Очищающая система для ухода за полостью рта с использованием захваченной текучей среды - RU2762173C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к системам для ухода за полостью рта, которые могут использоваться в домашних условиях для обеспечения благоприятного эффекта на полость рта млекопитающего.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ежедневная гигиена полости рта в дополнение к регулярным осмотрам у стоматолога зарекомендовала себя как эффективное профилактическое средство против возникновения, развития и/или осложнения периодонтита, гингивита и/или кариеса. Однако, к сожалению, даже люди, серьезнее всего относящиеся к чистке зубов щеткой и зубной нитью, нередко не в состоянии достать, освободить и удалить частицы пищи, зубной налет или биопленку, попавшие глубоко в десны или межзубные промежутки. 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 не создано единого универсального устройства, простого в обращении и способного одновременно очистить все поверхности зубов и/или десневой или поддесневой области. Для этих целей широко применяется обычная зубная щетка, хотя при ее использовании затрачивается значительное количество энергии для обеспечения эффективной чистки, кроме того, обычная зубная щетка не может обеспечить достаточную очистку поверхностей в межзубных промежутках. Для очистки межзубных областей сегодня помимо зубной щетки требуется использовать зубную нить, зубочистку или какое–либо иное устройство.

В последнее время стали очень популярны электрические зубные щетки, но они, хотя и требуют меньших затрат энергии при использовании, все равно не в состоянии обеспечить требуемую степень очистки поверхностей в межзубных промежутках. Известными устройствами для очистки поверхностей в межзубных промежутках являются оросители для полости рта. Однако в подобных устройствах применяется одиночная струя жидкости, которая должна быть направлена точно в межзубную область для эффективного удаления остатков органических веществ. Таким образом, такие очищающие устройства на основе водяного насоса, как правило, оказываются полезными только для очистки зубов с надетыми на них скобами, в которых часто застревают крупные фрагменты пищи. Следует понимать, что в настоящее время удаление как остатков органических веществ, так и зубного налета требует использования нескольких устройств, что требует слишком много времени и является неудобным.

Кроме того, для эффективного использования подобных устройств и способов очистки от пользователя требуется строгое соблюдение всех процедур и/или инструкций. Наблюдающиеся от пользователя к пользователю различия во времени чистки, используемой для чистки или лечения композиции, процедуре чистки и т.д. будут неизбежно сказываться на качестве очистки.

Настоящее изобретение частично преодолевает одно или более из вышеперечисленных недостатков существующих устройств и способов гигиены полости рта или по меньшей мере предлагает на рынке альтернативную технологию, обладающую преимуществами по сравнению с известными технологиями, и также может применяться для облегчения имеющегося патологического состояния или улучшения косметического состояния полости рта.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном аспекте в настоящем изобретении предложены системы для ухода за полостью рта, содержащие: приспособление, содержащее первое и второе множество сопел, причем приспособление выполнено с возможностью удержания во рту пользователя так, чтобы первое и второе множества сопел находились в сообщении по текучей среде с одной или более поверхностями полости рта пользователя; источник газа; источник жидкости, причем источник жидкости и источник газа могут представлять собой отдельные источники или могут быть объединены в единый источник текучей среды, содержащий газ и жидкость; и контроллер текучей среды для направления текучей среды в приспособление и удаления из него текучей среды; причем система выполнена с возможностью обеспечения серии толчков захваченной текучей среды из источника или источников жидкости и газа; направления таких толчков через первое множество сопел в приспособлении к одной или более поверхностям полости рта пользователя; и удаления текучей среды из приспособления через второе множество сопел в контроллер текучей среды.

В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложены системы для ухода за полостью рта, содержащие: приспособление, содержащее первое и второе множество сопел, причем приспособление выполнено с возможностью удержания во рту пользователя так, что первое и второе множества сопел находились в сообщении по текучей среде с одной или более поверхностями полости рта пользователя; источник газа; источник жидкости; и контроллер текучей среды для направления текучей среды в приспособление; причем такая система выполнена так, что газ из источника газа подается толчками из контроллера текучей среды к первому множеству сопел в приспособлении, а жидкость из источника жидкости подается толчками в газ из контроллера текучей среды, в частотном соотношении (жидкость/газ) от более нуля до около 50, с образованием захваченной текучей среды между контроллером текучей среды и соплами.

Другие аспекты настоящего изобретения относятся к способам очистки или обеспечения иных преимуществ для одной или более поверхностей полости рта с использованием системы настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

На ФИГ. 1 схематически изображен первый вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 2 схематически изображен второй вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 3 схематически изображен третий вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 4 схематически изображен четвертый вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 5a схематически изображен вариант осуществления возвратно–поступательного контроллера текучей среды для применения в первом варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением, в котором контроллер текучей среды находится в первом положении.

На ФИГ. 5b схематически изображен возвратно–поступательный контроллер текучей среды, представленный на ФИГ. 5a, во втором положении.

На ФИГ. 6a схематически изображен вариант осуществления возвратно–поступательного контроллера текучей среды для применения во втором варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением, в котором контроллер текучей среды находится в первом положении.

На ФИГ. 6b схематически изображен возвратно–поступательный контроллер текучей среды, представленный на ФИГ. 6a, во втором положении.

На ФИГ. 7a схематически изображен вариант осуществления возвратно–поступательного контроллера текучей среды для применения в третьем варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением, в котором контроллер текучей среды находится в первом положении.

На ФИГ. 7b схематически изображен возвратно–поступательный контроллер текучей среды, представленный на ФИГ. 7a, во втором положении.

На ФИГ. 8a схематически изображен вариант осуществления возвратно–поступательного контроллера текучей среды для применения в четвертом варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением, в котором контроллер текучей среды находится в первом положении.

На ФИГ. 8b схематически изображен возвратно–поступательный контроллер текучей среды, представленный на ФИГ. 8a, во втором положении.

На ФИГ. 9 показан вид в перспективе спереди сверху первого варианта осуществления капы для применения с настоящим изобретением.

На ФИГ. 10 показан вид сзади сверху варианта осуществления капы, представленной на ФИГ. 9.

На ФИГ. 11 показан вид сзади снизу варианта осуществления капы, представленной на ФИГ. 9.

На ФИГ. 12 показан вид в частичном разрезе капы, представленной на ФИГ. 9.

На ФИГ. 13 показан вид в перспективе спереди сверху второго варианта осуществления капы для применения с настоящим изобретением.

На ФИГ. 14 показан вид в перспективе сзади снизу варианта осуществления капы, представленной на ФИГ. 13.

На ФИГ. 15 представлен вид в поперечном сечении зуба млекопитающего в деснах полости рта.

На ФИГ. 16 представлен вид в поперечном сечении секции первого варианта осуществления приспособления, используемого в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 17 представлен вид в поперечном сечении секции второго варианта осуществления приспособления, используемого в соответствии с настоящим изобретением.

На ФИГ. 18 представлен вид в поперечном сечении секции третьего варианта осуществления приспособления, используемого в соответствии с настоящим изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Заявители поняли, что захваченная текучая среда может использоваться в соответствии с системами и способами настоящего изобретения для достижения существенного благоприятного эффекта в полости рта. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения заявители обнаружили, что захваченная текучая среда может применяться в системе, содержащей: (a) приспособление с первым и вторым множествами сопел, причем приспособление выполнено с возможностью удержания во рту так, что сопла находятся в сообщении по текучей среде с одной или более поверхностями полости рта, и (b) контроллер текучей среды для достижения благоприятного эффекта за счет направления захваченной текучей среды через первое множество сопел в полость рта и удаления текучей среды из полости рта через второе множество сопел. В некоторых вариантах осуществления такую систему можно дополнительно использовать для возвратно–поступательного перемещения захваченной текучей среды вперед и назад по поверхностям полости рта. Например, контроллер текучей среды может работать так, чтобы поочередно: (i) направлять захваченную текучую среду через первое множество сопел приспособления, одновременно создавая вакуум во втором множестве сопел для удаления текучей среды из приспособления; (ii) направлять захваченную текучую среду через второе множество сопел приспособления, одновременно создавая вакуум в первом множестве сопел для удаления текучей среды из приспособления.

В соответствии с некоторыми другими вариантами осуществления заявители продемонстрировали непредвиденные благоприятные эффекты, связанные с подачей толчками захваченной текучей среды на поверхности полости рта через по меньшей мере одно сопло с использованием определенных параметров системы, таких как, например, частотное отношение толчков жидкости к газу. Эти и другие варианты осуществления, а также связанные с ними преимущества дополнительно описаны ниже в настоящем документе.

Захваченная текучая среда

Используемый в настоящем документе термин «захваченная текучая среда» в широком смысле относится к жидкости с захваченным газом и газу с захваченной жидкостью. Специалисту в данной области будет понятно, что «жидкость с захваченным газом» относится к газу и жидкости, смешанным так, что в жидкости диспергированы мелкие частицы газа, тогда как «газ с захваченной жидкостью» относится к газу и жидкости, смешанным так, что мелкие частицы жидкости диспергированы в газе. В некоторых вариантах осуществления в системах и способах настоящего изобретения используется газ с захваченной жидкостью. В некоторых вариантах осуществления в системах и способах настоящего изобретения используется жидкость с захваченным газом.

В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящее изобретение содержит систему, выполненную с возможностью продуцирования захваченной текучей среды из источника газа и источника жидкости, причем источник газа и источник жидкости могут быть отдельными источниками или могут быть объединены с образованием единого источника текучей среды, содержащего газ и жидкость. Каждый из источников газа и/или жидкости в настоящем изобретении может содержать резервуар, бак или другой контейнер, приемлемый для удержания газа и/или жидкости, или может содержать выполненную с возможностью закрытия трубку, магистраль, шланг для газа или жидкости или другой выполненный с возможностью закрытия непрерывный источник газа и/или жидкости. В некоторых вариантах осуществления источник газа и источник жидкости объединены с образованием единого источника текучей среды, содержащего газ и жидкость, включая, например, емкость с газом и жидкостью под давлением. В некоторых других вариантах осуществления источник газа и источник жидкости представляют собой отдельные источники газа и жидкости, выбранные из группы, состоящей из резервуаров, баков и т.п.

Как показано и более подробно описано ниже, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения газ или жидкость могут захватываться друг другом с образованием захваченной текучей среды, которая впоследствии вводится в контроллер текучей среды и толчками подается из него в приспособление, содержащее сопла, находящиеся в сообщении по текучей среде с полостью рта. Например, захваченная текучая среда может быть выдана из объединенного источника газа и жидкости в контроллер текучей среды, который затем выдает захваченную текучую среду в приспособление.

Альтернативно газ и жидкость, поступающие из отдельных источников в системе, могут быть объединены в соответствии с настоящим изобретением с образованием захваченной текучей среды, которую затем вводят в приспособление.

В соответствии с другими вариантами осуществления, как дополнительно описано ниже, газ и жидкость могут быть объединены с образованием захваченной текучей среды внутри приспособления. Например, газ из источника газа может подаваться толчками в приспособление, в то время как жидкость из источника жидкости подается струей или толчками в приспособление. Захваченная текучая среда образуется при объединении газа и жидкости в приспособлении.

Для получения захваченных текучих сред для применения в соответствии с настоящим изобретением можно использовать любой из множества приемлемых газов и жидкостей. Примеры приемлемых газов включают в себя, без ограничений, воздух, азот, аргон, диоксид углерода, кислород, закись азота, окись азота, смеси двух или более из них и т.п. В некоторых вариантах осуществления газ содержит воздух. В некоторых вариантах осуществления газ содержит азот.

В настоящем изобретении можно использовать любую жидкость, приемлемую для получения захваченных текучих сред для применения в полости рта. В некоторых вариантах жидкость будет представлять собой или содержать воду. В некоторых вариантах осуществления композиция содержит от около 60 до около 99,99% воды, включая от около 70% до около 95% воды, от около 80 до около 95% воды, от около 60 до около 90% воды, от около 60% до около 80% воды или от около 60% до около 75% воды. В некоторых вариантах жидкость может представлять собой композицию, содержащую спирт. В жидкости настоящего изобретения можно использовать любой из ряда спиртов, представленных формулой R₄–OH, где R₄ представляет собой алкильную группу, имеющую от 2 до 6 атомов углерода. Примеры приемлемых спиртов формулы R₄–OH включают этанол; n–пропанол, изопропанол; бутанолы; пентанолы; гексанолы, и комбинации двух или более из них и т.п. В некоторых вариантах осуществления спирт представляет собой или содержит этанол. В некоторых вариантах осуществления спирт может присутствовать в жидкой композиции в количестве по меньшей мере около 10,0 об.% общей композиции или от около 10 об.% до около 35 об.% общей композиции или от около 15 об.% до около 30 об.% общей композиции и может составлять от около 20 об.% до около 25 об.% общей композиции. В других вариантах осуществления жидкая композиция может содержать пониженный уровень спирта. Фраза «пониженный уровень» спирта означает содержащееся количество спирта R₄–OH около 10 об.% или менее, необязательно около 5 об.% или менее, необязательно около 1 об.% или менее, необязательно около 0,1 об.% или менее общей композиции. В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения спирт R₄–OH отсутствует.

