of soft tissues of the oral cavity, from where they are quickly eliminated, maintaining a high concentration of micronutrients in saliva for some time and thereby ensuring their diffusion from saliva into hard tissues of tooth enamel.
Однако повышение концентрации микроэлементов в слюне при традиционной чистке зубов кратковременно и во многих случаях - недостаточно. However, an increase in the concentration of trace elements in saliva during traditional toothbrushing is short-lived and in many cases is not enough.
В качестве прототипа предлагается устройство (FR N 1.583.683 от 31.01.1968). Прототип представляет собой зубную щетку, на головке которой расположены два металлических электрода, имеющих разные значения НЭП, приведенные в электрический контакт с металлическим электродом, расположенным на рукоятке зубной щетки с условием приведения в контакт с пальцами руки в процессе чистки зубов. As a prototype, a device is proposed (FR N 1.583.683 dated 01/31/1968). The prototype is a toothbrush, on the head of which there are two metal electrodes having different NEP values, brought into electrical contact with a metal electrode located on the handle of the toothbrush with the condition of coming into contact with the fingers during brushing.
Устройство работает следующим образом. В процессе чистки зубов замыкается электрическая цепь через руку, ткани полости рта и электроды. В результате осуществляется электрофорез минерализующих и лекарственных средств, нанесенных на щетину, в зубную эмаль и биологические ткани полости рта. При этом происходит многократное усиление обменных и диффузионных процессов. Кроме того, на биологические ткани полости рта в процессе чистки зубов оказывается воздействие микротоками (так называемая гальванизация), приводящее к подавлению активности воспалительных процессов и уменьшению болевых ощущений. The device operates as follows. In the process of brushing teeth, an electrical circuit is closed through the hand, oral tissues and electrodes. As a result, electrophoresis of mineralizing and medicinal products applied to the bristles, in tooth enamel and biological tissues of the oral cavity is carried out. In this case, multiple intensification of exchange and diffusion processes occurs. In addition, the biological tissues of the oral cavity during toothbrushing are exposed to microcurrents (the so-called galvanization), which suppresses the activity of inflammatory processes and reduces pain.
К недостаткам прототипа следует отнести ограниченные эксплуатационные характеристики устройства, обусловленные относительно малыми возможностями его конструктивного исполнения. The disadvantages of the prototype include the limited operational characteristics of the device, due to the relatively small capabilities of its design.
Задачей предлагаемого технического решения является улучшение эксплуатационных характеристик устройства путем расширения возможностей его конструктивного исполнения. The objective of the proposed technical solution is to improve the operational characteristics of the device by expanding the capabilities of its design.
Решение указанной задачи достигается тем, что по крайней мере некоторые из источников электрического напряжения выполнены в виде гальванического полуэлемента, представляющего собой электрод, который размещен по крайней мере частично в(на) корпусе зубной щетки с условием смачивания раствором электролита в процессе чистки зубов, при этом все источники электрического напряжения путем последовательного и(или) параллельного соединения объединены в электрическую батарею, элементами выхода которой являются излучающий(ие) и контактирующий(ие) электроды, которые могут выполнять одновременно и функцию гальванических полуэлементов, а также тем, что величина электродвижущей силы ε электрической батареи удовлетворяет следующему соотношению:
0,001B < ε ≅ j•s•(R+r), (1)
где j - плотность тока, разрешенная к применению для электрофоретических процедур в полости рта,
s - площадь касания элементов очистки с зубами и тканями полости рта в процессе чистки зубов,
R - минимальное значение сопротивления внешней цепи электрофореза,
r - внутреннее сопротивление электрической батареи.The solution to this problem is achieved by the fact that at least some of the sources of electrical voltage are made in the form of a galvanic half cell, which is an electrode that is placed at least partially in the (on) the body of the toothbrush with the condition of wetting with an electrolyte solution during toothbrushing, while all sources of electrical voltage through a series and (or) parallel connection are combined into an electric battery, the output elements of which are emitting (s) and contact ( ii) electrodes that can simultaneously perform the function of galvanic half cells, as well as the fact that the magnitude of the electromotive force ε of the electric battery satisfies the following relation:
0.001B <ε ≅ j • s • (R + r), (1)
where j is the current density allowed for use for electrophoretic procedures in the oral cavity,
s is the contact area of the cleaning elements with the teeth and tissues of the oral cavity during brushing,
R is the minimum resistance value of the external electrophoresis circuit,
r is the internal resistance of the electric battery.
