WO2012144505A1 - 口腔洗浄装置および口腔洗浄方法 - Google Patents

口腔洗浄装置および口腔洗浄方法 Download PDF

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gap
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均 祖山
松男 山本
尚 滝口
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国立大学法人東北大学
学校法人昭和大学
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    • A61C17/02Rinsing or air-blowing devices, e.g. using fluid jets or comprising liquid medication
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    • F04C2270/00Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/04Force
    • F04C2270/041Controlled or regulated

Definitions

  • the present invention relates to an oral cleaning device and an oral cleaning method.
  • Dental plaque that adheres to teeth and implant metal surfaces in the oral cavity is known to be a biofilm in which several hundreds of bacteria coexist.
  • toothbrushing using a toothbrush or an electric toothbrush is performed in order to clean plaque and the like adhering to teeth and implants in the oral cavity.
  • a sufficient cleaning effect is often not obtained with only a toothbrush.
  • patients who use implants are prone to periodontal disease because they tend to have plaque, and the practice of preventing periodontal diseases such as brushing to remove plaque is often not appropriate. If these are left untreated, the plaque becomes tartar and periodontal disease and peri-implantitis worsen. Therefore, it is necessary to remove or reduce dirt such as plaque (biofilm) by some cleaning method.
  • the maximum discharge pressure is about 0.6 MPa and the pulsating flow can be ejected from a nozzle having a diameter of about 0.5 mm to clean teeth and teeth, but plaque cannot be removed. Therefore, as a method for removing dirt such as plaque and tartar, there has been proposed an ultrasonic vibrator or a method of cleaning by cavitation generated using an ultrasonic vibrator (for example, Patent Document 1 or 2). reference).
  • Tooth coloring is pigmentation due to tannin, a pigment component contained in coffee, tea, wine, etc., and tobacco tar.
  • teeth are whitened by dentistry.
  • free radicals such as hydroxy radicals generated when hydrogen peroxide decomposes are used to brighten and whiten teeth.
  • hydroxy radicals are generated by cavitation generated using ultrasonic waves or a venturi tube (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2).
  • the present invention has been made by paying attention to such a problem, and is an oral cleaning device that can cleanly clean dirt such as dental plaque and tartar even in a narrow space such as a tooth gap or an implant gap. And an oral cleaning method.
  • an oral cleaning device has a spray hole, covers the teeth with a gap between the teeth, and is provided so as to hold water in the gap. And a flow path that is attached to the injection hole and communicates with the gap, and is capable of generating cavitation bubbles by water flowing toward the gap through the flow path, and the cavitation bubbles toward the inside of the cover. It has an injection means which injects.
  • a cover having an injection hole is provided with a gap between teeth to cover the tooth, water is held in the gap, attached to the injection hole, and communicated with the gap.
  • the cavitation bubbles are ejected toward the inner side of the cover by an ejecting unit that has a channel and can generate cavitation bubbles by water flowing in the gap toward the gap.
  • the oral cleaning method according to the present invention can be suitably implemented by the oral cleaning device according to the present invention.
  • cavitation bubbles can be generated by flowing water at a predetermined flow rate toward the gap between the teeth and the cover in the flow path of the ejection unit. Cavitation bubbles can be generated efficiently by adjusting the flow rate of water flowing through the flow path.
  • a cleaning part such as a tooth or an implant inside the cover
  • dirt attached to the cleaning part can be cleaned.
  • the cavitation bubbles can be applied to the cleaning part inside the cover.
  • the mouth cleaning device and the mouth cleaning method according to the present invention dirt such as plaque (biofilm) and tartar composed of oral microorganisms can be cleaned cleanly, and periodontal diseases, peri-implantitis, etc. are effective. Can be prevented. Further, since the deposited particles on the tooth surface can be removed, a tooth whitening effect can be expected. Since free radicals such as hydroxy radicals are generated by cavitation, tooth whitening effect by free radicals can also be expected.
  • the mounting angle of the spraying means to the cover is variable or the mounting position of the cover is easily shifted so that cavitation bubbles can be sprayed to any position inside the cover. It is preferable that it is comprised so that it can do.
  • the flow path has a small diameter portion having a smaller flow path diameter from the upstream side. Furthermore, it is preferable that the said flow path has an enlarged part in which a flow path diameter is larger than the said small diameter part downstream from the said small diameter part. In these cases, cavitation bubbles can be generated in the small diameter portion. Further, by providing the enlarged portion on the downstream side of the small diameter portion, cavitation bubbles can be efficiently generated even at a low injection pressure.
  • the flow path is preferably formed with a curved surface with a smooth inner surface.
  • the small diameter portion is preferably provided so that the flow path diameter gradually decreases from upstream to downstream.
  • the enlarged portion is provided so that the flow path diameter gradually increases from the small diameter portion toward the downstream. In these cases, water flows smoothly through the flow path, and cavitation bubbles can be efficiently generated with a small flow rate and low injection pressure.
  • the flow path has a bent portion that bends at an angle of 60 to 120 degrees on the upstream side of the small-diameter portion, and the upstream side of the bent portion with respect to the bent portion.
  • the bent portion since the injection direction of the cavitation bubbles is changed by the bent portion, it is easy to clean the molars and implants in the back of the oral cavity. Also, the back side of teeth and implants can be easily cleaned.
  • the bent portion is preferably bent at a desired angle depending on the place to be cleaned. Moreover, you may be comprised so that adjustment to arbitrary angles is possible.
  • the cover may have a discharge hole, and may have discharge means for discharging water in the gap from the discharge hole.
  • discharge means for discharging water in the gap from the discharge hole.
  • dirt such as plaque and tartar dropped from teeth and implants due to cavitation bubbles can be discharged together with water from the gap between the teeth and the cover by the discharging means.
  • the water discharged by the discharge means may be discarded or reused by returning to the injection means.
  • a filter unit that removes dirt from the water discharged from the discharge hole is provided in the discharge means, and water is circulated between the injection means, the gap between the teeth and the cover, and the discharge means. Is preferred.