В некоторых вариантах жидкость представляет собой композицию, содержащую по меньшей мере один компонент, или агент, способный эффективно обеспечить желаемый благоприятный эффект, в количестве, достаточном для эффективного обеспечения благоприятного эффекта при контакте с поверхностями полости рта. Например, жидкость может включать в себя, без ограничений, ингредиент, выбранный из группы, состоящей из противомикробных агентов, отбеливающих агентов, очищающих агентов, агентов минерализации, десенсибилизирующих агентов и комбинаций двух или более из них.

Примеры приемлемых противомикробных агентов, которые можно использовать, включают в себя, без ограничений, эфирные масла, включая, без ограничений, ментол, тимол, эвкалиптол, метилсалицилат и комбинации двух или более из них, 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, протеазу, липазу, амилазу, соли металлов, включая, без ограничений, цитрат цинка, и комбинаций двух или более из них и т.п.

Примеры приемлемых отбеливающих агентов включают, без ограничений, перекись водорода, перекись карбамида, другие агенты, способные образовывать перекись водорода при нанесении на зубы, абразивы, такие как кремнезем, бикарбонат натрия, глинозем, апатиты, биостекло и комбинации двух или более из них. В некоторых вариантах жидкая композиция содержит кремний.

В жидкой композиции настоящего изобретения можно использовать любое из множества дополнительных поверхностно–активных веществ (ПАВ). Приемлемые ПАВ могут включать анионные, неионные, катионные, амфотерные, цвиттерионные ПАВ и комбинации двух или более из них. Примеры приемлемых ПАВ описаны, например, в патенте США № 7,417,020, Fevola et al, который полностью включен в настоящий документ путем ссылки.

В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения содержат неионное ПАВ. Специалисты в данной области распознают, что любое из одного или более неионных ПАВ включает в себя, без ограничений, соединения, получаемые путем конденсации алкиленоксидных групп (имеющих гидрофильную природу) с гидрофобным органическим соединением (алифатическим или алкилированным ароматическим соединением). Примеры приемлемых неионных ПАВ включают, но не ограничены ими, следующие: алкилполиглюкозилы; алкилглюкозамины, блок–сополимеры, такие как этиленоксид и сополимеры пропиленоксида, например, полоксамеры; этоксилированные гидрогенизированные касторовые масла, представленные на рынке, например, под торговым названием CRODURET (Croda Inc., г. Эдисон, штат Нью–Джерси); алкилполиэтиленоксид, например, полисорбаты; и/или этоксилаты жирных спиртов; полиэтиленоксидные конденсаты алкилфенолов; продукты, полученные в результате конденсации этиленоксида с продуктом реакции пропиленоксида и этилендиамина; этиленоксидные конденсаты алифатических спиртов; длинноцепочечные оксиды третичных аминов; длинноцепочечные оксиды третичных фосфинов; длинноцепочечные диалкилсульфоксиды; и их смеси.

Типичные неионные ПАВ выбраны из группы, известной как блок–сополимеры поли(оксиэтилена) и поли(оксипропилена). Такие сополимеры известны в продаже как полоксамеры и выпускаются в широком диапазоне структур и молекулярных масс с различным содержанием оксида этилена. Эти неионные полоксамеры являются нетоксичными и приемлемыми в качестве прямых пищевых добавок. Они стабильны, легко диспергируются в водных системах и совместимы с широким спектром технологий изготовления и прочих ингредиентов пероральных препаратов. Такие ПАВ должны иметь HLB (гидрофильно–липофильный баланс) в интервале от около 10 до около 30, а предпочтительно от около 10 до около 25. В качестве примера неионные ПАВ, используемые в настоящем изобретении, включают полоксамеры, идентифицированные как полоксамеры 105, 108, 124, 184, 185, 188, 215, 217, 234, 235, 237, 238, 284, 288, 333, 334, 335, 338, 407, а также комбинации двух или более из них. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления композиция содержит полоксамер 407.

В некоторых вариантах осуществления композиции заявленного изобретения содержат менее около 9% неионного ПАВ, менее 5% или менее 1,5% или менее 1% или менее 0,8, менее 0,5%, менее 0,4% или менее 0,3% неионных ПАВ. В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения не содержат неионных ПАВ.

В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения также содержат по меньшей мере одно алкилсульфатное ПАВ. В некоторых вариантах осуществления приемлемые алкилсульфатные ПАВ включают в себя, без ограничений, сульфатированные C₈–C₁₈, необязательно сульфатированные C₁₀–C₁₆ спирты с четным числом атомов углерода в алкильной цепи, нейтрализованные соответствующей основной солью, такой как карбонат натрия или гидроксид натрия, а также их смеси таким образом, чтобы получаемое алкилсульфатное ПАВ имело алкильную цепь с четным числом атомов углерода, C₈–C₁₈, необязательно C₁₀–C₁₆. В некоторых вариантах осуществления алкилсульфат выбран из группы, состоящей из лаурилсульфата натрия, гексадецилсульфата натрия и их смесей. В некоторых вариантах осуществления используются коммерчески доступные смеси алкилсульфатов. В некоторых вариантах осуществления используемое алкилсульфатное ПАВ может присутствовать в композиции в количестве от около 0,001% масс./об. до около 6,0% масс./об. или необязательно от около 0,1% масс./об. до около 0,5% масс./об. композиции.

Другим приемлемым ПАВ является вещество, выбранное из группы, состоящей из ПАВ, содержащих саркозинат, изетионат и таурат. Предпочтительными для использования в настоящем изобретении являются соли щелочных металлов или аммония этих ПАВ, такие как соли натрия и калия следующих соединений: лауроилсаркозинат, миристоилсаркозинат, пальмитоилсаркозинат, стеароилсаркозинат и олеоилсаркозинат. Саркозиновое ПАВ может присутствовать в композициях настоящего изобретения в количестве от около 0,1% до около 2,5% или от около 0,5% до около 2% от общей композиции.

Цвиттерионные синтетические ПАВ, используемые в настоящем изобретении, включают производные соединений алифатического четвертичного аммония, фосфония и третичного сульфония, в которых алифатический радикал может иметь линейную или разветвленную цепь, и при этом один из алифатических заместителей содержит от около 8 до 18 атомов углерода, а один содержит анионную водорастворимую группу, например, карбоксильную группу, сульфонат, сульфат фосфат или фосфонат.

Соответствующие целям настоящего изобретения амфотерные ПАВ включают, без ограничений, производные алифатических вторичных и третичных аминов, в которых алифатический радикал может иметь линейную цепь или быть разветвленным и в которых один из алифатических заместителей содержит от около 8 до около 18 атомов углерода, а один из них содержит анионную группу для придания растворимости в воде, например, карбоксилат, сульфонат, сульфат, фосфат или фосфонат. Примеры приемлемых амфотерных ПАВ включают, без ограничений, алкилиминодипропионаты, алкиламфоглицинаты (моно– или ди–), алкиламфопропионаты (моно– или ди–), алкиламфоацетаты (моно– или ди–), N–алкил 3–аминопропионовые кислоты, алкилполиаминокарбоксилаты, фосфорилированные имидазолины, алкилбетаины, алкиламидобетаины, алкиламидопропилбетаины, алкилсултаины, алкиламидосултаины и их смеси. В некоторых вариантах осуществления амфотерное ПАВ выбрано из группы, состоящей из алкиламидопропилбетаинов, амфоацетатов, таких как лауроамфоацетат натрия, и их смесей. Кроме того, могут применяться смеси любых из вышеупомянутых ПАВ. Более подробное описание анионных, неионных и амфотерных ПАВ можно найти в патенте США № 7,087,650, Lennon; патенте США № 7,084,104, Martin et al.; патенте США № 5,190,747, Sekiguchi et al.; и патенте США № 4,051,234, Gieske, et al., каждый из патентов полностью включен в настоящий документ путем ссылки.

В некоторых вариантах осуществления композиции заявленного изобретения содержат менее около 9% амфотерного ПАВ, менее 5% или менее 1,5% или менее 1% или менее 0,8, менее 0,5%, менее 0,4% или менее 0,3% амфотерных ПАВ. В некоторых вариантах осуществления композиции настоящего изобретения не содержат амфотерных ПАВ.

Для улучшения растворимости эфирных масел помимо алкилсульфатного ПАВ в состав можно добавить дополнительные ПАВ, при условии, что они не влияют на биодоступность эфирных масел. Соответствующие примеры включают дополнительные анионные ПАВ, неионные ПАВ, амфотерные ПАВ и их смеси. Однако в некоторых вариантах осуществления общая концентрация ПАВ (включая алкилсульфатное ПАВ отдельно или в комбинации с другими ПАВ) для полосканий полости рта настоящего изобретения не должна превышать или должна составлять около 9% или менее, необязательно общая концентрация ПАВ должна составлять около 5% или менее, необязательно около 1% или менее, необязательно около 0,5% или менее % масс. активного ПАВ от общей массы композиции.

В некоторых вариантах осуществления жидкие композиции для полости рта настоящего изобретения дополнительно содержат сахароспирт (влагоудерживающее вещество). Растворитель (–и) из класса сахароспиртов может (могут) быть выбран (–ы) из тех соединений с несколькими гидроксигруппами, которые традиционно применяются при производстве продукции для ухода за полостью рта и допустимых к проглатыванию продуктов. В некоторых вариантах осуществления используемый (–ые) сахароспирт (–ы) должен (должны) представлять собой не метаболизируемый (–ые) и не поддающийся (–иеся) ферментации сахароспирт (–ы). В конкретных вариантах осуществления сахароспирты включают в себя, без ограничений, сорбит, глицерин, ксилит, маннит, мальтит, инозит, аллит, альтрит, дульцит, галактит, глюцит, гексит, идит, пентит, рибит, эритрит и их смеси. В некоторых случаях сахароспирт выбран из группы, состоящей из сорбита и ксилита или их смесей. В некоторых вариантах осуществления сахароспирт представляет собой сорбит. В некоторых вариантах осуществления общее количество сахароспирта (–ов), добавляемого (–ых) для эффективного содействия диспергированию или растворению активных или иных компонентов композиции, не должно превышать около 50% масс./об. общей композиции. Или общее количество сахароспирта не должно превышать около 30% масс./об. общей композиции. В некоторых случаях общее количество сахароспирта не должно превышать 25% масс./об. общей композиции. Сахароспирт может присутствовать в композиции в количестве от около 1,0% масс./об. до около 24% масс./об. или от около 1,5% масс./об. до около 22% масс./об., или от около 2,5% масс./об. до около 20% масс./об. общей композиции.

В некоторых вариантах осуществления в состав композиции добавляется растворитель, содержащий полиол. Растворитель, содержащий полиол, включает полиол или многоатомный спирт, выбранный из группы, состоящей из многоатомных алканов (таких как пропиленгликоль, глицерин, бутиленгликоль, гексиленгликоль, 1,3–пропандиол); многоатомные эфиры алканов (дипропиленгликоль, этоксидигликоль); полиалкеновые гликоли (такие как полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль) и их смеси. В некоторых вариантах осуществления растворитель, содержащий полиол, может присутствовать в количестве от 0% масс./об. до около 40% масс./об. или от около 0,5% масс./об. до около 20% масс./об. или от около1,0% масс./об. до около 10% масс./об. композиции.

Для улучшения вкуса могут быть добавлены подсластители, такие как аспартам, сахарин натрия (сахарин), сукралоза, стевия, ацесульфам К и т.п., в количествах от около 0,0001% масс./об. до около 1,0% масс./об. В определенных предпочтительных вариантах осуществления подсластитель содержит сукралозу.

В некоторых вариантах осуществления композиция дополнительно содержит вкусоароматические добавки или ароматизаторы для корректировки или усиления вкуса композиции или для ослабления или маскировки резкого жгучего или покалывающего эффекта таких компонентов, как тимол. Примеры соответствующих вкусоароматических веществ включают в себя, без ограничений, вкусоароматические масла, такие как масло аниса, анетол, бензиловый спирт, масло мяты кудрявой, цитрусовые масла, ванилин и т.д. Другие вкусоароматическое вещества, такие как цитрусовые масла, ванилин и т.д., могут быть включены для обеспечения дополнительных вариаций вкуса. В подобных вариантах осуществления количество вводимого в состав композиции вкусоароматического масла может находиться в диапазоне от около 0,001% масс./об. до около 5% масс./об. или от около 0,01% масс./об. до около 0,3% масс./об. общей композиции. Конкретные вкусоароматические добавки или ароматизаторы и другие компоненты для улучшения вкуса, применяемые в том или ином случае, варьируются в зависимости от желаемого ощущения и вкуса композиции. Для достижения желаемых результатов специалисты в данной области могут подобрать указанные типы компонентов и адаптировать их с учетом конкретных требований к композиции.

В некоторых вариантах осуществления для обеспечения приятного цвета композиций изобретения могут быть использованы приемлемые одобренные пищевые красители. Они могут быть выбраны, без ограничений, из обширного списка разрешенных к применению пищевых красителей. Соответствующие этому красители включают в себя FD&C желтый № 5, FD&C желтый № 10, FD&C синий № 1 и FD&C зеленый № 3. Их добавляют в стандартных количествах, как правило, количество каждого вводимого красителя варьируется в пределах от около 0,00001% масс./об. до около 0,0008% масс./об. или от около 0,000035% масс./об. до около 0,0005% масс./об. композиции.

