用于保护软组织抵御牙齿漂白物质的系统制作方法

D·A·费施, E·J·D·贝尔纳-菲谢, J·帕特尔, N·D·扬, P·D·菲尔利

2012年9月19日

2010年12月2日

2009年12月23日

皇家飞利浦电子股份有限公司

A61C19/06GK102686127SQ201080059009

漂白 软组织 抵御 牙齿 物质 保护 用于

1.一种用于控制向用户牙齿施加过氧化物或其他牙齿漂白物质或制剂的器具，包括 用于测量电路阻抗的系统(65)，所述电路包括来自器具刷头的传导纤维(64)和所述传导纤维接触的牙齿或齿龈区域，并且用于确定测量的阻抗包括牙齿还是齿龈区域；以及控制电路(65)，用于在测量的阻抗包括齿龈区域的情况下防止过氧化物或其他牙齿漂白物质或制剂在所述纤维附近激活/生成，并且在测量的阻抗包括牙齿的情况下激活/生成所述牙齿漂白物质或制剂2.根据权利要求I所述的器具，其中被测量的所述电路包括所述传导纤维、牙齿或齿龈组织(78)、用户头部(80)、用户手臂(82)以及在所述器具的手柄上接触参考电极垫(86)的用户的手(84)3.根据权利要求I所述的器具，其中所述电路包括两个相邻的传导纤维刷毛以及它们之间的牙齿或齿龈组织4.根据权利要求I所述的器具，其中同一传导纤维刷毛用于测量阻抗并且用于激活/生成所述牙齿漂白物质5.根据权利要求4所述的器具，包括复用组件(91)，用于依次地确定所述刷头上的多个传导纤维刷毛的电路阻抗6.根据权利要求I所述的器具，其中包括牙齿的所述电路的阻抗大于包括齿龈区域的所述电路的阻抗7.根据权利要求I所述的器具，其中所述阻抗确定系统包括使用约lOKHz，约IOOmV的电压的测量信号8.根据权利要求4所述的器具，其中所述器具包括刷头，其包含布置在刷头区域上的多个传导纤维刷毛，每个所述刷毛以范围为3至5_的距离分离9.根据权利要求I所述的器具，其中所述牙齿漂白物质通过电化学反应激活10.根据权利要求9所述的器具，其中所述电化学反应通过在所述传导纤维处产生电位来产生11.根据权利要求I所述的器具，其中所述牙齿漂白物质是过氧化物12.根据权利要求I所述的器具，其中所述牙齿漂白物质是尿素13.根据权利要求I所述的器具，其中所述牙齿漂白制剂的激活由脉宽调制电路控制，其具有其中高脉冲或接通脉冲的长度对应于所述牙齿漂白物质的激活速率的工作周期14.一种用于控制向用户牙齿施加过氧化物或其他牙齿漂白物质的器具，包括 光源(50)； 用于通过器具刷头(28)上的传导纤维(53)将来自所述光源的光引导至嘴中的牙齿表面或者齿龈区域表面的系统(52，54，51)； 检测系统(37)，用于确定从嘴表面返回的反射光的所选择的特性，其中所述特性的一个方面指示光从牙齿反射，并且所述特性的另一方面指示光从齿龈表面反射；以及 控制电路(37)，如果所述特性是所述一个方面，则激活所述牙齿漂白物质，而如果返回的光是所述另一方面，则不激活所述牙齿漂白物质15.根据权利要求13所述的器具，其中所述特性是颜色16.根据权利要求14所述的器具，其中一个颜色是白色，而另一颜色是红色17.根据权利要求14所述的器具，其中所述器具包括分束器(54)、多个透镜(51，52，·60,61)以及检测器，用于引导光并且将其聚焦到所述传导纤维，并且随后将所述返回的光的至少一部分引导至所述检测器以用于将光学信号转换成电信号18.根据权利要求14所述的器具，其中所述刷头包括多个传导纤维刷毛以及所述刷头的外周周围的多个不活跃刷毛19.根据权利要求14所述的器具，其中所述牙齿漂白物质是过氧化物20.根据权利要求14所述的器具，其中所述牙齿漂白物质是尿素