Возможен вариант реализации устройства, в котором электрическая батарея выполнена в виде двух гальванических полуэлементов, представляющих собой два приведенных в электрический контакт друг с другом электрода, которые изготовлены из проводников, имеющих различные значения величины нормального электродного потенциала (НЭП), один из которых расположен на поверхности головки зубной щетки в месте расположения элементов очистки зубов, а другой - на поверхности ручки с возможностью контакта с пальцами руки в процессе чистки зубов, причем один из электродов выполнен из алюминия, а другой - из меди, и на одном из электродов (или на обоих) выполнена сетчатая накатка. A possible embodiment of the device in which the electric battery is made in the form of two galvanic semi-cells, which are two electrodes brought into electrical contact with each other, which are made of conductors having different values of the normal electrode potential (NEP), one of which is located on the surface the head of the toothbrush at the location of the toothbrushing elements, and the other on the surface of the handle with the possibility of contact with the fingers during brushing, Institute of electrodes made of aluminum and the other - of copper and one of the electrodes (or both) is formed knurling mesh.
Возможен также вариант реализации устройства, в котором электрическая батарея выполнена в виде двух гальванических полуэлементов, представляющих собой два электрода, которые изготовлены из проводников, имеющих различные значения величины НЭП, и элемента питания для наручных часов, размещенного в корпусе зубной щетки, каждый полюс которого приведен в электрический контакт с одним из электродов гальванических полуэлементов с условием, что в случае, если проводники, из которых изготовлены электроды гальванических полуэлементов, имеют различные знаки НЭП, то положительный полюс элемента питания приведен в электрический контакт с электродом, имеющим отрицательное значение НЭП, а отрицательный полюс - с электродом, имеющим положительное значение НЭП, и в случае если проводники, из которых изготовлены электроды гальванических полуэлементов, имеют одинаковый положительный знак НЭП, то отрицательный полюс элемента питания приведен в электрический контакт с электродом, имеющим большее значение НЭП, а положительный полюс - с электродом, имеющим меньшее значение НЭП, и в случае, если проводники, из которых изготовлены электроды гальванических полуэлементов, имеют одинаковый отрицательный знак НЭП, то положительный полюс элемента питания приведен в электрический контакт с электродом, имеющим большее по абсолютной величине значение НЭП, а отрицательный полюс - с электродом, имеющим меньшее по абсолютной величине значение НЭП. При этом электрод гальванического полуэлемента, размещенного на поверхности головки зубной щетки в месте расположения элементов очистки зубов, выполнен из меди, а электрод другого гальванического полуэлемента, размещенного на поверхности ручки зубной щетки, выполнен из алюминия и имеет сетчатую накатку под пальцы руки. An embodiment of the device is also possible, in which the electric battery is made in the form of two galvanic semi-cells, which are two electrodes made of conductors having different values of the NEP, and a battery for watches, placed in the body of the toothbrush, each pole of which is shown into electrical contact with one of the electrodes of galvanic cells with the condition that if the conductors of which the electrodes of galvanic cells are made have If NEP is a bad sign, then the positive pole of the battery is brought into electrical contact with the electrode having a negative NEP value, and the negative pole is brought into contact with an electrode having a positive NEP value, and if the conductors from which the electrodes of the galvanic cells are made have the same positive sign NEP, then the negative pole of the battery is brought into electrical contact with the electrode having a higher NEP value, and the positive pole is brought into contact with the electrode having a lower NEP value, and in the case of e, if the conductors of which the electrodes of the galvanic half cells are made have the same negative sign of the NEP, then the positive pole of the battery is brought into electrical contact with the electrode, which has a larger absolute value of the NEP, and the negative pole - with the electrode, which has a lower absolute value the value of the NEP. In this case, the electrode of the galvanic half cell placed on the surface of the toothbrush head at the location of the teeth cleaning elements is made of copper, and the electrode of the other galvanic half cell placed on the surface of the handle of the toothbrush is made of aluminum and has a mesh knurling under the fingers.