В состав жидких композиций или ополаскивателей для полости рта настоящего изобретения могут вводиться и другие традиционные компоненты, включая известные и применяемые в данной области компоненты. К примерам таких ингредиентов относятся загустители, суспендирующие агенты и умягчители. Соответствующие целям настоящего изобретения загустители и суспендирующие вещества описаны в патенте США № 5,328,682, Pullen et al., который полностью включен в настоящий документ путем ссылки. В некоторых вариантах осуществления они вводятся в количествах от около 0,1% масс./об. до около 0,6% или около 0,5% масс./об. композиции.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения жидкость для применения в настоящем изобретении представляет собой жидкость для полоскания рта, содержащую воду и одно или более эфирных масел, выбранных из группы, состоящей из ментола, тимола, эвкалиптола, метилсалицилата и комбинаций двух или более из них. В некоторых вариантах осуществления жидкость для полоскания рта содержит воду и все четыре эфирных масла: ментол, тимол, эвкалиптол и метилсалицилат. В некоторых вариантах осуществления жидкость для полоскания рта также содержит по меньшей мере одно ПАВ. В некоторых вариантах осуществления жидкость для полоскания рта дополнительно содержит этанол. В некоторых вариантах осуществления жидкость для полоскания рта не содержит этанола.

В некоторых вариантах осуществления в системе и способах изобретения можно использовать более одной жидкости. Например, полость рта может быть обработана очищающим раствором и затем вторым раствором, содержащим, например, антимикробный агент или отбеливающий агент. Растворы могут также включать множество агентов для обеспечения более чем одного благоприятного эффекта за одно применение. Например, раствор может включать как очищающий агент, так и агент для облегчения патологического состояния полости рта, как дополнительно описано ниже. Кроме того, один раствор может эффективно обеспечивать более чем один благоприятный эффект для полости рта. Например, раствор может включать один агент, выполняющий одновременно функции средства для очищения полости рта и противомикробного препарата или одновременно очищающего полость рта и отбеливающего зубы.

Приспособление

В качестве приспособления в настоящем документе может использоваться любое приемлемое изделие, выполненное с возможностью удержания во рту пользователя с по меньшей мере одним соплом, находящимся в сообщении по текучей среде с одной или более поверхностей полости рта пользователя. В некоторых вариантах осуществления во время применения приспособление выполняет функцию приема текучей среды из контроллера текучей среды, которая направляется по меньшей мере через одно сопло в полость рта пользователя.

В некоторых вариантах осуществления изделие содержит первое и второе множество сопел и выполнено с возможностью удержания во рту пользователя так, чтобы первое и второе множества сопел находились в сообщении по текучей среде с одной или более поверхностями полости рта пользователя. Во время применения приспособление выполняет функцию приема текучей среды из контроллера текучей среды через первое множество сопел на поверхности полости рта, которая затем может быть удалена из полости рта через второе множество сопел. Приспособление также может быть выполнено так, что текучая среда может быть направлена из контроллера текучей среды через второе множество сопел на поверхности полости рта и удалена из полости рта через первое множество сопел.

В конкретных вариантах осуществления приспособление содержит мундштук. Можно использовать любой приемлемый мундштук, содержащий по меньшей мере одно сопло и выполненный с возможностью удержания во рту для введения текучей среды в полость рта в соответствии с настоящим изобретением. В некоторых вариантах осуществления мундштук содержит первый распределитель, находящийся в сообщении по текучей среде по меньшей мере с одним соплом так, что текучая среда из контроллера текучей среды может быть направлена в первый распределитель и из первого распределителя через по меньшей мере одно сопло на поверхности полости рта. В таких вариантах осуществления мундштук может дополнительно содержать первый порт, находящийся в сообщении по текучей среде с первым распределителем, через который текучая среда из контроллера текучей среды направляется в первый распределитель. Несколько вариантов осуществления мундштука будут описаны ниже в настоящем описании.

В некоторых вариантах осуществления мундштук содержит первый и второй распределители, находящиеся в сообщении по текучей среде с первым и вторым множествами сопел соответственно так, что текучая среда из контроллера текучей среды может направляться в первый распределитель и из первого распределителя через первое множество сопел на поверхности полости рта и/или текучая среда может быть удалена из полости рта через первое множество сопел и через первый распределитель. Аналогичным образом текучая среда может быть направлена в полость рта через устройство соединения по текучей среде через второй распределитель и второе множество сопел и/или удалена из полости рта через второе множество сопел, а впоследствии через второй распределитель. Мундштук может дополнительно содержать первый и второй порты, находящиеся в сообщении по текучей среде с первым и вторым распределителями соответственно.

Мундштук может быть выполнен из множества компонентов. Мундштук содержит камеру для удержания захваченной текучей среды непосредственно вблизи множества поверхностей, т. е. камеру для омывающей текучей среды (FCC). Термин «в непосредственной близости» означает, что текучая среда контактирует с поверхностями. FCC определяется пространством, ограниченным передней внутренней стенкой и задней внутренней стенкой приспособления и стенкой, или мембраной, простирающейся между и составляющей единое целое с передней и задней внутренними стенками приспособления, а в ряде вариантов осуществления необязательной задней уплотняющей по деснам мембраны. В совокупности передняя и задняя внутренние стенки и проходящая между ними стенка составляют FCC. FCC имеет общую форму в виде латинских букв U или n, в зависимости от ориентации приспособления, которая повторяет контур зубов для обеспечения однородного и оптимизированного приведения в контакт с текучей средой. FCC может быть гибкой или жесткой в зависимости от конкретного приспособления. Каждая из передней и задней внутренних стенок FCC включает множество отверстий, или прорезей, или сопел, через которые захваченная текучая среда направляется для приведения в контакт с множеством поверхностей полости рта.

Конструкция FCC может быть оптимизирована для достижения максимальной эффективности путем варьирования размеров, формы, толщины, используемых материалов, объема, создаваемого 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. Комбинация вышеуказанного обеспечивает эффективный контакт зубов и области десен с захваченной текучей средой.

FCC обеспечивает контролируемую и выделенную или полувыделенную среду, т. е. FCC, для приведения зубов и/или области десен в контакт с захваченными текучими средами и предпочтительно для удаления использованных текучих сред, а также остатков органических веществ, зубного налета и т.п. из FCC. FCC также позволяет увеличить расход и давление текучих сред без заливания отдельных сопел, когда, например, для адекватной очистки требуются значительные расходы жидкости. FCC также позволяет уменьшить количества текучей среды и при необходимости расходы, поскольку с захваченной текучей средой требуется привести в контакт только область внутри FCC, а не всю полость рта. FCC также позволяет управлять подачей текучей среды и продолжительностью контакта захваченной текучей среды на и вокруг зубов и области десен, позволяя увеличить концентрации текучих сред на приводимой в контакт с текучей средой области, посредством чего обеспечивается более высокая эффективность управления и подачи захваченной текучей среды.

Описываемое устройство может иметь механизм блокировки, обеспечивающий возможность его функционирования только при правильной установке в полости рта. В некоторых вариантах осуществления приспособление может включать как верхнюю, так и нижнюю секции для обеспечения по существу одновременного контакта множества поверхностей полости рта с захваченной текучей средой.

Число и местоположение размещенных внутри внутренних стенок приспособления отверстий, также называемых в настоящем документе соплами, через которые направляется захваченная текучая среда, будут различаться и определяются в зависимости от обстоятельств и среды применения, конкретного пользователя и желаемого положительного эффекта. Отверстия могут иметь круглую, эллиптическую, трапециевидную форму или любую другую геометрию сечения, которая обеспечивает эффективный контакт поверхностей полости рта с текучей средой. Расположение и число отверстий может быть выполнено с возможностью направления струй захваченной текучей среды для создания различных схем распыления, эффективных для обеспечения желаемого положительного эффекта. В некоторых вариантах осуществления диаметр отверстий может находиться в диапазоне от около 0,1 мм до около 3 мм или от около 0,35 мм до около 0,8 мм или составлять около 0,5 мм для обеспечения эффективной очистки и средних скоростей потока жидкости и захватываемых струей поверхностей. Число сопел для одновременного распыления может составлять от 1 до 500 или 100–300. Горизонтальное разнесение или расстояние между соплами может составлять от 0,5 мм до 25 мм или от 1 мм до 10 мм или 3 мм. Средние скорости распыления составляют от около 0,5 м/с до около 100 м/с или от около 1 м/с до около 50 м/с. Диапазоны покрытия сопел составляют от около 1 мм² до около 20 мм², или от около 1 мм² до около 10 мм², или от около 1 мм² до около 5 мм². Объем каждого импульса от каждого сопла составляет от около 0,1 микролитра до около 5 мл, или от около 0,1 микролитра до около 1 мл, или от около 5 микролитров до около 100 микролитров.

Оптимальное расположение отверстия и направление/углы позволяют добиться покрытия по существу всей поверхности зубов в области, если полость рта приводится в контакт с захваченной текучей средой, 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, направленная струя) или для учета особенностей используемой композиции. Сопла также могут иметь трубчатую форму и/или выступать за пределы мембраны FCC для направленного распыления или для распыления в режиме разбрызгивателя для широкого захвата поверхности зубов по аналогии с садовыми дождевальными системами. Сопла предпочтительно выполнены как неотъемлемая часть внутренних стенок мембраны FCC 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.).

FCC 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 снижаются требования к объемному расходу омывающей жидкости для получения оптимальных характеристик при обеспечении мягкости и гибкости материала для защиты зубов при возникновении прямого контакта с зубами. Гибкая мембрана также позволяет получить приемлемую посадку устройства для широкого числа пользователей благодаря ее способности повторять форму зубов. Альтернативно FCC может быть выполнена из жесткого или полужесткого материала, такого как термопластик, но не ограничиваясь термопластиком.

В альтернативном варианте осуществления FCC также может содержать абразивные элементы, такие как волокна, текстуры, полирующие элементы, добавки (окись кремния и т.п.) и иные геометрические элементы, которые могут использоваться для выполнения иных требований к очистке/обработке полости рта, а также для обеспечения минимального расстояния между зубами и FCC для выполнения, без ограничений, обработки и очистки зубов и позиционирования устройства в полости рта.

FCC может быть сформирована различными способами, включая, без ограничений, механическую обработку, литьевое прессование, раздувное формование, экструзионное формование, компрессионное формование и/или вакуумное формование. Она также может быть создана совместно с распределителем, но с включением системы распределителя в FCC, и/или направлена на распределитель для получения единой конструкции с минимальными требованиями к сборке.

В одном варианте осуществления FCC может быть изготовлена отдельно и затем собрана в единую конструкцию с распределителями с использованием любых известных способов сборки и герметизации, включая использование адгезивов, эпоксидных компаундов, силиконов, термогерметизацию, ультразвуковую сварку и термоклей. FCC выполнена таким образом, что при сборке с распределителем она, в результате, эффективно образует предпочтительную конструкцию с двумя распределителями без использования каких–либо дополнительных компонентов.

В некоторых вариантах осуществления FCC может также быть выполнена или использована для создания области уплотнения по деснам. В некоторых вариантах осуществления внутри FCC создается вакуум, что улучшает посадку мундштука в полости рта с образованием герметичного уплотнения по деснам. В других вариантах осуществления в полости рта за пределами FCC создается избыточное давление, что улучшает посадку приспособления 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 применения.

Мундштук также содержит первый распределитель для размещения захваченной текучей среды и для подачи текучей среды в FCC через отверстия в передней внутренней стенке и второй распределитель для размещения захваченной текучей среды и для подачи текучей среды в камеру через отверстия в задней внутренней стенке. Подобная конструкция предусматривает несколько различных вариантов в зависимости от типа проводимой процедуры. Например, при проведении операции очистки может быть предпочтительно подавать струи захваченной текучей среды в FCC непосредственно на зубы с одной стороны FCC через первый распределитель, а затем откачивать/вытягивать текучую среду вокруг зубов с другой стороны FCC во второй распределитель для обеспечения управляемой очистки межзубных и десневых областей и поверхностей. Данный поток с одной стороны FCC можно повторять несколько раз пульсирующим действием до изменения направления потока для подачи струй захваченной текучей среды на обратное из второго распределителя и откачивания/вытягивания текучей среды через заднюю сторону зубов в первый распределитель в течение периода времени и/или числа циклов. Такое действие текучей среды создает турбулентный, повторяющийся и обратимый поток, таким образом обеспечивая возвратно–поступательное движение текучей среды вокруг поверхностей полости рта. Например, контроллер текучей среды может работать так, чтобы поочередно: (i) направлять захваченную текучую среду через первое множество сопел приспособления, одновременно создавая вакуум во втором множестве сопел для удаления текучей среды из приспособления; (ii) направлять захваченную текучую среду через второе множество сопел приспособления, одновременно создавая вакуум в первом множестве сопел для удаления текучей среды из приспособления. Термины «возвратно–поступательное перемещение текучей (–их) среды (сред)» и «возвратно–поступательное движение текучей (–их) среды (сред)» в настоящем документе применяются взаимозаменяемо. При применении в настоящем документе оба термина означают изменение направления потока захваченной (–ых) текучей (–их) среды (сред) вперед и назад по поверхностям полости рта млекопитающего с первого направления потока на второе направление потока, противоположное первому направлению потока.

В альтернативных вариантах осуществления распределитель может иметь конфигурацию одиночного распределителя, обеспечивающего проталкивание и вытягивание захваченной текучей среды через те же наборы струй одновременно или может иметь любое число отделений распределителя для обеспечения еще большего контроля над подачей и удалением текучей среды при очистке и обработке текучей средой. При использовании конструкции с несколькими распределителями могут также использоваться распределители только для подачи и только для отсоса жидкости. Распределители также могут быть выполнены как неотъемлемая часть FCC и/или находиться внутри нее.