  • an oral cleaning device and an oral cleaning method that can cleanly clean dirt such as plaque and calculus even in narrow spaces such as tooth gaps and implant gaps.
  • FIG. 1A is an observation view showing the result of scanning and cleaning the entire surface of a dental photocurable resin coated with a dental paint for several minutes by the oral cleaning apparatus and oral cleaning method shown in FIG. 1, and FIG. It is an observation figure which shows the state which apply
  • FIG. 1A is an observation view showing the result of scanning and cleaning the entire surface of a dental photocurable resin coated with a dental paint for several minutes by the oral cleaning apparatus and oral cleaning method shown in FIG. 1, and FIG. It is an observation figure which shows the state which apply
  • FIG. 2 is an observation view showing a result of cleaning a predetermined position of a dental photocurable resin coated with a dental paint by (a) an oral cleaning apparatus and an oral cleaning method shown in FIG. 1, and (b) a result of cleaning by a water jet. is there.
  • It is a longitudinal cross-sectional view of the vicinity of a venturi tube which shows the outline
  • summary of the experiment which investigates the optimal shape of a venturi tube of the oral cavity cleaning apparatus shown in FIG. 6 is a graph showing the relationship between the magnitude of a cavitation impact force (threshold value F th ) and the occurrence frequency of impact force equal to or greater than the threshold value F th according to the experiment of the oral cavity cleaning device shown in FIG. 5.
  • FIG. 1A is a plan view showing a state of a test piece after cleaning when plaque adhering to a test piece having the same surface properties as a dental implant is cleaned by the oral cleaning apparatus and the oral cleaning method shown in FIG.
  • the oral cavity cleaning device 10 includes a cover 11, an injection unit 12, and a discharge unit 13.
  • the cover 11 is made of a dental thermoplastic resin, and is formed so as to be able to cover two to three teeth 1 with a gap between them.
  • the cover 11 is configured such that, when the tooth 1 is covered, the edge portions on the near side and the back side of the tooth 1 are in close contact with the gingiva, and both end portions along the dentition are in close contact with the crown. Thereby, the cover 11 can hold water in the gap between the teeth 1. Moreover, the cover 11 can be easily attached or detached at any position in the oral cavity.
  • the cover 11 has an injection hole 11 a and a discharge hole 11 b that communicate with a gap between the tooth 1 and the tooth 1 when the tooth 1 is covered.
  • the injection means 12 has a supply tank 21, a pump 22 connected to the supply tank 21, a tube 23 connected to the pump 22, and a venturi tube 24 attached to the tip of the tube 23.
  • the supply tank 21 stores water for cleaning the teeth 1.
  • the pump 22 is configured to be able to supply water stored in the supply tank 21 toward the tube 23.
  • the pump 22 can adjust the pressure of water sent to the tube 23.
  • the tube 23 is made of a soft resin.
  • the tip of the venturi tube 24 is attached to the injection hole 11 a of the cover 11.
  • the venturi tube 24 has a flow path 24 a communicating with the inside of the tube 23 and the gap between the tooth 1 and the cover 11, and from the tube 23 to the gap between the tooth 1 and the cover 11. Water flows through the flow path 24a.
  • the flow path 24a has a smooth curved inner surface, and has a small diameter part 24b having a smaller flow path diameter from the upstream side, and an enlarged part 24c having a larger flow path diameter than the small diameter part 24b on the downstream side from the small diameter part 24b. is doing.
  • the small diameter portion 24b is provided so that the flow path diameter gradually decreases from upstream to downstream.
  • the enlarged portion 24c is provided so that the flow path diameter gradually increases from the small diameter portion 24b toward the downstream. Thereby, the venturi tube 24 can generate cavitation bubbles by the water flowing through the flow path 24a.
  • the Venturi tube 24 is attached to the cover 11 using a CADCAM system that is being established in the field of dental technicians.
  • the injection means 12 generates cavitation bubbles in the venturi tube 24 by sending the water in the supply tank 21 toward the tube 23 with a predetermined pressure by the pump 22, and covers the cover. 11 to inject toward the inside.
  • the injection means 12 can change the injection angle of the cavitation bubbles by adjusting the mounting angle of the venturi tube 24 in the injection hole 11a.
  • the discharge means 13 has a drain pipe 25 and a drain tank 26 to which the drain pipe 25 is connected.
  • the drain pipe 25 is connected to the discharge hole 11 b so as to communicate with the gap between the tooth 1 and the cover 11.
  • the drain tank 26 is configured to store water drained from the drain pipe 25.
  • the discharge means 13 is configured to discharge the water in the gap between the tooth 1 and the cover 11 from the discharge hole 11 b to the drain tank 26 through the drain pipe 25.
  • the discharge means 13 may be constituted by a suction device, and may be configured to suck and discharge the water in the gap between the tooth 1 and the cover 11 from the discharge hole 11b.
  • the oral cavity cleaning method according to the embodiment of the present invention can be suitably implemented by the oral cavity cleaning apparatus 10.
  • a tooth 1 to be cleaned is covered with a cover 11, and water is put into a gap between the tooth 1 and the cover 11.
  • the front edge and the back edge of the cover 11 are in close contact with the gingiva, and both end portions along the dentition are in close contact with the crown, so that water is held in the gap between the tooth 1 and the cover 11.
  • the water in the supply tank 21 is sent by the pump 22 toward the tube 23 at a predetermined pressure, and the water is caused to flow through the flow path 24a of the venturi tube 24 at a predetermined flow rate.
  • Cavitation bubbles can be generated in the small diameter portion 24b of the flow path 24a by controlling the pressure by the pump 22 and adjusting the flow rate of the water flowing through the flow path 24a.
  • cavitation bubbles can be generated at any position inside the cover 11.
  • cavitation bubbles can be poured into narrow spaces such as the gaps of the teeth 1 and the gaps of the implants using the flow of water. For this reason, cavitation bubbles can be easily sprayed toward narrow parts such as the gaps of teeth 1 and implants, and parts with severe dirt such as plaque and calculus, and dirt such as plaque and calculus can be removed. It can be cleaned efficiently.
