Устройство и способы отбора и анализа образцов текучей среды из полости рта - RU2571327C2
Код документа: RU2571327C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам и способам отбора образцов текучей среды из полости рта для анализа, применимым в домашних условиях.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ежедневная гигиена полости рта в дополнение к регулярным осмотрам у стоматолога по существу зарекомендовала себя как эффективное средство профилактики возникновения, развития и/или осложнения периодонтита, гингивита и/или кариеса. Однако, к сожалению, даже те люди, которые серьезно относятся к чистке зубов щеткой и зубной нитью, нередко не могут достать, освободить и удалить попавшие глубоко в десны или межзубные промежутки частицы пищи, зубной налет или биопленку. Большинство людей дважды в год обращаются к стоматологу для профессиональной чистки зубов и удаления зубного камня.
В течение многих лет ведется разработка продуктов для облегчения чистки зубов в домашних условиях, но до сих пор единого устройства, простого в обращении и способного одновременно очищать все поверхности зубов и/или десневой или поддесневой области, все еще не создано. Для этих целей широко применяется обычная зубная щетка, несмотря на то что при ее использовании для обеспечения эффективной чистки затрачивается значительное количество энергии. Кроме того, обычная зубная щетка не может обеспечить достаточную очистку поверхностей в межзубных промежутках. Для чистки межзубных областей в настоящее время требуется использовать зубную нить, зубочистку или иное устройство помимо зубной щетки.
В последнее время стали очень популярны электрические зубные щетки, но они, хотя и требуют меньших затрат энергии при использовании, все равно не могут обеспечить требуемую степень очистки поверхностей в межзубных промежутках. Известными устройствами для очистки поверхностей в межзубных промежутках являются ирригаторы для полости рта. Однако в подобных устройствах применяется одна струя жидкости, которая для эффективного удаления остатков органических веществ должна быть направлена точно в межзубную область. Поэтому такие очищающие устройства на основе водяного насоса, как правило, очень полезны только для очистки зубов с надетыми на них скобами, в которых часто застревают крупные фрагменты пищи. Следует понимать, что в настоящее время для удаления как остатков органических веществ, так и зубного налета требуется несколько устройств, что занимает очень много времени и неудобно.
Кроме того, для эффективного использования подобных устройств и способов очистки от пользователя требуется строгое соблюдение всех процедур и/или инструкций. Наблюдаемые у пользователей различия во времени чистки, используемой для чистки или лечения композиции, процедуре чистки и т.д. будут сказываться на качестве чистки зубов.
Настоящее изобретение может частично устранять один или более из вышеперечисленных недостатков существующих устройств и способов гигиены полости рта или по меньшей мере предлагает на рынке альтернативную технологию, имеющую преимущества по сравнению с известными технологиями, которую также можно применять для облегчения патологического состояния или улучшения косметического состояния полости рта. Кроме того, изобретение предусматривает возможности диагностики, при которых устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения собирают образцы текучей среды из полости рта для проведения анализа с учетом некоторых аспектов, описанных ниже в настоящем документе.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам, применимым для отбора образцов текучей среды из полости рта млекопитающего, при этом устройство включает мундштук и средство для отбора образцов текучей среды из полости рта. Мундштук включает в себя камеру, образованную передней и задней внутренними стенками и внутренней стенкой основания мундштука, проходящей между передней и задней внутренними стенками. Изобретение также относится к способам отбора и анализа образцов текучей среды из полости рта, включая стадии размещения устройства в полости рта, отбора образцов текучей среды и проведения анализа собранных таким образом образцов текучей среды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ. 1 схематически представлен один вариант осуществления устройства, которое можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 2 схематически представлен альтернативный вариант осуществления устройства, которое можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 3 схематически представлен другой альтернативный вариант осуществления устройства, которое можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 4a представлен вид в перспективе варианта осуществления контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости, который можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 4b представлен вид с пространственным разделением компонентов контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости, представленного на ФИГ. 4a.
На ФИГ. 4c представлен вид сверху контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости, изображенного на ФИГ. 4a, в первом положении.
На ФИГ. 4d представлен вид сверху контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости, изображенного на ФИГ. 4a, во втором положении.
На ФИГ. 5 представлен вид в перспективе спереди сверху первого варианта осуществления капы, которую можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 6 представлен вид в перспективе сзади снизу варианта осуществления капы, изображенной на ФИГ. 5.
На ФИГ. 7 представлен вид в вертикальном разрезе капы, изображенной на ФИГ. 5.
На ФИГ. 8 представлен вид в горизонтальном разрезе капы, изображенной на ФИГ. 5.
На ФИГ. 9 представлен вид в перспективе сзади и сверху второго варианта осуществления капы, которую можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 10 представлен вид в перспективе спереди и сверху варианта осуществления капы, изображенной на ФИГ. 9.
На ФИГ. 11 представлен вид сверху капы, изображенной на ФИГ. 9.
На ФИГ. 12 представлен вид в частичном разрезе капы, изображенной на ФИГ. 9.
На ФИГ. 13 представлен вид в перспективе спереди и сверху третьего варианта осуществления капы, которую можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 14 представлен вид сзади и сверху варианта осуществления капы, изображенной на ФИГ. 13.
На ФИГ. 15 представлен вид сзади и снизу варианта осуществления капы, изображенной на ФИГ. 13.
На ФИГ. 16 представлен вид в частичном разрезе капы, изображенной на ФИГ. 13.
На ФИГ. 17a представлен вид с пространственным разделением компонентов варианта осуществления ручного блока, который можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 17b представлен вид с пространственным разделением компонентов нагнетающей части ручного блока, изображенного на ФИГ. 17a.
На ФИГ. 17c представлен вид с пространственным разделением компонентов вакуумной части ручного блока, изображенного на ФИГ. 17a.
На ФИГ. 17d представлен вид сбоку системы привода нагнетающей и приводной частей ручного блока, изображенного на ФИГ. 17a.
На ФИГ. 17e представлен вид в частичном разрезе ручного блока, изображенного на ФИГ. 17a.
На ФИГ. 18a представлен вид в перспективе спереди и сверху варианта осуществления системы, которую можно использовать в настоящем изобретении.
На ФИГ. 18b представлен вид в перспективе спереди и сверху ручного блока системы.
На ФИГ. 18c представлен вид в перспективе спереди и сверху резервуара для жидкости системы.
На ФИГ. 18d представлен дополнительный увеличенный вид области резервуара для жидкости, изображенного на ФИГ. 18c.
На ФИГ. 18e представлен вид в сечении ручного блока системы.
На ФИГ. 18f представлен дополнительный увеличенный вид области ручного блока, изображенного на ФИГ. 18e.
На ФИГ. 18g представлен вид в перспективе спереди и сверху системы, изображенной на ФИГ. 18a, с резервуаром для жидкости, прикрепленным к базовой станции.
На ФИГ. 18h представлен дополнительный увеличенный вид области базовой станции, изображенной на ФИГ. 18g.
На ФИГ. 18i представлен вид в частичном разрезе базовой станции системы, изображенной на ФИГ. 18a.
На ФИГ. 18j представлен вид в частичном разрезе системы, изображенной на ФИГ. 18a, с резервуаром для жидкости, прикрепленным к базовой станции.
На ФИГ. 18k представлен вид в частичном разрезе системы, изображенной на ФИГ. 18a, с резервуаром для жидкости и ручным блоком, прикрепленными к базовой станции.
На ФИГ. 18l представлен дополнительный увеличенный вид области базовой станции и ручного блока, изображенных на ФИГ. 18k.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к устройствам, которые применимы для сбора образцов текучей среды из полости рта млекопитающего. Устройство включает в себя мундштук, содержащий камеру, прилегающую к зубам пользователя, и средство для отбора образца текучей среды из полости рта. В некоторых вариантах осуществления мундштук применим для направления жидкости на множество поверхностей полости рта. В таких вариантах осуществления в камере жидкость удерживается в непосредственном контакте с множеством поверхностей полости рта, а передняя и задняя внутренние стенки включают множество отверстий. Мундштук включает в себя первый распределитель, содержащий первую порцию жидкости и обеспечивающий первую порцию жидкости в камеру через отверстия передней внутренней стенки, второй распределитель, содержащий вторую порцию жидкости и обеспечивающий вторую порцию жидкости в камеру через отверстия задней внутренней стенки, первый порт, по которому первая порция жидкости поступает в первый распределитель и выходит из него, второй порт, по которому вторая порция жидкости поступает во второй распределитель и выходит из него. Мундштук дополнительно включает в себя средство, обеспечивающее эффективную герметизацию мундштука в полости рта. Изобретение дополнительно относится к способам отбора и анализа образцов текучей среды из полости рта, включая стадии размещения устройства в полости рта, отбора образцов текучей среды и проведения анализа образцов текучей среды.
Термины «возвратно-поступательное движение жидкости» и «возвратно-поступательная подача жидкости» в настоящем документе считаются эквивалентными. Оба термина в настоящем документе означают периодическую смену направления потока жидкости на поверхности полости рта млекопитающего с первого направления потока на второе направление потока, противоположное первому направлению потока, и обратно.
Термин «эффективная герметизация» означает, что уровень герметизации между средствами для направления потока жидкости на и вокруг множества поверхностей в полости рта, например, капы, таков, что утечка жидкости из капы в полость рта в процессе использования устройства достаточно мала и позволяет ограничиться небольшим или минимальным объемом используемой жидкости, а также создать комфортные условия для пользователя, например, во избежание поперхивания или рвотного рефлекса. Без ограничения общности под рвотным рефлексом понимается рефлекторное (то есть неконтролируемое) сокращение мышц задней стенки гортани, вызванное раздражением задней части мягкого неба, стенки глотки, тонзиллярной области или основания языка, являющееся защитной реакцией организма для недопущения попадания инородных предметов в глотку и дыхательные пути. У разных людей рвотный рефлекс может вызываться раздражением разных областей полости рта. Помимо физических причин, вызывать рвотный рефлекс могут и психологические факторы, например, у людей, которые боятся подавиться, может легко сработать рвотный рефлекс при помещении какого-либо предмета в полость рта.
Используемый в настоящем документе термин «средства подачи жидкости» включает конструкции, по которым жидкость может поступать или перемещаться через устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения, и включает в себя, без ограничений, проходы, трубки, порты, порталы, каналы, просветы, трубы и распределители. Такие средства подачи жидкости могут применяться в устройствах для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости и для направления потока жидкости на и вокруг поверхностей полости рта. Такие средства подачи жидкости также обеспечивают подведение жидкости к средствам направления потока жидкости и к средствам обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости из содержащего жидкость резервуара, при этом резервуар может находиться как в ручном устройстве, которое содержит средство обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости, так и в базовом блоке. Средство подачи жидкости также обеспечивает подведение жидкости из базового блока в резервуар для жидкости, который находится в ручном устройстве.
Изобретения, описанные в настоящем документе, включают в себя способы и устройства, используемые для отбора образцов текучей среды из полости рта млекопитающего, например, человека, для анализа и диагностических целей. Устройства, составляющие предмет настоящего изобретения, обеспечивают не только сбор текучей среды, но также могут оказывать благоприятное воздействие на полость рта, например, обеспечивать чистку или лечение.
Использование мундштука в соответствии с принципами настоящего изобретения обеспечивает возможность согласованного отбора образцов на обширной площади полости рта, что позволяет получить более качественные и унифицированные образцы текучей среды для диагностики, а также обеспечивает последовательный отбор образцов в конкретных зонах полости рта, как более подробно описано ниже в настоящем документе. Устройства и способы, составляющие предмет настоящего изобретения, обеспечивают преимущество в подготовке образца текучей среды in vivo перед отбором, в процессе или после него. В некоторых вариантах осуществления до отбора образцов текучей среды, в процессе или после него могут быть введены вещества, стимулирующие отбор образцов, и/или конгломерирующие вещества, обеспечивающие более последовательный и качественный отбор образца текучей среды. Например, для отбора образцов крови из полости рта коагулирующие вещества могут быть введены, например, в мундштук или в средство для отбора образца текучей среды.
Некоторые способы предполагают отбор образца текучей среды из полости рта для анализа и омывания множества поверхностей в полости рта жидкостью, которая может оказывать благоприятное воздействие на полость рта. В таких способах используется возвратно-поступательное движение жидкости, омывающей множество поверхностей полости рта, в условиях, эффективно обеспечивающих желаемый благоприятный эффект для полости рта. Омывание множества поверхностей полости рта жидкостью может производиться по существу одновременно. Термин «по существу одновременно» означает, что, хотя не все из множества поверхностей полости рта обязательно омываются жидкостью в один момент времени, большая часть таких поверхностей омывается одновременно или в пределах небольшого промежутка времени, тем самым обеспечивая эффект, подобный эффекту, получаемому при омывании всех поверхностей в один момент времени. Отбор образцов текучей среды можно выполнять до омывания поверхностей полости рта жидкостью, в процессе или после него. В некоторых вариантах осуществления отбор можно выполнять до омывания поверхностей полости рта жидкостью, в процессе или после него.
Условия для обеспечения желаемого благоприятного эффекта для полости рта могут различаться в зависимости от конкретной среды, обстоятельств и желаемого эффекта. Различные переменные взаимосвязаны друг с другом и определяют конкретную скорость потока жидкости. В некоторых вариантах осуществления требования к скорости потока жидкости могут определяться типом и составом используемой композиции. Например, при изменении вязкости, содержания добавок, таких как абразивы, добавки для снижения вязкости и т.д., а также общих характеристик текучести используемой композиции требования к скорости потока для обеспечения одинакового уровня эффективности могут изменяться. Возможные факторы для обеспечения соответствующих условий для того или иного желаемого благоприятного эффекта, включают в себя, без ограничений, скорость и/или расход и/или давление потока жидкости, пульсирование потока жидкости, геометрию или характер распыления жидкости, температуру жидкости и частоту цикла возвратно-поступательного движения жидкости.
Давление жидкости, то есть давление в распределителе непосредственно на выходе струи жидкости, может находиться в диапазоне от приблизительно 0,5 psi до приблизительно 30 psi или от приблизительно 3 до приблизительно 15 psi, или приблизительно 5 psi. Расход жидкости может находиться в диапазоне от приблизительно 10 мл/с до приблизительно 60 мл/с или от приблизительно 20 мл/с до приблизительно 40 мл/с. Следует отметить, что с увеличением объема и числа струй расход жидкости при заданном давлении/скорости потока также увеличивается. Частота пульсирования жидкости (связанная с длительностью импульса и объемом за импульс (мл/импульс)) может находиться в диапазоне от приблизительно 0,5 Гц до приблизительно 50 Гц или от приблизительно 5 Гц до приблизительно 25 Гц. Рабочий цикл нагнетания может находиться в диапазоне от приблизительно 10% до 100% или от приблизительно 40% до приблизительно 60%. Следует отметить, что при 100% пульсирования нет, вместо этого жидкость подается непрерывной струей. Объем за импульс (суммарный объем, подаваемый всеми струями/соплами) может находиться в диапазоне от приблизительно 0,2 мл до приблизительно 120 мл или от приблизительно 0,5 мл до приблизительно 15 мл. Скорость струи во время импульса может находиться в диапазоне от приблизительно 4 см/с до приблизительно 400 см/с или от приблизительно 20 см/с до приблизительно 160 дюймов/с. Коэффициент заполнения импульсов создания вакуума может находиться в диапазоне от приблизительно 10% до 100% или от приблизительно 50% до 100%. Следует отметить, что при коэффициенте заполнения 100% создание вакуума осуществляется непрерывно. Объемное отношение подачи жидкости к созданию вакуума может находиться в диапазоне от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:20 или от приблизительно 1:1 до 1:10.
В состав используемой жидкости может входить по меньшей мере один компонент (вещество), способное эффективно обеспечивать желаемый благоприятный эффект, в количестве, достаточном для создания благоприятного эффекта при омывании поверхностей полости рта. Например, в состав жидкости может входить, без ограничений, компонент, выбранный из группы, состоящей из чистящего вещества, противомикробного вещества, минерализатора, десенсибилизатора, поверхностно-активного вещества (ПАВ) и отбеливающего вещества. В некоторых вариантах осуществления за один сеанс можно использовать более одной жидкости. Например, полость рта может быть обработана очищающим раствором, а затем вторым раствором, содержащим, например, противомикробное вещество или отбеливающее вещество. Растворы также могут включать множество веществ для получения более чем одного благоприятного эффекта за одно применение. Например, раствор может включать очищающее вещество и вещество для облегчения патологического состояния, как дополнительно описано ниже. Кроме того, один раствор может эффективно обеспечивать более чем один благоприятный эффект для полости рта. Например, раствор может включать одно вещество, выполняющее одновременно функции очищающего полость рта средства и противомикробного препарата или одновременно очищающего полость рта и отбеливающего зубы.
Жидкости, которые можно применять для улучшения косметического состояния полости рта, могут включать вещество для отбеливания зубов в полости рта. Подобные отбеливающие вещества могут включать, без ограничений, перекись водорода и перекись карбамида или иные вещества, способные в процессе обработки зубов выделять перекись водорода. Другие отбеливающие вещества могут включать абразивы, такие как кремнезем, бикарбонат натрия, глинозем, апатиты и биостекло.
Следует отметить, что, хотя абразивы могут использоваться для очистки и/или отбеливания зубов, некоторые абразивы также могут снижать гиперчувствительность зубов, вызванную потерей эмали и открытием доступа к зубным канальцам.
В ряде вариантов осуществления жидкость может включать противомикробную композицию, содержащую спирт с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода. Подобная жидкость может представлять собой противомикробный ополаскиватель для полости рта, в частности ополаскиватель с пониженным содержанием этилового спирта или по существу не содержащий этилового спирта, обеспечивающий высокую эффективность в профилактике зубного налета, болезней десен и неприятного запаха изо рта. Указанные спирты с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода представляют собой алифатические спирты. Конкретным примером алифатического спирта с 3 атомами углерода является 1-пропанол.
В одном варианте осуществления жидкость может содержать противомикробную композицию, содержащую (а) противомикробно-эффективное количество тимола и одно или более других эфирных масел, (b) от приблизительно 0,01% до приблизительно 70,0% об. или от приблизительно 0,1% до приблизительно 30% об., или от приблизительно 0,1% до приблизительно 10% об., или от приблизительно 0,2% до приблизительно 8% об. спирта с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода и (c) несущую среду. Спирт может представлять собой 1-пропанол. Жидкая несущая среда может быть водной или безводной и может включать загустители или желирующие вещества для получения композиций требуемой консистенции. Предпочтительными несущими средами являются вода и смеси воды и этанола.
Другой вариант осуществления жидкости представляет собой противомикробную композицию, содержащую (а) противомикробно-эффективное количество противомикробного вещества, (b) от приблизительно 0,01% до приблизительно 70% об. или от приблизительно 0,1% до приблизительно 30% об., или от приблизительно 0,2% до приблизительно 8% об. пропанола и (c) несущую среду. Противомикробная композиция данного варианта осуществления имеет неожиданно более высокую кинетику системы доставки по сравнению с ранее известными этанольными системами. Примеры возможных для использования противомикробных веществ включают, без ограничений, эфирные масла, цетилпиридиния хлорид (CPC), хлоргексидин, гексетидин, хитозан, триклозан, домифена бромид, олова фторид, растворимые пирофосфаты, оксиды металлов, включая, без ограничений, оксид цинка, масло мяты перечной, шалфейное масло, сангвинарию, дикальция дигидрат, алоэ вера, полиолы, протеазы, липазы, амилазы и соли металлов, включая, без ограничений, цитрат цинка и т.п. Особенно предпочтительный аспект данного варианта осуществления направлен на противомикробную композицию для полости рта, например, ополаскиватель для полости рта, содержащий не более приблизительно 30% об. или не более приблизительно 10% об., или не более приблизительно 3% об. 1-пропанола.
Еще один вариант осуществления жидкости представляет собой противомикробный ополаскиватель для полости рта с пониженным содержанием этилового спирта, содержащий (а) противомикробно-эффективное количество тимола и одного или более других эфирных масел; (b) от приблизительно 0,01 до приблизительно 30,0% об. или от приблизительно 0,1 до приблизительно 10% об., или от приблизительно 0,2 до приблизительно 8% об. спирта с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода; (c) этиловый спирт в количестве приблизительно 25% об. или менее; (d) по меньшей мере одно ПАВ; и (e) воду. Предпочтительно суммарная концентрация этилового спирта и спирта с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода не превышает 30% об. или не превышает 25% об., или не превышает 22% об.
В еще одном варианте осуществления жидкость представляет собой не содержащий этилового спирта противомикробный ополаскиватель для полости рта, содержащий (а) противомикробно-эффективное количество тимола и одно или более других эфирных масел; (b) от приблизительно 0,01% до приблизительно 30,0% об. или от приблизительно 0,1% до приблизительно 10% об., или от приблизительно 0,2% до приблизительно 8% об. спирта с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода; (c) по меньшей мере одно ПАВ; и (d) воду.
Спирт с длиной цепи от 3 до 6 атомов углерода предпочтительно выбирают из группы, состоящей из 1-пропанола, 2-пропанола, 1-бутанола, 2-бутанола, трет-бутанола и соответствующих диолов. Предпочтительными являются 1-пропанол и 2-пропанол, наиболее предпочтительным является 1-пропанол.
Помимо общего улучшения гигиенического состояния полости рта путем очистки, например, удаления или профилактики образования зубного налета, осаждения частиц пищи, биопленки и т.д., устройства в соответствии с принципами настоящего изобретения также могут найти применение при выявлении и облегчении патологических состояний полости рта и улучшения косметического состояния полости рта. Патологические состояния могут включать, без ограничений, кариес, гингивит, воспаление, симптомы, связанные с периодонтитом, галитозом, чувствительностью зубов и грибковой инфекцией. Сами жидкости могут применяться в различной форме, при условии, что их характеристики текучести применимы для использования в устройствах и способах настоящего изобретения. Например, жидкости могут быть выбраны из группы, состоящей из растворов, эмульсий и дисперсий. В ряде вариантов осуществления жидкость может содержать взвешенное вещество, например, абразив, диспергированный в жидкой фазе, например, в водной фазе. В таких случаях для обработки поверхностей полости рта абразив должен быть по существу однородно диспергирован в водной фазе. В других вариантах осуществления можно использовать эмульсию типа масло-в-воде или вода-в-масле. В таких случаях жидкость будет содержать дисперсную масляную фазу, по существу однородно диспергированную в объеме непрерывной водной фазы, или дисперсную водную фазу, по существу однородно диспергированную в объеме непрерывной масляной фазы, в зависимости от типа эмульсии. В других вариантах осуществления жидкость может представлять собой раствор, в котором вещество растворено в несущей среде или в котором несущую среду можно рассматривать в качестве активного вещества для обеспечения желаемого благоприятного эффекта, например, спирт или смесь спирта и воды, обычно с растворенными в ней другими веществами.