Материалом для распределителя может быть полужесткий термопластик, который сможет обеспечить достаточную жесткость для противостояния сжатию или разрыву при управляемом потоке текучих сред, но при этом обеспечивать некоторую гибкость при установке внутри рта пользователя. Для упрощения процесса изготовления, максимального уменьшения числа компонентов и стоимости обработки двойной распределитель создается в сборе с FCC. Распределитель может также 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 сформирован различными способами, включая, без ограничений, механическую обработку, литьевое прессование, раздувное формование, экструзионное формование, компрессионное формование или вакуумное формование.

Как показано, приспособление также содержит первый порт для передачи текучей среды в первый распределитель и от него и второй порт для передачи текучей среды во второй распределитель и от него, а также средство для обеспечения эффективного уплотнения средства для направления внутри полости рта, т. е. герметизации по деснам. В некоторых вариантах осуществления первый и второй порты могут служить как для передачи текучей среды в первый и второй распределители и от них, так и для прикрепления приспособления к средству для подачи текучей среды в приспособление.

Как указано выше и более подробно описано ниже, в некоторых вариантах осуществления система настоящего изобретения выполнена так, что два источника жидкости и/или газа объединены с образованием захваченной текучей среды между контроллером текучей среды и соплами, например, перед или внутри одного или более распределителей и/или портов приспособления. В некоторых таких вариантах осуществления приспособление содержит распределитель и/или порт (а) для приема газа, подаваемого толчками из контроллера текучей среды, направленного по меньшей мере к одному соплу, и (b) для обеспечения возможности разделения жидкости, объединяемой с толчком внутри распределителя и/или порта, с образованием захваченной текучей среды, направленной по меньшей мере в одно сопло.

Контроллер текучей среды

В настоящем документе может использоваться любой контроллер текучей среды, приемлемый для направления текучей среды по меньшей мере в одно сопло приспособления в соответствии с настоящим изобретением. Как правило, контроллер текучей среды содержит один или более портов, проходов и/или каналов или т.п., через которые можно принимать и передавать текучую среду для достижения желаемых функций заявленного изобретения, например, приема текучей среды из источника текучей среды; и/или направления текучей среды по меньшей мере в одно сопло приспособления; и/или удаления текучей среды из приспособления. В некоторых вариантах осуществления контроллер текучей среды может содержать логическую схему и/или схему с механическим управлением или управляться иным образом. В некоторых вариантах осуществления контроллер текучей среды может содержать или иным образом получать питание от источника питания, такого как, без ограничений, электричество, подаваемое через вилку, батареи, заряжаемые или одноразовые, и т.п.

В некоторых вариантах осуществления контроллер текучей среды содержит контроллер возвратно–поступательного потока. В целом контроллер возвратно–поступательного потока выполнен с возможностью чередования потока текучей среды в разные участки приспособления для обеспечения возвратно–поступательного потока текучей среды по одной или более поверхностей полости рта. Например, в некоторых вариантах осуществления контроллер возвратно–поступательного потока может иметь первое положение, которое направляет текучую среду в первый распределитель и по меньшей мере через первое сопло приспособления в полость рта в первом направлении, и второе положение, которое направляет текучую среду во второй распределитель и по меньшей мере через второе сопло приспособления в полость рта во втором направлении. Контроллер возвратно–поступательного потока может поочередно переключаться между этими двумя положениями для поочередного изменения потока текучей среды в приспособлении и, таким образом, возвратно–поступательного перемещения текучей среды по поверхностям полости рта внутри приспособления. Несколько вариантов осуществления контроллера возвратно–поступательного потока будут представлены ниже в настоящем описании.

Устройство/система

В некоторых вариантах осуществления устройства настоящего изобретения могут включать в себя средства для соединения или присоединения устройства к резервуару, содержащему жидкость, газ или смесь жидкости и газа. Резервуар может разъемно соединяться с устройством. В этом случае резервуар и устройство могут содержать средства 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 будет включать 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 для подачи жидкости, входящего в состав базового блока. При наличии базового блока устройство и базовый блок будут иметь средства для соединения друг с другом.

Устройство будет содержать источник питания для питания одного или более компонентов устройства. Источник питания может находиться внутри устройства, например, в ручке устройства и представлять собой, например, батареи, заряжаемые или одноразовые. При использовании базового блока указанный базовый блок может включать в себя источник питания. В других вариантах осуществления базовый блок может включать в себя зарядное устройство для зарядки батарей, находящихся внутри устройства. В другом варианте осуществления в качестве источника питания для питания одного или более компонентов устройства может использоваться сжатый газ, например, в форме кассеты под давлением. Кассета может быть утилизирована после одного или более применений, или в нее может повторно нагнетаться давление для последующих применений.

В некоторых вариантах осуществления устройства настоящего изобретения включают в себя приспособление в качестве несъемной части устройства. В других вариантах осуществления приспособление разъемно прикреплено к устройству посредством одного или более соединителей. В таких вариантах осуществления множество пользователей могут прикреплять и применять с устройством свои собственные приспособления.

Используемый в настоящем документе термин «средства для подачи текучей среды» включает структуры, по которым жидкость, газ или захваченная текучая среда может поступать или транспортироваться через системы в соответствии с настоящим изобретением, и включает, без ограничений, проходы, трубки, порты, порталы, каналы, просветы, трубы и распределители. Такое средство для подачи текучей среды можно использовать в устройствах для обеспечения возвратно–поступательного движения захваченных текучих сред и средстве для направления захваченных текучих сред на поверхности полости рта и вокруг них. Такое средство для передачи также обеспечивает подачу текучей среды к средству для направления и обеспечивает подведение жидкости, газа или захваченной текучей среды к средству для возвратно–поступательного движения из резервуара для размещения жидкости, газа или захваченной текучей среды, причем резервуар содержится внутри портативного устройства, содержащего средство для обеспечения возвратно–поступательного движения, или в базовом блоке. Средства подачи также обеспечивают подачу жидкости или газа из базового блока в резервуары, находящиеся в портативном устройстве. В настоящем документе описаны способы, устройства и системы для создания благоприятного эффекта на полость рта млекопитающего, например человека.

Способы предполагают приведение множества поверхностей полости рта в контакт с захваченной текучей средой, которая является эффективной для обеспечения желаемого положительного эффекта на полость рта. В таких способах обеспечивается возвратно–поступательное перемещение захваченной (–ых) текучей (–их) среды (сред) по множеству поверхностей полости рта в условиях, способных обеспечить желаемое благоприятное влияние на полость рта. Контакт множества поверхностей с захваченной текучей средой может осуществляться по существу одновременно. Термин «по существу одновременно» означает, что, хотя не все из множества поверхностей полости рта обязательно контактируют с захваченной текучей средой в один и тот же момент времени, большая часть поверхностей контактирует одновременно или в пределах небольшого промежутка времени, тем самым обеспечивается эффект, подобный эффекту при контакте всех поверхностей в один и тот же момент времени.

Условия для обеспечения желаемого благоприятного эффекта для полости рта могут различаться в зависимости от конкретной ситуации, обстоятельств и желаемого эффекта. Различные переменные взаимосвязаны и обеспечивают конкретную скорость захваченной текучей среды. В ряде вариантов осуществления требования к скорости потока жидкости могут определяться типом и составом используемой композиции. Например, при изменении вязкости, изменении содержания добавок, таких как абразивы, добавки для снижения вязкости и т.д., и изменении общих характеристик текучести используемой композиции требования к скорости потока могут изменяться для обеспечения одинакового уровня эффективности. Факторы, которые можно учитывать для обеспечения надлежащих условий для достижения конкретного желаемого положительного эффекта включают, без ограничений, скорость, и/или расход, и/или давление потока захваченной текучей среды, пульсацию захваченной текучей среды, геометрию распыления или схему распыления захваченной текучей среды, температуру захваченной текучей среды и частоту цикла возвратно–поступательного движения текучей среды. В некоторых вариантах осуществления расход текучей среды (совокупно все сопла/одновременный толчок) может составлять от около 0,1 микролитра до около 15 мл или от около 0,1 микролитра до около 5 мл.

После уяснения содержимого настоящего документа специалист в данной области определит, что различные факторы можно контролировать и выбирать на основе конкретных обстоятельств и желаемого благоприятного эффекта.

Помимо общего улучшения гигиенического состояния полости рта путем очистки, например, удаления или препятствования образованию зубного налета, частиц пищи, биопленки и т.д., предметы настоящего изобретения также могут найти применение для облегчения патологических состояний полости рта и улучшения косметического состояния полости рта, например, отбеливания зубов. Патологические состояния могут включать, без ограничений, кариес, гингивит, воспаление, симптомы, связанные с периодонтитом, неприятным запахом изо рта, чувствительностью зубов и грибковой инфекцией. Сами жидкости могут применяться в различной форме, при условии, что их характеристики текучести совместимы с применением в устройствах и способах настоящего изобретения. Например, указанные жидкости могут быть выбраны из группы, состоящей из растворов, эмульсий и дисперсий. В некоторых вариантах 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 дискретную масляную фазу, по существу однородно диспергированную в объеме непрерывной водной фазы, или дискретную 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 агент растворен в несущей среде или в котором несущая среда сама может рассматриваться как активный агент для обеспечения желаемого благоприятного эффекта, например, спирт или смесь спирта и воды, обычно с растворенными в ней другими агентами.

В настоящем изобретении описаны системы, например системы, содержащие устройства для ухода за полостью рта, например устройства для очистки зубов, которые могут применяться в домашних условиях и быть выполненными с возможностью направления подаваемой толчками захваченной текучей среды на множество поверхностей зубов и/или область десен, а также способы использования таких систем. В некоторых вариантах осуществления поверхности полости рта приводятся в контакт с текучей средой по существу одновременно. Используемая в настоящем документе отсылка к области десен включает, без ограничений, отсылку к поддесневому карману. Соответствующая захваченная текучая среда направляется на множество поверхностей зубов и/или область десен по существу одновременно возвратно–поступательным образом в условиях, способных обеспечить очистку и/или общее улучшение косметического состояния полости рта и/или облегчения патологического состояния зубов и/или области десен, тем самым обеспечивая по существу улучшение гигиенического состояния зубов и/или области десен в полости рта. Например, одно такое устройство очищает зубы и/или область десен и удаляет налет с применением соответствующей очищающей захваченной текучей среды путем подачи захваченной текучей среды вперед и назад возвратно–поступательным образом на передние и задние поверхности зубов и поверхности зубов в межзубных промежутках, посредством чего создается цикл очистки при сведении к минимуму количества применяемой очищающей текучей среды.

Системы изобретения содержат устройства, которые обеспечивают возвратно–поступательное перемещение подаваемой толчками захваченной текучей среды, причем устройства содержат средства управления возвратно–поступательным перемещением текучей среды. Средство для управления включает в себя средство для передачи захваченной текучей среды к средству для направления захваченной текучей среды на множество поверхностей полости рта и от него. В некоторых вариантах осуществления средство для обеспечения возвратно–поступательного движения захваченной текучей среды содержит множество порталов для приема и/или выпуска текучей среды, множество проходов, или каналов, по которым передается текучая среда, и средство для изменения направления потока текучей среды для обеспечения возвратно–поступательного движения текучей среды. Указанные средства управления могут управляться логической схемой и/или схемой с механическим управлением.

В некоторых вариантах осуществления устройства для обеспечения возвратно–поступательного перемещения могут включать в себя средства для соединения или присоединения устройства к резервуару, содержащему жидкость, газ или смесь жидкости и газа. Резервуар может разъемно соединяться с устройством. В этом случае резервуар и устройство могут содержать средства 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 будет иметь 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 для подачи жидкости, входящего в состав базового блока. При наличии базового блока устройство и базовый блок будут иметь средства для соединения друг с другом.

Устройство будет содержать источник питания для приведения в действие средства для обеспечения возвратно–поступательного движения захваченных текучих сред. Источник питания может находиться внутри устройства, например, в ручке устройства и представлять собой, например, батареи, заряжаемые или одноразовые. При наличии базового блока указанный базовый блок может включать средства обеспечения описываемого устройства энергией. В других вариантах осуществления базовый блок может включать средства заряда аккумуляторов, находящихся внутри устройства. В другом варианте осуществления в качестве источника питания для питания одного или более компонентов устройства может использоваться сжатый газ, например, в форме кассеты под давлением. Кассета может быть утилизирована после одного или более применений, или в нее может повторно нагнетаться давление для последующих применений.

Устройства для обеспечения возвратно–поступательного перемещения захваченных текучих сред будут включать в себя средства для соединения устройства со средствами для направления захваченной текучей среды на множество поверхностей полости рта, например, приспособление, такое как аппликатор, лоток или мундштук. В некоторых вариантах осуществления средство для направления обеспечивает по существу одновременное приведение в контакт множества поверхностей полости рта с текучей средой. Средства для соединения могут обеспечивать прикрепление аппликатора к устройству с возможностью удаления. В таких вариантах осуществления множество пользователей могут использовать свои собственные приспособления с одним устройством, имеющим средства обеспечения возвратно–поступательного движения. В других вариантах осуществления средства соединения могут обеспечивать неразъемное соединение приспособления с устройством, тем самым превращая приспособление в неотъемлемую часть устройства. Устройства для обеспечения возвратно–поступательного движения, как описано выше, могут содержаться внутри корпуса, в котором также могут содержаться другие компоненты устройства, с образованием портативного устройства, приемлемого для подачи захваченных текучих сред к средству для направления, как описано ниже в настоящем документе.