Кроме того, возможен вариант реализации устройства, в котором электрическая батарея выполнена в виде двух гальванических полуэлементов, представляющих собой два электрода, которые изготовлены из проводников, имеющих различные значения величины НЭП и размещены параллельно друг другу в полости, находящейся на поверхности головки зубной щетки с противоположной стороны от элементов очистки, и приведены в электрический контакт: один из полуэлементов - с электродом, который расположен на поверхности головки в месте расположения элементов очистки зубов, а другой из полуэлементов - с электродом, расположенным на поверхности ручки, с возможностью контакта с пальцами руки в процессе чистки зубов, причем электроды гальванических полуэлементов выполнены один из алюминия, другой - из меди, а два оставшихся электрода выполнены из графитизированной ткани. In addition, an embodiment of the device is possible in which the electric battery is made in the form of two galvanic half cells, which are two electrodes that are made of conductors having different values of the NEP and are placed parallel to each other in a cavity located on the surface of the head of the toothbrush with the opposite the sides of the cleaning elements, and are brought into electrical contact: one of the semi-elements is with the electrode, which is located on the surface of the head at the location of the elements about toothbrushing, and the other of the semi-elements with an electrode located on the surface of the handle, with the possibility of contact with the fingers during toothbrushing, the electrodes of the galvanic semi-elements are made of aluminum, the other of copper, and the two remaining electrodes are made of graphitized fabric.
Перечень фигур чертежей. The list of figures drawings.
На фиг. 1 изображена электрофоретическая зубная щетка "Habitus", представляющая собой корпус, состоящий из головки (1) и ручки (2), содержащий элементы очистки (3) и электроды: "излучающий" (4) и "контактирующий" (5). In FIG. 1 shows an electrophoretic toothbrush "Habitus", which is a housing consisting of a head (1) and a handle (2) containing cleaning elements (3) and electrodes: "emitting" (4) and "contacting" (5).
На фиг. 2 изображена электрофоретическая зубная щетка "Habitus", представляющая собой корпус, состоящий из головки (1) и ручки (2), содержащий элементы очистки (3), электроды ("излучающий" (4) и "контактирующий" (5)) и элемент питания от наручных часов (6). In FIG. 2 shows an electrophoretic toothbrush "Habitus", which is a housing consisting of a head (1) and a handle (2) containing cleaning elements (3), electrodes ("emitting" (4) and "contacting" (5)) and an element powered by a watch (6).
На фиг. 3 и 3a изображена электрофоретическая зубная щетка "Habitus", представляющая собой корпус, состоящий из головки (1) и ручки (2), содержащий элементы очистки (3) и электроды: "излучающий" (4), "контактирующий" (5) и гальванического элемента (6), (7) с соединительными проводниками (8), (9). In FIG. 3 and 3a, the Habitus electrophoretic toothbrush is depicted, which is a body consisting of a head (1) and a handle (2) containing cleaning elements (3) and electrodes: “emitting” (4), “contacting” (5), and galvanic cell (6), (7) with connecting conductors (8), (9).
Примеры выполнения устройства
Пример 1.Device Examples
Example 1
На фиг. 1 изображена электрофоретическая зубная щетка "Habitus", представляющая собой корпус, состоящий из головки (1) и ручки (2), содержащий элементы очистки (3) и электроды: "излучающий" (4) и "контактирующий" (5). Электрод (4) выполнен из медной полосы толщиной 0,6 мм, шириной 3 мм и размещен между рядами щетины следующим образом: он заглублен в материал корпуса на 2.0 мм, а выступающая его часть над корпусом под щетиной составляет 1.0 мм. Этот электрод в длину (в третьем измерении) продолжается вплоть до ручки зубной щетки, где соединяется механическим путем с электродом (5), выполненным из пластины алюминия толщиной 0.2 мм. На электроде (5) выполнена сетчатая накатка под палец. In FIG. 1 shows an electrophoretic toothbrush "Habitus", which is a housing consisting of a head (1) and a handle (2) containing cleaning elements (3) and electrodes: "emitting" (4) and "contacting" (5). The electrode (4) is made of a copper strip 0.6 mm thick, 3 mm wide and placed between the rows of bristles as follows: it is buried in the body material by 2.0 mm, and its protruding part above the body under the bristle is 1.0 mm. This electrode in length (in the third dimension) extends right up to the handle of the toothbrush, where it is connected mechanically with an electrode (5) made of an aluminum plate 0.2 mm thick. A mesh knurling under the finger is made on the electrode (5).