Настоящее изобретение включает в себя устройства, например, устройство гигиены полости рта, например, аппарат для чистки зубов, применимый для домашнего использования и выполненный с возможностью отбора образцов текучей среды из полости рта и направленной подачи жидкости на множество поверхностей зуба и/или десневой области. В ряде вариантов осуществления поверхности полости рта омываются жидкостью по существу одновременно. Используемая в настоящем документе ссылка на десневую область включает, без ограничений, ссылку на поддесневый карман. Соответствующую жидкость направляют на множество поверхностей зубов и/или десневую область по существу одновременно возвратно-поступательным образом в условиях, обеспечивающих эффективную очистку и/или общее улучшение косметического состояния полости рта и/или облегчения патологического состояния зубов и/или десневой области, таким образом обеспечивая улучшение общего гигиенического состояния зубов и/или десневой области. Например, одно из подобных устройств очищает зубы и/или десневую область и удаляет зубной налет с применением соответствующей очищающей жидкости путем подачи жидкости возвратно-поступательным образом на передние и задние поверхности зубов и поверхности зубов в межзубных промежутках, таким образом создавая цикл очистки и сводя к минимуму объем требуемой очищающей жидкости.
Составляющие предмет настоящего изобретения устройства для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости содержат средство для управления возвратно-поступательным движением жидкости. Средства управления включают средства для подачи и отведения жидкости от средства для направления потока жидкости на множество поверхностей полости рта. В ряде вариантов осуществления средство для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости включает множество порталов для приема и подачи жидкости, множество проходов (каналов), по которым подается жидкость, и средство для изменения направления потока жидкости для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости, как подробно описано ниже. Средства управления могут управляться логической схемой и/или механическим способом.
В ряде вариантов осуществления устройства для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости могут включать средство для закрепления или соединения устройства с содержащим жидкость резервуаром. Резервуар может разъемно соединяться с устройством. В этом случае резервуар и устройство могут содержать средство для соединения друг с другом. После окончания процедуры резервуар может быть утилизирован и заменен на другой резервуар или может быть снова заполнен и использован повторно. В других вариантах осуществления устройство для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости включает в себя встроенный резервуар. В тех вариантах осуществления, где устройство может быть подключено к базовому блоку, как описано в настоящем документе, резервуар, встроенный в устройство или разъемно соединенный с устройством, может быть снова наполнен из резервуара подачи жидкости, входящего в состав базового блока. При наличии базового блока устройство и базовый блок содержат средство для соединения друг с другом.
Устройство содержит источник энергии для приведения в движение средства для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости. Источник энергии может находиться внутри устройства, например, в ручке устройства, и представлять собой, например, батареи или аккумуляторы. При наличии базового блока указанный базовый блок может включать средства обеспечения энергией устройства. В других вариантах осуществления базовый блок может включать в себя средства для заряда аккумуляторов, находящихся в устройстве.
Устройства для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости включают в себя средства подключения устройства к средствам для направления потока жидкости на множество поверхностей полости рта, например, капу или мундштук. В ряде вариантов осуществления средство направления потока жидкости обеспечивает по существу одновременное омывание множества поверхностей полости рта жидкостью. Средство соединения может обеспечивать разъемное соединение мундштука с устройством. В таких вариантах осуществления множество пользователей могут использовать собственные мундштуки с единым устройством, которое имеет средство обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости. В других вариантах осуществления средство соединения может обеспечивать неразъемное соединение мундштука с устройством, таким образом превращая мундштук в неотъемлемую часть устройства. Описанные выше устройства для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости могут быть помещены в корпус с другими компонентами устройства, образуя ручное устройство, применимое для обеспечения жидкости к средству направления потока жидкости, как описано ниже в настоящем документе.
Средство направления потока жидкости на поверхности полости рта, например, капа или мундштук, состоит из множества компонентов. Средство направления содержит камеру для удержания жидкости непосредственно вблизи множества поверхностей, то есть камеру для омывающей жидкости (КОЖ). Термин «непосредственно вблизи» означает, что жидкость находится в непосредственном контакте с поверхностями. КОЖ определяется пространством, ограниченным передней внутренней стенкой и задней внутренней стенкой мундштука и стенкой, или мембраной, проходящей между и составляющей единое целое с передней внутренней и задней внутренними стенками мундштука, а также, в ряде вариантов осуществления, задней уплотняющей по деснам мембраны. Вместе передняя и задняя внутренние стенки, расположенная между ними стенка и задняя уплотняющая по деснам мембрана образуют мембрану камеры для омывающей жидкости (МКОЖ). МКОЖ имеет общую форму в виде латинских букв U или n, в зависимости от ориентации мундштука, который повторяет контур зубов для обеспечения однородного и оптимального омывания жидкостью. МКОЖ может быть гибкой или жесткой, в зависимости от конкретного средства направления потока жидкости. Мембрана может быть размещена как мембрана основания МКОЖ. На каждой из передней и задней внутренних стенок МКОЖ есть множество отверстий или прорезей, через которые жидкость направляется для омывания множества поверхностей полости рта.
Конструкция МКОЖ может быть оптимизирована для достижения максимальной эффективности путем изменения размеров, формы, толщины, используемых материалов и объема жидкости, используемого вокруг зубов/десен, конструкции сопел и их размещения в полости рта и относительно зубов в сочетании с распределителем и десневой уплотняющей мембраной для обеспечения комфорта и сведения к минимуму риска возникновения рвотного рефлекса у пользователя. Сочетание перечисленных выше факторов обеспечивает эффективное омывание зубов и десневой области жидкостью.
МКОЖ создает контролируемое и изолированное окружение известного объема, то есть КОЖ, для омывания зубов и десневой области жидкостью, а затем удаления отработанной жидкости, а также вместе с ней посторонних частиц, зубного налета и т.д., из КОЖ без контакта всей полости рта с жидкостью, частицами и т.д. Это снижает риск заглатывания жидкостей. МКОЖ также позволяет повышать скорость и давление потока жидкости без заполнения отдельных сопел, например, когда для адекватной очистки требуется значительная скорость потока жидкости. МКОЖ также позволяет снизить требуемое количество жидкости и при необходимости ее расход, поскольку омывать требуется только области в пределах МКОЖ, а не всю полость рта. МКОЖ также позволяет контролировать доставку жидкости и продолжительность омывания жидкостью различных поверхностей зубов и десневой области, позволяя увеличить концентрацию жидкости на омываемой области и тем самым обеспечить более эффективное управление жидкостью и ее доставку.
МКОЖ также обеспечивает контролируемый отбор образцов из полости рта благодаря точному размещению мундштука в обрабатываемой полости рта в диагностических целях. Кроме того, МКОЖ также может разными способами обеспечивать визуализацию и/или диагностику состояния десен. Система также предусматривает возможность функционального расширения для чистки и/или лечения других областей полости рта, включая, без ограничений, язык, щеки, десны и т.д.
В некоторых вариантах осуществления отбор образцов из полости рта осуществляется для проведения диагностического анализа. К преимуществам контролируемого отбора образцов из полости рта можно отнести анализ в режиме реального времени и обратную связь с пользователем, последовательный отбор образцов благодаря наличию мундштука, а также возможность оценки базового состояния полости рта пользователя и автоматический анализ тенденций в динамике с течением времени для проведения индивидуального анализа. Мундштук обеспечивает прекрасную возможность последовательного отбора образцов различной текучей среды в полости рта. Термин «последовательный отбор» означает, что способ проведения или методика, применяемая пользователем, не влияют на сбор текучей среды и, следовательно, образцов текучей среды. Каждый раз мундштук может быть закреплен во рту пользователя только одним способом. Таким образом, средство для отбора образца текучей среды каждый раз при проведении отбора образцов находится в одном месте. Кроме того, среда отбора каждый раз может быть последовательной и контролируемой. В некоторых вариантах осуществления среда и/или место отбора образцов может быть подтверждено посредством обратной связи от датчика(ов), размещенного(ых) в мундштуке.
Текущие и регулярные тесты помогают пользователю определить собственные базовые показатели, так как результаты множества диагностических тестов различаются у разных людей. Базовые показатели пользователя можно определить в динамике с течением времени на основании тщательного точного анализа при каждом использовании системы.
Допустим отбор нескольких типов текучей среды из полости рта для анализа. К ним относятся, без ограничений, газ, жидкость десневой борозды (ЖДБ), кровь, слюна и любые их комбинации.
Например, газ в полости рта позволяет провести ряд полезных диагностических анализов. Настоящее изобретение позволяет произвести согласованный отбор газов из полости рта для проведения многократных анализов. Базовые показатели можно определить и отслеживать в динамике с течением времени с интеграцией анализа тенденций и обеспечением обратной связи пользователю.
После размещения в полости рта мундштук можно использовать для создания вакуума в полости рта, для чего воздух отсасывают из полости рта с помощью одного или более сопел и перемещают в устройство для хранения и/или проведения анализа. Отбор может осуществляться различными способами, например, путем запуска системы в режиме вакуума после размещения устройства во рту, но до начала цикла подачи жидкости. В этом случае сопла, используемые для подачи и удаления чистящих и лекарственных жидкостей вакуумированием, можно использовать для сбора газа из полости рта без дополнительных распределителей, изолированных камер или иных подобных структур.
Мундштук также может иметь специальный распределитель для сбора воздуха из полости рта, изолированный от системы подачи чистящей и лекарственной жидкости. Распределитель может быть соединен с одним или более соплами в устройстве по аналогии с системой подачи. Он также может быть соединен с любыми другими соплами или портами мундштука, имеющими подходящее расположение для сбора газа из полости рта. В некоторых вариантах осуществления мундштук может иметь насадку для сбора газа из центра полости рта над языком.
Отбор образцов газа из полости рта может осуществляться перед чисткой/лечением, в процессе чистки и лечения (в зависимости от расположения порта для отбора), после чистки/лечения или в любой комбинации. Газ из полости рта может использоваться для проведения разных видов диагностики, которые полезны с учетом последовательной методики отбора, позволяющей получать лучшие и наиболее последовательные результаты.
Неприятный запах изо рта (галитоз) - распространенное патологическое состояние, при котором источник неприятного запаха находится в полости рта, обычно на спинке языка. Некоторые бактерии, живущие в полости рта, выделяют соединения, содержащие летучую серу (VSC) и обладающие неприятным запахом, включая сульфид водорода, метилмеркаптан и демитилсульфид. В данной области существует ряд способов определения уровня содержания VSC в воздухе из полости рта. Вместе эти способы являются в достаточной степени достоверными для выявления этих соединений, характеризующихся неприятным запахом, но последовательность полученных результатов в большой степени зависит от пользователя. Все способы отбора образцов могли бы выиграть от последовательной методики сбора или отбора образцов, обеспечивающей надежность и стабильность измерений. Такой контролируемый отбор образцов достигается путем получения образцов с помощью устройства.
Устройство может собрать образец газа из полости рта и измерить уровень VSC (ppb) с помощью оксидоцинкового полупроводникового датчика, хорошо известного в данной области. Измерения можно регистрировать каждый раз при использовании устройства пользователем, например, дважды в день, ежедневно или еженедельно, и отслеживать в динамике с течением времени. Например, данные за исходный 30-дневный период могут быть использованы для определения базовых показателей, с которыми можно сравнивать все последующие результаты измерений. Любые отклонения от нормальной тенденции могут инициировать сигнал обратной связи, передаваемый пользователю для осуществления контроля за развитием и/или лечением галитоза. В альтернативном варианте устройство может собирать образец газа над языком и выявлять VSC газовой хроматографией, проводимой в базовой станции. Дополнительный альтернативный вариант может включать сбор образцов в устройстве, хранение образцов в подходящем съемном контейнере и отправку образца в стороннюю лабораторию для проведения анализа. В любом случае пользователь может получить дополнительную пользу от последовательного независимого контроля уровня содержания VSC в полости рта, который невозможно осуществить посредством доступных процедур гигиены полости рта. Кроме того, пользователи могут воспользоваться возможностью контроля этой информацию в динамике с течением времени, что предполагает немедленное извещение о негативных изменениях уровня содержания VSC и возможность человеку незамедлительно предпринимать корректирующие меры.
В альтернативном варианте жидкость десневой борозды (GCF) в полости рта позволяет провести ряд существенных диагностических анализов. GCF - это жидкость, присутствующая в десневом кармане полости рта. Она очень эффективна для проведения различных видов диагностики. В данной области существует ряд способов сбора GCF. Они включают в себя введение пробоотборника в десневой карман для извлечения текучей среды и взятие мазка из кармана. Несмотря на то что эти способы позволяют извлечь текучую среду, для разных образцов возможны расхождения результатов. Мундштук, описанный в настоящем документе, позволяет осуществлять согласованный сбор GCF.
Каждый раз, когда мундштук вставляют в рот, он занимает одно и то же положение. Для отбора образцов GCF множество сопел или микропипеток располагают с равными или произвольными интервалами на мундштуке рядом и/или с ориентацией на пришеечную часть десны между зубами и десной и/или в десневом кармане. Сопла или микропипетки могут быть расположены вдоль внешней, внутренней или обеих стенок камеры мундштука. Применимый буферный раствор из одного или более сопел направляется в десневой карман, извлекая и смешиваясь с GCF. Затем в соплах образуется вакуум, способствующий сбору смешанного раствора и перемещению его в устройство для проведения анализа. Эту операцию можно выполнять до чистки/лечения, в процессе или после нее, или в любой комбинации. В альтернативном варианте микропипетки и/или сопла можно использовать для отбора образцов без введения буферного раствора или использования подготовительных средств с помощью вакуума и/или капиллярного воздействия, ускоряющего отбор образцов.
Гингивит или воспаление десен - распространенная неразрушающая форма заболевания десен. Самой распространенной причиной воспаления является образование биопленки (зубного налета) на зубах. Без лечения гингивит может перейти в необратимый пародонтоз и привести к утрате ткани, кости и опорно-удерживающего аппарата зуба. Гингивит является обратимым состоянием и легко поддается лечению путем регулярной ежедневной гигиены полости рта, направленной на удаление биопленки налета. Несмотря на это, у большинства взрослых людей в течение жизни могут наблюдаться множество очагов гингивита в полости рта. Таким образом, они могли бы воспользоваться преимуществами регулярного контроля состояния десен. GCF представляет собой воспалительный экссудат, содержащий ряд биомаркеров, включая бактериальные антигены, маркеры воспаления и бактериальные и хозяйские метаболиты. Многие из этих маркеров являются специфичными для гингивита и периодонтита и могут являться целевыми аналитами при осуществлении контроля состояния десен. Однако, поскольку сбор GCF традиционным способом сложен, требует больших временных затрат и участия квалифицированного специалиста, обычно его относят к числу исследовательских методик и не используют в качестве регулярной процедуры в стоматологических кабинетах. Таким образом, большинство взрослых пациентов не могут воспользоваться преимуществами такого анализа.
В некоторых вариантах осуществления устройство может использовать микрофлюидный иммуноанализ для анализа образцов GCF для выявления антигенов, специфичных для бактерий, вызывающих гингивит или периодонтит, маркеров воспаления и/или метаболитов, связанных с гингивитом и/или периодонтитом. Анализ можно проводить в самом устройстве или в базовой станции ежедневно, еженедельно и ежемесячно. Результаты можно отслеживать в динамике с течением времени, что позволяет контролировать признаки появления и/или развития заболевания десен, а также статус лечения. Исходный конкретный период можно использовать для формирования базовых показателей, с которыми будут сравниваться результаты всех последующих измерений. Устройство может выдавать предупреждение, соответствующее установленному уровню развития заболевания, а результаты могут быть переданы стоматологу для дополнительной оценки.
В другом варианте осуществления ряд благоприятных диагностических анализов может быть выполнен на основе слюны из полости рта. Хотя в данной области существует множество способов сбора слюны, зачастую они требуют профессиональной подготовки и подходящей методики сбора достаточного количества требуемой текучей среды. При этом анализ образца является уже вторичным процессом. Мундштук, рассматриваемый в настоящем документе, обеспечивает последовательный сбор слюны для многократных анализов.
Каждый раз, когда мундштук вставляют в рот, он занимает одно и то же положение. Для отбора образцов слюны в полости рта размещают множество сопел. В процессе работы системы чистящая/лекарственная жидкость может перемещаться через устройство в полость рта, а также из полости рта. По мере перемещения жидкости в полости рта она может смешиваться со слюной и, следовательно, перемещать слюну по системе. Анализ смешанного раствора может проводиться в устройстве при его работе, или образцы могут быть сохранены для последующего анализа. По желанию для повышения выработки слюны и увеличения процентного содержания слюны в жидкой смеси всей системы могут применяться специальные средства. Способы включают в себя, без ограничений, использование жидкости, повышающей слюноотделение, во время работы системы, воздействие на пользователя специфическими запахами, повышающими слюноотделение, электрическую стимуляцию, ультразвуковую стимуляцию или механическую стимуляцию.
В альтернативном варианте смесь, содержащая слюну, может быть собрана с помощью отдельного и/или конкретного распределителя в мундштуке. С помощью любых соответствующих средств слюна может быть собрана до чистки/лечения, в процессе, после нее или в любой комбинации.
Мундштук также может быть оснащен средством сбора, входящим в контакт с языком, для отсасывания или поглощения слюны с его поверхности. Пробоотборник или накладка, входящие в контакт с языком, могут иметь одно или более сопел, собирающих слюну с помощью вакуума, направленного на язык. В альтернативном варианте накладка может поглощать слюну и автоматически извлекать слюну в рамках вторичного процесса или иным способом проводить анализ непосредственно на накладке. Как и в случае с указанными ранее методиками, этот способ не зависит от методики или требований к пользователю.
Образцы слюны можно использовать в качестве образцов для диагностики ряда патологических состояний полости рта, анализ которых может проводиться различными способами диагностики.
Это устройство может диагностировать риск развития кариеса путем микрофлюидного иммуноанализа, выполняемого на основе образцов слюны для выявления белковоподобных антигенов, специфичных для S. mutans и/или лактобацилл, с флуоресцентной индикацией результата. Анализ может проводиться еженедельно или ежемесячно. Если уровень содержания бактерий превышает пороговое значение, соответствующее высокому риску развития кариеса, пользователь получает соответствующее предупреждение. В альтернативном варианте устройство может измерять буферную способность слюны с помощью нескольких впитывающих накладок, содержащих индикаторы кислотности в соответствии с известной в данной области практикой. Сигнал предупреждения для пользователя может быть обусловлен низкой буферной способностью, указывающей на высокий риск развития кариеса. В дополнительном альтернативном варианте устройство может непосредственно измерять концентрацию ионов фтористых соединений в слюне при помощи фторид-селективного электрода. Ежедневный или еженедельный контроль концентрации ионов фтористых соединений в течение определенного периода времени позволяет сформировать базовые показатели. Любое существенное отклонение от базовых тенденций концентрации инициирует передачу пользователю сигнала опасности.
Устройство может использовать микрофлюидный иммуноанализ для анализа образцов слюны на наличие антигенов, специфичных для бактерий, вызывающих гингивит и периодонтит. Анализ может проводиться ежедневно, еженедельно или ежемесячно с регистрацией данных в динамике с течением времени. Любые нежелательные отклонения от нормальных тенденций инициируют передачу пользователю сигнала опасности, указывающего на необходимость обратиться к стоматологу для дополнительной оценки состояния.
В альтернативном варианте осуществления устройство может проводить анализ образцов слюны способом ИФА на тест-полосках. После сбора образец может быть смешан с веществом, лизирующим бактериальные клетки, после чего полученная смесь может быть нанесена на тест-полоску в составе базовой станции, которая может выявлять антигены, специфичные для S. mutans, для оценки риска развития кариеса в соответствии с принятой в данной области практикой. Тест-полоска также может выявлять антигены, специфичные для бактерий, вызывающих гингивит и/или периодонтит, как в отдельности, так и в комбинации с S. mutans. Она также может вступать в реакцию с тиолами в составе соединений, содержащих летучую серу (VSC), или выявлять антигены, специфичные для бактерий, продуцирующих VSC, изменяя свой цвет, при этом интенсивность окрашивания коррелирует с концентрацией присутствующих VSC. ИФА на тест-полосках может выполняться в базовой станции со сменными ИФА тест-полосками, специфичными для возбудителей одного заболевания, или полосками, выявляющими комбинацию антигенов и/или химических составов, характерных для множества заболеваний полости рта. Оценка результатов может проводиться в базовой станции. В альтернативном варианте тест может быть внешним, когда пользователь самостоятельно наносит образец, отобранный и подготовленный устройством, на ИФА тест-полоску, и визуально оценивает результаты, выраженные посредством цветовой индикации или изменения цвета полоски. И наоборот, анализ полоски может проводиться автоматически посредством анализа цифрового изображения.
В альтернативном варианте осуществления устройство может анализировать образцы слюны, чтобы определить уровень распространения болезнетворных бактерий в рамках целой популяции в образце при помощи количественного анализа полимеразной цепной реакции (кПЦР). Анализ может проводиться в устройстве или базовой станции с использованием микрофлюидной методики, или, в альтернативном варианте, образцы могут быть собраны с помощью устройства и направлены в лабораторию для анализа. Анализ может проводиться ежедневно, еженедельно или ежемесячно. При высоком содержании S. mutans или лактобацилл пользователю направляется сигнал тревоги, который означает высокий риск развития кариеса, а при высоком содержании микроорганизмов, вызывающих периодонтит, пользователю направляется сигнал тревоги, который предупреждает о возможном начале заболевания десен. В любом случае анализ может проводиться ежедневно, еженедельно или ежемесячно. Его результаты можно отслеживать в динамике с течением времени для выявления существенных отклонений от нормальных тенденций.
В альтернативном варианте осуществления устройство может проводить анализ образцов слюны способом ДНК-ДНК гибридизации для определения профиля бактериальной популяции образца. Регистрация информации может осуществляться ежедневно, еженедельно или ежемесячно. Ее можно отслеживать в динамике с течением времени для контроля изменений относительного количества различных бактерий в составе целой популяции. Существенные негативные изменения в популяции приводят к активизированию сигнала тревоги для пользователя, который означает повышенный риск начала заболевания или его развития (например, риск развития кариеса или периодонтита). Информацию можно использовать для контроля за ходом лечения заболевания.