На ФИГ. 1 схематически изображен первый альтернативный вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На фигуре показана система 10, компоненты которой включают в себя: резервуар 20 для подачи текучей среды, контроллер 40 возвратно–поступательного потока, средства для направления потока текучей среды на множество поверхностей полости рта (приспособление 50) и трубки 22, 42 и 44 для доставки текучей среды по системе.

Трубка 22 передает текучую среду из резервуара 20 в контроллер 40 возвратно–поступательного потока. Трубки 42 и 44 доставляют текучую среду из контроллера 40 возвратно–поступательного потока в приспособление 50. Трубка 42 доставляет текучую среду к первой стороне 52 приспособления 50, а трубка 44 доставляет текучую среду ко второй стороне 54 приспособления 50.

В данном варианте осуществления резервуар 20 для подачи текучей среды содержит захваченную текучую среду. Текучая среда может находиться под достаточным давлением для доставки в контроллер 40 возвратно–поступательной подачи жидкости и далее в приспособление 50. В других вариантах осуществления между резервуаром 20 для подачи текучей среды и контроллером 40 возвратно–поступательного потока может быть размещен насос, такой как поршневой насос или центробежный насос, для создания достаточного давления для доставки текучей среды в контроллер 40 возвратно–поступательного потока и далее к приспособлению 50.

Резервуар 20 для подачи текучей среды может быть изготовлен из стекла, пластика или металла. Резервуар 20 для подачи текучей среды может быть выполнен как единое целое с системой 10 и может быть заполняемым. В некоторых вариантах осуществления резервуар 20 для подачи текучей среды может представлять собой сменный резервуар для подачи текучей среды, такой как кассета для однократного или многократного применения, разъемно соединенная с системой 10.

В некоторых вариантах осуществления резервуар 20 для подачи текучей среды и/или трубки 22, 42 и 44 могут включать в себя источник тепла для предварительного нагрева текучей среды до направления в приспособление 50 для применения на поверхностях полости рта. Температура жидкости должна поддерживаться в диапазоне, обеспечивающем эффективность и комфорт для пользователя при работе с устройством.

Приспособление 50, более подробно описанное ниже в настоящем документе, может быть выполнено за одно целое или подсоединено с возможностью отсоединения к контроллеру 40 возвратно–поступательного потока с помощью трубок 42, 44 и дополнительных средств крепления (не показаны). Оно может иметь внутренние, легко очищаемые фильтры для удержания частиц пищи. При размещении внутри полости рта, например вокруг зубов и десен, приспособление 50 может формировать надежную посадку или плотно прижиматься к деснам и включает в себя средства для направления текучей среды к поверхностям полости рта, например поверхностям зубов.

Захваченная текучая среда в резервуаре 20 протекает через трубку 22 в контроллер 40 возвратно–поступательного потока. В трубке 22 может быть предусмотрен односторонний регулятор потока для предотвращения протекания текучей среды под действием противодавления из контроллера 40 обратно в резервуар 20. Захваченная текучая среда протекает из контроллера 40 возвратно–поступательного потока в приспособление 50 через трубку 42 или 44, в зависимости от заданного направления потока в контроллере 40 потока.

В процессе очистки система 10 обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды в приспособлении 50. В некоторых вариантах осуществления контроллер 40 потока обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды. В других вариантах осуществления толчки захваченной текучей среды генерируются контроллером, расположенным в любой из трубок 22, 42 или 44.

Действиями системы 10 может управлять логическая схема, которая может включать программу для запуска цикла возвратно–поступательного перемещения, программу для выполнения цикла возвратно–поступательного перемещения, т. е. обеспечения возвратно–поступательного перемещения текучей среды около зубов, таким образом обеспечивается положительный эффект для полости рта, например, очистка зубов, программу опорожнения приспособления 50 по окончании цикла возвратно–поступательного перемещения, а также цикл самоочистки для очистки системы между применениями в заранее определенные или автоматические периоды очистки.

В состав системы 10 может также входить не показанная на фигуре передняя панель с рядом переключателей и индикаторов. Переключатели могут включать в себя, без ограничений, выключатель питания, кнопки запуска программы возвратно–поступательной подачи, опорожнения системы 10 и очистки системы 10. Индикаторы могут включать, без ограничений, индикаторы включения, заполнения, выполнения программы возвратно–поступательной подачи жидкости, опорожнения системы, результата или состояния очистки системы, а также индикатора активного цикла самоочистки. В вариантах осуществления, в которых текучую среду предварительно нагревают до направления в приспособление 50, также можно применять подсветку для указания того, что текучая среда имеет надлежащую температуру для применения.

Один способ применения системы 10 для очистки зубов включает следующие стадии. На первой стадии пользователь размещает приспособление 50 в полости рта вокруг зубов и области десен. При использовании системы в соответствии с изобретением пользователь нажимает кнопку запуска, начиная процесс очистки. Процесс очистки протекает следующим образом:

1. Систему 10 активируют, и начинается подача толчками захваченной текучей среды из резервуара 20 к приспособлению 50 через трубку 22, контроллер 40 возвратно–поступательного потока и трубку 42. Захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен с первой стороны 52 приспособления 50.

2. Затем контроллер 40 возвратно–поступательного потока приводят в действие для изменения потока текучей среды из трубки 42 к трубке 44. Толчки захваченной текучей среды используют для очистки зубов и области десен со второй стороны 54 приспособления 50.

3. Для возвратно–поступательного перемещения очищающей текучей среды стадии 1 и 2 повторяют по ходу использования толчков захваченной текучей среды для очистки зубов и области десен с первой стороны 52, а затем со второй стороны 54 приспособления 50 соответственно.

4. 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 1 и 2 возможна задержка (в любом направлении или в обоих направлениях) для обеспечения времени покоя, в течение которого текучая среда может находиться в контакте с зубами без потока.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда после ее контакта с зубами и поверхностью десен диспергируется в полости рта. В другом варианте осуществления жидкая часть захваченной текучей среды может быть направлена через трубки обратно в резервуар 20 для повторного использования в текущем или в будущем процессе очистки или направлена на утилизацию.

На ФИГ. 2 схематически изображен второй вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На фигуре показана система 100, компоненты которой включают в себя: резервуар 120 для подачи жидкости, резервуар 130 для подачи газа, контроллер 140 возвратно–поступательного потока, приспособление 150, вакуумный насос 180 и трубки 122, 132, 142, 144, 182 и 184 для доставки текучей среды по системе.

Трубка 132 доставляет газ из резервуара 130 газа в контроллер 140 возвратно–поступательного потока. Трубка 122 доставляет жидкость из резервуара 120 жидкости в трубку 132. Трубки 142 и 144 доставляют захваченную текучую среду из контроллера 140 возвратно–поступательного потока в приспособление 150. Трубка 142 доставляет текучую среду к первой стороне 152 приспособления 150, а трубка 144 доставляет текучую среду ко второй стороне 152 приспособления 150.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда образуется на пересечении трубок 122 и 132, перед контроллером 140 возвратно–поступательного потока. Резервуар 130 газа может находиться под достаточным давлением для доставки захваченной текучей среды в контроллер 140 возвратно–поступательного потока и далее в приспособление 150. В некоторых вариантах осуществления резервуар 120 жидкости может находиться под достаточным давлением, например гидростатическим давлением, для доставки жидкости в точку пересечения трубок 122 и 132. В других вариантах осуществления между резервуаром 120 жидкости и пересечением трубок 122 и 132 может быть размещен насос для доставки жидкости в точку пересечения трубок 122 и 132.

В некоторых вариантах осуществления для удержания жидкости в потоке газа используется эффект Вентури. Эффект Вентури представляет собой создание частичного вакуума при ограниченном потоке жидкости, что увеличивает его скорость потока. В данном варианте осуществления газовая трубка 132 сужается в одной точке, а затем снова расширяется. Трубка 122 для жидкости присоединена к суженному участку газовой трубки 132, а жидкость в трубке 122 для жидкости втягивается и захватывается газом в газовой трубке 132.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда после ее контакта с зубами и поверхностью десен разделяется на газовую фазу и жидкую фазу. Газовая фаза главным образом диспергируется в полости рта, а жидкая фаза частично или полностью подвергается обратному захвату. Трубка 182 соединяет вакуумный насос 180 с контроллером 140 возвратно–поступательного потока. Насос 180 создает отрицательное давление, которое втягивает жидкость из приспособления 150 обратно через контроллер 140 возвратно–поступательного потока и подает ее обратно в резервуар 120 жидкости через трубку 184.

Жидкость из резервуара 120 для подачи жидкости поступает через трубку 122 в точке пересечения трубок 122 и 132 и попадает в контроллер 140 возвратно–поступательного потока. В трубке 122 и/или трубке 132 может находиться односторонний регулятор потока для предотвращения протекания жидкости под действием противодавления обратно в резервуар 120 или проникновения газа обратно в резервуар 130 соответственно. После захвата захваченная текучая среда протекает в контроллер 140 возвратно–поступательного потока, а затем из контроллера 140 возвратно–поступательного потока в приспособление 150 через трубку 142 или 144, в зависимости от установленного направления потока контроллера 140 потока.

В процессе очистки система 100 обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды в приспособлении 150. В некоторых вариантах осуществления контроллер 140 потока обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды. В других вариантах осуществления толчки захваченной текучей среды генерируются контроллером, расположенным в любой из трубок 122, 132, 142 или 144.

Один способ применения системы 100 для очистки зубов включает следующие стадии. На первой стадии пользователь размещает приспособление 150 в полости рта вокруг зубов и области десен. При использовании системы в соответствии с изобретением пользователь нажимает кнопку запуска, начиная процесс очистки. Процесс очистки протекает следующим образом:

1. Систему 100 приводят в действие для начала дозирования жидкости из резервуара 120 жидкости и газа из резервуара 130 газа к точке пересечения трубок 122 и 132, потом в контроллер 140 возвратно–поступательного потока, а затем в приспособление 150 через трубку 142 возвратно–поступательным образом. Поданную толчками захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен с первой стороны 152 приспособления 150. Захваченная текучая среда разделяется на газовую и жидкую фазы.

2. Жидкость возвращается в контроллер 140 возвратно–поступательного потока через трубку 144, поступает в насос 180 через трубку 182 и возвращается в резервуар 120 жидкости через трубку 184.

3. Затем контроллер 140 возвратно–поступательного потока приводят в действие для изменения потока текучей среды из трубки 142 к трубке 144. Поданную толчками захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен со второй стороны 154 приспособления 150.

4. Жидкость возвращается в контроллер 140 возвратно–поступательного потока через трубку 142, поступает в насос 180 через трубку 182 и возвращается в резервуар 120 жидкости через трубку 184.

5. Для возвратно–поступательного перемещения очищающей текучей среды стадии 1–4 повторяют по ходу использования толчков захваченной текучей среды для очистки зубов и области десен с первой стороны 152, а затем со второй стороны 154 приспособления 150 соответственно.

6. Описанный выше цикл возвратно–поступательного движения жидкости продолжается до истечения заданного времени очистки или до выполнения заданного числа циклов очистки.

В этом варианте осуществления жидкая часть захваченной текучей среды направляется через трубку 182 обратно в резервуар 120 жидкости для повторного использования в текущем или в будущем процессе очистки. В других вариантах осуществления насос 180 может направлять израсходованную жидкость для утилизации.

В некоторых вариантах осуществления захваченная текучая среда может подаваться из контроллера 140 возвратно–поступательного потока к первой стороне 152 приспособления 150 и одновременно втягиваться вакуумным насосом 180 со второй стороны 154 приспособления 150. При приведении в действие контроллера 140 возвратно–поступательного потока для изменения потока текучей среды из трубки 142 к трубке 144, захваченная текучая среда может подаваться из контроллера 140 возвратно–поступательного потока ко второй стороне 154 приспособления 150 и одновременно втягиваться вакуумным насосом 180 с первой стороны 152 приспособления 150.

Необходимо отметить, что хотя элемент 180 называется «вакуумным насосом», 180 также может использоваться для других устройств или способов создания перепада давления от контроллера 140 возвратно–поступательного потока к резервуару 120 жидкости. К ним относятся устройства, которые обеспечивают эффект Вентури или перепады температуры.

На ФИГ. 3 схематически изображен третий вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На фигуре показана система 200, компоненты которой включают в себя: резервуар 220 для подачи жидкости, резервуар 230 для подачи газа, контроллер 240 возвратно–поступательного потока, приспособление 250 и трубки 222, 232, 242 и 244 для доставки жидкости по системе.

Трубка 222 доставляет жидкость из резервуара 220 жидкости в контроллер 240 возвратно–поступательного потока. Трубка 232 доставляет газ из резервуара 230 газа в контроллер 240 возвратно–поступательного потока. Трубки 242 и 244 доставляют захваченную текучую среду из контроллера 240 возвратно–поступательного потока в приспособление 250. Трубка 242 доставляет текучую среду к первой стороне 252 приспособления 250, а трубка 244 доставляет текучую среду ко второй стороне 25 приспособления 250.