本发明总体上涉及用于漂白牙齿的手持器具，并且更具体地，涉及在漂白过程期间为嘴的软组织提供保护的此类器具

一种用于消费者和专业使用两者的有效的牙齿漂白系统包括用于结合用于保护包括多个齿龈区域的嘴的软组织防止牙齿漂白物质/制剂(以下通常称为制剂)接触的布置、将牙齿漂白制剂递送到牙齿的器具通常，由用户或者通过器具将具有I %至10%的强度的诸如过氧化物或尿素的牙齿漂白物质以凝胶制剂提供给牙齿区域向牙齿提供漂白制剂的多种方式是可能的本保护布置可结合多种漂白制剂递送系统使用图I示出了包括刷毛12集合的诸如牙刷的器具的刷头部分10在图I中，刷毛可操作地针对用户牙齿14定位在一个示例中，可以电化学地激活/生成在15处示出的诸如过氧化物的凝胶制剂的漂白剤这可以利用刷头中的金属或碳纤维，利用_2至2伏特范围内的电极对之间的电压来完成金属或碳阴极和阳极纤维存在于刷头10中图2中示出单个这样的纤維金属或碳(传导)纤维20通常通过其大部分长度上的聚合物套22绝缘，形成刷毛，诸如钼或其他金属的金属或者碳(其是优选的)的尖端23暴露约1_，尽管该距离可以变化替选地，套部分可以略微延伸超出金属/碳纤维的尖端，可能额外地使用通过套针对金属或碳元件的侧孔接入，以使得阴极和阳极纤维之间的电流可以产生漂白制剂的期望的电化学激活替选地，可以使用通过透明刷毛纤维的UV光以便提供漂白制剂的初始或增强局部作用如上文所讨论的，关于牙齿漂白的一个显著的问题是維持牙齿漂白制剂仅与要漂白的牙齿接触并且防止制剂与齿龈(或其他)组织接触因此重要的是能够快速地和准确地确定刷头或者其一部分与牙齿表面还是齿龈表面相邻这里示出和描述了两种布置来实现特别用于家庭(非商业)使用的牙齿漂白器具的该重要目的，尽管这些布置也可以用在商业(专业)器具中图3、4A至4C和5示出了用于防止牙齿漂白物质接触软(齿龈)组织的光学布置器具27图3示出了牙刷的刷头28和牙刷柄部分30，该牙刷连接到手柄31刷头28包括多个活跃刷毛32-32每个活跃刷毛32包括光纤34，其具有外套33活跃刷毛还可以典型地包括用于激活例如过氧化物或其他漂白物质的漂白制剂的电化学活跃区域35，或者电化学激活可以由相邻的纤维实现刷头外周周围的多个不活跃刷毛33(部分示出)可用于在刷头侧面保护组织防止接触牙齿漂白制剂不活跃刷毛还可用于洗擦牙齿用于承载光学信号的纤维38以及用于承载用于激活漂白制剂的电信号的电线40将刷头刷毛纤维与牙刷手柄中的光学检测器和微处理器控制37连接再次地，光学功能和制剂激活可以在单个纤维中实现图4A至4C示出了用于包含光纤的刷毛32的三个替选方案图4A示出了由聚合物套44包围的单个光纤42在该布置中，套直径为O. 2至Imm的、典型地直径为O. Imm的光纤42接触牙齿或齿龈表面电化学活跃区域也可以提供在刷毛中或者提供在分离的刷毛中在器具的操作中，来自光源的光将沿纤维42前进向下并且接触牙齿或齿龈表面，一些光反射回到纤维42中并且随后通过柄回到光检测器，该光检测器将返回的光学信号转换成由控制微处理器37分析的电信号该布置使用单个纤维(通道)然而，在一些情况下，可以阻挡光反向散射到单个纤维中在图4B中所示的在另一布置中，两个光纤45、45A可以用在单个刷毛套46中，纤维在距套的自由端一定距离处終止然而，刷毛套可以阻挡返回的光；在暴露