  • the mouth cleaning device 10 and the mouth cleaning method according to the embodiment of the present invention dirt such as plaque (biofilm) and calculus made of oral microorganisms can be cleaned cleanly, and periodontal diseases and around the implant Flames can be effectively prevented. Further, since the deposited particles on the surface of the tooth 1 can be removed, the whitening effect of the tooth 1 can be expected. Since free radicals such as hydroxy radicals are generated by cavitation, the whitening effect of teeth 1 by free radicals can also be expected.
  • the cover 11 as a container without attaching it to the oral cavity, for example, extracted teeth or extracted implants can be put into the cover 11 and cleaned.
  • the enlarged portion 24c is provided on the downstream side of the small diameter portion 24b of the flow path 24a, cavitation bubbles can be efficiently generated even at a low injection pressure. Can do. Further, since the inner surface of the flow path 24a is formed with a smooth curved surface, water flows smoothly through the flow path 24a, and cavitation bubbles can be efficiently generated with a smaller flow rate and a lower injection pressure.
  • the supply unit 21 of the injection unit 12 and the drainage tank 26 of the discharge unit 13 are integrated, and the discharge unit 13 is provided with a filter unit that removes dirt from the water discharged from the discharge hole 11b. Water may be circulated between the gap between the tooth 1 and the cover 11 and between the discharge means 13.
  • the venturi tube 24 has a bent portion 24d that bends at an angle of 60 to 120 degrees on the upstream side of the small-diameter portion 24b, and the upstream side of the bent portion 24d with respect to the bent portion 24d.
  • the bent portion 24d since the injection direction of the cavitation bubbles is changed by the bent portion 24d, it is easy to clean the molars and implants in the back of the oral cavity. Also, the back side of teeth and implants can be easily cleaned.
  • the bent portion 24d is bent at about 90 degrees.
  • a dental paint for meshing confirmation is applied to the surface of the dental photocurable resin, and the coating is applied to the paint. Washing was performed. The paint was washed by setting the inner diameter of the small diameter portion 24b of the venturi tube 24 to 0.5 mm and the injection pressure to 0.5 MPa.
  • FIG. 3 (b) shows the state where the dental paint is applied to the surface of the dental photocurable resin
  • FIG. 3 (a) shows the result of scanning and cleaning the entire surface of the dental photocurable resin for several minutes.
  • FIG. 4A shows the result when the cleaning position is fixed and sprayed for 10 seconds.
  • FIG. 4B shows the results when the nozzle is 0.5 mm in diameter and the jet pressure is 0.5 MPa, and the jet is jetted for 10 seconds with the cleaning position fixed.
  • the entire surface of the dental photocurable resin can be cleaned cleanly to the same extent as the area where the paint is wiped off. It was confirmed that the cleaning effect was high. Moreover, as shown in FIG. 4, when it wash
  • the injection pressure p 1 0.5 MPa
  • the diameter d of the small diameter portion 24b 0.5 mm
  • the standoff distance s 0.5 mm from the tip of the venturi tube 24 to the PVDF sensor
  • the length ⁇ of the enlarged portion 24c is 5
  • the optimum cleaning effect can be obtained by setting the length ⁇ of the enlarged portion 24c to about 14 times the diameter d of the small diameter portion 24b. I can say that. Further, when the injection pressure p 1 is smaller than 0.5 MPa, the cavitation length becomes short. Therefore, the length ⁇ of the enlarged portion 24c is made shorter than 14 times the diameter d of the small diameter portion 24b, and the injection pressure p 1 is If it is greater than 0.5 MPa, the cavitation length becomes longer, so it is considered that the length ⁇ of the enlarged portion 24c needs to be longer than 14 times the diameter d of the small diameter portion 24b.
  • FIG. 8A shows the state of the tooth before cleaning
  • FIG. 8B shows the state of the tooth after cleaning for 5 minutes
  • FIG. 8 (c) shows the state of the tooth before cleaning in another position
  • FIG. 8 (d) shows the state of the tooth after cleaning for 3 minutes. This state is shown in FIG.
  • plaque (tartar) adhering to teeth can be cleaned cleanly by cleaning for 1 to 5 minutes, and the cleaning effect by the oral cleaning device 10 and the oral cleaning method of the embodiment of the present invention is effective. It was confirmed to be high.
  • the plaque adhering to the surface of the teeth on the lip side of the lower anterior part of the human lower jaw was cleaned.
  • the inner diameter of the small diameter portion 24b of the venturi tube 24 was 0.5 mm
  • the injection pressure was 0.5 MPa
  • the standoff distance was 2 mm.
  • 9A shows the state of the tooth when stained in red with a plaque cleaning solution before cleaning so that the site where plaque adheres can be seen
  • FIG. 9B shows the state of the tooth after cleaning for 5 minutes. Shown in The injection position of the cavitation bubble is indicated by an arrow in FIG.
  • gear is wash
  • cavitation bubbles were jetted onto the gingival mucosa of a mini pig.
  • the inner diameter of the small diameter portion 24b of the venturi tube 24 was 0.5 mm
  • the injection pressure was 0.5 MPa
  • the standoff distance was 2 mm
  • injection was performed for 3 minutes.
  • the tissue of the gingival mucosa 4 hours after the end of injection is shown in FIG.
  • neutrophil infiltration in the epithelium and mononuclear cell infiltration in the lamina intestinal were not observed, and no acute inflammatory reaction such as edema was observed. From this, it can be determined that there is no harmful effect on the gingival tissue by the oral cleaning device 10 and the oral cleaning method of the embodiment of the present invention.
  • plaque adhered to a test piece having the same surface properties as a dental implant (made of titanium) was cleaned.
  • the test piece was fixed to a removable denture-type device and held in a human oral cavity for 3 days to form plaque on the surface.