В данном варианте осуществления захваченная текучая среда образуется в контроллере 240 возвратно–поступательного потока. Резервуар 230 газа может находиться под достаточным давлением для доставки захваченной текучей среды в контроллер 240 возвратно–поступательного потока и далее в приспособление 250. В некоторых вариантах осуществления резервуар 220 жидкости может находиться под достаточным давлением, например гидростатическим давлением, для подачи жидкости в контроллер 240 возвратно–поступательного потока. В других вариантах осуществления между резервуаром 220 жидкости и контроллером 240 возвратно–поступательного потока может быть размещен насос.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда после ее контакта с зубами и поверхностью десен диспергируется в полости рта. В другом варианте осуществления жидкая часть захваченной текучей среды может быть направлена через трубки обратно в резервуар 220 для повторного использования в текущем или в будущем процессе очистки или направлена на утилизацию.

Жидкость в резервуаре 220 для подачи жидкости протекает через трубку 222 в контроллер 240 возвратно–поступательного потока. Газ в резервуаре 230 газа поступает через трубку 232 в контроллер 240 возвратно–поступательного потока. В трубке 222 и/или трубке 232 может находиться односторонний регулятор потока для предотвращения протекания жидкости под действием противодавления обратно в резервуар 220 или проникновения газа обратно в резервуар 230 соответственно.

После захвата захваченная текучая среда протекает в приспособление 250 через трубку 242 или 244, в зависимости от заданного направления потока в контроллере 240 потока.

В процессе очистки система 200 обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды в приспособлении 250. В некоторых вариантах осуществления контроллер 240 потока обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды. В других вариантах осуществления толчки захваченной текучей среды генерируются контроллером, расположенным в любой из трубок 222, 232, 242 или 244.

Один способ применения системы 200 для очистки зубов включает следующие стадии. На первой стадии пользователь размещает приспособление 250 в полости рта вокруг зубов и области десен. При использовании системы в соответствии с изобретением пользователь нажимает кнопку запуска, начиная процесс очистки. Процесс очистки протекает следующим образом:

1. Систему 200 приводят в действие для начала дозирования жидкости из резервуара 220 жидкости в контроллер 240 возвратно–поступательного потока через трубку 222 и газа из резервуара 230 газа в контроллер 240 возвратно–поступательного потока через трубку 232. Контроллер 240 возвратно–поступательного потока направляет текучую среду с захваченным газом к первой стороне 252 приспособления 250 через трубку 242. Поданную толчками захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен с первой стороны 252 приспособления 250. Захваченная текучая среда разделяется на газовую и жидкую фазы.

2. Затем контроллер 240 возвратно–поступательного потока приводят в действие для изменения потока текучей среды из трубки 242 к трубке 244. Поданную толчками захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен со второй стороны 254 приспособления 250. Захваченная текучая среда разделяется на газовую и жидкую фазы.

3. Для возвратно–поступательного перемещения очищающей текучей среды стадии 1 и 2 повторяют по ходу использования толчков захваченной текучей среды для очистки зубов и области десен с первой стороны 252, а затем со второй стороны 254 приспособления 250 соответственно.

4. Описанный выше цикл возвратно–поступательного движения жидкости продолжается до истечения заданного времени очистки или до выполнения заданного числа циклов очистки.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда после ее контакта с зубами и поверхностью десен диспергируется в полости рта. В другом варианте осуществления жидкая часть захваченной текучей среды может быть направлена через трубки обратно в резервуар 220 для повторного использования в текущем или в будущем процессе очистки или направлена на утилизацию.

На ФИГ. 4 схематически изображен четвертый вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На фигуре показана система 300, компоненты которой включают в себя: резервуар 320 для подачи жидкости, резервуар 330 для подачи газа, контроллер 340 возвратно–поступательного потока, приспособление 350 и трубки 322, 332, 342, 344, 346 и 348 для доставки текучей среды по системе.

Трубка 322 доставляет жидкость из резервуара 320 жидкости в контроллер 340 возвратно–поступательного потока. Трубка 332 доставляет газ из резервуара 330 газа в контроллер 340 возвратно–поступательного потока. Трубки 342 и 344 доставляют жидкость из контроллера 340 возвратно–поступательного потока в приспособление 350. Трубка 342 доставляет текучую среду к первой стороне 352 приспособления 350, а трубка 344 доставляет текучую среду ко второй стороне 35 приспособления 350. Трубки 346 и 348 доставляют газ из контроллера 340 возвратно–поступательного потока в приспособление 350. Трубка 346 доставляет газ к первой стороне 352 приспособления 350, а трубка 348 доставляет газ ко второй стороне 354 приспособления 350.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда образуется в приспособлении 350.Резервуар 330 газа может находиться под достаточным давлением для доставки захваченной текучей среды в приспособление 350. В некоторых вариантах осуществления резервуар 320 жидкости может находиться под достаточным давлением, например гидростатическим давлением, для подачи жидкости в приспособление 350. В других вариантах осуществления между резервуаром 320 жидкости и контроллером 340 возвратно–поступательного потока может быть размещен насос для доставки жидкости в приспособление 350.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда после ее контакта с зубами и поверхностью десен диспергируется в полости рта. В другом варианте осуществления жидкая часть захваченной текучей среды может быть направлена через трубки обратно в резервуар 320 для повторного использования в текущем или в будущем процессе очистки или направлена на утилизацию.

Жидкость в резервуаре 320 для подачи жидкости протекает через трубку 322 в контроллер 340 возвратно–поступательного потока. Газ в резервуаре 330 газа поступает через трубку 332 в контроллер 340 возвратно–поступательного потока. В трубке 322 и/или в трубке 332 может находиться односторонний регулятор потока для предотвращения протекания жидкости под действием противодавления обратно в резервуар 320 или проникновения газа обратно в резервуар 330 соответственно.

В процессе очистки система 300 обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды в приспособлении 350. В некоторых вариантах осуществления контроллер 340 потока обеспечивает серию толчков захваченной текучей среды. В других вариантах осуществления толчки захваченной текучей среды генерируются контроллером, расположенным в любой из трубок 322, 332, 342, 344, 346 и 348.

Один способ применения системы 300 для очистки зубов включает следующие стадии. На первой стадии пользователь размещает приспособление 350 в полости рта вокруг зубов и области десен. При использовании системы в соответствии с изобретением пользователь нажимает кнопку запуска, начиная процесс очистки. Процесс очистки протекает следующим образом:

1. Систему 300 приводят в действие для начала дозирования жидкости из резервуара 320 возвратно–поступательного потока жидкости в контроллер 340 через трубку 322 и газа из резервуара 330 возвратно–поступательного потока газа в контроллер 340 через трубку 332. Контроллер 340 возвратно–поступательного потока направляет жидкость к первой стороне 352 приспособления 342 через трубку 350 и газ к первой стороне 352 приспособления 350 через трубку 346. Захваченная текучая среда образуется в приспособлении 350. Толчки захваченной текучей среды используются для очистки зубов и области десен с первой стороны 352 приспособления 350. Захваченная текучая среда разделяется на газовую и жидкую фазы.

2. Впоследствии контроллер 340 возвратно–поступательного потока приводят в действие для изменения потока текучей среды из трубок 342 и 346 к трубкам 344 и 348. Контроллер 340 возвратно–поступательного потока направляет жидкость ко второй стороне 354 приспособления 344 через трубку 350 и газ ко второй стороне 354 приспособления 350 через трубку 348. Поданную толчками захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен со второй стороны 354 приспособления 350. Захваченная текучая среда разделяется на газовую и жидкую фазы.

3. Для возвратно–поступательного перемещения очищающей текучей среды стадии 1 и 2 повторяют по ходу использования толчков захваченной текучей среды для очистки зубов и области десен с первой стороны 352, а затем со второй стороны 354 приспособления 350 соответственно.

4. Описанный выше цикл возвратно–поступательного движения жидкости продолжается до истечения заданного времени очистки или до выполнения заданного числа циклов очистки.

В этом варианте осуществления захваченная текучая среда после ее контакта с зубами и поверхностью десен диспергируется в полости рта. В другом варианте осуществления жидкая часть захваченной текучей среды может быть направлена через трубки обратно в резервуар 320 для повторного использования в текущем или в будущем процессе очистки или направлена на утилизацию.

Как упоминалось в данном варианте осуществления, захваченная текучая среда образуется в приспособлении 350, в других вариантах осуществления трубка 342 может пересекаться с трубкой 346 перед приспособлением 350, образуя захваченную текучую среду перед приспособлением 350. Аналогичным образом трубка 344 может пересекаться с трубкой 348 перед приспособлением 350, образуя захваченную текучую среду перед приспособлением 350.

Каждый из представленных на ФИГ. 1, ФИГ. 2, ФИГ. 3 и ФИГ. 4 вариантов осуществления включает в себя контроллер возвратно–поступательного потока (позиции 40, 140, 240 и 340 на ФИГ. 1, ФИГ. 2, ФИГ. 3, ФИГ. 4 соответственно).

На 5a и 5b схематически изображен вариант осуществления контроллера 40 возвратно–поступательного потока, используемого в первом варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 5a, контроллер 40 возвратно–поступательного потока находится в первом положении, а на ФИГ. 5b контроллер 40 возвратно–поступательного потока находится во втором положении. В этом варианте осуществления контроллер 40 возвратно–поступательного потока выполнен в форме 1–линейного клапана 72. 1–линейный клапан представляет собой шаровой клапан, в котором используется полый, перфорированный и вращающийся шар с L–образным отверстием 74, проходящим через шар, для управления потоком через клапан. Он открыт при совмещении отверстия шарика с потоком и закрыт при отсутствии совмещения шарика с потоком. l–линейный клапан поворачивается на 90 градусов для соединения центрального порта с одним из боковых портов.

На ФИГ. 5a клапан 72 установлен таким образом, что захваченная текучая среда из трубки 22 проходит через отверстие 74 в трубку 42. Для возвратно–поступательного перемещения текучей среды в системе 10 клапан 72 поворачивается на 90 градусов (как показано ФИГ. 5b) таким образом, чтотекучая среда из трубки 22 проходит через отверстие 74 в трубку 44.

На ФИГ. 6a и 6b схематически изображен вариант осуществления контроллера 140 возвратно–поступательного потока, используемого во втором варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 6a, контроллер 140 возвратно–поступательного потока находится в первом положении, а на ФИГ. 6b контроллер 140 возвратно–поступательного потока находится во втором положении. В этом варианте осуществления контроллер 140 возвратно–поступательного потока выполнен в форме двух 1–линейных клапанов 172 и 176. Клапан 172 имеет L–образное отверстие 174, и клапан 176 имеет L–образное отверстие 178.

На ФИГ. 6a клапан 172 установлен таким образом, что захваченная текучая среда из трубки 132 проходит через отверстие 174 в трубку 142. Клапан 176 установлен таким образом, что жидкость, возвращающаяся со второй стороны 154 приспособления 150 потрубке 144, проходит через отверстие 178 в трубку 182. Для возвратно–поступательного перемещения текучей среды в системе 100 клапаны 172 и 176 поворачиваются на 90 градусов (как показано ФИГ. 6b) таким образом, что захваченная текучая среда из трубки 132 проходит через отверстие 174 в трубке 144, а жидкость, возвращающаяся со второй стороны 154 приспособления 150 черезтрубку 144, проходит через отверстие 178 в трубку 182.

На ФИГ. 7a и 7b схематически изображен вариант осуществления контроллера 240 возвратно–поступательного потока, используемого в третьем варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 7a, контроллер 240 возвратно–поступательного потока находится в первом положении, а на ФИГ. 7b контроллер 240 возвратно–поступательного потока находится во втором положении. В этом варианте осуществления контроллер 240 возвратно–поступательного потока выполнен в форме двух 1–линейных клапанов 272 и 276. Клапан 272 имеетL–образное отверстие 274, и клапан 276 имеетL–образное отверстие 278.

На ФИГ. 7a клапан 276 установлен таким образом, что газ из трубки 232 проходит через отверстие 278 в трубку 242. Клапан 272 установлен таким образом, что жидкость из трубки 222 проходит через отверстие 274 и пересекается с трубкой 242 в точке, в которой происходит захват. Как указано ранее, для удержания жидкости в потоке газа может использоваться эффект Вентури. В этом варианте осуществления трубка 242 сужается в одной точке, а затем снова расширяется. Трубка 222 для жидкости присоединена к суженному участку трубки 242, а жидкость в трубке 222 для жидкости втягивается и захватывается газом в трубке 242.

Для возвратно–поступательного перемещения текучей среды в системе 200 клапаны 272 и 276 поворачиваются на 90 градусов (как показано ФИГ. 7b) таким образом, чтогаз из трубки 232 проходит через отверстие 274 в трубку 244. Клапан 272 установлен таким образом, что жидкость из трубки 222 проходит через отверстие 274 и пересекается с трубкой 244 в точке, в которой происходит захват. Для удержания жидкости в потоке газа может использоваться эффект Вентури. В данном случае трубка 244 сужается в одной точке, а затем снова расширяется. Трубка 222 для жидкости присоединена к суженному участку трубки 244, а жидкость в трубке 222 для жидкости втягивается и захватывается газом в трубке 244.

На ФИГ. 8a и 8b схематически изображен вариант осуществления контроллера 340 возвратно–поступательного потока, используемого в четвертом варианте осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 8a, контроллер 340 возвратно–поступательного потока находится в первом положении, а на ФИГ. 8b контроллер 340 возвратно–поступательного потока находится во втором положении. В этом варианте осуществления контроллер 340 возвратно–поступательного потока выполнен в форме двух 1–линейных клапанов 372 и 376. Клапан 372 имеетL–образное отверстие 374, и клапан 376 имеетL–образное отверстие 378.