В каждом из перечисленных случаев весьма маловероятно, что пользователь сможет выполнить описанные диагностические тесты, большинство которых не относятся к числу стандартных процедур, проводимых в стоматологических кабинетах. Мундштук может обеспечивать дополнительное преимущество по сбору такой информации последовательно и постоянно, а также позволить пользователю тщательно контролировать состояние полости рта и своевременно принимать необходимые корректирующие меры.
Способы сбора и диагностические анализы, рассмотренные ранее, могут применяться в сочетании с другими способами в любой комбинации. Благодаря гибкости использования системы отбор каждого конкретного образца осуществляется только по установленной или предварительно заданной схеме, а не каждый раз во время использования. Например, некоторые образцы необходимо отбирать только один раз в неделю, тогда как другие образцы следует отбирать один или более раз в день. Система может автоматически настраивать схему отбора образцов в соответствии с потребностями каждого пользователя на основе полученных результатов и предварительно заданных критериев.
Кроме того, большая часть информации может быть получена на основе колориметрических данных из различных участков полости рта. Цвет, структура и прозрачность десен, щек и/или языка - отличный показатель состояния здоровья при проведении анализа одной точки данных или тенденции в динамике с течением времени. Цвет, структура и прозрачность зубов также можно анализировать и отслеживать, чтобы оценить эффективность процедур отбеливания или контролировать степень разрушения вследствие приобретенных привычек или проблем со здоровьем. Способы анализа цвета, структуры и прозрачности, известные в данной области, предполагают использование источников света с детекторами для обнаружения характерных длин волн/цветов, датчиков изображения на базе прибора с зарядовой связью (ПЗС) или комплементарного металло-оксидного полупроводника (КМОП) для сопоставления изображения в режиме реального времени с опорными данными/изображениями и т.п. Подходящие датчики, детекторы и источники света могут быть встроены в устройство таким образом, чтобы анализ цвета, структуры и/или прозрачности можно было проводить перед началом цикла чистки/лечения, в процессе его выполнения или после завершения. Мундштук, составляющий предмет настоящего изобретения, так же как и встроенные датчики, каждый раз находится в одном положении и в постоянной среде, что позволяет получить воспроизводимые и достоверные данные. Эта функция не требует специального взаимодействия с пользователем, и при постоянном использовании устройства с течением времени пользователь получает обратную связь. В обычных условиях пользователь не может собрать эти данные без применения дополнительных устройств, требующих знания правильной методики использования и интерпретации данных.
Устройство может анализировать потемнение зуба известным в данной области способом фотовизуализации с использованием ПЗС-камеры, спектрофотомера и программного обеспечения для обработки изображений для картирования зуба и регистрации значений колориметрической шкалы L, a, b для заданной области. Эти данные можно собирать ежедневно или еженедельно и извещать пользователя о появлении пятен, зубного налета и/или зубного камня.
Устройство может использовать количественную световую флуоресценцию (QLF) для диагностики ранних кариозных поражений зубов. В состав устройства могут быть включены двухсторонние оптические устройства для освещения поверхности зуба светом с длиной волны 488 или 655 нм и обнаружения полученного флуоресцентного свечения. Здоровые поверхности зуба имеют зеленое флуоресцентное свечение, а деминерализованные области имеют серое свечение. Эти деминерализованные пораженные участки могут быть восстановлены посредством местной терапии фтором, но традиционные способы, такие как стоматологические обследования, по существу не позволяют выявлять эту проблему. Устройство может осуществлять сбор этих данных ежедневно, еженедельно или ежемесячно и извещать пользователя о необходимости такой терапии во избежание формирования необратимого поражения поверхности зуба.
В дополнение к описанной диагностике состояния полости рта устройство также можно использовать для диагностики общего состояния здоровья и выявления биомаркеров, связанных с системным здоровьем, включая, без ограничений, рак, гипертензию, диабет и т.д.
Комбинации различных биомаркеров и образцов могут быть сведены для проведения более надежных анализов и диагностических мероприятий, направленных на выявление конкретных патологических состояний и получение уточненных результатов, таких как использование образцов GCG и слюны и/или проверка множества биомаркеров, связанных с конкретным состоянием. Наличие одного биомаркера может автоматически провоцировать отбор образцов и анализ других биомаркеров для уточнения результатов диагностики.
Результаты диагностики также можно использовать для автоматического лечения заболевания и/или назначения пользователю конкретного продукта для профилактики потенциального заболевания. Лечение также можно адаптировать под индивидуальные потребности конкретного пользователя, добавив в состав очищающей композиции соответствующие вспомогательные вещества в зависимости от результата диагностики. Например, добавление антибактериального вещества, вещества, снимающего симптомы галитоза, вещества, снижающего повышенную чувствительность, отбеливающего вещества, фтора и/или любой комбинации этих или других добавок для лечения заболеваний полости рта и/или системных заболеваний.
Толщина стенок МКОЖ может находиться в диапазоне от 0,2 мм до 1,5 мм для придания ей требуемых физических характеристик при минимальных затратах материала и обеспечения оптимальной эффективности устройства. Расстояние от внутренних стенок МКОЖ до зубов может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 5 мм, при типичном среднем расстоянии приблизительно 2,5 мм, для обеспечения максимального комфорта при минимальных требованиях к подгонке МКОЖ под конкретного пользователя и к объему КОЖ.
Для размера и формы мундштука предпочтительно используются три стандартных универсальных размера (малый, средний и большой) как для верхних, так и для нижних зубов, однако его конструкция предусматривает механизмы для осуществления подгонки различных уровней под конкретного пользователя для обеспечения комфортного и эффективного пользования устройством. Устройство может иметь механизм блокировки, обеспечивающий возможность его функционирования только при правильной установке в полости рта. Мундштук может иметь как верхнюю, так и нижнюю части для по существу одновременного омывания множества поверхностей полости рта жидкостью. В альтернативном варианте осуществления верхняя и нижняя части могут очищаться с использованием одного моста, который можно устанавливать на верхние или на нижние зубы и десны пользователя (сначала устанавливается на одну часть для ее очистки, затем - на другую часть для ее очистки).
Число и расположение размещенных на внутренних стенках описываемого мундштука отверстий для направления омывающей жидкости, также именуемых в настоящем документе прорезями, струями или соплами, будут различаться и определяются в зависимости от конкретной ситуации, обстоятельств, пользователя и желаемого благоприятного эффекта. Указанные отверстия могут иметь в сечении круглую, эллиптическую, трапециевидную форму или любую иную форму, которая обеспечивает эффективное омывание поверхностей полости рта жидкостью. Расположение отверстий и их количество может быть выбрано таким образом, чтобы направить струи омывающей жидкости для создания различной геометрии распыления, обеспечивающих эффективное достижение желаемого благоприятного эффекта. Диаметр отверстий может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 мм до приблизительно 3 мм или от приблизительно 0,2 мм до приблизительно 0,8 мм или составлять приблизительно 0,5 мм для обеспечения эффективной очистки и средних скоростей потока жидкости и захватываемых струей поверхностей.
Оптимальное расположение отверстий и выбор направлений/углов струй позволяет добиться захвата по существу всей поверхности зубов в омываемой жидкостью области полости рта, включая, без ограничений, поверхности межзубного промежутка, верхние, боковые и задние поверхности зубов и поверхности десневого кармана. В альтернативных вариантах осуществления отверстия могут иметь различную форму и различные размеры для обеспечения разных режимов очистки, захватываемой поверхности и геометрии распыления для корректировки скоростей, плотности и пространственной формы распыляемой струи (полный конус, веер, частичный конус, струя) или для учета особенностей используемой композиции. Сопла также могут иметь трубчатую форму и/или выступать за пределы мембраны КОЖ для направленного распыления или для распыления в режиме разбрызгивателя для широкого захвата поверхности зубов по аналогии с садовой дождевальной системой. Сопла предпочтительно выполнены как неотъемлемая часть внутренних стенок мембраны КОЖ и могут быть встроены во внутренние стенки любым из известных в данной области способов сборки или формования (запрессованные вставки, вставки, выполненные в мембране с использованием механической обработки, вставки, изготовленные с использованием литьевого прессования, и т.д.).
МКОЖ может быть выполнена из эластомерного материала, такого как этиленвинилацетат (EVA), термопластичного эластомера (TPE) или силикона для обеспечения подвижности внутренних стенок и увеличения захватываемой струями площади с минимальными механическими элементами, тем самым снижая требования к объемному расходу омывающей жидкости для получения оптимальных характеристик при обеспечении мягкости и гибкости материала для защиты зубов при прямом контакте МКОЖ с зубами. Гибкая мембрана также позволяет получить приемлемую посадку устройства для широкого круга пользователей благодаря ее способности повторять форму зубов. В другом варианте осуществления настоящего изобретения МКОЖ может быть выполнена из жесткого или полужесткого материала, такого как, без ограничений, термопластик.
В некоторых случаях может быть желательно, хотя и не обязательно, чтобы МКОЖ была подвижной относительно зубов. Подвижность МКОЖ и последующее направление сопла во время чистки и/или лечения обеспечивает увеличенную зону покрытия зубов (десен) и сводит к минимуму количество сопел (струй жидкости), необходимых для достижения такой зоны покрытия в процессе чистки и/или лечения. Кроме того, сокращается общий расход жидкости, что в свою очередь снижает общее требуемое количество жидкости и общие расходы на устройство. Это позволяет оптимизировать поток и в результате получить устройство меньшего размера, более легкое и удобное в использовании. Такая подвижность также позволяет сделать устройство более универсальным для пользователей (разные пользователи могут использовать МКОЖ одного размера), компенсируя незначительное смещение/ориентацию МКОЖ относительно зубов (десен) пользователя.
В некоторых вариантах осуществления подвижность МКОЖ обеспечивается посредством нагнетания, пульсации и перемещения жидкости через распределители. В альтернативных вариантах осуществления подвижность достигается посредством вибрации, акустического или ультразвукового механизма. Для обеспечения такой подвижности также можно использовать отдельную сеть трубок и/или распределителей, являющуюся частью конструкции или присоединенную к КОЖ, которая может быть заполнена или освобождена от жидкости и/или воздуха для обеспечения требуемой подвижности мембраны. Кроме того, подвижность МКОЖ может быть обусловлена движением челюсти или зубов пользователя. В альтернативном варианте осуществления система движения МКОЖ также может включать механическое приведение МКОЖ в движение посредством возвратно-поступательного движения по направляющему профилю, при этом направляющий профиль формируется зубами. В другом альтернативном варианте осуществления требуемая подвижность МКОЖ достигается за счет использования одной или нескольких линейных двигательных систем, при этом последовательное движение осуществляется посредством постоянного магнита/пар катушек, размещенных в стратегически важных точках на мундштуке, для оптимизации последовательностей чистки и лечения, выполняемых элементами направления струи и чистящими элементами. В еще одном альтернативном варианте осуществления движение может создаваться посредством использования материалов с эффектом памяти формы или пьезоэлектрических материалов.
В предпочтительном варианте осуществления система обеспечивает пульсацию посредством различных элементов, в том числе посредством подающих распределителей, каналов и сопел, вакуумных распределителей, каналов и сопел, а также посредством возвратно-поступательного/обратного движения потока, в котором подающие каналы становятся вакуумными каналами, а вакуумные каналы становятся подающими каналами. Следствием пульсации жидкости является переменное давление жидкости в указанных элементах, что обеспечивает требуемую подвижность МКОЖ, как описано ранее. МКОЖ предназначена для работы со средствами пульсации жидкости, обеспечивающими необходимую подвижность и движение/ориентацию сопел по X, Y и Z посредством комбинирования материалов и конструкции МКОЖ, одновременно обеспечивая необходимое качество работы, которое требуется для сведения к минимуму утечки в полость рта, но не в ущерб структурной целостности мундштука, включая МКОЖ.
Движение/пульсация элементов может быть скоординированным или произвольным. Для обеспечения желаемой подвижности пульсация отдельных элементов может иметь постоянную частоту, множество частот и/или быть внефазовой. Нет необходимости в том, чтобы все элементы пульсировали одновременно. Например, в некоторых случаях требуется, чтобы пульсировали только подающие элементы, при этом вакуумные элементы не пульсируют.
Кроме того, МКОЖ может включать чистящие элементы и/или разделители, которые могут двигаться относительно МКОЖ, оказывая определенное воздействие на зубы и/или десны. Такие чистящие элементы и/или разделители также можно использовать для ограничения подвижности МКОЖ в случаях, когда требуется соблюдение минимального расстояния между МКОЖ и зубами и/или деснами во время установки устройства пользователю. Это позволяет обеспечить минимальное расстояние между соплом, размещенным в МКОЖ, и обрабатываемой и очищаемой поверхностью, препятствуя блокировке сопла и подаче и/или откачке жидкости. Поскольку разделитель во время чистки и/или лечения движется вместе с МКОЖ, это не препятствует или не мешает чистке и/или лечению поверхностей, непосредственно контактирующих с разделителем, так как точка соприкосновения постоянно изменяется по мере движения разделителя. Кроме того, движение разделителя относительно очищаемой/обрабатываемой поверхности может иметь дополнительный полезный эффект в виде чистки и/или стимуляции контактной поверхности в процессе чистки/лечения, подобный действиям, похожим на чистку зубов щеткой или массаж десен.
В альтернативном варианте осуществления МКОЖ также может содержать абразивные элементы, такие как волокна, текстуры, полирующие элементы, добавки (окись кремния и т.п.) и иные геометрические элементы, которые можно использовать для соблюдения иных требований к чистке и/или лечению полости рта, а также для обеспечения минимального расстояния между зубами и МКОЖ для проведения, без ограничений, лечения и чистки зубов и размещения устройства в полости рта.
В некоторых вариантах осуществления МКОЖ может содержать устройство с чувствительным элементом и/или переключатель, что позволяет определить правильность размещения мундштука в полости рта по отношению к зубам и не позволяет включить устройство, если правильность его положения не подтверждена переключателем/датчиком. Кроме того, если мундштук смещают или меняют его положение на неправильное в процессе функционирования, устройство незамедлительно прекращает работу. Во время чистки с использованием капы может быть включен переключатель блокировки.
Чувствительные элементы могут быть ручными, такие как ручной переключатель(и), например, мембранный переключатель или другие переключатели, известные в данной области. Также допустимо использовать контактные и бесконтактные чувствительные элементы, такие как ультразвуковые, холловские (магнитные), частотные чувствительные элементы, датчики давления, емкостные, индуктивные, лазерные, оптические и другие чувствительные элементы и устройства, известные в данной области.
Чувствительный элемент должен быть размещен в устройстве таким образом, чтобы обеспечивать возможность измерения изменений или подачи сигнала, когда пользователь правильно размещает мундштук в полости рта, позволяя устройству провести соответствующий цикл.
Альтернативное и потенциально резервирующее средство для определения правильности положения и ориентации мундштука предназначено для контроля тока и/или питания, которые требует приводной двигатель(и). Если сила тока превышает приемлемый диапазон значений, это указывает на то, что мундштук может быть установлен неправильно, блокируя либо подачу жидкости, либо ее откачку/вакуумирование из МКОЖ. Если сила тока слишком мала, это указывает на то, что вакуум или подача жидкости ничем не ограничены, что также может являться признаком неправильного положения мундштука во рту пользователя, например, если пользователь случайно снимает устройство до окончания цикла чистки/лечения или если на момент начала цикла устройство неправильно установлено в полости рта.
МКОЖ может быть изготовлена различными способами, включая, без ограничений, механическую обработку, литьевое прессование, раздувное формование, экструзионное формование, компрессионное формование и/или вакуумное формование. Она также может быть изготовлена совместно с распределителем, но система распределителя включена в КОЖ и/или направлена на распределитель для получения единой конструкции с минимальными требованиями к сборке.
В одном варианте осуществления МКОЖ может быть изготовлена отдельно и затем собрана в единую конструкцию с распределителями, используя любые известные способы сборки и герметизации, включая использование адгезивов, эпоксидных смол, силиконов, термогерметизацию, ультразвуковую сварку и термоклей. МКОЖ выполнена таким образом, что при сборке с распределителем она эффективно образует предпочтительную конструкцию с двумя распределителями без использования каких-либо дополнительных компонентов.
В некоторых вариантах осуществления МКОЖ также может быть выполнена или использована для создания области уплотнения по деснам. В некоторых вариантах осуществления в КОЖ создается вакуум, что улучшает посадку мундштука в полости рта с образованием герметичного уплотнения по деснам. В других вариантах осуществления в полости рта за пределами МКОЖ создается избыточное давление, что улучшает посадку мундштука в полости рта с образованием герметичного уплотнения по деснам. В других вариантах осуществления при первом использовании по периметру мундштука может быть нанесен адгезив наподобие зубопротезного клея для получения индивидуального многоразового упругого герметичного уплотнения при размещении в полости рта конкретного пользователя. Затем такой адгезив образует упругое уплотняющее соединение с деснами, сохраняющее форму при последующем использовании. В другом варианте осуществления уплотнитель можно наносить и/или заменять, или утилизировать после каждого использования.
Средство направления потока жидкости также содержит первый распределитель для содержания жидкости и для обеспечения жидкости в КОЖ через отверстия передней внутренней стенки и второй распределитель для содержания жидкости и для обеспечения жидкости в камеру через отверстия задней внутренней стенки. Подобная конструкция предусматривает несколько различных вариантов в зависимости от типа проводимой операции. Например, при проведении операции чистки может оказаться предпочтительным направлять струи жидкости в КОЖ непосредственно на зубы с одной стороны КОЖ через первый распределитель и затем отсасывать/выкачивать находящуюся вокруг зубов жидкость с другой стороны КОЖ через второй распределитель для обеспечения контролируемой очистки межзубных и десневых областей и поверхностей. Этот поток жидкости с одной стороны КОЖ может быть направлен несколько раз с пульсацией и последующим обращением направления потока для подачи струй жидкости из второго распределителя и отсасывания/выкачивания жидкости с задней стороны зубов через первый распределитель в течение некоторого промежутка времени и/или числа циклов. Такой способ подачи жидкости создает завихряющийся, многократный и обратимый поток, тем самым обеспечивая возвратно-поступательное движение жидкости вокруг поверхностей полости рта.
При проведении лечения, подготовки к лечению или обработки после лечения может оказаться предпочтительным подавать жидкость через один или оба распределителя одновременно, заполнять камеру и погружать зубы в жидкость на определенный период времени, а затем по истечении заданного периода времени опорожнять камеру через один или оба распределителя.
В альтернативных вариантах осуществления распределитель может иметь конструкцию одиночного распределителя, обеспечивающего подачу и отсос жидкости через один набор отверстий одновременно, либо конструкцию с произвольным числом секций распределителя для обеспечения еще большего контроля над подачей и удалением жидкости при очистке и лечении полости рта. При использовании конструкции с несколькими распределителями также можно использовать распределители только для подачи и только для отсоса жидкости. Распределители также могут быть выполнены в виде неотъемлемой части МКОЖ или находиться внутри нее.
В качестве материала для изготовления распределителя может применяться полужесткий термопластик, который сможет обеспечить достаточную жесткость для противостояния разрыву или просадке при контролируемой подаче жидкости, но при этом обладать некоторой гибкостью при установке в полость рта пользователя, необходимой при введении, уплотнении/размещении и изъятии устройства из полости рта. Для упрощения процесса изготовления, максимального уменьшения числа компонентов и стоимости инструментов двойной распределитель создается в сборе с МКОЖ. Распределитель также может быть многокомпонентным для обеспечения более мягкого тактильного ощущения для зубов/десен с использованием эластомерных материалов меньшей жесткости, таких как, без ограничений, совместимый термопластичный эластомер (TPE). Распределитель может быть изготовлен различными способами, включая, без ограничений, механическую обработку, литьевое прессование, раздувное формование, компрессионное формование или вакуумное формование.
Средство направления потока жидкости также содержит первый порт для подачи жидкости и отвода ее от первого распределителя и второй порт для подачи жидкости и отвода ее от второго распределителя, а также средство для обеспечения эффективной герметизации средства направления потока жидкости в полости рта, то есть уплотнения по деснам. В ряде вариантов осуществления первый и второй порты можно использовать как для подвода жидкости к соответствующему распределителю и отводу ее обратно, так и для соединения мундштука со средствами обеспечения жидкости в мундштук. В других вариантах осуществления средства направления потока жидкости могут дополнительно включать средства для соединения средств направления потока со средствами обеспечения жидкости в средства направления потока.
На ФИГ. 1 схематически представлен вариант осуществления способа и системы в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фигуре представлена система 200, компоненты которой включают средство для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости в полости рта 202, средство для направления потока жидкости на множество поверхностей в полости рта, в данном случае показанное в виде капы 100, и резервуар подачи жидкости 290. Средства для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости в данном варианте осуществления могут включать устройство подачи/сбора жидкости 210, необязательно контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 230, трубки 212, 216 и 292 для подачи жидкости через систему и односторонние клапаны 214, 218 и 294. Трубки 232 и 234 обеспечивают доставку жидкости от контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 230 в капу 100.
В ряде вариантов осуществления устройство подачи/сбора жидкости 210 может представлять собой поршневой насос. Резервуар подачи жидкости 290 может быть изготовлен из стекла, пластика или металла. Резервуар подачи жидкости 290 может быть неотъемлемой частью системы 200 и может допускать повторное заполнение. В ряде вариантов осуществления резервуар подачи жидкости 290 может представлять собой сменный резервуар подачи жидкости, такой как картридж для однократного или многократного применения, соединенный с системой 200 с возможностью удаления.
В ряде вариантов осуществления резервуар подачи жидкости 290 и/или трубки 212 и 292 могут включать источник тепла для подогрева жидкости перед подачей в капу 100 для омывания поверхностей полости рта. Температура жидкости должна поддерживаться в диапазоне, обеспечивающем эффективность и комфорт для пользователя при работе с устройством.
Капа 100, более подробно описанная ниже в настоящем документе, может быть выполнена в виде неотъемлемой части или может быть соединена с возможностью удаления со средством создания возвратно-поступательного движения жидкости 202 с помощью трубок 232 и 234 и дополнительных средств соединения (не показаны). Капа может быть односторонней или двухсторонней с внутренними легко очищаемыми фильтрами для удержания частиц пищи. При помещении в полость рта, то есть вокруг зубов и десен, капа 100 создает эффективную герметизацию по деснам и включает средство для направления потока жидкости на поверхности полости рта, например, поверхности зубов.