  • the test piece was taken out of the mouth and washed for 5 minutes by the mouth washing apparatus 10 and the mouth washing method of the embodiment of the present invention.
  • the inner diameter of the small diameter portion 24b of the venturi tube 24 was 0.5 mm
  • the injection pressure was 0.5 MPa
  • the standoff distance was 2 mm. After washing, it was colored with a plaque staining solution and observed with a digital microscope.
  • FIG. 11 (a) shows the state of the test piece after cleaning
  • Fig. 11 (b) shows an enlarged part of the test piece, and after destruction / removal of plaque (biofilm) adhering to the surface of the test piece.
  • FIG. 11C shows a surface shape obtained by measuring this state by three-dimensional display using an omnifocal image.
  • plaque was peeled off and removed in a spot shape in the region where the cavitation bubbles were ejected from the venturi tube 24.
  • plaque (biofilm) having a thickness of about 8 ⁇ m was peeled off and the metal surface was exposed in a spot shape.
  • the oral cleaning device 10 and the oral cleaning method according to the embodiment of the present invention are effective for removing plaque from dental implants.

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Abstract

【課題】歯の隙間やインプラントの隙間などの狭隘部であっても、歯垢や歯石などの汚れをきれいに洗浄することができる口腔洗浄装置および口腔洗浄方法を提供する。 【解決手段】カバー11が、噴射孔11aと排出孔11bとを有し、歯1との間に隙間をあけて歯1を被覆し、その隙間に水を保持可能に設けられている。噴射手段12が、噴射孔11aに取り付けられ、歯1とカバー11との隙間に連通する流路24aを有している。噴射手段12は、流路24aを隙間に向かって流れる水によりキャビテーション気泡を発生可能であり、カバー11の内側に向かってキャビテーション気泡を噴射するよう構成されている。流路24aは、上流側より流路径が小さい小径部24bと、小径部24bより流路径が大きい拡大部24cとを有している。排出手段13が、歯1とカバー11との隙間の水を排出孔11bから排出するようになっている。

Description

口腔洗浄装置および口腔洗浄方法
 本発明は、口腔洗浄装置および口腔洗浄方法に関する。
 口腔内で歯やインプラント金属面に付着するデンタルプラーク(歯垢)は、数百種類の細菌が共生するバイオフィルムであることが分かっている。一般に、口腔内の歯やインプラントなどに付着した歯垢などを洗浄するために、歯ブラシや電動歯ブラシを使用した歯磨きが行われている。しかし、現実的には歯周病で抜歯せざるを得ない患者が多く、個人差があるものの歯ブラシのみでは十分な洗浄効果が得られていないことが多い。特にインプラントを使用する患者は、歯垢がつきやすいため歯周病になりやすく、また歯垢を除去するブラッシングなどの歯周病予防の習慣が適切でない場合が多い。これらを放置すると、歯垢から歯石になり、歯周病やインプラント周囲炎が悪化するため、何らかの洗浄法により、歯垢(バイオフィルム)などの汚れを除去あるいは削減する必要がある。
 歯ブラシ以外の口腔内の洗浄方法として、ウォーターピックによる洗浄方法がある。ウォーターピックでは、最大吐出圧力約0.6MPaで、直径0.5mm程度のノズルから脈動流を噴射して歯や歯間を洗浄することができるが、歯垢を除去することはできない。そこで、歯垢や歯石などの汚れを除去できる方法として、超音波振動子や、超音波振動子などを用いて発生させたキャビテーションにより洗浄する方法が提案されている(例えば、特許文献1または2参照)。
 なお、歯の着色原因の一つとして、コーヒーやお茶、ワインなどに含まれる色素成分のタンニンや、タバコのタールなどによる色素沈着がある。このような色素沈着をとるために、歯科で歯のホワイトニングが行われている。歯科で行われる歯のホワイトニングでは、一般的に、過酸化水素が分解する際に発生するヒドロキシラジカルなどのフリーラジカルを利用して、歯を明るく、白くしている。また、超音波やベンチュリ管を用いて発生させたキャビテーションにより、ヒドロキシラジカルが発生していることが明らかにされている(例えば、非特許文献1および2参照)。
特開平7-47088号公報 特表2008-507327号公報
C. Sehgal et al., "Optical-Spectra of Sonoluminescence fromTransient and Stable Cavitation in Water Saturated with Various Gases", Journalof Physical Chemistry, 1980, 84, p.388-395 H.Soyama and T.Muraoka, "Chemical reactor using radical induced by acavitating jet", Proc. 20th International Conference on Water Jetting, 2010,p.259-267