的套体积46A内捕获的牙膏也可以阻挡返回的光图4C的布置示出了具有双光纤布置47、47A以及套48的刷毛，其可以包括电化学活跃区域然而，在该布置中，拾取了少量的反向散射光图4A因此呈现为最理想的光学布置图5更详细地示出了图3的器具的光学检测结构37白色LED光源50设置在牙刷的手柄中通过准直光的透镜52引导来自光源50的光准直光随后前进到分束器54，朝向聚焦透镜51引导50%的光，聚焦透镜51将光引导至如图3和4A至4C中所示的各个刷毛中的光纤53来自分束器54的剰余的光损失来自牙齿或齿龈表面的反射光通过透镜56并且通过分束器54反向前进,分束器54将50%的光发送到分散光学装置60、透镜61并且随后到达低像素计数CCD元件62在该布置中，如果在刷头中有8个纤维传送光束，则对于32x32像素(XD，每个纤维具有16个像素如果光撞击在牙齿表面上,则返回的光将是白色的，而如果光撞击在齿銀表面上，则返回的光将是红色的CCD识别颜色的差別来自CCD的输出信号被提供给微处理器，该微处理器控制由光通过其返回的刷毛或者由分离的刷毛产生的电化学激活如果返回的光是红色的，则断开针对那些用于实现电化学过程的刷毛的电位，使得活跃刷毛附近的过氧化物或其他牙齿漂白制剂未被激活，防止激活的漂白制剂接触并伤害软组织如果返回的光是白色的，则接通针对激活的刷毛的电位图6至11示出了用于控制过氧化物制剂或其他牙齿漂白制剂在嘴中施加到嘴的特定区域，特别是仅牙齿表面，防止激活的漂白制剂接触齿龈的另一布置该布置是基于阻抗的技术，用于在与牙齿表面或齿龈表面接触的刷头上的传导纤维之间进行区分该布置允许对过氧化物或其他牙齿漂白制剂的生成的准确的空间控制阻抗实施例利用如下已知事实，牙齿较之周围的齿龈软组织具有高阻杭在图6中，示出了牙刷器具62，其包括具有阻抗测量刷毛64的刷头63，阻抗测量刷毛64在刷头的区域上隔开，并且通过ー组电连接线66电连接到手柄中的測量和控制组件65阻抗测量刷 毛64典型地置于刷头上或者刷头外周附近以提供刷头63的区域上的过氧化物或其他牙齿漂白制剂的激活的良好空间控制电路阻抗包括接触表面的刷毛中的传导纤维的阻杭测量和控制电路中的开/关电反馈回路控制在包括传导纤维的刷毛的电化学部分的尖端处施加牙齿漂白制剂激活电位替选地，对于开关激活，可以使用脉宽调制(PVM)控制电路来控制过氧化物或其他漂白制剂的激活/生成的速率具有长“接通”脉冲的工作周期对应于高的制剂激活/生成速率，而短的“接通”脉冲对应于低的激活速率典型地，測量电路阻抗时使用的传导纤维包含在包括用于电化学激活过氧化物制剂的元件的同一刷毛中，因此给出了在哪里生成过氧化物以及过氧化物接触什么表面的局部控制在其中刷毛的传导纤维尖端与齿龈软组织接触的情形下，将测量到低的电阻抗，典型地约为50k Ω，而当接触牙齿表面时，測量到高阻抗，典型地约为50k Ω当測量到低阻抗吋，反馈控制65将减少或断开电纤维的尖端上的电位，防止其附近的过氧化物的激活替选地，过氧化物或其他漂白制剂的生成可以被逆转，或者系统切换到替选的电化学模式阻抗布置中的纤维/刷毛还可以插入到微管中，该微管将充氧的牙齿漂白凝胶以限定的流率递送到牙齿可以在纤维的较低点处实现电化学作用，并且由从管突出的纤维的尖端实现阻抗感测功能借助于单个纤維/刷毛通过使纤维的功能在感测和电化学作用之间切换可以实现这一点，或者可以在管内利用分离的纤维实现这两个功能在可以是银或钼的管内，可能需要分离的參考纤维在单个管内可以使用两个纤维电极，一个是金属纤维电极而另ー个是碳纤维电极，每个纤维沿其长度在同一点部分地绝缘替选地，管内部可 