Жидкость из резервуара подачи жидкости 290 поступает через трубку 292 к устройству подачи/сбора жидкости 210. Поток жидкости через трубку 292 контролируется односторонним клапаном 294. От устройства подачи/сбора жидкости 210 поток жидкости через трубку 212 поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 230. Поток жидкости через трубку 212 контролируется односторонним клапаном 214. Поток жидкости поступает из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 230 в капу 100 через трубку 232 или 234, в зависимости от текущего направления потока, заданного контроллером 230. Поток жидкости из капы 100 поступает обратно в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 230 через трубку 234 или 232, а из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 230 через трубку 216 жидкость поступает в устройство подачи/сбора жидкости 210. Поток жидкости через трубку 218 контролируется односторонним клапаном 216.
Работой устройства подачи/сбора жидкости 210 может управлять логическая схема, которая может включать программу для запуска цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, программу для выполнения цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, то есть для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости вокруг зубов, обеспечивая благоприятный эффект для полости рта, например, чистку зубов, программу опорожнения капы 100 по окончании цикла возвратно-поступательной подачи жидкости и цикл самоочистки для очистки системы между применениями или в заранее определенные или автоматически выбранные процедуры чистки.
Система 200 также может включать не показанную на фигуре переднюю панель с рядом переключателей и индикаторов. Переключатели могут включать, без ограничений, включатель/выключатель питания, кнопки заполнения капы 100, переключатель запуска программы возвратно-поступательной подачи жидкости, переключатель опорожнения системы 200 и переключатель очистки системы 200. Индикаторы могут включать, без ограничений, индикаторы включения, заполнения, выполнения программы возвратно-поступательной подачи жидкости, опорожнения системы, результата или состояния очистки системы, а также индикаторы активного цикла самоочистки. В вариантах осуществления с подогревом жидкости перед подачей в капу 100 также можно использовать индикатор соответствия температуры жидкости требуемым характеристикам.
Один способ применения системы 200 для чистки зубов включает следующие стадии. На первой стадии пользователь размещает капу 100 в полости рта вокруг зубов и десневой области. Пользователь плотно устанавливает капу 100, формируя эффективную герметизацию между зубами, деснами и капой 100. При использовании системы в соответствии с принципами настоящего изобретения пользователь нажимает кнопку пуска, начиная процесс чистки. Процесс чистки протекает следующим образом:
1. Устройство подачи/сбора жидкости 210 переходит в режим забора очищающей жидкости из резервуара подачи жидкости 290 по трубке 292 и через односторонний клапан 294.
2. При достаточном заполнении устройства подачи/сбора жидкости 210 устройство подачи/сбора жидкости 210 переходит в режим подачи очищающей жидкости в капу 100 через трубку 212, односторонний клапан 214, контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 230 и трубку 232. Прохождение очищающей жидкости через трубки 216 и 292 блокируется односторонними клапанами 218 и 294 соответственно.
3. Устройство подачи/сбора жидкости 210 переходит в режим забора очищающей жидкости из капы 100 через трубку 234, затем через контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 230 по трубке 216 и через односторонний клапан 218. Прохождение очищающей жидкости через трубку 212 блокируется односторонним клапаном 214. Если очищающей жидкости недостаточно для требуемого заполнения устройства подачи/сбора жидкости 210, через трубку 292 и односторонний клапан 294 из резервуара подачи жидкости 290 может быть забрано дополнительное количество очищающей жидкости.
4. Затем направление потока жидкости изменяется на противоположное.
5. Для обеспечения возвратно-поступательного движения очищающей жидкости стадии 2 и 3 повторяются после смены направления потока, при этом очищающая жидкость периодически перемещается между устройством подачи/сбора жидкости 210 и капой 100 через трубки 234 и 232 соответственно.
6. Описанный выше цикл возвратно-поступательного движения жидкости продолжается до истечения заданного времени очистки или до выполнения заданного числа циклов очистки.
Следует отметить, что между стадиями 2 и 3 возможно введение дополнительной задержки (в любом направлении или в обоих направлениях) для обеспечения промежутка времени, в течение которого жидкость находится в контакте с зубами, но не движется потоком.
На ФИГ. 2 схематически изображен первый альтернативный вариант осуществления системы и способа в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фигуре показана система 300, компоненты которой включают средство для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости в полости рта 302, резервуар для жидкости 370, резервуар подачи жидкости 390 и средство для направления потока жидкости на и вокруг множества поверхностей в полости рта, в данном случае показанное в виде капы 100. Средство для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости может включать устройство подачи жидкости 310, устройство сбора жидкости 320, необязательно контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 330, трубки 312, 322, 372, 376 и 392 и односторонние клапаны 314, 324, 374, 378 и 394. Трубки 332 и 334 обеспечивают доставку жидкости от контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 330 в капу 100.
В ряде вариантов осуществления устройство подачи жидкости 310 и устройство сбора жидкости 320 могут представлять собой отдельные поршневые насосы простого действия. В других вариантах осуществления устройство подачи жидкости 310 и устройство сбора жидкости 320 могут быть помещены в один корпус и могут представлять собой поршневой насос двойного действия. Резервуар подачи жидкости 390 и резервуар для жидкости 370 могут быть изготовлены из стекла, пластика или металла. Резервуар подачи жидкости 390 может быть неотъемлемой частью системы 300 и может допускать повторное заполнение. В ряде вариантов осуществления резервуар подачи жидкости 390 может представлять собой сменный резервуар подачи жидкости, соединенный с системой 300 с возможностью удаления.
В ряде вариантов осуществления любые из резервуара подачи жидкости 390, резервуара для жидкости 370 или трубок 312, 372 и 392 могут включать источник тепла для подогрева жидкости перед подачей в капу 100 для омывания множества поверхностей в полости рта. Температура жидкости должна поддерживаться в диапазоне, обеспечивающем комфорт для пользователя при работе с устройством.
Капа 100 может быть выполнена как неотъемлемая часть или может соединяться с возможностью удаления со средством создания возвратно-поступательного движения очищающей жидкости 302 через трубки 332 и 334 и иными средствами соединения (не показаны).
Жидкость из резервуара подачи жидкости 390 поступает через трубку 392 в резервуар для жидкости 370. Жидкость из резервуара 370 поступает через трубку 372 в устройство подачи жидкости 310. Поток жидкости через трубку 372 может контролироваться односторонним клапаном 374. От устройства подачи жидкости 310 поток жидкости через трубку 312 поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 330. Поток жидкости через трубку 312 контролируется односторонним клапаном 314. Поток жидкости поступает из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 330 в капу 100 через трубку 332 или 334, в зависимости от текущего направления потока, заданного контроллером 330. Поток жидкости из капы 100 поступает обратно в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 330 через трубку 334 или 332, а из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 330 через трубку 322 жидкость поступает в устройство сбора жидкости 320. Поток жидкости через трубку 322 контролируется односторонним клапаном 324. Наконец, очищающая жидкость поступает через трубку 376 из устройства сбора жидкости 320 в резервуар для жидкости 370. Поток жидкости через трубку 376 контролируется односторонним клапаном 378.
Работой устройства подачи жидкости 310 и устройства сбора жидкости 320 управляет логическая схема, которая может включать программу запуска цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, программу выполнения цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, то есть для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости вокруг множества поверхностей полости рта, обеспечивая благоприятный эффект, программу опорожнения капы 100 по окончании цикла возвратно-поступательной подачи жидкости и цикл самоочистки для очистки системы между использованиями или в заранее определенные или автоматически выбранные процедуры чистки.
Система 300 также может включать в себя переключатели, такие как включатель/выключатель питания, переключатель заполнения капы 100, переключатель выполнения программы очистки, переключатель опорожнения системы 300 и переключатель очистки системы 300, а также индикаторы, включая, без ограничений, индикаторы включения, заполнения, выполнения программы, опорожнения устройства, результата или состояния системы, а также индикаторы активного цикла самоочистки. В вариантах осуществления с подогревом жидкости перед подачей в капу 100 также можно использовать индикатор соответствия температуры жидкости требуемым характеристикам.
Один способ применения системы 300 для чистки зубов включает следующие стадии. Перед использованием очищающая жидкость из камеры подачи жидкости 390 через трубку 392 и односторонний клапан 394 набирается в резервуар для очищающей жидкости 370. В ряде вариантов осуществления резервуар подачи жидкости 390 после этого отсоединяется от системы 300.
На первой стадии пользователь размещает капу 100 в полости рта вокруг зубов и десневой области. Пользователь плотно устанавливает капу 100, формируя эффективную герметизацию между зубами, деснами и капой 100. Пользователь нажимает кнопку запуска, начиная процесс чистки. Процесс чистки протекает следующим образом:
1. Устройство подачи жидкости 310 переходит в режим забора очищающей жидкости из резервуара для очищающей жидкости 370 по трубке 372 и через односторонний клапан 374.
2. При достаточном наполнении устройства подачи жидкости 310 устройство подачи жидкости 310 переходит в режим подачи очищающей жидкости в капу 100 через трубку 312, односторонний клапан 314, контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 330 и трубку 332.
3. После активации устройства подачи жидкости 310 или одновременно с ней устройство сбора жидкости 320 переходит в режим подачи очищающей жидкости из капы 100 через трубку 334, контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 330, трубку 322 и односторонний клапан 324. Прохождение очищающего раствора через трубку 372 блокируется односторонним клапаном 374. В ряде вариантов осуществления устройство подачи жидкости 310 и устройство сбора жидкости 320 управляются логической схемой и работают согласованно, так что одинаковый объемный поток очищающей жидкости поступает из устройства подачи жидкости 310 и собирается в устройстве сбора жидкости 320.
4. Устройство сбора жидкости 320 переходит в режим подачи очищающего раствора в резервуар для очищающей жидкости 370 по трубке 376 и через односторонний клапан 378. Прохождение очищающей жидкости через трубку 322 блокирует односторонний клапан 324. Устройство подачи жидкости 310 также переходит в режим забора очищающей жидкости из резервуара для очищающей жидкости 370 по трубке 372 и через односторонний клапан 374.
5. Для обеспечения возвратно-поступательного движения очищающей жидкости стадии 2 и 3 повторяются после смены направления потока, при этом очищающая жидкость периодически перемещается между устройством подачи/сбора жидкости 320 и капой 100 через трубки 334 и 332 соответственно.
6. Для обеспечения циклического движения очищающей жидкости повторяются стадии 2-4, обеспечивая перемещение очищающей жидкости между резервуаром для очищающей жидкости 370 и капой 100.
7. Процесс продолжается до истечения заданного времени очистки или до выполнения заданного числа циклов очистки.
На ФИГ. 3 схематически изображен второй альтернативный вариант осуществления системы в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фигуре показана система 400, компоненты которой включают средство для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости в полости рта 402, резервуар для жидкости 470, резервуар подачи жидкости 490 и средство для направления потока жидкости на множество поверхностей полости рта, в данном случае показанное в виде капы 100. Средство для обеспечения возвратно-поступательного движения 402 может включать устройство подачи жидкости 410, устройство сбора жидкости 420, необязательно контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 430, трубки 412, 422a, 422b, 472, 476 и 492 и односторонние клапаны 414, 424a, 424b, 474, 478 и 494. Трубки 432 и 434 обеспечивают доставку жидкости от контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 430 в капу 100.
В настоящем варианте осуществления устройство подачи жидкости 410 и устройство сбора жидкости 420 находятся в одном корпусе и представляют собой поршневой насос двойного действия с общим поршнем 415. Резервуар подачи жидкости 490 и резервуар для жидкости 470 могут быть изготовлены из стекла, пластика или металла. Резервуар подачи жидкости 490 может быть неотъемлемой частью системы 400 и может допускать повторное заполнение. В ряде вариантов осуществления камера подачи жидкости 490 может представлять собой сменный резервуар подачи жидкости, соединенный с системой 400 с возможностью удаления.
В ряде вариантов осуществления любой из компонентов - камера подачи жидкости 490, резервуар для жидкости 470 или трубки 412, 472 и 492 могут включать в себя источник тепла для подогрева очищающего раствора перед подачей в капу 100 для обработки зубов. Температура жидкости должна поддерживаться в диапазоне, обеспечивающем комфорт для пользователя при работе с устройством.
Капа 100 может быть выполнена как неотъемлемая части или может быть соединена с возможностью удаления со средством создания возвратно-поступательного движения жидкости 402 через трубки 432 и 434 и иными средствами соединения (не показаны).
Жидкость из камеры подачи жидкости 490 поступает через трубку 492 в резервуар для жидкости 470. Жидкость из резервуара 470 поступает через трубку 472 в устройство подачи жидкости 410. Поток жидкости через трубку 472 контролируется односторонним клапаном 474. От устройства подачи жидкости 410 поток жидкости через трубку 412 поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 430. Поток жидкости через трубку 412 контролируется односторонним клапаном 414. Поток жидкости поступает из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 430 в капу 100 через трубку 432 или 434, в зависимости от направления потока. Поток жидкости из капы 100 поступает обратно в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 430 через трубку 434 или 432, также в зависимости от направления потока, а из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 430 через трубки 422a и 422b жидкость поступает в устройство сбора жидкости 420. Поток жидкости через трубки контролируется односторонними клапанами 424a и 424b. Наконец, жидкость через трубки 476a и 476b поступает из устройства сбора жидкости 420 в резервуар для жидкости 470. Поток жидкости через трубки контролируется односторонними клапанами 478a и 478b.
Работой устройства подачи жидкости 410 и устройства сбора жидкости 420 управляет логическая схема, которая может включать программу запуска цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, программу выполнения цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, то есть создания возвратно-поступательного движения раствора вокруг множества поверхностей полости рта, обеспечивая благоприятный эффект, программу опорожнения капы 100 по окончании цикла и цикл самоочистки для очистки системы между применениями или в заранее определенные или автоматически выбранные процедуры чистки.
Система 400 также может включать переключатели, такие как включатель/выключатель питания, переключатель заполнения капы 100, переключатель выполнения процесса очистки, переключатель опорожнения системы 400 и переключатель очистки системы 400, а также индикаторы, включая, без ограничений, индикатор включения, заполнения, выполнения программы возвратно-поступательной подачи жидкости, опорожнения устройства и индикатор активного цикла самоочистки. В вариантах осуществления с подогревом жидкости перед подачей в капу 100 также можно использовать индикатор соответствия температуры жидкости требуемым характеристикам.
Один способ применения системы 400 для чистки зубов включает следующие стадии. Перед использованием очищающая жидкость из резервуара подачи жидкости 490 через трубку 492 и односторонний клапан 494 поступает в резервуар для очищающей жидкости 470. В ряде вариантов осуществления резервуар подачи жидкости 490 после этого отсоединяется от системы 400.
На первой стадии пользователь размещает капу 100 в полости рта вокруг зубов и десневой области. Пользователь плотно устанавливает капу 100, обеспечивая эффективную герметизацию между зубами, деснами и капой 100. Пользователь нажимает кнопку запуска, начиная процесс чистки. Процесс чистки протекает следующим образом:
1. Поршень 415 переходит в режим забора очищающей жидкости в устройство подачи жидкости 410 из резервуара для очищающей жидкости 470 по трубке 472 и через односторонний клапан 474. Для этого поршень 415 перемещается справа налево (от R к L на ФИГ. 3).
2. При достаточном наполнении устройства подачи жидкости 410 устройство подачи жидкости 410 переходит в режим подачи очищающей жидкости в капу 100 через трубку 412, односторонний клапан 414, контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 430 и трубку 432. Для этого поршень 415 перемещается слева направо (от L к R на ФИГ. 3). Движение поршня 415 от L к R позволяет перевести устройство сбора жидкости 420 в режим сбора очищающей жидкости из капы 100 через трубку 434, контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 430, трубку 422a и односторонний клапан 424a. Прохождение очищающей жидкости через трубки 472 и 422a блокируется односторонними клапанами 474 и 424b. Избыток очищающей жидкости в устройстве сбора жидкости 420 отводится в резервуар для очищающей жидкости 470 через трубку 476b и односторонний клапан 478b. Прохождение очищающей жидкости через трубку 424b блокируется односторонним клапаном 422b.
3. Для обеспечения циклического движения очищающего раствора повторяются стадии 1 и 2, обеспечивая перемещение очищающей жидкости между резервуаром для очищающего раствора 470 и капой 100.
4. Процесс продолжается до истечения заданного времени очистки или до выполнения заданного числа циклов очистки.
Каждый из представленных на ФИГ. 1, ФИГ. 2 и ФИГ. 3 вариантов осуществления может включать в себя контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости (элементы 230, 330, 430 на ФИГ. 1, ФИГ. 2, ФИГ. 3 соответственно). На ФИГ. 6a и ФИГ. 6b соответственно представлен вид в перспективе и вид с пространственным разделением компонентов варианта осуществления контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фигурах показан контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 500 с корпусом 510 и устройством отведения потока 520. Корпус 510 имеет порты 514, 515, 516 и 517. Устройство отведения потока 520 занимает пространство, образованное внутренними стенками корпуса 510, и имеет пластину 522 для отведения потока жидкости и регулятор положения 524.
На ФИГ. 4a и ФИГ. 4b соответственно представлен вид в перспективе и вид с пространственным разделением компонентов альтернативного варианта осуществления контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фигурах показан контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 с крышкой 720, диском устройства отведения потока 730 и основанием 740. Крышка 720 имеет порты крышки 722 и 724. Основание 740 имеет порты основания 742 и 744. Диск устройства отведения потока 730 находится между крышкой 720 и основанием 740 и имеет пластину 735 для отведения потока жидкости и регулятор положения 732 в виде шестерни.
На ФИГ. 4c представлен вид сверху контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 в первом положении. В этом положении входящий поток жидкости, такой как поток жидкости в трубке 212 на ФИГ. 1, поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 742. Затем жидкость выходит из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 722 в виде потока жидкости в трубке 232 на ФИГ. 1. Вернувшийся поток жидкости, такой как поток жидкости в трубке 234 на ФИГ. 1, снова входит в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 724. Затем жидкость выходит из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 744 в виде потока жидкости в трубке 216 на ФИГ. 1.
На ФИГ. 4d представлен вид сверху контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 во втором положении. В этом положении входящий поток жидкости, такой как поток жидкости в трубке 212 на ФИГ. 1, поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 742. Затем жидкость выходит из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 724 в виде потока жидкости в трубке 234 на ФИГ. 1. Вернувшийся поток жидкости, такой как поток жидкости в трубке 232 на ФИГ. 1, снова входит в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 722. Затем жидкость выходит из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 744 в виде потока жидкости в трубке 216 на ФИГ. 1.
Возвратно-поступательное движение жидкости в капе 100 на ФИГ. 1 обеспечивается путем переключения контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 между первым и вторым положениями. Было выявлено, что ширина пластины 735 по отношению к диаметрам портов крышки 722 и 724 и портов основания 742 и 744 имеет определяющее значение для эффективной работы контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710. Если ширина пластины 735 равна или превышает любой из указанных диаметров, то один или более портов крышки 722 и 724 или портов основания 742 и 744 могут быть заблокированы или изолированы во время прохождения части цикла возвратно-поступательной подачи жидкости, что приведет к неэффективной работе устройства или его отказу. Для исключения такого состояния в пластине 735 может быть выполнен канал.
Описанная система для ухода за полостью рта может состоять из нескольких основных компонентов, включая, без ограничений, базовую станцию, ручной блок для размещения средств для обеспечения возвратно-поступательного движения жидкости вокруг множества поверхностей в полости рта и капу или мундштук. Система применима для использования в домашних условиях. Она может направлять поток жидкости одновременно на множество поверхностей зубов. Описанное устройство очищает зубы и удаляет зубной налет с помощью очищающего раствора, который возвратно-поступательно движется вперед и назад, обеспечивая цикл чистки и минимальный объем используемого очищающего раствора. Устройство может быть выполнено в виде автономного ручного блока или в виде настольного устройства.
Базовая станция обеспечивает зарядку аккумулятора в ручном блоке и размещение резервуаров для жидкости, вмещает компоненты для диагностики, обеспечивает обратную связь пользователю, а также потенциально выполняет очистку мундштука.
Ручной блок содержит электронасос, обеспечивающий подачу жидкости из резервуара в мундштук. Направление движения жидкости может изменяться возвратно-поступательным образом с использованием управляющих клапанов, специализированного насоса (обращая направление его работы и т.д.), обратимых контрольных клапанов и иных подобных средств. Продолжительность цикла очистки и скорость потока жидкости на каждой стадии цикла могут изменяться и в ряде вариантов осуществления могут быть индивидуально подобраны для каждого пользователя. Ручной блок выполняет процесс заполнения, а также процесс чистки и/или промывания системы. Ручной блок и/или базовая станция могут обеспечивать обратную связь пользователю по каждой стадии процесса, а также потенциально выдавать диагностическую информацию.
Ручной блок имеет эстетически привлекательный внешний вид, а также удобно и комфортно умещается в руке пользователя. Вес и балансировка блока обеспечивают удобство и эффективность работы с ним и создают ощущение высокого качества. Захваты и/или контактные площадки под пальцы расположены для обеспечения удобства, надежного захвата, комфортных ощущений и помощи в правильном ориентировании и правильном захвате ручного блока. Базовая станция также имеет эстетически привлекательный внешний вид и обеспечивает простую и надежную установку ручного блока на свое место. Базовая станция может обеспечивать или не обеспечивать фиксацию ручного блока после его установки на свое место.
На ФИГ. 5 представлен вид в перспективе сверху первого варианта осуществления средства направления потока жидкости на множество поверхностей в полости рта, например, капы 100, в соответствии с принципами настоящего изобретения. На ФИГ. 6 представлен вид в перспективе снизу капы 100, изображенной на ФИГ. 5. На фигурах представлена капа 100 с внешней передней стенкой 112, внешней задней стенкой 114, внутренней передней стенкой 116, внутренней задней стенкой 118 и мембраной основания, например, накусочной пластиной 156. Отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 132 находятся на внутренней передней стенке 116, а отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 134 находятся на внутренней задней стенке 118. Изображенные на ФИГ. 5 и 6 отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 132 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 134 представляют собой только один из возможных вариантов осуществления конфигурации отверстий для подачи струи. Первый порт 142 и второй порт 144 входят в капу 100 через внешнюю переднюю стенку 112.