 特許文献1および2に記載のような超音波振動子や、超音波振動子などを用いて発生させたキャビテーションを利用する洗浄方法では、超音波振動子を入れ難い歯の隙間やインプラントの隙間などは洗浄しにくく、歯垢や歯石などの汚れが残ってしまうという課題があった。
 本発明は、このような課題に着目してなされたもので、歯の隙間やインプラントの隙間などの狭隘部であっても、歯垢や歯石などの汚れをきれいに洗浄することができる口腔洗浄装置および口腔洗浄方法を提供することを目的としている。
 上記目的を達成するために、本発明に係る口腔洗浄装置は、噴射孔を有し、歯との間に隙間をあけて前記歯を被覆し、前記隙間に水を保持可能に設けられたカバーと、前記噴射孔に取り付けられ、前記隙間に連通する流路を有し、前記流路を前記隙間に向かって流れる水によりキャビテーション気泡を発生可能であり、前記カバーの内側に向かって前記キャビテーション気泡を噴射する噴射手段とを有することを特徴とする。
 本発明に係る口腔洗浄方法は、噴射孔を有するカバーにより歯との間に隙間をあけて前記歯を被覆し、前記隙間に水を保持し、前記噴射孔に取り付けられ、前記隙間に連通する流路を有し、前記流路を前記隙間に向かって流れる水によりキャビテーション気泡を発生可能な噴射手段により、前記カバーの内側に向かって前記キャビテーション気泡を噴射することを特徴とする。
 本発明に係る口腔洗浄方法は、本発明に係る口腔洗浄装置により好適に実施可能である。本発明に係る口腔洗浄装置および口腔洗浄方法では、噴射手段の流路に、歯とカバーとの隙間に向かって所定の流速で水を流すことによりキャビテーション気泡を発生させることができる。流路に流す水の流速を調整することにより、キャビテーション気泡を効率的に発生させることができる。発生したキャビテーション気泡を、カバーの内側の歯やインプラント等の洗浄部に噴射することにより、洗浄部に付着した汚れを洗浄することができる。このとき、歯とカバーとの隙間に水を保持しているため、キャビテーション気泡をカバーの内側の洗浄部に当てることができる。
 本発明に係る口腔洗浄装置および口腔洗浄方法では、水の流れによりキャビテーション気泡が発生する、いわゆる流動キャビテーションを利用するため、キャビテーション気泡による洗浄効果だけでなく、流れを伴うことによる相乗効果も得られる。このため、超音波振動子や、超音波振動子などを用いて発生させたキャビテーション気泡で洗浄する場合と比べて洗浄効果が高く、それらで洗浄できない歯垢や歯石などの汚れもきれいに洗浄することができる。また、水の流れを利用して歯の隙間やインプラントの隙間などの狭隘部にもキャビテーション気泡を流し込むことができるため、そのような狭隘部であっても歯垢や歯石などの汚れをきれいに洗浄することができる。
 このように、本発明に係る口腔洗浄装置および口腔洗浄方法では、口腔微生物からなる歯垢(バイオフィルム)や歯石などの汚れをきれいに洗浄することができ、歯周病やインプラント周囲炎などを効果的に予防することができる。また、歯の表面の沈着粒子を除去できるため、歯のホワイトニング効果が期待できる。キャビテーションによりヒドロキシラジカルなどのフリーラジカルが発生するため、フリーラジカルによる歯のホワイトニング効果も期待できる。本発明に係る口腔洗浄装置および口腔洗浄方法は、カバーの内側の任意の位置にキャビテーション気泡を噴射できるよう、噴射手段のカバーへの取付角度が可変であったり、カバーの取付位置を容易にずらしたりできるよう構成されていることが好ましい。
 本発明に係る口腔洗浄装置で、前記流路は上流側より流路径が小さい小径部を有していることが好ましい。さらに、前記流路は、前記小径部より下流側に、前記小径部より流路径が大きい拡大部を有していることが好ましい。これらの場合、小径部でキャビテーション気泡を発生させることができる。また、小径部より下流側に拡大部を有することにより、低い噴射圧力でもキャビテーション気泡を効率よく発生させることができる。
 流路は、内面が滑らかな曲面で形成されていることが好ましい。小径部は、上流から下流に向かって流路径が漸次小さくなるよう設けられていることが好ましい。また、拡大部は、小径部から下流に向かって流路径が漸次大きくなるよう設けられていることが好ましい。これらの場合、水が流路を滑らかに流れ、少流量かつ低噴射圧力でキャビテーション気泡を効率よく発生させることができる。
 本発明に係る口腔洗浄装置で、前記流路は、前記小径部の上流側に、60乃至120度の角度で曲がる曲折部を有し、前記曲折部に対して、前記曲折部の上流側の流路とは反対側に広がるよう設けられた水流調整部を有していてもよい。この場合、曲折部によりキャビテーション気泡の噴射方向が変わるため、口腔内の奥の臼歯やインプラント等を洗浄しやすい。また、歯やインプラントの裏側も洗浄しやすい。流路を流れる水が、曲折部で水流調整部に入って一旦滞留するため、曲折部で流れの方向を変えても、小径部に向かってほぼ均等に流れるようにすることができ、キャビテーション気泡を効率よく発生させることができる。曲折部は、洗浄する場所に応じて、所望の角度に曲げられていることが好ましい。また、任意の角度に調節可能に構成されていてもよい。
 本発明に係る口腔洗浄装置で、前記カバーは排出孔を有し、前記隙間の水を前記排出孔から排出する排出手段を有していてもよい。この場合、キャビテーション気泡により歯やインプラント等から落とした歯垢や歯石などの汚れを、排出手段により歯とカバーとの隙間から水とともに排出することができる。このため、歯とカバーとの隙間の水をきれいに保つことができ、キャビテーション気泡による洗浄効果が汚れにより低下するのを防ぐことができる。排出手段で排出された水は、廃棄されてもよく、噴射手段に戻して再利用されてもよい。水を再利用する場合には、排出孔から排出された水から汚れを除去するフィルタ部を排出手段に設け、噴射手段、歯とカバーとの隙間、および排出手段の間で水を循環させることが好ましい。
 本発明によれば、歯の隙間やインプラントの隙間などの狭隘部であっても、歯垢や歯石などの汚れをきれいに洗浄することができる口腔洗浄装置および口腔洗浄方法を提供することができる。