На ФИГ. 8a клапан 372 установлен таким образом, что жидкость из трубки 322 проходит через отверстие 374 в трубку 342. Клапан 376 установлен таким образом, что газ из трубки 322 проходит через отверстие 378 в трубку 346. Для возвратно–поступательного перемещения текучей среды в системе 300 клапаны 372 и 376 поворачиваются на 90 градусов (как показано ФИГ. 8b) таким образом, что жидкость из трубки 322 проходит через отверстие 374 в трубку 344. Клапан 376 установлен таким образом, что газ из трубки 332 проходит через отверстие 378 в трубку 348.

Как упоминалось ранее, приспособление (50, 150, 250 или 350) может быть выполнено в форме капы или мундштука. На ФИГ. 9–12 показан вариант осуществления капы 1200, в котором с текучей средой контактируют только верхние или нижние зубы и область десен пользователя. Следует понимать, что в других вариантах осуществления капа 1200 может быть выполнена таким образом, чтобы по существу одновременно контактировать с верхними и нижними зубами и областью десен пользователя, как показано в настоящего документа.

На ФИГ. 9 показан вид в перспективе спереди сверху капы 1200 для применения в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 10 показан вид сзади сверху варианта осуществления капы 1200, изображенной на ФИГ. 9, причем на ФИГ. 11 показан вид сзади снизу капы 1200, изображенной на ФИГ. 9. На фигурах показана капа 1200 с внешней передней стенкой 1212, внешней задней стенкой 1214, внутренней передней стенкой 1216 и внутренней задней стенкой 1218. Прорези 1232 для выпуска струи внутренней передней стенки размещены на внутренней передней стенке 1216, а прорези 1234 для выпуска струи внутренней задней стенки размещены на внутренней задней стенке 1218. Первый порт 1244 и второй порт 1242 попадают в капу 1200 через внешнюю переднюю стенку 1212.

Количество и расположение показанных на ФИГ. 9–12 прорезей 1232 для выпуска струи внутренней передней стенки и прорезей 1234 для выпуска струи внутренней задней стенки являются примерными и не ограничивают реализацию капы. Фактические число, форма и размер прорезей 1232 для выпуска струи внутренней передней стенки и прорезей 1234 для выпуска струи внутренней задней стенки влияют на очистку зубов и десен и могут быть выбраны или сконструированы так, чтобы направлять струи очищающей текучей среды в различных формах распыления. Показанные на ФИГ. 9–11 прорези 1232 для выпуска струи внутренней передней стенки и прорези 1234 для выпуска струи внутренней задней стенки представляют собой лишь один вариант осуществления прорезей для выпуска струи.

В других вариантах осуществления настоящего документа также могут присутствовать дополнительные прорези для выпуска струи, размещенные на внешней передней стенке 1212, внешней задней стенке 1214 или обеих стенках. Эти струи позволяют направлять захваченную текучую среду в полость рта, или на внутреннюю поверхность губ, или на язык, чтобы способствовать очистке или лечению этих областей во рту.

На ФИГ. 12 показан вертикальный вид в разрезе капы 1200, изображенной на ФИГ. 9. На фигурах показан первый распределитель 1246, определяемый как пространство, ограниченное внешней передней стенкой 1212 и внутренней передней стенкой 1216. Второй распределитель 1248 определяется как пространство, ограниченное внешней задней стенкой 1214 и внутренней задней стенкой 1218. Контактирующая с текучей средой камера (FCC) 1254 образована внутренней передней стенкой 1216, внутренней задней стенкой 1218 и внутренней стенкой 1250 основания.

В одном варианте осуществления процедуры очистки захваченная текучая среда поступает в первый распределитель 1246 через первый порт 1244 под давлением, а затем поступает в FCC 1254 через прорези 1232 для выпуска струи внутренней передней стенки. В этом варианте осуществления струи захваченной текучей среды сначала направляют на переднюю сторону зубов, десен и/или области десен. Затем направление потока жидкости в распределителях изменяется на обратное. Захваченная текучая среда поступает во второй распределитель 1248 через второй порт 1242 под давлением, а затем в FCC 1254 через прорези 1234 для подачи струи внутренней задней стенки. Во второй части этого варианта осуществления струи захваченной текучей среды направляют на заднюю сторону зубов, десен и/или области десен. Попеременное создание давления в течение нескольких циклов создает турбулентный, повторяющийся и обратимый поток, таким образом обеспечивая возвратно–поступательное перемещение захваченной текучей среды над поверхностями полости рта и вокруг них.

На ФИГ. 13 показан вид в перспективе сверху второго варианта осуществления средств для направления захваченной текучей среды на множество поверхностей в полости рта, например, капы 1100, используемых с устройствами в соответствии с настоящим изобретением. На ФИГ. 14 показан вид в перспективе снизу капы 1100, изображенной на ФИГ. 13. На фигурах показана капа 1100 с внешней передней стенкой 1112, внешней задней стенкой 1114, внутренней передней стенкой 1116, внутренней задней стенкой 1118 и мембраной основания, например прикусной пластиной 1156. Прорези 1132 для выпуска струи внутренней передней стенки размещены на внутренней передней стенке 1116, а прорези 1134 для выпуска струи внутренней задней стенки размещены на внутренней задней стенке 1118. Показанные на ФИГ. 13–14 прорези 1132 для выпуска струи внутренней передней стенки и прорези 1134 для выпуска струи внутренней задней стенки представляют собой лишь один вариант осуществления прорезей для выпуска струи. Первый порт 1142 и второй порт 1144 попадают в капу 1100 через внешнюю переднюю стенку 1112.

В других вариантах осуществления настоящего документа также могут присутствовать дополнительные прорези для выпуска струи, размещенные на внешней передней стенке 1112, внешней задней стенке 1114 или обеих стенках. Эти струи позволяют направлять захваченную текучую среду в полость рта, или на внутреннюю поверхность губ, или на язык, чтобы способствовать очистке или лечению этих областей во рту.

На ФИГ. 13 и 14 изображен вариант осуществления капы 1100, в котором верхние и нижние зубы и/или область десен пользователя по существу одновременно контактируют с текучей средой для достижения желаемого благоприятного эффекта. Следует понимать, что в других вариантах осуществления капа 1100 может быть выполнена таким образом, чтобы осуществлялась очистка и/или обработка только верхних или только нижних зубов и/или области десен пользователя.

Поданную толчками захваченную текучую среду используют для очистки зубов и области десен либо с первой стороны, либо со второй стороны приспособления (50, 150, 250 или 350). В настоящем документе описаны приспособления для применения в настоящем изобретении. На ФИГ. 15 представлен вид в поперечном сечении зуба млекопитающего в деснах полости рта. На фигуре показан зуб 400 с первой стороной 402 и второй стороной 404, а также десна 450 с первой стороной 452 и второй стороной 454. Край 425 десны находится в точке пересечения зуба 400 и десны 450.

На ФИГ. 16 представлен вид в поперечном сечении секции первого варианта осуществления приспособления 50, используемого в соответствии с настоящим изобретением. Приспособление 50 имеет первую сторону 52 и вторую сторону 54, первый распределитель 56 и второй распределитель 58 и первый жиклер 62 и второй жиклер 64. Трубки 42 и 44 перемещают подаваемую толчками захваченную текучую среду в приспособление 50. Трубки 42 перемещают текучую среду в первую сторону 52 приспособления 50, доставляя подаваемую толчками захваченную текучую среду в первый распределитель 56. Трубки 44 перемещают текучую среду во вторую сторону 54 приспособления 50, доставляя подаваемую толчками захваченную текучую среду во второй распределитель 58. Распределители 56, 58 доставляют подаваемую толчками захваченную текучую среду в жиклеры 62, 64 соответственно. Жиклер 62 доставляет подаваемую толчками захваченную текучую среду к первой стороне 402 зуба 400, и/или первой стороне 452 десны 450, и/или краю 425 десны. Жиклер 64 доставляет подаваемую толчками захваченную текучую среду ко второй стороне 404 зуба 400, и/или второй стороне 454 десны 450, и/или краю 425 десны. В некоторых вариантах осуществления предпочтительной является доставка подаваемой толчками захваченной текучей среды к краю 425 десны. Расстояние от сопла до поверхности зуба в некоторых вариантах осуществления составляет от около 0 мм (касается поверхности зуба) до около 10 мм или от около 1 мм до около 5 мм.

Следует отметить, что, хотя на ФИГ. 16 показано только по одному из жиклеров 62 и второго жиклера 64, в некоторых вариантах осуществления распределители 56, 58 могут доставлять подаваемую толчками захваченную текучую среду в множество жиклеров на первой стороне 52 и/или второй стороне 54 приспособления 50.

В процессе применения подаваемая толчками захваченная текучая среда будет совершать возвратно–поступательные движения из стороны в сторону приспособления 50. Таким образом, процедура очистки будет поочередно осуществляться у первой стороны 402 и у второй стороны 404 зуба 400, и/или у первой стороны 452 и у второй стороны 454 десны 450. В некоторых вариантах осуществления в процессе возвратно–поступательного движения, пока первый жиклер 62 доставляет подаваемую толчками захваченную текучую среду к первой стороне зуба или десны, второй жиклер 64 в это время удаляет с помощью вакуума жидкую фазу подаваемой толчками захваченной текучей среды со второй стороны зуба или десны. Впоследствии, пока второй жиклер 64 доставляет подаваемую толчками захваченную текучую среду ко второй стороне зуба или десны, первый жиклер 62 в это время удаляет с помощью вакуума жидкую фазу подаваемой толчками захваченной текучей среды с первой стороны зуба или десны.

Приведенное выше описание приспособления 50 также может использоваться для описания приспособлений 150, 250 или 350. Во всех этих вариантах осуществления захваченная текучая среда образуется перед попаданием текучей среды в приспособление. Во некоторых вариантах осуществления захваченная текучая среда образуется после попадания текучей среды в приспособление.

На ФИГ. 17 представлен вид в поперечном сечении секции второго варианта осуществления приспособления 550, используемого в соответствии с настоящим изобретением. Приспособление 550 имеет первую сторону 552 и вторую сторону 554, первый распределитель 556 и второй распределитель 558 и первый жиклер 562 и второй жиклер 564. Трубки 542 и 544 перемещают жидкость в приспособление 550. Трубки 542 перемещают жидкость в первую сторону 552 приспособления 550, доставляя жидкость, которая может подаваться толчками, в первый распределитель 556. Трубки 544 перемещают жидкость во вторую сторону 554 приспособления 550, доставляя жидкость, которая может подаваться толчками, во второй распределитель 558. Распределители 556, 558 доставляют жидкость в жиклеры 562, 564 соответственно. Жиклер 562 доставляет жидкость к первой стороне 402 зуба 400, и/или первой стороне 452 десны 450, и/или краю 425 десны. Жиклер 564 доставляет жидкость ко второй стороне 404 зуба 400, и/или второй стороне 454 десны 450, и/или краю 425 десны. В некоторых вариантах осуществления предпочтительной является доставка подаваемой толчками захваченной текучей среды к краю 425 десны.

Третий жиклер 526 доставляет подаваемый толчками газк первой стороне 402 зуба 400, и/или первой стороне 452 десны 450, и/или краю 425 десны. Толчки захваченной текучей среды создаются на пересечении потока газа из жиклера 526 и потока жидкости из жиклера 562. Аналогичным образом четвертый жиклер 528 доставляет подаваемый толчками газко второй стороне 404 зуба 400, и/или второй стороне 454 десны 450, и/или краю 425 десны. Толчки захваченной текучей среды создаются на пересечении потока газа из жиклера 528 и потока жидкости из жиклера 564.

Следует отметить, что, хотя на ФИГ. 17 показано только по одному из жиклеров 562 и второго жиклера 564, в некоторых вариантах осуществления распределители 556, 558 могут доставлять жидкость в множество жиклеров на первой стороне 552 и/или второй стороне 554 приспособления 550.

Следует также отметить, что третий жиклер 526 и четвертый жиклер 528, каждый из которых доставляет газ, предпочтительно направлены к подвергаемым очищению или лечению поверхностям.

В процессе применения подаваемая толчками захваченная текучая среда будет совершать возвратно–поступательные движения из стороны в сторону приспособления 550. Таким образом, процедура очистки будет поочередно осуществляться у первой стороны 402 и у второй стороны 404 зуба 400, и/или у первой стороны 452 и у второй стороны 454 десны 450. В некоторых вариантах осуществления в процессе возвратно–поступательного движения, пока первый жиклер 562 доставляет жидкость к первой стороне зуба или десны, второй жиклер 564 в это время удаляет с помощью вакуума жидкую фазу подаваемой толчками захваченной текучей среды со второй стороны зуба или десны. Впоследствии, пока второй жиклер 564 доставляет жидкость ко второй стороне зуба или десны, первый жиклер 562 в это время удаляет с помощью вакуума жидкую фазу подаваемой толчками захваченной текучей среды с первой стороны зуба или десны.