На ФИГ. 5 и 6 представлены варианты осуществления капы 100, в которых верхние и нижние зубы и/или десневая область пользователя по существу одновременно омываются жидкостью для обеспечения желаемого благоприятного эффекта. Следует понимать, что в иных вариантах осуществления капа 100 может быть выполнена таким образом, чтобы осуществлялась чистка и/или лечение только верхних или только нижних зубов и/или десневой области пользователя.
На ФИГ. 7 и 8 показаны соответственно вид в вертикальном разрезе и вид в горизонтальном разрезе капы 100, изображенной на ФИГ. 5. На фигурах показан первый распределитель 146, который можно определить как пространство, ограниченное внешней передней стенкой 112 и внутренней передней стенкой 116. Второй распределитель 148 можно определить как пространство, ограниченное внешней задней стенкой 114 и внутренней задней стенкой 118. Камера для омывающей жидкости (КОЖ) 154 образована внутренней передней стенкой 116, внутренней задней стенкой 118 и мембраной основания 156.
В одном варианте осуществления работы жидкость поступает в первый распределитель 146 через первый порт 142 под давлением, а затем в КОЖ 154 через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 132. Во втором порту 144 создается вакуум для отсасывания жидкости через отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 134 во второй распределитель 148 и, наконец, во второй порт 144. В данном варианте осуществления струи жидкости сначала направляются на передние поверхности зубов и/или десневой области с одной стороны КОЖ 154, проходят через поверхности зубов и/или десневой области, между и вокруг них с другой стороны КОЖ 154 и поступают во второй распределитель для обеспечения контролируемой чистки или лечения межзубных и десневых областей и/или поверхностей. Затем направление потока жидкости в распределителях изменяется на обратное. Очищающая жидкость под давлением поступает во второй распределитель 148 через второй порт 144, а затем в КОЖ 154 через отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 134. В первом порту 142 создается вакуум для отсасывания жидкости через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 132 в первый распределитель 146, а затем в первый порт 142. Во второй части данного варианта осуществления струи жидкости направляются на задние поверхности зубов и/или десневой области и проходят через поверхности зубов и/или десневой области, между и вокруг них. Попеременное создание давления и вакуума в течение нескольких циклов создает завихряющийся, многократный и обратимый поток, создавая возвратно-поступательное движение жидкости вокруг множества поверхностей полости рта для по существу одновременного омывания поверхностей полости рта жидкостью для обеспечения желаемого благоприятного эффекта.
В другом варианте осуществления может быть предпочтительной подача жидкости через один распределитель или одновременно через оба распределителя, заполнение КОЖ 154, погружение зубов в очищающую жидкость на некоторое время, а затем откачка жидкости из КОЖ 154 через определенный промежуток времени через один или оба распределителя. В этом случае очищающая или обрабатывающая жидкость одновременно поступает под давлением в первый распределитель 146 через первый порт 142 и во второй распределитель 148 через второй порт 144, а затем в КОЖ 154 одновременно через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 132 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 134. Для откачки жидкости из КОЖ 154 одновременно создается вакуум в первом распределителе 146 через первый порт 142 и во втором распределителе 148 через второй порт 144. При этом очищающая или обрабатывающая жидкость засасывается через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 132 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 134 в первый распределитель 146 и во второй распределитель 148.
Возможна также подача различных жидких композиций в первый распределитель 146 и во второй распределитель 148. Затем различные жидкие композиции могут смешиваться в КОЖ для повышения эффективности чистки или лечения.
На ФИГ. 9 представлен вид в перспективе сзади сверху второго варианта осуществления капы 1100 в соответствии с принципами настоящего изобретения. На ФИГ. 10 представлен вид в перспективе спереди сверху капы 1100, изображенной на ФИГ. 9, а на ФИГ. 11 показан вид сверху капы с ФИГ. 9. На фигурах представлена капа 1100 с верхний частью 1102, нижней частью 1104, первым портом 1142, вторым портом 1144 и опорной пластиной 1108, неподвижно закрепленной на передней части указанной капы. Первый порт 1142 и второй порт 1144 входят в капу 1100 и проходят через опорную пластину 1108. На ФИГ. 11 также представлен необязательный чувствительный элемент 1152, определяющий правильность положения мундштука на зубах в полости рта.
На опорной пластине 1108 необязательно предусмотрены элементы быстрого крепления, например, защелки 1110, позволяющие легко и быстро присоединять капу 1100, а затем отсоединять ее от средства обеспечения жидкости в капу. В этом случае на корпусе предусмотрены соответствующие части, в которые могут вставляться указанные защелки или иные элементы быстрого крепления для разъемного соединения капы с корпусом. Необязательные элементы быстрого крепления могут использоваться для замены использованных или изношенных кап или для смены кап для разных пользователей. В ряде вариантов осуществления один пользователь может использовать разные капы для изменения тех или иных характеристик подачи жидкости, таких как количество очищающих сопел, скорость жидкости в сопле, геометрия распыления, расположение отверстий, захватываемая область и т.д.
На ФИГ. 9-12 представлен вариант осуществления капы 1100, в котором верхние и нижние зубы и/или десневая область пользователя по существу одновременно омываются жидкостью. Следует понимать, что в иных вариантах осуществления капа 1100 может быть выполнена таким образом, чтобы осуществлять омывание жидкостью только верхних или только нижних зубов или десневой области пользователя.
В верхней части 1102 капы есть передние просветы для жидкости 1102a, 1102b, 1102c и 1102d, задние просветы для жидкости 1102e, 1102f и 1102g, первый распределитель 1146, второй распределитель 1148, мембрана основания 1156 и задняя уплотняющая по деснам мембрана 1158. Все передние просветы для жидкости 1102a, 1102b, 1102c и 1102d соединены с первым распределителем 1146, а также необязательно (как показано на ФИГ. 9-12) соединены друг с другом по всей или части длины. Аналогичным образом, все задние просветы для жидкости 1102e, 1102f и 1102g соединены со вторым распределителем 1148, а также необязательно соединены друг с другом по всей или части длины.
Нижняя часть 1104 капы может представлять собой зеркальный образ верхней части 1102 и имеет передние просветы для жидкости 1104a, 1104b, 1104c и 1104d, задние просветы для жидкости 1104e, 1104f и 1104g, первый распределитель 1146, второй распределитель 1148, мембрану основания 1156 и заднюю уплотняющую по деснам мембрану 1158. Все передние просветы для жидкости 1104a, 1104b, 1104c и 1104d соединены с первым распределителем 1146, а также необязательно (как показано на ФИГ. 9-12) соединены друг с другом по всей или части длины. Аналогичным образом, все задние просветы для жидкости 1104e, 1104f и 1104g соединены со вторым распределителем 1148, а также необязательно соединены друг с другом по всей или части длины.
Хотя на ФИГ. 9 и 12 верхняя часть 1102 показана с четырьмя передними просветами для жидкости (1102a, 1102b, 1102c и 1102d) и тремя задними просветами для жидкости (1102e, 1102f и 1102g), верхняя часть 1102 также может быть изготовлена с двумя, тремя, пятью, шестью или даже семью передними или задними просветами для жидкости. Аналогичным образом, хотя нижняя часть 1104 показана с четырьмя передними каналами для жидкости (1104a, 1104b, 1104c и 1104d) и тремя задними просветами для жидкости (1104e, 1104f и 1104g), нижняя часть 1104 также может быть изготовлена с двумя, тремя, пятью, шестью или даже семью передними или задними просветами для жидкости.
Описанная выше камера для омывающей жидкости (КОЖ) 1154a находится в верхней части 1102 и образована передними просветами для жидкости (1102a, 1102b, 1102c и 1102d), задними просветами для жидкости (1102e, 1102f и 1102g), мембраной основания 1156 и задней уплотняющей по деснам мембраной 1158. Несмотря на то что на фигурах это не показано, нижняя часть 1104 также имеет КОЖ 1154b, образованную передними просветами для жидкости (1104a, 1104b, 1104c и 1104d), задними просветами для жидкости (1104e, 1104f и 1104g), мембраной основания 1156 и задней уплотняющей по деснам мембраной 1158.
Описанная многоканальная конструкция включает двунаправленные или выделенные однонаправленные просветы для подачи или откачки жидкости, которые обеспечивают самоусиление и поэтому не проседают при использовании вакуума и не разрываются под давлением в процессе применения, тем самым повышая структурную прочность и одновременно сводя к минимуму общий размер капы 1100 для обеспечения удобства пользователя при установке, использовании и извлечении устройства. Подобное уменьшение размера капы также способствует более эффективной герметизации капы в полости рта.
При соединении множества каналов (1102a, 1102b, 1102c, 1102d, 1102e, 1102f, 1102g, 1104a, 1104b, 1104c, 1104d, 1104e, 1104f и 1104g), как описано выше, они образуют шарнирные секции просветов (элемент 1103 на ФИГ. 10). Это позволяет получить многопросветную конструкцию, обеспечивающую гибкость в направлениях X, Y и Z за счет гибкости шарнирных секций просветов 1103 между каждым просветом. Такая конструкция обеспечивает эффективную и легко осуществимую возможность работы с широким спектром топографии зубов и десен пользователей, позволяя добиться эффективной герметизации по деснам без раздражения десен и позволяя динамически позиционировать струи очищающей жидкости вокруг каждого из зубов для достижения очищающего эффекта в межзубных промежутках. Множество просветов также соединены с первым распределителем 1146 и вторым распределителем 1148. Это создает вторичное гибкое соединение, обеспечивающее еще две дополнительные степени подвижности для подстраивания под различные типы прикусов пользователей.
Задняя уплотняющая по деснам мембрана 1158 обеспечивает гибкий и универсальный механизм герметизации для сведения к минимуму утечки жидкости в полость рта при перенаправлении потока на зубы и вокруг зубов для максимального увеличения площади лечения/чистки и проникновения в труднодоступные места. Мембрана может обеспечить упругую функцию вдоль продольной оси просвета вокруг зубов и десен.
Мембрана основания 1156 обеспечивает степень гибкости, необходимую для эффективной посадки или герметизации устройства в полости рта и позволяет перенаправить потоки жидкости обратно к зубам и/или поверхностям десневой области.
Капа 1100 может необязательно включать компонент для уплотнения по деснам, который может быть прикреплен к передним просветам для жидкости 1102a, 1102b, 1104a и 1104b и к задним просветам для жидкости 1102e и 1104e (наиболее удаленные от зубов элементы).
Кроме того, в любой из шарнирных секций просветов 1103 также могут быть необязательно размещены элементы трения, такие как пучки волокон, без значительного увеличения размера капы 1100 или отрицательного влияния на комфорт для пользователя или на движение жидкости в капе 1100.
Отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132 находятся на внутренней передней стенке верхней части 1102 и нижней части 1104, а отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134 находятся на внутренней задней стенке верхней части 1102 и нижней части 1104. Несмотря на то что на ФИГ. 9-12 представлено только одно отверстие для подачи струи внутренней передней стенки 1132 и отверстие для подачи струи внутренней задней стенки 1134, количество, форма и размер отверстий для подачи струи внутренней передней стенки 1132 и отверстий для подачи струи внутренней задней стенки 1134 определяют эффективность чистки зубов и десен и могут быть выполнены с возможностью подачи струй очищающей жидкости с различной геометрией распыления. Представленные на ФИГ. 9-12 отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134 представляют собой лишь один из возможных вариантов конфигурации отверстий для подачи струи.
На ФИГ. 9 и 10 представлен вариант осуществления капы 1100, в котором поверхности верхних и нижних зубов и/или десневой области пользователя по существу одновременно омываются жидкостью для обеспечения желаемого благоприятного эффекта. Следует понимать, что в других вариантах осуществления капа 1100 может быть выполнена с возможностью омывания жидкостью только верхних или только нижних зубов или десневой области пользователя.
На ФИГ. 12 представлен вид в частичном разрезе капы 1100, изображенной на ФИГ. 9. На фигуре представлен первый распределитель 1146 и второй распределитель 1148. В одном варианте осуществления процесса очистки очищающая жидкость прокачивается через первый порт 1142 и поступает в первый распределитель 1146 через первое устройство отведения потока 1143. Жидкость поступает в передние просветы для жидкости 1102a, 1102b, 1102c, 1102d, 1104a, 1104b, 1104c и 1104d через порты передних просветов для жидкости 1147. Затем очищающая жидкость поступает в КОЖ 1154a и 1154b через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132. Во второй подающей линии распределителя 1144 создается вакуум для отсасывания очищающей жидкости через отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134 в задние просветы для жидкости 1102e, 1102f, 1102g, 1104e, 1104f и 1104g. Жидкость поступает во второй распределитель 1148 через порты задних просветов для жидкости 1149, затем проходит через второе устройство отведения потока 1145 и, наконец, поступает во вторую подающую линию распределителя 1144.
В данном варианте осуществления струи очищающей жидкости сначала направляются из первого распределителя 1146 на передние поверхности зубов и/или десневой области с одной стороны КОЖ, проходят через поверхности зубов и/или десневой области, между и вокруг них с другой стороны КОЖ и поступают во второй распределитель 1148 для обеспечения контролируемой чистки или лечения межзубных и десневых областей и/или поверхностей.
Затем направление потока жидкости в распределителях изменяется на обратное. Очищающая жидкость прокачивается через второй порт 1144 и поступает во второй распределитель 1148 через второе устройство отведения потока 1145. Жидкость поступает в задние просветы для жидкости 1102e, 1102f, 1102g, 1104e, 1104f и 1104g через порты задних просветов для жидкости 1149. Затем очищающая жидкость поступает в КОЖ 1154a и 1154b через отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134. В первом порту 1142 создается вакуум для отсасывания очищающей жидкости через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132 в передние просветы для жидкости 1102a, 1102b, 1102c, 1102d, 1104a, 1104b, 1104c и 1104d. Жидкость поступает в первый распределитель 1146 через порты передних просветов для жидкости 1147, затем проходит через первое устройство отведения потока 1143 и поступает в первый порт 1144.
Во второй части данного варианта осуществления струи очищающей жидкости направляются на задние поверхности зубов и/или десневой области и проходят через поверхности зубов и/или десневой области, между и вокруг них. Попеременное создание давления и вакуума в течение нескольких циклов создает завихряющийся, многократный и обратимый поток, создавая возвратно-поступательное движение жидкости вокруг множества поверхностей полости рта для по существу одновременного омывания поверхностей полости рта жидкостью для обеспечения желаемого благоприятного эффекта.
В другом варианте осуществления может быть предпочтительной подача жидкости через один распределитель или одновременно через оба распределителя, заполнение КОЖ 1154a и 1154b, погружение зубов очищающей жидкостью на некоторое время, а затем откачка жидкости из КОЖ через заданный промежуток времени через один или оба распределителя. В данном случае очищающая или обрабатывающая жидкость одновременно прокачивается через первый порт 1142, поступая в первый распределитель 1146 через первое устройство отведения потока 1143, и через второй порт 1144, поступая во второй распределитель 1148 через второе устройство отведения потока 1145. Жидкость затем одновременно поступает в передние просветы для жидкости 1102a, 1102b, 1102c, 1102d, 1104a, 1104b, 1104c и 1104d через порты передних просветов для жидкости 1147 и в задние просветы для жидкости 1102e, 1102f, 1102g, 1104e, 1104f и 1104g через порты задних просветов для жидкости 1149. Затем очищающая жидкость поступает в КОЖ 1154a и 1154b через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134. Для откачки жидкости из КОЖ одновременно создается вакуум в первом распределителе 1146 через первый порт 1142 и во втором распределителе 1148 через второй порт 1144. При этом очищающая или обрабатывающая жидкость засасывается через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134 в первый распределитель 146 и во второй распределитель 148.
Возможна также подача различных жидких композиций в первый распределитель 1146 и во второй распределитель 1148. Затем различные жидкие композиции могут смешиваться в КОЖ для повышения эффективности чистки или лечения. В конструкции с двумя распределителями может быть предпочтительным подавать жидкость для каждого распределителя от отдельного резервуара подачи жидкости, например, как в конфигурации с поршневым насосом двойного действия, где одна линия подачи подключается для подачи жидкости в первый распределитель 1146, а другая поршневая линия подачи обеспечивает подачу и откачку жидкости из второго распределителя 1148, то есть, например, когда в один распределитель подается жидкость, из второго распределителя жидкость откачивается, и наоборот.
В других вариантах осуществления возможна установка клапанов на портах передних просветов для жидкости 1147 передних просветов для жидкости 1102a, 1102b, 1102c, 1102d, 1104a, 1104b, 1104c и 1104d или на портах задних просветов для жидкости 1149 задних просветов для жидкости 1102e, 1102f, 1102g, 1104e, 1104f и 1104g для повышения эффективности работы путем задействования просветов в различные моменты времени (в различных точках цикла чистки/лечения) в пульсирующем режиме. В качестве примера в одном варианте осуществления в обеспечение функции нагнетания/откачки жидкости вовлечены не все каналы. В данном случае передние просветы для жидкости 1102a и 1104a и задние каналы для жидкости 1102e и 1104e, которые по существу задействованы в обработке десен, используются только для обеспечения функции откачки жидкости. Это помогает предотвратить утечку жидкости в полость рта. Использование клапанов также позволяет варьировать поток жидкости, снизить сопротивление при откачке жидкости или увеличить степень нагнетания, и тем самым скорость потока жидкости, во время подачи жидкости.
В других вариантах осуществления отдельные отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1132 или отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1134 могут иметь встроенные односторонние клапаны, такие как клапаны типа «утиный нос» или зонтичные клапаны, для обеспечения потока жидкости в этом отверстии только в одном направлении. Это может эффективно увеличивать уровень вакуума по отношению к нагнетаемому давлению в КОЖ.
В ряде вариантов осуществления движение описанных выше элементов трения относительно зубов может обеспечиваться одним или комбинацией механизмов, включая, без ограничений, поток жидкости (через отверстия для подачи струи или путем создания завихрения самого потока жидкости); движение мембраны, создаваемое пульсированием гибкой капы 1100; внешний вибрирующий механизм для приведения в движение указанных элементов трения; поступательное или вращательное движение капы 1100 относительно зубов, обеспечиваемое движением челюсти пользователя или внешним приводом.
В других вариантах осуществления рядом с задней уплотняющей по деснам мембраной 1158 может быть нанесено уплотняющее по деснам вещество, такое как гель, для удобного и плотного размещения капы 1100 на задней части рта. В альтернативном варианте осуществления на краю капы 1100 может быть предусмотрен механизм или приспособление для увеличения или уменьшения длины мундштука до значения, необходимого для конкретного пользователя, обеспечивая возможность частичной индивидуальной подгонки капы под параметры пользователя.
Производство описанной многопросветной конструкции осуществимо с использованием существующих процессов производства и сборки, таких как экструзионное формование, литьевое прессование, вакуумное формование, раздувное формование или компрессионное формование. Другие возможные способы производства включают способы быстрого создания прототипа, такие как объемная печать и иные способы с нанесением материала, а также способы с удалением материала.
Капа может быть изготовлена по индивидуальному заказу для каждого отдельного пользователя или настроена пользователем по индивидуальным параметрам перед использованием. При изготовлении капы по индивидуальному заказу формы для вакуумного формования могут быть напрямую или косвенно созданы со слепков зубов и десен пользователя, что дает модель зубов, которая затем может быть модифицирована для создания требуемых зазоров и каналов для прохождения жидкости. Подобные формы для вакуумного формования могут быть изготовлены по низкой цене с использованием систем автоматизированного проектирования и процессов быстрого создания прототипов.
Один способ производства заключается в создании оболочек отдельных компонентов с использованием вакуумного формования. Недорогие способы позволяют формовать с помощью вакуума структуры с очень тонкими стенками. Геометрия указанных компонентов разрабатывается с учетом их последующего сопряжения друг с другом и структурной геометрии для получения минимального размера капы. После сборки изготовленные таким образом компоненты образуют необходимые распределители и систему направления потоков (двунаправленные и/или специализированные однонаправленные распределители) для обеспечения требуемых рабочих характеристик при лечении/чистке зубов.
Конструкция индивидуальных мундштуков основана на геометрии зубов пользователя, поэтому создание ровного зазора между зубами и мундштуком может обеспечить получение более стабильных результатов чистки/лечения. Материалы для изготовления каждой из состоящих из двух частей оболочек могут различаться, тем самым позволяя использовать более мягкий материал (на внутренней оболочке) в области контакта с зубами/деснами и более жесткий материал на внешней оболочке для придания устройству жесткости и общей формы.
Для индивидуальных кап массово производятся заготовки кап (аналогичные спортивным защитным капам или устройствам для борьбы со скрежетом зубов), содержащие заранее изготовленные распределители, сопла и каналы для жидкости. Заготовки кап могут быть изготовлены любым известным способом производства, включая, без ограничений, раздувное формование, вакуумное формование, литьевое прессование и/или компрессионное формование. В качестве используемого для изготовления заготовок материала выбирается деформируемый при низких температурах пластиковый материал. Подобная заготовка используется в сочетании с устанавливаемыми на зубы соответствующими прокладками для создания требуемых зазоров и обеспечения необходимых характеристик чистки и/или лечения. После установки создающих зазор элементов на зубы заготовку капы разогревают в микроволновой печи или в кипящей воде до размягчения. Размягченную заготовку затем накладывают на зубы и десневую область пользователя для создания индивидуальной капы.
В капу могут быть встроены упругие крепежные элементы с эластичными свойствами для обеспечения максимального комфорта, эффективности и точности посадки капы при установке и во время использования. Например, пружинные элементы, такие как клипсы и эластичные ленты, могут обеспечить плотную посадку на десны и вокруг них.
Материалы для изготовления каналов могут выбираться из широкого спектра материалов, от гибких материалов с малой твердостью (25 единиц по Шору A) до более твердых и более жестких материалов (90 единиц по Шору A), предпочтительно в диапазоне твердости от 40 до 70 единиц по Шору A.
Материалы могут включать силикон, термопластичный эластомер (TPE), полипропилен (PP), полиэтилен (PE), полиэтилентерефталат (PET), этиленвинилацетат (EVA), полиуретан (PU) или многокомпонентные материалы (комбинация материалов с разной твердостью) для достижения требуемых рабочих характеристик готовой конструкции.
Отверстия или прорези для подачи струи могут быть изготовлены за вторичную операцию, такую как сверление или пробивание, либо могут быть сформированы непосредственно в процессе литья. В альтернативном другом варианте осуществления отверстия или прорези для подачи струи могут вставляться в капу для обеспечения большей устойчивости к износу или модификации характеристик струй и могут использоваться в сочетании с очищающими элементами трения или иными компонентами для усиления эффекта чистки и/или лечения.