Нормальный электродный потенциал алюминиевого электрода равняется - 1.66 В, а электрода из меди +0.53 В. Таким образом, суммарная электродвижущая сила батареи из двух вышеописанных гальванических полуэлементов, помещенных в нормальный раствор электролита, составляет ε ≈ 2.2 В. Жидкость в полости рта в процессе чистки зубов, представляющая собой водный раствор слюны и компонентов зубной пасты, является электролитом, но отличным от нормального. Также далеким от нормального электролита является проточная вода, находящаяся в углублениях сетчатой накатки алюминиевого электрода в процессе чистки зубов. Опыты показывают, что суммарная электродвижущая сила такой батареи в два-три раза меньше величины 2.2 В. The normal electrode potential of the aluminum electrode is 1.66 V, and that of the copper electrode is +0.53 V. Thus, the total electromotive force of the battery of the two galvanic cells described above, placed in a normal electrolyte solution, is ε ≈ 2.2 V. The liquid in the oral cavity during cleaning teeth, which is an aqueous solution of saliva and components of the toothpaste, is an electrolyte, but different from normal. Also far from the normal electrolyte is running water, located in the recesses of the mesh knurling of the aluminum electrode during brushing. Experiments show that the total electromotive force of such a battery is two to three times less than 2.2 V.
Плотность тока, разрешенная к применению для электрофоретических процедур, в течение последних 20 лет неуклонно снижалась. Так, 20 лет назад рекомендовали подбирать электрофоретические токи индивидуально, руководствуясь правилом: "...чуть ниже болевых ощущений ", что соответствовало 1000 - 1500 мкА/см2. Позднее было обнаружено, что ткани пародонта погибают при воздействии токов с плотностями, большими 100 мкА/см2. Рекомендуемые к применению на сегодняшний день плотности токов составляют 50 мкА/см2. При площади касания щетины (элементов очистки) с зубами и тканями полости рта, равной 4 см2, величина электрофоретического тока не должна превышать 200 мкА. Это условие эквивалентно правой части неравенства (1), представленной в следующем виде:
Справедливость этого неравенства легко проверяется экспериментально путем подключения микроамперметра в электрическую цепь в процессе чистки зубов. В нашем случае в процессе чистки зубов различными людьми с применением различных паст электрофоретические токи не превышали 100 мкА.The current density allowed for use in electrophoretic procedures has been steadily decreasing over the past 20 years. So, 20 years ago it was recommended to select electrophoretic currents individually, guided by the rule: "... a little lower than pain", which corresponded to 1000 - 1500 μA / cm 2 . It was later discovered that periodontal tissues die when exposed to currents with densities greater than 100 μA / cm 2 . The current densities recommended for use today are 50 μA / cm 2 . When the contact area of the bristles (cleaning elements) with teeth and tissues of the oral cavity is 4 cm 2 , the magnitude of the electrophoretic current should not exceed 200 μA. This condition is equivalent to the right-hand side of inequality (1), presented in the following form:
The validity of this inequality is easily verified experimentally by connecting a microammeter to an electric circuit during brushing. In our case, during toothbrushing by different people using different pastes, electrophoretic currents did not exceed 100 μA.
Левая часть неравенства (1) говорит о том, чтобы величина ε была больше величины естественных флуктуаций, которые обусловлены в первую очередь несовершенством электрического контакта между электродом и пальцами руки. Кроме того, эффекты гальванизации и электрофореза при электродвижущей силе батареи, меньшей 0.001 В практически не заметны. The left-hand side of inequality (1) suggests that the value of ε be greater than the value of natural fluctuations, which are primarily due to imperfect electrical contact between the electrode and fingers. In addition, the effects of galvanization and electrophoresis with an electromotive force of the battery less than 0.001 V are practically not noticeable.
В описанном примере излучающий электрод выполнен из меди. В процессе чистки зубов он положительно заряжен. Такой вариант устройства естественно назвать электрофоретической зубной щеткой "Habitus Plus". Если же излучающий электрод выполнить из алюминия, а контактирующий - из меди, то в процессе чистки зубов излучающий электрод будет заряжен отрицательно. Такой вариант устройства естественно назвать электрофоретической зубной щеткой "Habitus Minus". In the described example, the radiating electrode is made of copper. During brushing, it is positively charged. This version of the device is naturally called the electrophoretic toothbrush "Habitus Plus". If the radiating electrode is made of aluminum, and the contacting electrode is made of copper, then the radiating electrode will be negatively charged during brushing. This version of the device is naturally called the electrophoretic toothbrush "Habitus Minus".