本発明の実施の形態の口腔洗浄装置および口腔洗浄方法の(a)使用状態を示す斜視図、(b)ベンチュリ管を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置および口腔洗浄方法のベンチュリ管の変形例を示す(a)全体側面図、(b)縦断面図、(c)A-A’線断面図である。 図1に示す口腔洗浄装置および口腔洗浄方法により(a)歯科用塗料を塗布した歯科用光硬化性樹脂の表面全体を数分間走査して洗浄した結果を示す観察図、(b)歯科用光硬化性樹脂に歯科用塗料を塗布した状態を示す観察図である。 歯科用塗料を塗布した歯科用光硬化性樹脂の所定の位置を(a)図1に示す口腔洗浄装置および口腔洗浄方法により洗浄した結果、(b)ウォータージェットにより洗浄した結果を示す観察図である。 図1に示す口腔洗浄装置の、ベンチュリ管の最適形状を調べる実験の概要を示すベンチュリ管付近の縦断面図である。 図5に示す口腔洗浄装置の実験による、キャビテーション衝撃力の大きさ(しきい値Fth)と、しきい値Fth以上の衝撃力の発生頻度との関係を示すグラフである。 図6に示すグラフから求めた、ベンチュリ管の拡大部の長さλと衝撃エネルギーとの関係を示すグラフである。 図1に示す口腔洗浄装置および口腔洗浄方法により、ミニブタの下顎の歯を洗浄したときの(a)洗浄前の歯の状態、(b)そこでの5分間洗浄後の歯の状態、(c)別の位置での洗浄前の歯の状態、(d)そこでの1分間洗浄後の歯の状態、(e)そこでの3分間洗浄後の歯の状態を示す斜視図である。 図1に示す口腔洗浄装置および口腔洗浄方法により、ヒトの下顎前歯部唇側の歯を洗浄したときの(a)洗浄前にプラーク洗浄液で染色した歯の状態、(b)5分間洗浄を行った後の歯の状態を示す正面図である。 図1に示す口腔洗浄装置および口腔洗浄方法により、ミニブタの歯肉粘膜に対してキャビテーション気泡の噴射を行ったときの、噴射終了後4時間経過した歯肉粘膜の組織を示す顕微鏡写真である。 図1に示す口腔洗浄装置および口腔洗浄方法により、歯科用インプラントと同じ表面性状を持つ試験片に付着した歯垢の洗浄を行ったときの(a)洗浄後の試験片の状態を示す平面図、(b)試験片の一部拡大平面図、(c)試験片の表面に付着した歯垢(バイオフィルム)の破壊・除去後の状態を、全焦点画像を用いた3次元表示により測定した斜視図および断面図である。
 以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
 図1乃至図6は、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置および口腔洗浄方法を示している。
 図1に示すように、口腔洗浄装置10は、カバー11と噴射手段12と排出手段13とを有している。
 図1(a)に示すように、カバー11は、歯科用熱可塑性樹脂製で、歯1との間に隙間をあけて、2~3本の歯1を被覆可能に形成されている。カバー11は、歯1を被覆したとき、歯1の手前側と奥側の端縁部が歯肉に密着し、歯列に沿った両端部が歯冠に密着するよう構成されている。これにより、カバー11は、歯1との間の隙間に水を保持可能になっている。また、カバー11は、口腔内の任意の位置に容易に着脱可能である。カバー11は、歯1を被覆したときの歯1との間の隙間に連通する噴射孔11aと排出孔11bとを有している。
 噴射手段12は、供給タンク21と、供給タンク21に接続されたポンプ22と、ポンプ22に接続されたチューブ23と、チューブ23の先端に取り付けられたベンチュリ管24とを有している。供給タンク21は、歯1を洗浄するための水が収納されている。ポンプ22は、供給タンク21に収納された水をチューブ23に向かって送水可能に構成されている。ポンプ22は、チューブ23に送る水の圧力を調整可能になっている。チューブ23は、軟質の樹脂製である。
 ベンチュリ管24は、先端部がカバー11の噴射孔11aに取り付けられている。図1(b)に示すように、ベンチュリ管24は、チューブ23の内部および歯1とカバー11との隙間に連通する流路24aを有し、チューブ23から歯1とカバー11との隙間に向かって流路24aを水が流れるようになっている。流路24aは、内面が滑らかな曲面で形成されており、上流側より流路径が小さい小径部24bと、小径部24bより下流側に、小径部24bより流路径が大きい拡大部24cとを有している。小径部24bは、上流から下流に向かって流路径が漸次小さくなるよう設けられている。また、拡大部24cは、小径部24bから下流に向かって流路径が漸次大きくなるよう設けられている。これにより、ベンチュリ管24は、流路24aを流れる水によりキャビテーション気泡を発生可能になっている。なお、具体的な一例では、カバー11へのベンチュリ管24の装着は、歯科技工の分野で確立しつつあるCADCAMシステムを用いて形成されている。
 図1(a)に示すように、噴射手段12は、供給タンク21の水を、ポンプ22により所定の圧力でチューブ23に向かって送ることにより、ベンチュリ管24でキャビテーション気泡を発生させて、カバー11の内側に向かって噴射するよう構成されている。噴射手段12は、噴射孔11aでのベンチュリ管24の取付角度を調整することにより、キャビテーション気泡の噴射角度を変更可能になっている。
 排出手段13は、排水管25と、排水管25が接続された排水タンク26とを有している。排水管25は、歯1とカバー11との隙間に連通するよう、排出孔11bに接続されている。排水タンク26は、排水管25から排水された水を溜めるようになっている。排出手段13は、歯1とカバー11との隙間の水を、排出孔11bから排水管25を通して排水タンク26に排出するよう構成されている。なお、排出手段13は、吸引器から成り、歯1とカバー11との隙間の水を、排出孔11bから吸引して排出するよう構成されていてもよい。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄方法は、口腔洗浄装置10により好適に実施可能である。図1(a)に示すように、本発明の実施の形態の口腔洗浄方法では、まず、洗浄する歯1をカバー11で被覆し、歯1とカバー11との隙間に水を入れる。このとき、カバー11の手前側と奥側の端縁部が歯肉に密着し、歯列に沿った両端部が歯冠に密着するため、歯1とカバー11との隙間に水を保持することができる。
 この状態で、供給タンク21の水を、ポンプ22により所定の圧力でチューブ23に向かって送り、ベンチュリ管24の流路24aに所定の流速で水を流す。ポンプ22により圧力を制御して、流路24aに流す水の流速を調整することにより、流路24aの小径部24bでキャビテーション気泡を発生させることができる。発生したキャビテーション気泡を、カバー11の内側の歯1やインプラント等の洗浄部に向かって噴射することにより、洗浄部に付着した汚れを洗浄することができる。このとき、歯1とカバー11との隙間に水を保持しているため、キャビテーション気泡をカバー11の内側の洗浄部に当てることができる。