На ФИГ. 13-16 представлен вариант осуществления капы 1200, в которой жидкость омывает только верхние или нижние зубы и десневую область пользователя. Следует понимать, что в других вариантах осуществления капа 1200 может быть выполнена таким образом, чтобы осуществлять по существу одновременное омывание верхних и нижних зубов и десневой области пользователя, как изображено на других фигурах в настоящем документе.
На ФИГ. 13 представлен вид в перспективе спереди сверху третьего варианта осуществления капы 1200 в соответствии с принципами настоящего изобретения. На ФИГ. 14 представлен вид сзади сверху варианта осуществления капы 1200, изображенной на ФИГ. 13, а на ФИГ. 15 представлен вид сзади снизу капы 1200, изображенной на ФИГ. 13. На фигурах представлена капа 1200 с внешней передней стенкой 1212, внешней задней стенкой 1214, внутренней передней стенкой 1216 и внутренней задней стенкой 1218. Отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232 находятся на внутренней передней стенке 1216, а отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234 находятся на внутренней задней стенке 1218. Первый порт 1242 и второй порт 1244 входят в капу 1200 через внешнюю переднюю стенку 1212.
Количество и расположение отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234, показанных на ФИГ. 13-16, дано только в качестве иллюстрации и не призвано ограничить сферу применения описанной капы. Фактическое число, форма и размер отверстий для подачи струи внутренней передней стенки 1232 и отверстий для подачи струи внутренней задней стенки 1234 определяют эффективность очистки зубов и десен и могут быть выбраны или выполнены с возможностью подачи струй очищающей жидкости с различной геометрией распыления. Представленные на ФИГ. 13-16 отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234 представляют собой лишь один из возможных вариантов конфигурации отверстий для подачи струи.
На ФИГ. 16 представлен вид в вертикальном разрезе капы 1200, изображенной на ФИГ. 13. На фигурах показан первый распределитель 1246, который можно определить как пространство, ограниченное внешней передней стенкой 1212 и внутренней передней стенкой 1216. Второй распределитель 1248 можно определить как пространство, ограниченное внешней задней стенкой 1214 и внутренней задней стенкой 1218. Камера для омывающей жидкости (КОЖ) 1254 образована внутренней передней стенкой 1216, внутренней задней стенкой 1218 и внутренней стенкой основания 1250.
В одном варианте осуществления процесса чистки очищающая жидкость под давлением поступает в первый распределитель 1246 через первый порт 1244, а затем в КОЖ 1254 через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232. Во втором порту 1242 создается вакуум для отсасывания очищающей жидкости через отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234 во второй распределитель 1248 и, наконец, во второй порт 1244. В данном варианте осуществления струи очищающей жидкости сначала направляются на переднюю поверхность зубов с одной стороны КОЖ, проходят через зубы, между и вокруг них и выходят с другой стороны КОЖ во второй распределитель для обеспечения контролируемой очистки межзубных и десневых областей и/или поверхностей. Затем направление потока жидкости в распределителях изменяется на обратное. Очищающая жидкость под давлением поступает во второй распределитель 1248 через второй порт 1242, а затем в КОЖ 1254 через отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234. В первом порту 1244 создается вакуум для отсасывания очищающей жидкости через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232 в первый распределитель 1246 и, наконец, в первый порт 1244. Во второй части данного варианта осуществления струи очищающей жидкости направляются на заднюю поверхность зубов и проходят через зубы и/или десневую область, между и вокруг них. Попеременное использование давления и вакуума в течение нескольких циклов создает завихряющийся, многократный и обратимый поток, тем самым обеспечивая возвратно-поступательное движение жидкости над поверхностями полости рта и вокруг них.
В другом варианте осуществления процедуры чистки, лечения, предварительной обработки или обработки после лечения может быть предпочтительным подавать жидкость через один распределитель или одновременно через оба распределителя, заполнять КОЖ 1254, погружать зубы в очищающую жидкость на некоторое время, а затем по истечении заданного периода времени опорожнять камеру через один или оба распределителя. В данном случае очищающая или обрабатывающая жидкость одновременно поступает под давлением в первый распределитель 1246 через первый порт 1244 и во второй распределитель 1248 через вторую подающую линию распределителя 1242, а затем поступает в область мундштука 1254 одновременно через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234. Для откачки жидкости из КОЖ создается вакуум одновременно в первом распределителе 1246 через первый порт 1244 и во втором распределителе 1248 через второй порт 1242. При этом очищающая жидкость засасывается через отверстия для подачи струи внутренней передней стенки 1232 и отверстия для подачи струи внутренней задней стенки 1234 в первый распределитель 1246 и во второй распределитель 1248. Возможна также подача различных жидких композиций в первый распределитель 1246 и во второй распределитель 1248. Затем различные жидкие композиции могут смешиваться в КОЖ для повышения эффективности очистки. В конструкции с двумя распределителями может быть предпочтительным подавать жидкость для каждого распределителя от отдельной камеры, например, как в конфигурации с поршневым насосом двойного действия, где одна линия подачи используется для подачи жидкости для первого распределителя 1246, а другая поршневая линия подачи обеспечивает подачу и откачку жидкости из второго распределителя 1248 (когда в один распределитель жидкость подается, второй распределитель откачивает жидкость, и наоборот).
Уплотнение по деснам
Уплотнение по деснам образует нижнюю часть МКОЖ и соприкасается непосредственно с тканью десны, обеспечивая очистку десневой области, включая поддесневой карман. В одном варианте осуществления оно обеспечивает позиционирование мундштука относительно полости рта и зубов, создает относительно изолированную среду, допускающую минимальную/приемлемую утечку во время процедуры, при этом выполнено с возможностью максимального устранения эффекта «кляпа» и создания комфорта для пользователя. В одном варианте осуществления уплотнение по деснам образуется за счет сцепления силами трения и сжатия эластомерного материала с десной. Данное уплотнение усиливается в процессе откачки из него жидкости и во время циклов чистки и лечения. Уплотнение также выполняет функцию вспомогательного механизма при соединении и сборе распределителя и МКОЖ. Для размера и формы уплотнения по деснам предпочтительно используются три стандартных универсальных размера (малый, средний и большой), однако его конструкция предусматривает различные уровни подгонки под конкретного пользователя для обеспечения комфортного пользования устройством и эффективной чистки/лечения. Эти размеры соответствуют трем основным универсальным размерам элементов распределителя и МКОЖ.
Альтернативные варианты осуществления для создания уплотнения по деснам включают следующее и могут использоваться в комбинации друг с другом или указанным выше вариантом осуществления:
- Вариант осуществления № 1. Мундштук устанавливают в полость рта на десну. Уплотнение и положение фиксируются относительно зубов и десны под небольшим окклюзивным давлением на челюстные упоры/прикусные блоки. Мундштук состоит из одного или комбинации материалов различной жесткости и эластичности. В предпочтительном варианте осуществления мундштук H-образной формы имеет гибкие стенки (вертикальные торцы H) с мягким и податливым прокладочным материалом (силикон с замкнутыми ячейками, герметик с гелевым наполнением и т.п.) на конце каждой ножки H. Горизонтальная часть H включает прикусные блоки/челюстные упоры для позиционирования мундштука по осям X, Y и/или Z относительно зубов и десны. После размещения мундштука в полости рта точное и неподвижное позиционирование мундштука в полости рта достигается за счет сближения верхней и нижней челюсти для сцепления с прикусными блоками, а взаимодействие прокладочного материала с десневым материалом позволяет добиться эффективной герметизации и создания среды для чистки, лечения и/или диагностики на время проведения процедуры.
- Вариант осуществления № 2. Усилие, с которым нужно воздействовать на мундштук так, чтобы задать движение боковых стенок по направлению вовнутрь; уплотнение мягких податливых торцов по десневой ткани. Мундштук, аналогичный мундштуку, описанному в варианте осуществления № 1, также имеет активный элемент блокировки, улучшающий уплотнение. Однако при потенциальной реализации необходимо предусмотреть полые секции в горизонтальной части и между некоторыми или всеми челюстными упорами между верхней и нижней секциями мундштука, когда устройство не находится в сцепленном состоянии. После размещения мундштука в полости рта пользователь прикусывает и сжимает полую секцию, вследствие чего она деформируется, заставляя входить в контакт все прикусные блоки. Это в свою очередь заставляет внешние стенки (части вертикальных ножек) заворачиваться вовнутрь по направлению к десневой ткани. Податливые прокладки, присоединенные к этим стенкам, сцепляются и прижимаются к десне, создавая уплотнение и единую полость для чистки, диагностики и/или лечения областей вокруг верхних и нижних зубов.
- Вариант осуществления № 3. После установки мундштука в полости рта для создания уплотнения и формирования десневой камеры надувают или нагнетают давление в пневматической камере. Мундштук, аналогичный мундштуку, описанному в варианте осуществления № 1, может обеспечить активную герметизацию посредством надувания пневматической камер(ы) в мундштуке. Впоследствии воздух можно использовать для очистки и/или просушки зубов/полости и/или лечения и/или диагностики (газ и/или захваченные частицы в газе).
- Вариант осуществления № 4. После установки мундштука в полости рта для создания уплотнения и формирования десневой камеры надувают или нагнетают давление в гидравлической камере. Мундштук, аналогичный мундштуку, описанному в варианте осуществления № 1, может обеспечить активную герметизацию посредством повышения давления в камере(ах) в мундштуке. Впоследствии жидкую композицию можно использовать для чистки и/или лечения зубов и/или десневой ткани в комбинации с газом или без него, либо захваченные частицы можно использовать для чистки, лечения или диагностики.
- Вариант осуществления № 5. После установки мундштука в полости рта создается уплотнение посредством изменения пластичности материала, взаимодействующего с десной, с растяжением материала или без него, для создания уплотнения вокруг десны посредством абсорбции жидкости (использование гидрогеля и т.п.).
- Вариант осуществления № 6. После установки мундштука в полости рта нитиноловая нить или другие материалы с эффектом памяти формы, встроенные в мундштук, заставляют боковые стенки сцепляться с десной в результате изменения температуры тела в полости рта, создавая надежное уплотнение с десневой тканью.
- Вариант осуществления № 10. Сначала или в альтернативном варианте во время каждого использования в область мундштука вводится пенообразный материал для создания уплотнения мундштука и проведения последующей чистки, лечения или диагностики.
- Вариант осуществления № 11. Для обеспечения уплотнения с десневой тканью для многократного использования или каждый раз при использовании мундштука может использоваться одноразовая или рассасывающаяся вставка.
- Вариант осуществления № 12. Адгезив, содержащийся на контактной поверхности десневого уплотнения, может быть активирован слюной или водой. Адгезив обеспечивает потенциальное улучшение уплотнения и может быть предназначен как для однократного, так и для многократного применения, в зависимости от композиции. Систему уплотнения можно использовать в любой комбинации с другими описанными системами уплотнения.
- Вариант осуществления № 13. Уплотнение по деснам создается посредством комбинации материала в контактной области и геометрии в зоне сопряжения, что создает эффект, подобный всасыванию, на поверхности контакта уплотнения (присоска) посредством создания вакуума в этой области во время сцепления.
- Вариант осуществления № 14. Область уплотнения по деснам может быть изготовлена и адаптирована для ротовой полости пользователя посредством использования деформируемого материала, который размещают и распределяют по десне, после чего он приобретает устойчивую форму, соответствующую особенностям пользователя. Это можно достичь путем нагрева и размещения материала во рту и прижатия его к десне путем смыкания челюстей или аналогичным способом, а затем его удаления из полости рта (по аналогии с капой). По мере остывания материал уплотнения приобретает устойчивую форму.
- Вариант осуществления № 15. Область уплотнения по деснам может быть создана с помощью стандартной или полустандартной камеры, которую размещают в полости рта в непосредственной близости от контактной области желаемого уплотнения по деснам. Затем камеру заполняют и направленно поддерживают так, чтобы она вошла в контакт и приняла форму десны. В качестве наполнителя может использоваться быстро отверждаемый материал, хорошо деформируемый и способный адаптироваться к форме уплотнения конкретного пользователя. Впоследствии пользователь может многократно использовать полученное уплотнение. Камера может быть изготовлена из TPE и/или тонкого материала на основе силикона. В качестве наполнителя можно использовать материал, отверждаемый при комнатной температуре (RTV), эпоксидную смолу, полиуретан или аналогичные материалы, обеспечивающие жесткое, полужесткое или гибкое устойчивое изменение формы при отверждении или деформации.
В предпочтительном варианте осуществления эффективная герметизация по деснам представляет собой контактное уплотнение, образуемое геометрией нижнего края МКОЖ, прилегающего к десне. Нижний край МКОЖ предпочтительно является гибким, что позволяет ему принимать форму различных десневых поверхностей пользователя ниже пришеечной части десны и вдоль контактных точек. Эта часть также должна быть достаточно мягкой, чтобы избежать истирания или повреждения десневой области и обеспечить максимальный комфорт для пользователя, сохраняя при этом эффективную герметизацию. В предпочтительном варианте геометрии контактная область МКОЖ образует радиальную и/или изогнутую гладкую поверхность, обеспечивающую точку контакта и комфортную герметизацию. Предпочтительным материалом для этого края благодаря прочности и эксплуатационным характеристикам является силикон с твердостью менее 100 Ра, более предпочтительно - от 15 Ра до 70 Ра, но также могут использоваться мягкие и/или гибкие материалы, такие как TPE и другие материалы, известные в данной области.
Эффективная герметизация образуется в результате совместного действия вакуума и откачки жидкости из КОЖ, что позволяет отвести любую остаточную течь из устройства в КОЖ и ручной прибор для последующего удаления.
Компоненты
В целом система по сути является модульной. Таким образом, пользователь может легко заменять отдельные компоненты. Причины замены включают, без ограничений, естественный износ, неисправность и биологическую опасность. Некоторые компоненты могут быть сменными или предназначенными для однократного применения (повторно заправляемый картридж и т.п.), то есть модульными и легко заменяемыми пользователем.
Насосная система
В одном варианте осуществления жидкость может подаваться из резервуара в рукоятку мундштука или базовую станцию с помощью механического насоса. Насос может быть способен реагировать на входной сигнал логической системы (искусственный интеллект, или ИИ), варьируя давление, время цикла (на каждой стадии и для процесса в целом), условия возвратно-поступательного движения и/или время, направление потока, скорость/давление жидкости, параметры очистки и т.п. Несмотря на то что на ФИГ. 3 показан поршневой насос 420, допустимо использование поршневого насоса, бесклапанного роторно-поршневого насоса, диафрагменного насоса, перистальтического насоса, шестеренчатого насоса, центробежного насоса, поршневого насоса двойного действия, лопастного насоса и т.п. В альтернативном варианте осуществления в качестве привода системы можно использовать заряженный пневматический цилиндр или воздушный компрессор. Время цикла для процесса в целом, время цикла для каждой отдельной стадии, скорость потока для каждой отдельной стадии цикла могут варьироваться, а также могут быть адаптированы для каждого конкретного пользователя/дня недели/состояния здоровья полости рта. В различных вариантах осуществления системы допустимо изменять объем жидкости, доставляемой за один ход или в течение периода времени в зависимости от потребностей конкретного пользователя и конкретных требований к лечению. Насосная система может быть размещена в ручном блоке или базовой станции. Объем жидкости за один ход поршневого насоса может быть относительно большим, чтобы обеспечить эффект пульсации жидкости в мундштуке. Альтернативный вариант осуществления имеет насос, обеспечивающий постоянный поток с небольшой или отсутствующей пульсацией. В предпочтительном варианте осуществления прямой ход обеспечивает подачу жидкости в мундштук через специальные сопла, а обратный ход обеспечивает создание вакуума для откачки жидкости через специальные сопла в мундштуке назад в насос. Направление потока жидкости в мундштук и обратно можно поменять на противоположное, изменив направление работы двигателя в бесклапанном центробежном насосе, направляющем клапане или других средствах. Гидравлическая приводная система не запускается до тех пор, пока не будет выполнена правильная установка и уплотнение мундштука по деснам. Система автоматически прекращает подачу и откачку остаточной жидкости из полости рта при удалении мундштука (нарушение эффективной герметизации по деснам) из полости рта. Это позволяет пользователю безопасно повышать концентрации активных ингредиентов в составе композиции для чистки/лечения. Систему нельзя запустить, пока отсутствует эффективная герметизация мундштука по деснам. В одном варианте осуществления насосная система полностью размещается в ручном блоке, а в другом - в базовой станции.
В предпочтительном варианте осуществления конструкция имеет двухпоршневую компоновку, что позволяет использовать отдельный вакуумный и подающий насосы и осуществлять откачку и подачу жидкости в/из КОЖ одновременно. Первый поршень используется для подачи жидкости/нагнетания давления и может быть настроен на двойное действие, подавая жидкость как во время хода вверх, так и во время хода вниз, но более предпочтительным является одиночное действие - подача жидкости только во время хода вверх. Второй поршень - вакуумный поршень, который может быть настроен на двойное или одиночное действие, но более предпочтительным является двойное действие, что позволяет поддерживать отрицательное давление в КОЖ и сводить к минимуму утечку остаточной жидкости в полость рта из КОЖ. Вакуумная поршневая и общая откачка/объемное удаление жидкости и воздуха из КОЖ предпочтительно должна быть больше, чем объемная подача жидкости в КОЖ, чтобы обеспечить эффективную герметизацию КОЖ и свести к минимуму попадание остаточной жидкости в полость рта. Соотношение объемного удаления и подачи жидкости/воздуха из КОЖ составляет приблизительно 10:1 или меньше, или приблизительно 3:1. Подающий и вакуумный поршни могут быть расположены линейно, чтобы максимально сократить площадь поперечного сечения рукоятки, или они могут быть расположены в один ряд, чтобы уменьшить длину рукоятки. Они могут использовать общий шток поршня, что позволяет упростить устройство и снизить его стоимость, а также они могут работать с одним приводным двигателем.
Предпочтительно использовать поршни универсальной конструкции без уплотнительных колец (с расширенными чашеобразными краями), так как такая конструкция снижает трение поршня о цилиндр путем отведения от цилиндра в направлении, отличном от направления функционирования (рабочий ход вниз для осуществления подачи), расширяясь к цилиндру для обеспечения повышенной эффективности при движении в направлении функционирования (рабочий ход вверх для осуществления подачи). Благодаря гибкости конструкция обеспечивает повышенную устойчивость к износу поршней и цилиндров.
Управление клапанами/потоком жидкости и входной/выходной поток жидкости
При использовании варианта осуществления мундштука, в котором предусмотрен один вход и один выход, может потребоваться изменять направление потока, поступающего в мундштук. Направление потока жидкости через зубы может быть изменено на противоположное путем изменения направления входного и выходного потоков в мундштуке. Таким образом повышается эффективность и сенсорное воздействие процесса очистки. Мундштук может иметь сопла, расположенные с противоположных сторон от зубов, в которых струи подаются под давлением с одной стороны и втягиваются вследствие перепада отрицательного давления с противоположной стороны. Это заставляет жидкость проходить через/между зубами. Затем направление потока меняется на противоположное в каждом наборе сопел, чтобы обеспечить движение жидкости в противоположном направлении через зубы. Затем жидкость может совершать возвратно-поступательные движения вперед и назад. Направление потока может быть изменено на обратное и/или возвратно-поступательное путем изменения направления работы специального насоса, такого как центробежный бесклапанный насос, на обратное. Другой вариант осуществления включает, без ограничений, реверсивные обратные клапаны, при этом ориентация обратных клапанов относительно насоса является переменной, что обеспечивает изменение направления потока в системе. Другой вариант осуществления включает два регулировочных 3-ходовых клапана с логической (ИИ) системой, активируемой для изменения направления потока на обратное. Еще один вариант осуществления имеет логическую (ИИ) систему для одного регулировочного 4-ходового клапана с одним входом от насоса, возвратом к насосу и двумя выходами в мундштук, который может при необходимости перенаправлять поток. Другой вариант осуществления включает конфигурирование трубок так, чтобы иметь возможность отключать поток с помощью запорных клапанов, установленных на конкретных трубках, для изменения направления потока системы на обратное. Другой вариант осуществления включает разработку распределительной коробки управления жидкостью, которая соединяет две трубки на одной стороне коробки с двумя трубками на противоположной стороне коробки. В одном направлении поток жидкости двигается непосредственно поперек коробки от одной коллинеарной трубки к другой, а в другом положении поток жидкости двигается в направлении Х. Таким образом, потоки в распределительной коробке «перекрещиваются». В другом варианте осуществления поршневой насос двойного действия задает возвратно-поступательное движение потока, то есть поток постоянно движется вперед и назад между двумя крышками поршневых насосов.
В одном варианте осуществления система управления жидкостью полностью включена в ручной блок, а в другом варианте осуществления система управления жидкостью находится в базовой станции. Трубки системы должны выдерживать как давление, так и вакуум.
Одна или более жидкостей могут быть доставлены из индивидуальных резервуаров через мундштук по отдельности или вместе. Возможно использование любых комбинаций и концентраций. Резервуары могут находиться в ручном блоке или в базовой станции.
Система может обеспечивать ручную и/или автоматическую продувку воздухом и/или включать аккумулятор, что обеспечивает сжимаемость системы.
Система клапанов для направления и контроля жидкости к системам вакуумирования и нагнетания и от них может быть оптимизирована для создания экономичной и производительной модульной системы, что позволит упростить производство и сборку. Кроме того, за счет использования листа из гибкой пленки, расположенного между двумя элементами, образованными литьем под давлением, может быть достигнут усовершенствованный процесс обслуживания системы.
Система переключения/контроля возвратно-поступательного движения жидкости, обеспечивающая возвратно-поступательное движение жидкости, может быть механической (управляемой с помощью механического устройства/зубчатой передачи) или электрической (клапаны с электрическим управлением, например, многоходовые электромагнитные клапаны управления потоком, которые запускаются электрическим сигналом). В предпочтительном варианте осуществления с механическим управлением систему переключения приводит в движение приводной(ые) двигатель(и) насоса, что позволяет уменьшить размер системы, упростить ее, а также снизить ее стоимость. Это достигается путем использования рычажного механизма и зубчатой передачи, показанных ниже, которые являются приводом уникального механизма переключения. Механизм переключения может быть возвратно-поступательным, например, представлять собой кулачок, входящий в контакт с ползунковым переключателем, толкающим его вперед и назад. Также это может быть уникальный постоянно вращающийся переключающий дисковый элемент, представленный ниже в виде с пространственным разделением компонентов и в разрезе, который благодаря уникальной D-образной форме канала для жидкости изменяет направление жидкости дважды за один поворот диска. В конструкции предусмотрен встроенный разгрузочный клапан давления, что позволяет перенаправлять жидкость при изменении направления потока без дополнительных устройств, сводить к минимуму нагрузку на двигатель/систему и увеличивать срок их службы.