Предложенное устройство имеет предельно простую и надежную конструкцию, а соответственно, и малую цену. Возможность такого конструктивного исполнения устройства в прототипе отсутствует. Кроме того, конструкция прототипа предполагает контакт одного из электродов с губами человека в процессе чистки зубов. При этом на биологические ткани полости рта оказывается воздействие с плотностями тока, достигающими значений порядка 1000 мкА/см2. Согласно результатов последних медицинских исследований, такое воздействие не должно превышать значения плотностей электрического тока 100 мкА/см2. В предлагаемом устройстве достигаемые плотности тока не превышают значения 20 мкА/см2. Таким образом мы улучшаем эксплуатационные характеристики устройства, тем самым достигая поставленной цели.The proposed device has an extremely simple and reliable design, and, accordingly, a low price. The possibility of such a design of the device in the prototype is missing. In addition, the design of the prototype involves the contact of one of the electrodes with the lips of a person during brushing. In this case, biological tissues of the oral cavity are affected with current densities reaching values of the order of 1000 μA / cm 2 . According to the results of recent medical studies, such an effect should not exceed the values of electric current densities of 100 μA / cm 2 . In the proposed device, the achieved current density does not exceed the value of 20 μA / cm 2 . Thus, we improve the operational characteristics of the device, thereby achieving the goal.
Пример 2. Example 2
На фиг. 2 изображена электрофоретическая зубная щетка "Habitus", представляющая собой корпус, состоящий из головки (1) и ручки (2), содержащий элементы очистки (3), электроды ("излучающий" (4) и "контактирующий" (5)) и элемент питания от наручных часов (6) с электродвижущей силой, равной 1.5 В. In FIG. 2 shows an electrophoretic toothbrush "Habitus", which is a housing consisting of a head (1) and a handle (2) containing cleaning elements (3), electrodes ("emitting" (4) and "contacting" (5)) and an element power supply from a watch (6) with an electromotive force equal to 1.5 V.
Здесь электрическая батарея составлена из последовательно соединенных двух гальванических полуэлементов и элемента питания от наручных часов. Гальванические полуэлементы выполнены совершенно аналогично примеру первому. Отличие только в том, что они приведены в электрический контакт не друг с другом, а с полюсами элемента питания для наручных часов, который полностью размещен в корпусе зубной щетки. Here, the electric battery is made up of two galvanic half cells in series and a watch battery. Galvanic half cells are made completely analogous to the first example. The only difference is that they are not brought into electrical contact with each other, but with the poles of the watch battery, which is fully housed in the body of the toothbrush.
В рассматриваемом случае положительный полюс элемента питания для наручных часов приведен в электрический контакт с гальваническим полуэлементом, выполненным в виде алюминиевого электрода, а отрицательный - с медным. При таком соединении гальванические полуэлементы работают не против элемента питания, а вместе с ним. In the case under consideration, the positive pole of the battery for watches is brought into electrical contact with a galvanic half-element made in the form of an aluminum electrode, and the negative - with a copper one. With this connection, galvanic cells do not work against the battery, but with it.
Аналогично примеру 1 здесь также возможны варианты устройств "Habitus Plus" и "Habitus Minus". В описываемом случае выполнение условия (1) удостоверено эмпирически. Similarly to example 1, here are also possible device options "Habitus Plus" and "Habitus Minus". In the described case, the fulfillment of condition (1) is empirically verified.
Предлагаемое устройство конструктивно выполнено точно так, как и устройство, описанное в прототипе (пример 1). Отличие только в материалах, из которых выполнены электроды, и в условии их соединения с батарейкой. Но при этом суммарная ε электрической батареи в нашем случае больше, чем в прототипе. The proposed device is structurally made exactly like the device described in the prototype (example 1). The difference is only in the materials of which the electrodes are made, and in the condition of their connection to the battery. But at the same time, the total ε of the electric battery in our case is greater than in the prototype.