 噴射手段12から歯1とカバー11との隙間に水が供給されるため、その供給された水の量と同じ量の水が、排出孔11bから排水管25を通して排水タンク26に排出される。これにより、キャビテーション気泡により歯1やインプラント等から落とした歯垢や歯石などの汚れを、歯1とカバー11との隙間から水とともに排出することができる。このため、歯1とカバー11との隙間の水をきれいに保つことができ、キャビテーション気泡による洗浄効果が汚れにより低下するのを防ぐことができる。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法では、水の流れによりキャビテーション気泡が発生する、いわゆる流動キャビテーションを利用するため、キャビテーション気泡による洗浄効果だけでなく、流れを伴うことによる相乗効果も得られる。このため、超音波振動子や、超音波振動子などを用いて発生させたキャビテーション気泡で洗浄する場合と比べて洗浄効果が高く、それらで洗浄できない歯垢や歯石などの汚れもきれいに洗浄することができる。
 また、カバー11を口腔内の所望の位置に取り付けたり、ベンチュリ管24の取付角度を調整してキャビテーション気泡の噴射角度を変更したりすることにより、カバー11の内側の任意の位置にキャビテーション気泡を噴射することができるとともに、水の流れを利用して歯1の隙間やインプラントの隙間などの狭隘部にもキャビテーション気泡を流し込むことができる。このため、歯1の隙間やインプラントの隙間などの狭隘部や、歯垢や歯石などの汚れがひどい部分等に向かってキャビテーション気泡を容易に噴射することができ、歯垢や歯石などの汚れを効率的に洗浄することができる。
 このように、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法では、口腔微生物からなる歯垢(バイオフィルム)や歯石などの汚れをきれいに洗浄することができ、歯周病やインプラント周囲炎などを効果的に予防することができる。また、歯1の表面の沈着粒子を除去できるため、歯1のホワイトニング効果が期待できる。キャビテーションによりヒドロキシラジカルなどのフリーラジカルが発生するため、フリーラジカルによる歯1のホワイトニング効果も期待できる。カバー11を口腔内に取り付けずに容器として使用することにより、例えば、抜去歯や抜去インプラントなどをカバー11に入れて洗浄することもできる。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法では、流路24aの小径部24bより下流側に拡大部24cを有しているため、低い噴射圧力でもキャビテーション気泡を効率よく発生させることができる。また、流路24aの内面が滑らかな曲面で形成されているため、水が流路24aを滑らかに流れ、より少流量かつ低噴射圧力でキャビテーション気泡を効率よく発生させることができる。
 なお、噴射手段12の供給タンク21と排出手段13の排水タンク26とを一体とし、排出孔11bから排出された水から汚れを除去するフィルタ部を排出手段13に設けることにより、噴射手段12、歯1とカバー11との隙間、および排出手段13の間で水を循環させてもよい。
 また、図2に示すように、ベンチュリ管24は、小径部24bの上流側に、60乃至120度の角度で曲がる曲折部24dを有し、曲折部24dに対して、曲折部24dの上流側の流路24aとは反対側に広がるよう設けられた水流調整部24eを有していてもよい。この場合、曲折部24dによりキャビテーション気泡の噴射方向が変わるため、口腔内の奥の臼歯やインプラント等を洗浄しやすい。また、歯やインプラントの裏側も洗浄しやすい。流路を流れる水が、曲折部24dで水流調整部24eに入って一旦滞留するため、曲折部24dで流れの方向を変えても、小径部24bに向かってほぼ均等に流れるようにすることができ、キャビテーション気泡を効率よく発生させることができる。なお、図2に示す具体的な一例では、曲折部24dは約90度で曲げられている。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法による洗浄効果を検証するため、歯科用光硬化性樹脂の表面に、噛み合わせ確認用の歯科用塗料を塗布し、この塗料に対して洗浄を行った。ベンチュリ管24の小径部24bの内径を0.5mm、噴射圧力を0.5MPaとして塗料の洗浄を行った。歯科用光硬化性樹脂の表面に歯科用塗料を塗布した状態を図3(b)に、歯科用光硬化性樹脂の表面全体を数分間走査して洗浄した結果を図3(a)に、洗浄位置を固定して10秒間噴射したときの結果を図4(a)に示す。また、比較のため、ノズル口径0.5mm、噴射圧力を0.5MPaのウォータージェットで、洗浄位置を固定して10秒間噴射したときの結果を図4(b)に示す。
 図3に示すように、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法によれば、塗料をふき取った領域と同じ程度まで、歯科用光硬化性樹脂の表面全体をきれいに洗浄できており、洗浄効果が高いことが確認された。また、図4に示すように、同じ条件で洗浄した場合、ウォータージェットよりも高い洗浄効果が得られることも確認された。
 ベンチュリ管24の最適形状を調べるための実験を行った。図5に示すように、小径部24bの内径dに対する、拡大部24cの最適な長さλを調べるため、ベンチュリ管24から発生するキャビテーション気泡を、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)センサから成る高分子圧電フィルムセンサに噴射して、キャビテーション・インパクト・カウンタによりキャビテーション衝撃力エネルギーの計測を行った。
 噴射圧力p=0.5MPa、小径部24bの直径d=0.5mm、ベンチュリ管24の先端からPVDFセンサまでのスタンドオフ距離s=0.5mmとして、拡大部24cの長さλを5、6、7、8mmにしたときのキャビテーション衝撃力の大きさ(しきい値Fth)と、しきい値Fth以上の衝撃力の発生頻度とを測定し、その結果を図6に示す。図6に示すように、明らかに、λ=7mmの場合に大きな衝撃力が発生し、発生頻度も高いことが確認された。
 各しきい値(Fth=0.08N、0.19N、0.31N)に対する、拡大部24cの長さλと衝撃エネルギーとの関係を、図6に示す結果から求め、図7に示す。ここで、衝撃エネルギーは、最大値を示したλ=7mmの値で無次元化している。図7に示すように、明らかに、いずれのしきい値でもλ=7mmにおいて、衝撃エネルギーが最大値を示し、λ=6mmや8mmの場合に比べて、衝撃エネルギーが10倍以上大きいことが確認された。