Область контакта (электропроводная и жидкостная)
Ручной блок может быть связан системой связи и/или электрическим сигналом с базовой станцией. Такая связь включает, без ограничений, зарядку аккумуляторной батареи, обмен диагностической информацией между блоками, передачу информации о профиле пользователя между блоками, а также передачу программной информации между блоками. Информация может передаваться посредством беспроводной (радиочастотная идентификация, 802.11, ИК и т.д.) или проводной связи. Электрическая система должна включать логический узел, управляющий функциями, запуском и остановом системы с учетом заданных критериев. Такие критерии могут включать запуск только после обеспечения герметичности примыкания между мундштуком и деснами, при необходимом уровне заполнения системы жидкостью, минимальном уровне заряда батареи, уровне жидкости в пределах указанного диапазона и т.д. Логическая система может быть связана с различными компонентами устройства, включая, без ограничений, запускающие алгоритмы управления последовательностью срабатывания клапанов, компоненты, управляющие движением поршня и, следовательно, движением жидкости, компоненты, получающие входные сигналы от пользователя, от датчика температуры, диагностические входные сигналы, компоненты, определяющие плотность прилегания мундштука к деснам и т.д. Логическая система должна обеспечивать обработку, а также реагировать на ввод и вывод соответствующих данных. Система может включать резервную схему, которая обеспечивает отказоустойчивость.
Система может включать в себя средство обеспечения обратной связи для пользователя, такое как световая сигнализация, дисплей, сенсорный экран, записанные сообщения, вибрация, звук, запах и т.п. Она также может включать в себя средство управления системой и выбора процессов/настроек, такое как переключатели, сенсорные экраны, кнопки, голосовые команды и т.п.
Система может включать в себя средство для отслеживания данных, таких как время между процедурами, продолжительность процедуры/цикла, количество процедур, информация о режиме (количество и время по каждой жидкости/лечебной процедуре), время замены отдельных компонентов системы и т.п. Система может обеспечить обратную связь для пользователя с информацией о времени замены или заполнения изнашивающихся, одноразовых или заменяемых компонентов.
В системе может быть реализован способ подачи жидкости, например жидкость может подаваться из резервуара через систему шлангов или аналогичную систему. Запас жидкости может находиться в базовой станции, при этом жидкость перемещается в резервуар ручного блока, когда ручной блок установлен на базовую станцию. Затем жидкость может быть доставлена через мундштук в процессе очистки и удалена из системы доставки и/или после завершения процесса очистки. В другом варианте осуществления ручной блок подключается к базовой станции с помощью средства подачи жидкости, при этом жидкость подается из резервуара в базовой станции через ручной блок напрямую к мундштуку.
Могут быть использованы расходные картриджи, которые могут содержать лечебные, очищающие, диагностические растворы и т.п. Картриджи могут иметь модульную конструкцию, что позволяет пользователю их легко заменять.
Система может включать средство определения уровня зубного налета на зубах. Один из таких способов обнаружения заключается в нанесении на зубы раствора флуоресцеина, который, как доказано, закрепляется на зубном налете, и контроле световых волн, излучаемых зубным налетом с флуоресцеином, в сравнении с участками зубов без налета. Световые волны различны для каждого участка, вследствие чего можно определить, на каких участках и в каком количестве присутствует зубной налет. Могут использоваться и другие аналогичные способы определения зубного налета, например, с помощью видеосистем.
Очистка/прочистка/заправка
Жидкостная система может заправляться одноразовыми картриджами, путем заполнения камеры, заполнения основного резервуара в базовой станции с помощью трубки или иных средств доставки жидкости (гравиметрический, ручной насос, сифонный насос, основной насосный привод или вспомогательная система заполнения (заправки) резервуаров и т.п.). Резервуары для жидкости могут заполняться комбинацией различных жидкостей, что позволяет создавать уникальные комбинации с различными концентрациями жидкостей. В другом варианте осуществления компоненты могут изначально быть в форме, отличной от жидкой (гель, порошок, таблетка и т.п.), и могут быть объединены с жидкостью для получения дополнительного лечебного и/или очищающих свойств.
Ручной блок должен иметь простые настройки для прочистки, которые пользователь сможет легко активировать во время и/или после завершения процесса очистки. Это может быть достигнуто таким способом, как размещение одной кнопки, на которую пользователь должен надавить, чтобы очистить ручной блок от жидкости и отходов. В другом варианте осуществления излишняя жидкость и отходы отводятся из ручного блока в резервуар для отходов или сливное отверстие за пределами базовой станции или расположенное в базовой станции. Для защиты компонентов от загрязнения может быть предусмотрена система фильтров. В дополнительном варианте осуществления ручной блок включает одноразовый картридж для отходов. В альтернативном варианте осуществления мундштук между применениями очищают в базовой станции. Способы очистки включают, без ограничений, УФ-очистку, погружение в спирт, погружение в другие очищающие жидкости или иные аналогичные способы. При погружении жидкость может циркулировать или не циркулировать в емкости и/или вокруг мундштука.
Система привода
Жидкостная система может приводиться в движение роторным двигателем для преобразования вращательного движения в линейное. Это может быть достигнуто с помощью эксцентрикового кулачка, линейных ползунков или другими известными способами. В альтернативном варианте осуществления приводить систему в движение может линейный двигатель или ряд линейных двигателей, что позволяет уменьшить размер жидкостной системы и обеспечить дополнительный контроль при доставке жидкости в условиях вакуума. Двигатель(и) может (могут) непосредственно двигать поршни поступательно вверх и вниз.
Для улучшения внешнего вида и сведения к минимуму размеров устройства компоненты линейного привода могут быть интегрированы в насосную систему. В поршень может быть встроен магнит. Катушка может быть встроена в корпус или расположена вокруг наружных стенок камеры поршня. В альтернативном варианте осуществления подвижными могут быть поршень и/или зафиксированный на нем компонент, при этом магнит может быть стационарным (то есть располагаться вокруг или в стенках поршня). Кроме того, как в поршень для создания вакуума, так и в поршень для подачи жидкости могут быть встроены магниты, которые противодействуют друг другу, инициируя или способствуя движению поршня.
Двигатель также управляет перемещением контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости. Роторный двигатель может иметь червячную передачу, коническую шестерню или аналогичный узел зубчатой передачи, который передает вращение с двигателя на контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости. На внешней окружности контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости могут быть расположены зубья передачи, с помощью которых вращение с двигателя передается на диск контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости. В альтернативном варианте осуществления линейный двигатель может приводить в движение стабилометр частоты посредством храпового механизма или зубчатой передачи, например, путем передачи движения, аналогичной мальтийскому механизму.
В некоторых вариантах осуществления части с нагнетающим и вакуумным действием могут быть расположены на одной линии друг за другом. В альтернативном варианте осуществления они могут быть ориентированы параллельно относительно друг друга. Каждая из ориентаций имеет свои преимущества в части компактности. Нагнетающая и вакуумная части могут быть соединены вместе или, альтернативно, работать независимо, быть синхронизированы по частоте и/или по какому-либо коэффициенту частоты (то есть вакуумная часть может иметь рабочий объем подающей части, но двигаться с другой скоростью) или могут двигаться асинхронно. Если подающая и вакуумная части ориентированы по одной линии друг с другом, они могут быть соединены с помощью штока. Это позволит поршню подачи жидкости и поршню для создания вакуума двигаться синхронно, обеспечивая синхронизацию между ходами нагнетания и создания вакуума.
Поршень подачи жидкости может приводиться в движение тем же штоком, который двигает поршень для создания вакуума, но также могут быть предусмотрены какие-либо средства торможения или задержки одного из действий по отношению к другому, например, щель, через которую он присоединяется к поршню. Это позволяет использовать дополнительный свободный ход для нагнетающего поршня, при этом ход создания вакуума начинается чуть раньше и продолжается чуть дольше, чем ход подачи жидкости. Это позволяет получить дополнительную возможность для удаления жидкости из прибора во время хода создания вакуума, так как вакуум все еще образуется, а поршень подачи жидкости уже останавливается, и позволяет свести к минимуму утечку вследствие силы тяжести и неправильного положения прибора в полости рта.
Поршень подачи жидкости и поршень для создания вакуума могут иметь средства сброса жидкости в резервуар для обеспечения безопасности в случае полной или частичной блокировки, которая может привести к преждевременному выходу из строя компонентов устройства (двигатели, клапаны, уплотнители и т.д.). Это позволяет сделать работу безопасной и обеспечивает контроль, предупреждает избыточное давление в случае сомнения в надежности портов основного потока, а также обеспечивает воспроизводимое повышение эффективности устройства. Слив жидкости в локальный резервуар вместо ее выброса за пределы устройства позволяет свести к минимуму возможность утечки жидкости из него.
Контроль температуры
В одном варианте осуществления температура жидкости может поддерживаться в конкретном диапазоне. Если жидкость слишком холодная, это может причинять неудобства пациенту и становиться причиной повышенной чувствительности зубов. Если температура жидкости слишком высокая, это может причинять неудобства, повышать чувствительность зубов и повреждать ткани полости рта пользователя. Система может быть настроена таким образом, чтобы она не запускалась, если температура жидкости выше конкретного предела. Если температура ниже конкретного минимального предела, нагревательный элемент может повышать ее. Система может быть настроена таким образом, чтобы она не запускалась до тех пор, пока температура жидкости не будет находиться в конкретном диапазоне. Обратную связь по температуре могут обеспечивать, без ограничений, терморезисторы, термопары, ИК-устройства или другие средства контроля температуры. Такая информация может передаваться логической системе (ИИ).
Система привода может иметь средства нагрева жидкости до конкретного температурного диапазона. Жидкость может нагреваться в одной или более точках системы. Способы нагрева жидкости включают, без ограничений, нагрев с помощью индуктивного элемента, радиатора, керамического элемента, трубчатого нагревательного элемента закрытого типа (например, тонкая намотка хромникелевой проволоки в изолирующем веществе (MgO, порошок оксида алюминия), запечатанная в трубке из нержавеющей стали или латуни), силиконового, миканитового или инфракрасного нагревателя.
На ФИГ. 17a-17e представлен вариант осуществления ручного блока в соответствии с принципами настоящего изобретения. На ФИГ. 17a представлен вид с пространственным разделением компонентов ручного блока 3000, который осуществляет нагнетание жидкости в капу и откачку жидкости из нее, таким образом обеспечивая возвратно-поступательное движение жидкости в капе и из нее. В данном варианте осуществления ручной блок 3000 имеет модульную конструкцию и состоит из нагнетающей части, вакуумной части, части, обеспечивающей возвратно-поступательное движение, а также приводной и нагнетающей частей. Модульность конструкции облегчает изготовление устройства, его сборку и ремонт. Данный вариант осуществления также направлен на максимальное снижение размера устройства и количества используемой при его работе жидкости.
Ручной блок 3000 включает выходные трубки 3010a и 3010b, контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710, верхнюю часть входного диска 3050, нижнюю часть входного диска 3090, гильзу цилиндра подачи жидкости 3110 с антипузырьковой пластиной 3115 и трубкой для заполнения цилиндра подачи жидкости 3112, пластины сепаратора 3210, 3310, концевые вакуумные диски 3250, 3290, поршень для создания вакуума 3270, гильзу вакуумного цилиндра 3410, шток поршня 3460, позиционирующий палец 3470 и шестерню привода устройства отведения потока 3472.
На ФИГ. 17b представлен вид с пространственным разделением компонентов нагнетающей части ручного блока 3000. На фигуре показаны выходные трубки 3010, присоединенные к крышке 720 контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710. В крышке 720 на основании 740 находится диск устройства отведения потока 730 с регулятором положения 732 в виде шестерни. Между диском устройства отведения потока 730 и основанием 740 есть уплотнительное кольцо 736. Через основание 740 проходят порты основания 742 и 744. На диске устройства отведения потока 730 находится пластина 735 для отведения потока жидкости. На верхней части входного диска 3050 расположены порты верхней части входного диска 3051, 3052, 3053 и 3054, а сам диск отделен от основания 740 герметизирующей прокладкой 3030. На нижней части входного диска 3090 расположены порты нижней части входного диска 3091, 3092, 3095 и 3096. Между верхней частью входного диска 3050 и нижней частью входного диска 3090 расположен двойной створчатый клапан 3070, при этом обе створки двойного створчатого клапана 3070 находятся выше портов нижней части входного диска 3091 и 3092 и ниже портов верхней части входного диска 3052 и 3053. Порт нижней части входного диска 3091 включает односторонний клапан 3093, позволяющий потоку жидкости проходить из порта верхней части входного диска 3052 в порт нижней части входного диска 3091 через двойной створчатый клапан 3070. Порт нижней части входного диска 3092 включает односторонний клапан 3094, позволяющий потоку жидкости проходить из порта нижней части входного диска 3092 в порт верхней части входного диска 3053 через двойной створчатый клапан 3070. Нижняя часть входного диска 3090 размещена поверх гильзы цилиндра подачи жидкости 3110. Подаваемый объем жидкости размещается в гильзе цилиндра подачи жидкости 3110, а поршень подачи жидкости 3130 находится в объеме, заданном гильзой цилиндра подачи жидкости 3110. Рядом с гильзой цилиндра 3110 расположена антипузырьковая пластина 3115. Объем подачи 3114 представляет собой объем, образованный объемом гильзы цилиндра подачи жидкости 3110 за вычетом объема поршня подачи жидкости 3130.
На ФИГ. 17c представлен вид с пространственным разделением компонентов вакуумной части ручного блока 3000. На фигуре показана пластина сепаратора 3210 с портами пластины сепаратора 3212 и 3214, расположенная поверх концевого вакуумного диска 3250. На концевом вакуумном диске 3250 расположены порты концевого вакуумного диска 3251 и 3252. Между пластиной сепаратора 3210 и концевыми вакуумными дисками 3250 расположены створчатые клапаны 3230a и 3230b. Створчатые клапаны 3230a и 3230b находятся выше портов концевого вакуумного диска 3251 и 3252 и ниже портов пластины сепаратора 3212 и 3214. Порт концевого вакуумного диска 3251 включает односторонний клапан 3253, позволяющий потоку жидкости проходить из порта концевого вакуумного диска 3251 в порт пластины сепаратора 3214 через створчатый клапан 3230a. Порт концевого вакуумного диска 3252 включает односторонний клапан 3254, позволяющий потоку жидкости проходить из порта пластины сепаратора 3212 в порт концевого вакуумного диска 3251 через створчатый клапан 3230b. Поршень для создания вакуума 3270, расположенный под концевыми вакуумными дисками 3250, имеет отверстие для штока поршня 3272, через которое проходит шток поршня 3460. Под поршнем для создания вакуума 3270 находится концевой вакуумный диск 3290, расположенный поверх пластины сепаратора 3310. На концевом вакуумном диске 3290 расположены порты концевого вакуумного диска 3291 и 3292. На пластине сепаратора 3310 предусмотрены порты пластины сепаратора 3312 и 3314. Створчатые клапаны 3230c и 3230d находятся между концевым вакуумным диском 3290 и пластиной сепаратора 3310, выше портов концевого вакуумного диска 3291 и 3292 и ниже портов пластины сепаратора 3312 и 3314. Порт концевого вакуумного диска 3291 включает односторонний клапан 3293, позволяющий потоку жидкости проходить из портов концевого вакуумного диска 3291 в порт пластины сепаратора 3314 через створчатый клапан 3230c. Порт концевого вакуумного диска 3292 включает односторонний клапан 3294, позволяющий потоку жидкости проходить из порта пластины сепаратора 3312 в порт концевого вакуумного диска 3292 через створчатый клапан 3230d.
На ФИГ. 17d представлен вид сбоку системы привода нагнетающей и приводной частей ручного блока 3000. Электродвигатель 3420 приводит в движение вал 3422, который связан с рычагами коленвала 3430a и 3430b и червячной передачей 3450. Рычаги коленвала 3430a и 3430b связаны с передаточным рычагом коленвала 3435, который связан со штоком поршня 3460. Шток поршня 3460 связан с поршнем для создания вакуума 3270 и, несмотря на то что на фигуре это не показано, с поршнем подачи жидкости 3130. Позиционирующий палец 3470 входит в контакт с червячной передачей 3450, которая связана с шестерней привода устройства отведения потока 3472. При вращении вала 3412 рычаги коленвала 3430a, 3430b и передаточный рычаг коленвала 3435 преобразуют вращательное движение вала 3422 в линейное возвратно-поступательное движение штока поршня 3460. Таким образом, поршень для создания вакуума 3270 и поршень подачи жидкости 3130 двигаются вверх и вниз. Одновременно червячная передача 3450 преобразует вращательное движение вала 3422 во вращательное движение позиционирующего пальца 3470. Позиционирующий палец 3470 вращает шестерню привода устройства отведения потока 3472, которая связана с регулятором положения 732 контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710.
На ФИГ. 17e представлен вид в частичном разрезе ручного блока 3000, на котором показано взаимное пространственное расположение компонентов нагнетающей части, вакуумной части и нагнетающей и приводной части. Объем цилиндра 3412 представляет собой объем гильзы вакуумного цилиндра 3410, не занятый компонентами нагнетающей части, вакуумной части и нагнетающей и приводной частей, и в представленном варианте осуществления он выполняет функции резервуара для жидкости.
Общая работа ручного блока 3000 осуществляется следующим образом:
1. Ручной блок 3000 в достаточной степени заполняется очищающей жидкостью. В исходном положении набранная жидкость находится в объеме цилиндра 3412 гильзы вакуумного цилиндра 3410.
2. Пользователь вставляет капу по любому варианту осуществления, например, капу 100 или 1100, в ротовую полость. Ручной блок 3000 может быть активирован датчиком (датчиком давления, датчиком приближения и т.д.), или устройство может быть активировано пользователем. Начинается цикл очистки.
3. При ходе штока поршня 3260 вниз поршень подачи жидкости 3130 засасывает жидкость из нижней части объема цилиндра 3412. Жидкость проходит через трубку заполнения цилиндра подачи жидкости 3112, порт нижней части входного диска 3095, порт верхней части входного диска 3051, порт верхней части входного диска 3052, двойной створчатый клапан 3070 и односторонний клапан 3093 в порту нижней части входного диска 3091, а затем поступает в объем подачи 3114. Входной порт 3116 на трубке заполнения цилиндра подачи жидкости 3112 предпочтительно размещен в нижней части трубки для сведения к минимуму общего количества жидкости, необходимого для чистки/лечения, а также для предотвращения попадания воздуха в объем подачи 3114.
4. При ходе штока поршня 3260 вверх поршень подачи жидкости 3130 перемещает набранную жидкость через порт нижней части входного диска 3092 с односторонним клапаном 3094. Жидкость проходит через двойной створчатый клапан 3070, порт верхней части входного диска 3053 и затем через порт основания 742 контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710.
5. Прохождение жидкости через контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 было описано ранее в отношении ФИГ. 4c и ФИГ. 4d. Для краткого описания, когда контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 находится в первом положении (ФИГ. 9c), входящий поток жидкости из порта верхней части входного диска 3053 поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 742. Жидкость покидает контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 722, вытекая по выходной трубке 3010b. Возвратный поток жидкости, затекающий по выходной трубке 3010a, снова поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 724. Поток жидкости выходит из контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 744. Когда контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 находится во втором положении (ФИГ. 4d), входящий поток жидкости из порта верхней части входного диска 3053 поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 742. Жидкость покидает контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 724, вытекая по выходной трубке 3010a. Возвратный поток жидкости, затекающий по выходной трубке 3010b, снова поступает в контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт крышки 722. Поток жидкости снова покидает контроллер возвратно-поступательной подачи жидкости 710 через порт основания 744. Возвратно-поступательное движение очищающей жидкости в капе 100 с ФИГ. 1 обеспечивается путем переключения контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 между первым и вторым положениями. Как представлено на ФИГ. 17d, переключение контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 между первым и вторым положениями осуществляется с помощью червячной передачи 3450, которая преобразует вращательное движение вала 3422 во вращательное движение позиционирующего пальца 3470. Позиционирующий палец 3470 вращает шестерню привода устройства отведения потока 3472, которая связана с регулятором положения 732 контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710. Несмотря на то что в описанном варианте осуществления привод контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 представлен вращающимся постоянно, следует понимать, что он может быть приведен в движение с помощью специальных средств, например, другого электродвигателя. Кроме того, промежуток времени для переключения контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710 между первым и вторым положениями в ряде вариантов осуществления может находиться в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 100 секунд или от приблизительно 2 до приблизительно 10 секунд и может изменяться во время процедуры чистки/лечения.
6. В описанном варианте осуществления вакуумная часть ручного блока 3000 задействована при ходе штока поршня 3260 вверх и вниз. Поршень для создания вакуума 3270 является поршнем двойного действия и обеспечивает откачку жидкости из капы 100 при ходе поршня для создания вакуума 3270 как вверх, так и вниз. Поток жидкости, поступающий через порт основания 744 контроллера возвратно-поступательной подачи жидкости 710, проходит через порт верхней части входного диска 3054 и затем через порт нижней части входного диска 3096, поступая трубку возобновления вакууму 3412. Затем поступившая в объем цилиндра 3412 жидкость с помощью вакуума попадает в объем вакуума 3275a или 3275b. Объем вакуума 3275a представляет собой объем между концевым вакуумным диском 3250 и поршнем для создания вакуума 3270. Объем вакуума 3275b представляет собой объем между концевым вакуумным диском 3290 и поршнем для создания вакуума 3270. При ходе штока поршня 3260 вверх жидкость в объеме цилиндра 3412 засасывается через порт пластины сепаратора 3312 и поступает через створчатый клапан 3230d, односторонний клапан 3294 и порт концевого вакуумного диска 3292 в объем вакуума 3275b. При ходе штока поршня 3260 вниз жидкость в объеме цилиндра 3412 засасывается через порт пластины сепаратора 3212 и поступает через створчатый клапан 3230b, односторонний клапан 3254 и порт концевого вакуумного диска 3222 в объем вакуума 3275a. Как уже было сказано выше, поршень для создания вакуума 3270 в данном варианте осуществления является поршнем двойного действия и обеспечивает откачку жидкости из капы 100 при ходе поршня для создания вакуума 3270 вверх или вниз. Таким образом, когда в объем вакуума 3275b засасывается жидкость из объема цилиндра 3412, жидкость в объеме вакуума 3275a нагнетается в объем цилиндра 3412. И наоборот, когда жидкость из объема цилиндра 3412 засасывается в объем вакуума 3275a, жидкость в объеме вакуума 3275b нагнетается в объем цилиндра 3412. При ходе штока поршня 3260 вверх жидкость из объема вакуума 3275a нагнетается через порт концевого вакуумного диска 3251, односторонний клапан 3253, створчатый клапан 3230a и порт пластины сепаратора 3214, поступая в объем цилиндра 3412. При ходе штока поршня 3260 вниз жидкость из объема вакуума 3275b прокачивается через порт концевого вакуумного диска 3291, односторонний клапан 3293, створчатый клапан 3230c и порт пластины сепаратора 3314, поступая в объем цилиндра 3412.