Включение дополнительного элемента питания в прототипе в принципе не представляется возможным. Таким образом мы улучшаем характеристики устройства путем расширения возможностей его конструктивного исполнения, достигая тем самым поставленной цели. The inclusion of an additional battery in the prototype, in principle, is not possible. Thus, we improve the characteristics of the device by expanding the capabilities of its design, thereby achieving the goal.
Пример 3. Example 3
На фиг. 3 изображена электрофоретическая зубная щетка "Habitus", представляющая собой корпус, состоящий из головки (1) и ручки (2), содержащий элементы очистки (3), электроды: "излучающий" (4) "контактирующий" (5), и гальванического элемента (6), (7) с соединительными проводниками (8), (9). In FIG. 3 shows an electrophoretic toothbrush "Habitus", which is a housing consisting of a head (1) and a handle (2) containing cleaning elements (3), electrodes: "radiating" (4) "contacting" (5), and a galvanic cell (6), (7) with connecting conductors (8), (9).
Здесь источником электрического напряжения является гальванический элемент, образованный двумя гальваническими полуэлементами (6) и (7), помещенными в раствор электролита, находящегося в одном резервуаре - ротовой полости. Один из электродов гальванического элемента приведен в электрический контакт с "излучающим" электродом (4), другой - с "контактирующим" (5). Поскольку излучающий и контактирующий электроды выполнены из графитизированной ткани, которая индифферентна к электролиту и имеет НЭП, близкий к нулю, эти электроды практически не являются гальваническими полуэлементами. Here, the source of electrical voltage is a galvanic cell formed by two galvanic semi-cells (6) and (7), placed in a solution of electrolyte located in one reservoir - the oral cavity. One of the electrodes of the galvanic cell is brought into electrical contact with the "radiating" electrode (4), the other with the "contacting" (5). Since the radiating and contacting electrodes are made of graphitized fabric, which is indifferent to the electrolyte and has a NEP close to zero, these electrodes are practically not galvanic cells.
Впрочем, если "излучающий" и "контактирующий" электроды выполнены из любого, но одинакового материала, суммарная ε этих гальванических полуэлементов близка к нулю, поскольку их действие направлено друг против друга. However, if the “radiating” and “contacting” electrodes are made of any but the same material, the total ε of these galvanic half cells is close to zero, since their action is directed against each other.
Преимущество описываемого в этом примере расположения электродов гальванического элемента в том, что ионы меди и алюминия локализованы по большей части в нише между электродами и практически не участвуют в электрофорезе ионов лекарственных компонентов зубной пасты. По всем остальным параметрам описываемое устройство аналогично зубной щетке, описанной в примере 1. The advantage of the arrangement of electrodes of a galvanic cell described in this example is that copper and aluminum ions are mostly localized in the niche between the electrodes and practically do not participate in the electrophoresis of ions of the medicinal components of toothpaste. For all other parameters, the described device is similar to a toothbrush described in example 1.
При этом в процессе чистки зубов предлагаемым устройством не происходит "загрязнения" полости рта ионами вещества электродов, образующих гальванический элемент. Таким образом, улучшаются эксплуатационные характеристики устройства по сравнению с прототипом. Moreover, in the process of brushing the teeth with the proposed device, there is no "contamination" of the oral cavity with ions of the substance of the electrodes forming the galvanic cell. Thus, improved operational characteristics of the device compared to the prototype.