 このことから、噴射圧力pが0.5MPaの場合には、拡大部24cの長さλを小径部24bの直径dの14倍程度にすることにより、最適な洗浄効果を得ることができるといえる。また、噴射圧力pが0.5MPaより小さい場合には、キャビテーション長さが短くなるため、拡大部24cの長さλを小径部24bの直径dの14倍より短くし、噴射圧力pが0.5MPaより大きい場合には、キャビテーション長さが長くなるため、拡大部24cの長さλを小径部24bの直径dの14倍よりも長くする必要があると考えられる。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法による洗浄効果を検証するため、冷凍保存したミニブタの下顎の歯に付着した歯垢(歯石)の洗浄を行った。ベンチュリ管24の小径部24bの内径を0.5mm、噴射圧力を0.5MPa、スタンドオフ距離を2mmとした。洗浄前の歯の状態を図8(a)に、5分間洗浄を行った後の歯の状態を図8(b)に示す。また、別の位置での、洗浄前の歯の状態を図8(c)に、1分間洗浄を行った後の歯の状態を図8(d)に、3分間洗浄を行った後の歯の状態を図8(e)に示す。
 図8に示すように、1~5分間の洗浄で、歯に付着した歯垢(歯石)をきれいに洗浄できており、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法による洗浄効果が高いことが確認された。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法による洗浄効果を検証するため、ヒトの下顎前歯部唇側の歯の表面に付着した歯垢の洗浄を行った。ベンチュリ管24の小径部24bの内径を0.5mm、噴射圧力を0.5MPa、スタンドオフ距離を2mmとした。歯垢が付着した部位が分かるよう、洗浄前にプラーク洗浄液で赤色に染色したときの歯の状態を図9(a)に、5分間洗浄を行った後の歯の状態を図9(b)に示す。キャビテーション気泡の噴射位置を、図9中に矢印で示す。
 図9(a)に示すように、歯に付着した歯垢がきれいに洗浄されており、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法が、歯垢除去に効果があることが確認された。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法のキャビテーション気泡の噴射による組織障害性を確認するため、ミニブタの歯肉粘膜に対して、キャビテーション気泡の噴射を行った。ベンチュリ管24の小径部24bの内径を0.5mm、噴射圧力を0.5MPa、スタンドオフ距離を2mmとし、3分間噴射を行った。噴射終了後4時間経過した歯肉粘膜の組織を、図10に示す。図10に示すように、上皮における好中球の浸潤や固有層における単核細胞浸潤は観察されず、水腫等の急性炎症反応も観察されなかった。このことから、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法による、歯肉組織に対する為害作用は無いと判断できる。
 本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法による洗浄効果を検証するため、歯科用インプラント(チタン製)と同じ表面性状を持つ試験片に付着した歯垢の洗浄を行った。試験では、まず、試験片を着脱可能な入れ歯型装置に固定し、ヒトの口腔内で3日間保持して表面に歯垢を形成させた。その試験片を口腔外に取り出して、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法により5分間洗浄を行った。このとき、ベンチュリ管24の小径部24bの内径を0.5mm、噴射圧力を0.5MPa、スタンドオフ距離を2mmとした。洗浄後、プラーク染色液により着色し、デジタルマイクロスコープで観察した。
 洗浄後の試験片の状態を図11(a)に、試験片の一部を拡大したものを図11(b)に、試験片の表面に付着した歯垢(バイオフィルム)の破壊・除去後の状態を、全焦点画像を用いた3次元表示により測定した表面形状を図11(c)に示す。図11に示すように、ベンチュリ管24からキャビテーション気泡が噴出された領域で、スポット状に歯垢が剥離して除去されているのが確認された。また、厚みがおよそ8μmの歯垢(バイオフィルム)が剥離され、スポット状に金属表面が露出していることが確認された。このように、本発明の実施の形態の口腔洗浄装置10および口腔洗浄方法は、歯科用インプラントの歯垢除去にも効果的であることが確認された。
  1 歯
 10 口腔洗浄装置
 11 カバー
  11a 噴射孔
  11b 排出孔
 12 噴射手段
  21 供給タンク
  22 ポンプ
  23 チューブ
  24 ベンチュリ管
   24a 流路
   24b 小径部
   24c 拡大部
 13 排出手段
  25 排水管
  26 排水タンク
 

Claims (6)

  1.  噴射孔を有し、歯との間に隙間をあけて前記歯を被覆し、前記隙間に水を保持可能に設けられたカバーと、
     前記噴射孔に取り付けられ、前記隙間に連通する流路を有し、前記流路を前記隙間に向かって流れる水によりキャビテーション気泡を発生可能であり、前記カバーの内側に向かって前記キャビテーション気泡を噴射する噴射手段とを
     有することを特徴とする口腔洗浄装置。
  2.  前記流路は上流側より流路径が小さい小径部を有していることを特徴とする請求項1記載の口腔洗浄装置。
  3.  前記流路は、前記小径部より下流側に、前記小径部より流路径が大きい拡大部を有していることを特徴とする請求項2記載の口腔洗浄装置。
  4.  前記流路は、前記小径部の上流側に、60乃至120度の角度で曲がる曲折部を有し、前記曲折部に対して、前記曲折部の上流側の流路とは反対側に広がるよう設けられた水流調整部を有することを特徴とする請求項2または3記載の口腔洗浄装置。
  5.  前記カバーは排出孔を有し、
     前記隙間の水を前記排出孔から排出する排出手段を
     有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の口腔洗浄装置。
  6.  噴射孔を有するカバーにより歯との間に隙間をあけて前記歯を被覆し、前記隙間に水を保持し、
     前記噴射孔に取り付けられ、前記隙間に連通する流路を有し、前記流路を前記隙間に向かって流れる水によりキャビテーション気泡を発生可能な噴射手段により、前記カバーの内側に向かって前記キャビテーション気泡を噴射することを
     特徴とする口腔洗浄方法。
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