7. Описанный цикл продолжается с циклами, содержащими ходы штока поршня 3260 вверх и вниз, и течением жидкости через ручной блок 3000, как описано в стадиях 3-6 выше.
Отношение общей суммы объемов вакуума 3275a и 3275b к объему подачи 3114 может находиться в любом диапазоне, например, 1:1, необязательно приблизительно 3:1 или более, или приблизительно 4:1 или более. Поскольку поршень подачи жидкости 3130 обеспечивает подачу жидкости только во время половины описанного цикла нагнетания/вакуумирования, а поршень для создания вакуума 3270 работает в обеих частях цикла, отношение объема жидкости, поданной в капу 100, к объему откачанной из капы 100 жидкости за цикл составляет 8:1. Описанный поршень двойного действия для создания вакуума 3270 также обеспечивает создание вакуума во время той половины цикла, когда поршень подачи жидкости 3130 не производит подачу жидкости, что повышает возможность полной откачки жидкости из капы 100, а также сбора дополнительной жидкости, которая попала из капы 100 в полость рта. Проведенные испытания показали, что минимальное объемное соотношение 3:1 объемов вакуума и подачи жидкости за ход поршня обеспечивает создание достаточного вакуума для сведения к минимуму утечки жидкости из капы 100 в полость рта в условиях минимально достаточного уплотнения по деснам, что следует ожидать в вариантах осуществления с использованием капы 100 универсальной (разработанной для использования многими людьми) конструкции.
В ряде вариантов осуществления поршень для создания вакуума 3270 является поршнем простого действия. Однако поршень двойного действия для создания вакуума 3270 может иметь некоторые преимущества.
В некоторых вариантах осуществления в объеме цилиндра 3412 может присутствовать воздушный сепаратор для снижения пенообразования. Кроме того, может также понадобиться введение в конструкцию вентиляционного клапана, чтобы в описанной системе нагнетания/вакуума не создавалось избыточного давления, приводящего к ее блокированию и выходу из строя. Вентиляционный клапан может находиться на противоположной от выходов портов пластины сепаратора 3214 и 3314 стороне объема цилиндра 3412 для предотвращения выплескивания жидкости из вентиляционного клапана. Кроме того, объем цилиндра 3412 также может быть разделен перегородкой на две половины для дальнейшего снижения риска выплескивания жидкости из вентиляционного клапана.
По существу объем цилиндра 3412 является вентилируемым, поскольку из вакуумной системы в объем цилиндра 3412 поступает больше жидкости, чем нагнетается из системы подачи жидкости. При этом избыточный воздух стравливается через вентиляционный клапан в объеме цилиндра 3412. В качестве вентиляционного клапана может использоваться клапан, такой как зонтичный клапан, позволяющий воздуху выходить, но не позволяющий ему поступать в резервуар через то же отверстие, либо двухсторонний клапан или вентиляционное отверстие. Для дальнейшего снижения потерь жидкости через вентиляционный клапан в объеме цилиндра 3412 может быть установлена перегородка, разделяющая его на две части. В одной части при этом содержится линия подачи жидкости, а во второй части находится вентиляционный клапан. Для оптимального отделения воздуха от жидкости в объеме цилиндра 3412 в резервуаре ниже линии подачи жидкости может быть установлен воздушный сепаратор. При этом при падении жидкости из линии подачи жидкости в объем цилиндра 3412 она проходит через воздушный сепаратор, который может представлять собой сплошную пластину с отверстиями. Это позволяет жидкости проходить через сепаратор, отделяя захваченный ей воздух, что позволяет разделить два состояния жидкости (жидкость или газ). Воздушный сепаратор может иметь различную конструкцию, например, наклоненную сплошную пластинку с отверстиями, спиральный спуск, спиральный спуск с отверстиями, два или более уровней наклоненных пластин с отверстиями, множество спиральных спусков, аналогично множеству начальных точек для резьбы (на крышках для бутылок и т.п.), случайно расположенные выпуклости, с которыми сталкивается поток падающей жидкости, что облегчает отделение воздуха.
В одном варианте осуществления ручной блок представляет собой автономный переносной блок с аккумулятором, имеет поршневой насос для подачи жидкости с электроприводом, механизм контроля потока жидкости и поддержания температуры жидкости в заданном диапазоне, модульную конструкцию и эргономичную форму, которая соответствует анатомии руки пользователя. При установке ручного блока на базовую станцию он будет производить подзарядку аккумулятора, наполнять имеющиеся в ручном блоке резервуары для жидкости из резервуаров базовой станции и обмениваться образцами и/или диагностической информацией с базовой станцией. Он также может выполнять процедуру самоочистки.
На ФИГ. 18a-18l представлен пример варианта осуществления системы очистки зубов 2000 в соответствии с принципами настоящего изобретения. На фигурах представлена система очистки зубов 2000, в которую входят ручной блок 2220, базовая станция 2250 и резервуар для жидкости базовой станции 2280. Резервуар для жидкости базовой станции 2280 используется для наполнения резервуаров для жидкости ручного блока 2220. Капа 2100 показана в соединении с ручным блоком 2220.
В данном варианте осуществления трубка наполнения базовой станции 2245 представляет собой канал, через который используемая для чистки или лечения жидкость поступает из резервуара для жидкости базовой станции 2280 в резервуары для жидкости ручного блока 2220. Жидкость выходит из резервуара для жидкости базовой станции 2280 через порт резервуара для жидкости базовой станции 2285 и поступает в резервуары для жидкости ручного блока 2220 через порт ручного блока 2225.
При нахождении на базовой станции 2250 внутренняя аккумуляторная батарея ручного блока 2220 заряжается, а резервуары для жидкости ручного блока 2220 пополняются из резервуаров для жидкости базовой станции 2250. Любая имеющаяся в ручном блоке 2220 диагностическая информация будет передана на базовую станцию 2250. Ручной блок 2220 также может выполнять процедуру самоочистки.
На ФИГ. 18a представлен вид в перспективе спереди сверху варианта осуществления системы очистки зубов 2000, включая ручной блок 2220, базовую станцию 2250 и резервуар для жидкости базовой станции 2280. Базовая станция 2250 включает крышку базовой станции 2252, камеру санитарной обработки 2254, устройство УФ-излучения 2256, выключатель УФ-излучения 2206, кнопку включения 2262, световые индикаторы 2264 и шнур питания с адаптером переменного тока 2270. Устройство УФ-излучения 2256 в камере санитарной обработки 2254 используется для дезинфекции капы 2100 между процедурами. Выключатель УФ-излучения 2206 отключает устройство УФ-излучения 2256, когда крышка базовой станции 2252 открыта или приоткрыта. Выключатель УФ-излучения также можно использовать для запуска процесса дезинфекции, когда крышка закрыта и ручной блок установлен на базовую станцию. Световые индикаторы 2264 информируют пользователя о состоянии заряда ручного блока 2220, положении, завершении дезинфекции, состоянии резервуара для жидкости базовой станции 2280 (например, пустой или заполненный).
Ручной блок 2220 включает в себя прикрепленную капу 2100 и, как показано на ФИГ. 18b, порт ручного блока 2225. Жидкость входит и выходит из ручного блока 2220 через порт ручного блока 2225.
На ФИГ. 18c представлен вид в перспективе спереди сверху резервуара для жидкости базовой станции 2280. Как показано на дополнительном увеличенном виде резервуара для жидкости базовой станции 2280 (ФИГ. 18d), резервуар для жидкости базовой станции 2280 включает порт резервуара для жидкости базовой станции 2285, из которого свежая жидкость используется для заполнения ручного блока 2220, и запорное устройство резервуара для жидкости базовой станции 2282, которое используется для закрепления резервуара для жидкости базовой станции 2280 на базовой станции 2250. Порт резервуара для жидкости базовой станции 2285 включает уплотнительное кольцо 2287, обеспечивающее герметизацию порта резервуара 2285 к входной трубке базовой станции 2245a.
Частичный вид в сечении ручного блока 2220 представлен на ФИГ. 18e. Как показано на дополнительном увеличенном виде ручного блока 2220 (ФИГ. 18f), порт ручного блока 2225 включает в себя порт ручного блока 2225, через который поступает свежая жидкость для заполнения ручного блока 2220. Порт ручного блока 2225 включает в себя узел, состоящий из шаровой опоры 2222 и пружины 2224. Жидкость, поступающая в ручной блок 2220 через порт ручного блока 2225, проходит через узел, состоящий из шаровой опоры 2222 и пружины 2224, который выполняет функции закрывающего уплотнителя для ручного блока 2220, когда он снят с базовой станции.
На ФИГ. 18g и дополнительном увеличенном виде на ФИГ. 18h показано приспособление для установки ручного блока на базовую станцию 2232. Жидкость из порта базовой станции 2230 проходит через приспособление для установки 2232, перед тем как попасть в порт ручного блока 2225. Уплотнительное кольцо 2234 обеспечивает герметичное соединение между портом базовой станции 2230 и портом ручного блока 2225. На базовой станции 2250 в области установки ручного блока также может быть расположен переключатель или датчик, определяющий правильность установки ручного блока 2220 для загрузки жидкости из базовой станции 2250 и/или начала процесса санитарной обработки капы. Правильность установки ручного блока также можно проверить по обратной связи о наличии зарядной цепи между базовой станцией и ручным блоком.
На ФИГ. 18i представлен вид в частичном разрезе базовой станции 2250 без ручного блока 2220 или резервуара для жидкости базовой станции 2280. Вид в частичном разрезе показывает насос 2247, нагревательную спираль 2249, резервуар к входной трубке 2245a, насос от базовой станции к трубке порта базовой станции 2245b, а также микроконтроллер, монтажную плату 2241 и зарядную площадку ручного блока 2243, расположенную на базовой станции 2250.
На ФИГ. 18j представлен вид в частичном разрезе базовой станции 2250 с присоединенным резервуаром для жидкости базовой станции 2280. Запорное устройство резервуара для жидкости базовой станции 2282 предназначено для закрепления резервуара для жидкости базовой станции 2280 на базовой станции 2250. При закреплении жидкость из резервуара для жидкости базовой станции 2280 может проходить через трубку резервуара базовой станции 2282, выходить из резервуара для жидкости базовой станции 2280 через порт резервуара 2285 и поступать в базовую станцию 2250 через входную трубку базовой станции 2245a. Нагревательная спираль 2249 используется для нагрева жидкости в трубках 2245a и 2245b, перед тем как жидкость поступает в ручной блок 2220.
На ФИГ. 18k представлен вид в частичном разрезе базовой станции 2250 с установленным ручным блоком 2220 и резервуаром для жидкости базовой станции 2280. Как показано на дополнительном увеличенном виде (ФИГ. 18l), когда ручной блок 2220 установлен на базовую станцию 2250, приспособление для установки 2232 входит в контакт с узлом, состоящим из шаровой опоры 2222 и пружины 2224, смещая шаровую опору 2222 и позволяя жидкости заполнять ручной блок 2220.
В этом варианте осуществления резервуар для жидкости базовой станции 2280 может быть установлен в базовой станции 2250, вмещая достаточное количество жидкости, позволяющее использовать резервуар 2280 несколько раз до его опорожнения. Съемный и сменный резервуар 2280 может быть закреплен на базовой станции 2250 с помощью запорного устройства резервуара для жидкости 2282, что позволяет обеспечить как правильное положение и закрепление резервуара 2280 на базовой станции 2250, так и герметичное уплотнение канала для жидкости в базовой станции 2250.
Жидкость перемещается из резервуара для жидкости базовой станции 2280, проходя через нагревательную спираль 2249. При этом она нагревается до приемлемой температуры, что позволяет снизить до минимума чувствительность при использования в КОЖ в процессе чистки или лечения.
Пользователь размещает ручной блок 2220 на специальной платформе в базовой станции 2250. Ручной блок 2220 закрепляется на базовой станции 2250 с помощью приспособлений для установки, способствующих как правильному расположению, так и закреплению ручного блока 2220 на базовой станции 2250, что позволяет перемещать жидкость из резервуара для жидкости базовой станции 2280 в резервуар ручного блока 2220. Ручной блок 2220 включает приспособление, которое открывается при правильной установке ручного блока на базовой станции, при этом образуется канал для поступления жидкости из базовой станции 2250. Когда ручной блок 2220 снимают с базовой станции 2250, канал для жидкости в автоматическом режиме герметично закрывается.
Таким образом, в базовую станцию 2250 входит система для заполнения ручного блока жидкостью, система нагрева жидкости, камера для санитарной УФ-обработки мундштука, ручная зарядная станция, управляющая и сигнализирующая электроника, которая контролирует все процессы закачки жидкости, нагрева и санитарной обработки мундштука. Базовая станция также используется для размещения ручного блока 2220 и пополняемого резервуара 2280. Базовая станция 2250 также может включать пользовательский интерфейс, сообщающий пользователю данные о состоянии системы и результатах диагностики, таких как, без ограничений, уровень жидкости, уровень заряда, завершение процесса обработки, время последнего использования устройства.
В других вариантах осуществления для подачи жидкости используется поршневой насос с контрольными клапанами.
В других вариантах осуществления для подачи жидкости используется роторный поршневой насос. Этот тип насоса известен специалистам в данной области. В процессе возвратно-поступательного движения поршень вращается в нем, и поэтому для его работы не требуются клапаны. Изменение направления вращения приводящего электродвигателя на обратное приводит к изменению направления потока жидкости на обратное.
В других вариантах осуществления для подачи жидкости могут использоваться диафрагменные насосы, шестеренчатые насосы или поршневые насосы двойного действия. В случае использования поршневых насосов двойного действия при заполненной жидкостной системы данный тип насосов имеет дополнительное преимущество по обеспечению возвратно-поступательного движения потока жидкости к мундштуку. Для привода описанной системы могут использоваться баллоны со сжатым воздухом, ручные насосы или роторные насосы.
Пример
Для оценки эффективности устройств и способов, составляющих предмет настоящего изобретения, и для уничтожения бактерий был проведен тест, в котором 4 человека использовали устройства в соответствии с настоящим изобретением. Один из использованных способов анализа включал определение жизнеспособности бактерий путем измерения люминесценции аденозинтрифосфата (АТФ) и общего числа бактерий. Для измерений готовили соответствующие разведения исходных образцов в 0,1% пептонном бульоне. Как промывную жидкость, так и образцы после очистки нейтрализовали для прекращения противомикробной активности и разводили нейтрализатором PO4. При тестировании использовали мундштуки, по существу аналогичные представленным на ФИГ. 16-19 (универсальный мундштук) и ФИГ. 20-23 (индивидуальный мундштук), по одному мундштуку каждого типа испытывали с водой и еще по одному - с мятно-листериновым ополаскивателем для полости рта Cool Mint Listerine® (CML).
Использовали результаты измерения общего числа клеток путем измерения числа колониеобразующих единиц (КОЕ/мл), включая общее число жизнеспособных бактериальных клеток и общее число жизнеспособных организмов, создающих неприятный запах изо рта, соответственно. Взятые у тестируемых субъектов образцы инкубировали в анаэробных условиях в течение 5 дней при температуре 35-37°C. Единицей измерения количества АТФ в образце является интенсивность люминесценции в относительных единицах (RLU). Чем выше полученное при измерении значение RLU, тем больше количество присутствующего в образце АТФ, и тем больше в нем живых бактерий. Общее число клеток (КОЕ/мл) и RLU определяли для каждого образца, взятого у субъектов как перед (исходные образцы), так и после ополаскивания, а также в промывной жидкости, собранной после ополаскивания.
Субъекты полоскали полость рта 5 мл воды в течение 10 секунд. Исходные образцы собирали, попросив субъекта сплюнуть промывочную воду в коническую пробирку и затем сплюнуть туда же еще дополнительно 1 мл слюны. Затем субъекты полоскали полость рта, при этом двое полоскали водой с использованием мундштука соответствующей конструкции, и еще двое - мятно-листериновым ополаскивателем с использованием мундштука соответствующей конструкции. Для каждого субъекта собирали промывочную жидкость и по 20 мл помещали в коническую пробирку. Затем каждый субъект повторял ополаскивание 5 мл воды в течение 10 секунд, и, как и ранее, промывочную жидкость и образцы после промывки собирали в конические пробирки. Собранные образцы нейтрализовывали, разбавляли, высевали на чашки и затем инкубировали в течение 5 дней, после чего измеряли количество клеток и уровень АТФ. Полученные результаты представлены в табл. 1-3. Субъект 1 BL использовал для промывки воду и универсальный мундштук. Субъект 2 BL использовал для промывки воду и индивидуальный мундштук. Субъект 3 BL использовал для промывки ополаскиватель CML и универсальный мундштук. Субъект 4 BL использовал для промывки ополаскиватель CML и индивидуальный мундштук.
Выводы
Данные по общему числу бактерий после ополаскивания демонстрируют приблизительно существенное снижение числа бактерий как при использовании воды, так и при использовании ополаскивателя CML. Анализ общего числа бактерий в промывной жидкости также демонстрирует существенное снижение числа бактерий относительно исходного образца при использовании для ополаскивания воды и еще более существенное снижение числа бактерий относительно исходного образца при использовании ополаскивателя CML. Логарифмические значения степени снижения числа бактерий в водной промывной жидкости указывают на механическое удаление бактерий в процессе лечения в отсутствие противомикробных веществ. Более высокие логарифмические значения степени снижения числа бактерий в промывной жидкости с использованием ополаскивателя CML указывают на сочетание механического и противомикробного воздействия в процессе лечения.
Несмотря на то что выше был описан лишь ряд вариантов осуществлений, следует понимать, что объем настоящего изобретения охватывает и иные возможные вариации, будучи ограниченной только содержанием сопровождающих настоящую заявку пунктов формулы изобретения, что включает возможные эквиваленты.
Реферат
Изобретение включает устройство для отбора образцов текучей среды и способ отбора и анализа образца текучей среды из полости рта млекопитающего, относится к области медицинской техники и предназначено для использования для анализа в домашних условиях. Устройство содержит мундштук и средство для отбора образца текучей среды. Мундштук содержит камеру, образованную передней и задней внутренними стенками и внутренней стенкой основания мундштука, проходящей между передней и задней внутренними стенками. Мундштук применим для направления жидкости на множество поверхностей указанной полости рта. Передняя и задняя внутренние стенки камеры содержат множество отверстий. Мундштук дополнительно содержит первый и второй распределители для удержания первой порции жидкости, первый и второй порты и средство для обеспечения эффективной герметизации мундштука в полости рта. Первый распределитель предназначен для удержания первой порции жидкости и обеспечения первой порции в камеру через отверстия передней внутренней стенки. Второй распределитель предназначен для удержания второй порции жидкости и обеспечения второй порции в камеру через указанные отверстия задней внутренней стенки. По первому порту первая порция жидкости поступает в первый распределитель и выходит из него. По второму порту вторая порция жидкости поступает во второй распределитель и выходит из него. Изобретение позволяет освободить и удалить попавшие глубоко в десны или межзубные промежутки частицы пищи, зубной налет или биопленку, а также обеспечить возможность диагностики состояния ротовой полости. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 18 ил., 3 табл..
Формула
мундштук, содержащий камеру, образованную передней и задней внутренними стенками и внутренней стенкой основания указанного мундштука, проходящей между указанными передней и задней внутренними стенками; и
средство для отбора указанного образца текучей среды из указанной полости рта;
при этом указанный мундштук применим для направления жидкости на множество поверхностей указанной полости рта, при этом указанные передняя и задняя внутренние стенки указанной камеры содержат множество отверстий, а указанный мундштук дополнительно содержит
первый распределитель для удержания первой порции указанной жидкости и обеспечения указанной первой порции в указанную камеру через указанные отверстия указанной передней внутренней стенки;
второй распределитель для удержания второй порции указанной жидкости и обеспечения указанной второй порции в указанную камеру через указанные отверстия указанной задней внутренней стенки;
первый порт, по которому указанная первая порция жидкости поступает в указанный первый распределитель и выходит из него, второй порт, по которому указанная вторая порция жидкости поступает в указанный второй распределитель и выходит из него; и
средство для обеспечения эффективной герметизации указанного мундштука в указанной полости рта.
размещают устройство, применяемое для отбора указанного образца указанной текучей среды из указанной полости рта млекопитающего и содержащее:
мундштук, содержащий камеру, образованную передней и задней внутренними стенками и внутренней стенкой основания указанного мундштука, проходящей между указанными передней и задней внутренними стенками; и
средство для отбора указанного образца текучей среды из указанной полости рта, при этом указанный мундштук применим для направления жидкости на множество поверхностей указанной полости рта, при этом указанные передняя и задняя внутренние стенки указанной камеры содержат множество отверстий, а указанный мундштук дополнительно содержит
первый распределитель для удержания первой порции указанной жидкости и подачи первой порции в указанную камеру через указанные отверстия передней внутренней стенки;
второй распределитель для удержания второй порции указанной жидкости и подачи второй порции в указанную камеру через указанные отверстия задней внутренней стенки;
первый порт, по которому первая порция жидкости поступает в первый распределитель и выходит из него, второй порт, по которому вторая порция жидкости поступает в указанный второй распределитель и выходит из него; и
средство для обеспечения эффективной герметизации указанного мундштука в указанной полости рта.
отбирают указанный образец текучей среды из указанной полости рта; и
проводят анализ указанного образца текучей среды.
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Одноразовая тестовая пробирка с устройством доставки пробы