Claims (6)
0,001B < ε ≅ j•s•(R + r),
где j - плотность тока, разрешенная к применению для электрофоретических процедур в полости рта;
s - площадь касания элементов очистки с зубами и тканями полости рта в процессе чистки зубов;
R - минимальное значение сопротивления внешней цепи электрофореза;
r - внутреннее сопротивление электрической батареи.1. An electrophoretic toothbrush is a body consisting of a head and handle, equipped with toothbrushing elements, sources of electrical voltage and two or more electrodes spatially isolated from each other, located at least partially in (on) the body, at least one of the electrodes (emitting) is located on the surface of the head of the toothbrush, and the other (s) (contacting) on the surface of the handle with the possibility of contact with the fingers in the process of brushing, characterized in then at least some of the sources of electrical voltage are made in the form of a galvanic semi-cell, which is an electrode that is placed at least partially in (on) the body of the toothbrush with the condition of wetting with an electrolyte solution during toothbrushing, while all sources of electrical voltage by sequential and / or parallel connections are combined into an electric battery, the output elements of which are emitting (s) and contacting (s) electrodes, which can perform one belt and galvanic half-cell function, and in that the magnitude of the electromotive force ε electric battery satisfies the following relationship:
0.001B <ε ≅ j • s • (R + r),
where j is the current density allowed for use for electrophoretic procedures in the oral cavity;
s is the area of contact of the cleaning elements with the teeth and tissues of the oral cavity during brushing;
R is the minimum resistance value of the external electrophoresis circuit;
r is the internal resistance of the electric battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98116974A RU2170051C2 (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Electrophoretic toothbrush |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98116974A RU2170051C2 (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Electrophoretic toothbrush |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98116974A RU98116974A (en) | 2000-06-27 |
| RU2170051C2 true RU2170051C2 (en) | 2001-07-10 |
Family
ID=20210359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98116974A RU2170051C2 (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Electrophoretic toothbrush |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2170051C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8156602B2 (en) | 2005-10-14 | 2012-04-17 | Colgate-Palmolive Company | Generating a chemical agent in situ |
| CN102791166A (en) * | 2009-12-22 | 2012-11-21 | 松下电器产业株式会社 | Brush body and toothbrush |
| US8413282B2 (en) | 2007-10-02 | 2013-04-09 | Colgate-Palmolive Company | Bio-activated oral care instrument |
-
1998
- 1998-09-08 RU RU98116974A patent/RU2170051C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Федоров Ю.А. и др. Основы гигиены полости рта. - Л.: Медицина, 1978, с.93-100. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8156602B2 (en) | 2005-10-14 | 2012-04-17 | Colgate-Palmolive Company | Generating a chemical agent in situ |
| US8708700B2 (en) | 2005-10-14 | 2014-04-29 | Colgate-Palmolive Company | Generating a chemical agent in situ |
| US9445878B2 (en) | 2005-10-14 | 2016-09-20 | Colgate-Palmolive Company | Generating a chemical agent in situ |
| US10307235B2 (en) | 2005-10-14 | 2019-06-04 | Colgate-Palmolive Company | Oral care device |
| US10660736B2 (en) | 2005-10-14 | 2020-05-26 | Colgate-Palmolive Company | Oral care device |
| US8413282B2 (en) | 2007-10-02 | 2013-04-09 | Colgate-Palmolive Company | Bio-activated oral care instrument |
| CN102791166A (en) * | 2009-12-22 | 2012-11-21 | 松下电器产业株式会社 | Brush body and toothbrush |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3520297A (en) | Iontophoretic toothbrush | |
| US5921251A (en) | Brush that delivers beneficial agents | |
| KR101079390B1 (en) | Oral care device with an electrical potential | |
| CN107496044B (en) | Oral cavity electric power cleaning device | |
| KR101646874B1 (en) | Plasma toothbrush | |
| KR20140048328A (en) | Therapeutic micro-current delivery devices and methods thereof | |
| WO2006087927A1 (en) | Ion injection toothbrush | |
| KR20130078612A (en) | Functional toothbrush | |
| RU2170051C2 (en) | Electrophoretic toothbrush | |
| EP1174055B1 (en) | Electronic toothbrush and electronic brush | |
| JPH1080324A (en) | Electronic tooth brush | |
| JPH1042962A (en) | Ion toothbrush | |
| JPH0744887B2 (en) | Magnetic ion toothbrush | |
| RU2183439C2 (en) | Toothbrush | |
| JPS6057340B2 (en) | Photoelectrochemical reaction oral hygiene device | |
| JPH10192055A (en) | Motor-driven tooth brush | |
| CN2593632Y (en) | Ionized toothbrush | |
| KR100821587B1 (en) | Electronic toothbrush and electronic brush | |
| RU2166274C1 (en) | Self-disinfecting toothbrush with silver ionizer | |
| US20170367472A1 (en) | Oral toothpaste and electrical cleaning device | |
| JP3036521U (en) | toothbrush | |
| RU2200446C2 (en) | Toothbrush | |
| JPS602207A (en) | Toothbrush | |
| JPS6173649A (en) | Electronic toothbrush | |
| JPS59107Y2 (en) | Electrochemical toothbrush device |