以是碳或者管可以由碳制成，金属刷毛在其内部部分地绝缘在该布置下，唾液的传导性典型地非常低，尽管其包含各种电解质，这防止了嘴中的短路如上文所讨论的并且如图7中所示，阻抗测量纤维可以遍布刷头分布，或者它们可以布置成组以在较大的表面上提供更高效的牙齿漂白由于当纤维接触牙齿时测量到的阻抗明显大于当光纤接触齿龈软组织时測量到的阻抗，因此不难建立区分用于控制电化学反应的两种情况的可靠的阈值阻杭图7示出了刷毛/纤维的ー些细节活跃刷毛包括具有套72的传导纤维70传导纤维70可用于阻抗測量/感测功能以及电化学激活功能，如上文讨论的，在电化学激活功能中使用约-2至2伏特的小电位激活诸如过氧化物的牙齿漂白制剂这两个功能也可以由分离的纤维实现如果阻抗測量结果是小的，指示传导纤維正在接触齿龈表面，则控制反馈电路断开用于电化学激活的电位在一个实施例中，參照图8至11，测量的阻抗电路包括刷毛76中的传导纤维，在78处指示的牙齿或齿龈表面，用户头部80，用户手臂82以及在器具的手柄上接触參考电极垫86的用户的手84再次地，如果该阻抗测量结果是大的，约IOOkQ或更大，则指示牙齿表面接触，而如果阻抗相对小，典型地约50k Ω或更小，则指示刷毛接触齿龈表面图9示出了两个接触电路，即牙齿85及其由85A表示的阻抗以及身体89的阻杭，或者齿龈区域87和身体89的阻抗图10示出了利用包含传导纤维的刷头中的所有刷毛的复用组件91的简化电路图阻抗测量控制组件90依次闭合开关91a-n，对于刷头中的每个传导纤维依次使用ー个开关随后接着针对每个纤维依次进行阻抗测量随后将开关依次切换到电化学电压驱动単元94，其使用反馈线路95将激活电压施加到纤维用于电化学反应，以产生激活的过氧化物或其他牙齿漂白制剂图11中示出了简化的电路实现方案例如，将lOKHz，IOOmV的AC信号98施加到阻抗电路，其包括感测电阻100，传导元件对牙齿或齿龈表面的接触点104，手柄上的參考垫106，身体107的阻抗以及在108处表示的牙齿或齿龈的阻杭如果阻抗108是高的，则指示牙齿表面并且通过传导尖端施加电压以开始电化学反应，而如果阻抗108是低的，则指示与齿龈软组织的接触，不施加电压在另ー实施例中，在两个分离的传导刷毛元件之间进行阻抗测量，使得阻抗电路包括第一传导刷毛元件1，牙齿表面或齿龈表面的阻抗以及第ニ传导刷毛元件齿龈接触和牙齿接触之间的总阻抗的差异再次足以可靠地接通探针的电化学电位以激活漂白制剂或者断开探针的电化学电位以防止这样的激活因此，已公开了ー种被构造和布置为保护诸如齿龈的软组织防止被用于漂白牙齿的过氧化物或其他物质接触的器具这是通过使用刷头刷毛来识别它们正在接触的表面来实现的这是通过光学技术阻抗或者 阻抗技术来实现的在任ー情况下，确定刷毛接触的表面，并且接通或断开用于激活过氧化物或其他牙齿漂白物质的电位，由此保护软组织尽管出于说明的目的已公开了优选实施例，但是应理解，在不偏离如所附权利要求限定的本发明的精神的情况下，可以在优选实施例中进行各种改变和修改以及替换