На ФИГ. 18 представлен вид в поперечном сечении секции третьего варианта осуществления приспособления 650, используемого в соответствии с настоящим изобретением. Приспособление 650 имеет первую сторону 652 и вторую сторону 654, первый распределитель 656 и второй распределитель 658 и первый жиклер 662 и второй жиклер 664. Трубки 642 и 644 перемещают газ в приспособление 650. Трубки 642 перемещают газ в первую сторону 652 приспособления 650, доставляя подаваемый толчками газ в первый распределитель 656. Трубки 644 перемещают газ во вторую сторону 654 приспособления 650, доставляя подаваемый толчками газ во второй распределитель 658. Распределители 656, 658 доставляют газ в жиклеры 662, 664 соответственно. Жиклер 662 доставляет газ к первой стороне 402 зуба 400, и/или первой стороне 452 десны 450, и/или краю 425 десны. Жиклер 664 доставляет газ ко второй стороне 404 зуба 400, и/или второй стороне 454 десны 450, и/или краю 425 десны. В некоторых вариантах осуществления предпочтительной является доставка подаваемой толчками захваченной текучей среды к краю 425 десны.

Трубка 626 доставляет жидкость или подаваемую толчками жидкость к первой стороне 402 зуба 400, и/или первой стороне 452 десны 450, и/или краю 425 десны. Толчки захваченной текучей среды создаются на пересечении потока жидкости из трубки 626 и потока газа из жиклера 662. Аналогичным образом трубка 628 доставляет жидкость или подаваемую толчками жидкость ко второй стороне 404 зуба 400, и/или второй стороне 454 десны 450, и/или краю 425 десны. Толчки захваченной текучей среды создаются на пересечении потока жидкости из трубки 628 и потока газа из жиклера 664.

Следует отметить, что, хотя на ФИГ. 18 показано только по одному из первого жиклера 662 и второго жиклера 664, в некоторых вариантах осуществления распределители 656, 658 могут доставлять подаваемую толчками захваченную текучую среду в множество жиклеров на первой стороне 652 и/или второй стороне 654 приспособления 650.

Следует отметить, что, хотя на ФИГ. 18 показана трубка 626, доставляющая жидкость к области между первым жиклером 662 и зубом 400, в некоторых вариантах осуществления трубка 626 может доставлять жидкость к распределителю 656. Аналогичным образом трубка 628 может доставлять жидкость в распределитель 658. В этих вариантах осуществления захваченная текучая среда создается в распределителях 656 и 658. Впоследствии подаваемая толчками захваченная текучая среда доставляется к зубу 400 через жиклеры 662 и 664.

В процессе применения подаваемая толчками захваченная текучая среда будет совершать возвратно–поступательные движения из стороны в сторону приспособления 650. Таким образом, процедура очистки будет поочередно осуществляться у первой стороны 402 и у второй стороны 404 зуба 400, и/или у первой стороны 452 и у второй стороны 454 десны 450. В некоторых вариантах осуществления в процессе возвратно–поступательного движения, пока трубка 626 доставляет жидкость к первой стороне зуба или десны, трубка 628 в это время удаляет с помощью вакуума жидкую фазу подаваемой толчками захваченной текучей среды со второй стороны зуба или десны. Впоследствии, пока трубка 628 доставляет жидкость ко второй стороне зуба или десны, трубка 626 в это время удаляет с помощью вакуума жидкую фазу подаваемой толчками захваченной текучей среды с первой стороны зуба или десны.

Параметры подачи текучей среды толчками

Как отмечалось выше, в некоторых вариантах осуществления система или устройство настоящего изобретения выполнены с возможностью подачи толчками одной текучей среды (газ/жидкость) в другую (жидкость/газ) с образованием захваченной текучей среды, которая направляется по меньшей мере в одно сопло. В таких вариантах осуществления заявители распознали, что можно применять любой из множества параметров подачи толчками. В некоторых вариантах осуществления частота толчков газа, измеренная графически («частота толчков газа»), при объединении с толчками жидкости/текучей среды составляет от около 0,1 Гц до около 25 Гц, включая от около 0,25 Гц до около 5 Гц, включая около 1 Гц. В некоторых вариантах осуществления частота толчков жидкости или содержащей жидкость текучей среды, измеренная графически («частота толчков текучей среды»), при объединении с толчками газа составляет от около 0 Гц до около 50 Гц, включая от около 5 Гц до около 30 Гц, включая около 25 Гц. Хотя в соответствии с настоящим изобретением можно использовать любые приемлемые значения частоты толчков текучей среды и газа, заявители обнаружили, что в определенных предпочтительных вариантах осуществления лучшие преимущества могут быть достигнуты при использовании отношения частоты толчков текучей среды к частоте толчков газа от более 0 до около 50, включая от более 0 до около 25, от более 0 до около 15, или от более 0 до около 10.

Можно применять любые из множества других параметров системы. В некоторых вариантах осуществления газ подается из источника при давлении распределителя газа от около 1 до около 100 фунтов/кв. дюйм, включая от около 5 до около 35 фунтов/кв. дюйм, включая от около 5 до около 20 фунтов/кв. дюйм, включая от около 10 до около 15 фунтов/кв. дюйм, включая около 10 фунтов/кв. дюйм. В некоторых вариантах осуществления длительность толчка газа составляет от около 0,100 мс до около 500 мс, включая от около 5 мс до около 100 мс, включая около 30 мс. В некоторых вариантах осуществления система обеспечивает толчок текучей среды от около 0,0001 мл до около 1 мл на один толчок и одно сопло, включая от около 0,001 до около 0,10 мл на один толчок и одно сопло.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Система 10, которая подверглась тестированию и представлена на ФИГ. 1, состоит из резервуара 20 для подачи текучей среды (модель B501, Alloy Products Corp., г. Уокешо, штат Висконсин), соединенного трубкой 22 с изготовленным под заказ программируемым контроллером 40 возвратно–поступательного потока, выполненным с возможностью пульсирующей и возвратно–поступательной подачи текучей среды, жидкости или газа с частотами 0–25 Гц с программируемыми коэффициентами заполнения 0–100%. Контроллер также позволял программировать общее время обработки, количество времени/число толчков перед возвратно–поступательным движением и число возвратно–поступательных движений. Контроллер 40 потока доставлял текучую среду в приспособление 50 через трубки 44 и/или 42 в стороны 54 и/или 52 приспособления соответственно. Приспособление 50 для целей тестирования было выполнено с возможностью обеспечения серии из двадцати сопел диаметром 500 мкм каждое на каждой стороне приспособления. Сопла были равномерно распределены прямолинейным узором так, что сопла находились на расстоянии друг от друга в вертикальном и горизонтальном направлениях, равном 1500 мкм, от центра до центра. В ходе тестирования выход сопла был размещен в фиксированном положении так, что внутреннее сопло воздействовало на мишень относительно перпендикулярно и по центру обрабатываемого или очищаемого субстрата. Внутренние сопла 62 и 64 показаны на ФИГ. 16. Фиксированное расстояние от выходов сопла и покрытого биопленкой субстрата составляло 3000 +/–500 мкм. Давление подавали в резервуар для подачи текучей среды из резервуара с азотом под давлением (гидростатическим давлением), установленным в баке на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после бака, но перед резервуаром 20 для подачи текучей среды с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк).Это входное давление применяли для придания энергии текучей среде внутри резервуара для подачи текучей среды и проталкивания ее через систему. Оборудование и ПО для получения и анализа данных использовали для измерения и регистрации фактических параметров во время каждого теста, в котором используются датчики давления. Программное обеспечение графически отображало выходные данные давления в зависимости от времени, чтобы в каждом тесте можно было рассчитать давление, частоту толчков, продолжительность толчков/коэффициент заполнения, частоту возвратно–поступательного движения и общую продолжительность обработки. Эту информацию сохраняли в графической форме для анализа после сеанса (графики зависимости давления от времени). Данные собирали с разрешением по меньшей мере 1 кГц (т. е. одна точка «давления в зависимости от времени») каждую миллисекунду и представляли и фиксировали на графике давления для каждого сеанса/теста. Использованное оборудование состояло из датчиков давления (модель MLH050PGB06A, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси). Датчики были расположены в трубках 44 и 42 с использованием самофиксирующихся тройников с внутренним диаметром ¼ дюйма и размещены в пределах 3 дюймов от каждой из сторон приспособления, 54 и 52. Преобразователи давления вставляли в National Instruments DAQ (модель USB–6343, National Instruments, г. Остин, штат Техас), который впоследствии подключали с помощью соединения USB–3.0 к коммерческому портативному компьютеру с установленным ПО National Instruments Labview, и настраивали программу для фиксации и отображения данных. Толчок захваченной текучей среды (AEFP) происходит при заполнении резервуара для подачи текучей среды жидкостью до уровня, позволяющего осуществить AEFP, т. е. когда газ и жидкость одновременно смешиваются и удаляются из резервуара и поступают в контроллер потока, как правило, это < 200 мл жидкости. Примечание. Все «трубки», описанные выше, имеют внутренний диаметр 1/4 дюйма и длину 12–18 дюйма и рассчитаны на номинальное давление как минимум 150 фунтов/кв. дюйм. В трубки 22, 44 и 42 необязательно помещали одноходовые клапаны с давлением растрескивания менее 2 фунтов/кв. дюйм для предотвращения обратного потока.

Контроллер потока также имеет второй необязательный вход/выход (не показан), который использовали в этих экспериментах для обеспечения отрицательного дифференциального давления с помощью вакуумного насоса (не показан) в стороне/соплах приспособления, противоположных доставке AEFP. Это отрицательное давление создавалось с помощью перистальтического насоса (модель 74203–47, Cole Parmer, г. Вернон Хилс, штат Иллинойс) для всех экспериментов, в которых использовали отрицательное давление. Собранную текучую среду удаляли и не использовали повторно.

Для создания контролируемого полного толчка текучей среды для обеспечения возможности управления давлением, частотой толчков, продолжительностью толчков, скоростью толчков и возвратно–поступательным движением текучей среды в резервуаре 20 для подачи текучей среды был проведен ряд испытаний с использованием жидкости под давлением (деионизированная H2O). На стороне сопел аппликатора, не принимающих толчок, создавали вакуум для предотвращения накопления текучей среды в образце. Ниже указаны условия, использованные для эксперимента:

(Примечание. Звено возвратно–поступательного движения определяется как количество времени, в течение которого текучая среда подается толчками в одном направлении, деленное на число направлений. Таким образом, 15 с x 2 означает, что звено подавалось толчками в течение 15 секунд в первом направлении, а затем в течение 15 секунд во втором направлении в течение всего 30 секунд обработки.)

Биопленки выращивали in vivo в течение 7 дней на 3 мм пластинках человеческой эмали, прикрепленных к зубному протезу со стороны щеки у человеческих индивидов. Это было сделано для достижения репрезентативных параметров человеческой биопленки, характерных для зубов человека, со значительной адгезионной и когезионной прочностью биопленки. Через 7 дней выращивания пластинки эмали с биопленкой удаляли и помещали в испытательную оправку в форме зуба, представляющую форму окружающих зубов. В данном примере использовали семь пластинок эмали.

Для окрашивания биопленки использовали красный краситель REVEAL 100–7940 (Henry Schein, Inc., г. Мелвилл, штат Нью–Йорк) после выполнения предписанной процедуры окрашивания красным красителем как до, так и после обработки. Уменьшение толщины биопленки после обработки, также называемое объемным удалением, можно определить по снижению интенсивности сигнала красного красителя по сравнению с предварительно обработанной окрашенной пробой. Этот тип уменьшения, определяемый по остаточной интенсивности красителя на образце, может варьироваться от светлого–розового, что указывает на значительное снижение толщины биопленки, до ярко–красного, что отражает небольшое снижение толщины биопленки или его отсутствие. Наблюдаемое объемное удаление происходит из–за нарушения когезии в пределах биопленки, но при этом сохраняется прикрепление к поверхности образца, или «образование лунки», при котором зубной налет выталкивается наружу из обрабатываемой области, представленной образованием в виде кратера в пределах образца. Нарушение адгезии, также называемое бинарным удалением, может быть определено по отсутствию красителя на образце после окраски, что приводит к преимущественно белым/бледно–серым видимым областям на образце.

Оценку очистки выполняли на основе шкалы «от худшей до лучшей». Термин «худшая» означал отсутствие бинарного удаления биопленки и лишь незначительное объемное удаление. Термин «лучшая» означал полное бинарное удаление из образца. Между категориями «худшая» и «лучшая» находились оценки «удовлетворительная», «хорошая» и «очень хорошая». Все категории присваивали на основании визуальной оценки как объемного, так и бинарного удаления.

Оценками визуальной очистки семи пластинок, использованных в этом тесте, были либо «худшая», либо «удовлетворительная».

Проводили другое испытание с использованием жидкости под давлением (деионизированная H2O) в резервуаре 20 для подачи текучей среды для создания контролируемого полного толчка текучей среды для обеспечения возможности управления давлением, частотой толчков, продолжительностью толчков, скоростью толчков и возвратно–поступательным движением текучей среды. На стороне сопел аппликатора, не принимающих толчок, создавали вакуум. Ниже указаны условия, использованные для эксперимента:

(Примечание. Звено возвратно–поступательного движения определяется как количество времени, в течение которого текучая среда подается толчками в одном направлении, деленное на число направлений. Таким образом, 5 с x 4 означает, что звено подавалось толчками в течение 5 секунд в первом направлении, а затем в течение 5 секунд во втором направлении, затем повторялось первая и вторая подачи толчками в течение всего 20 секунд обработки.)

In vitro биопленки, 48–часовые S–мутанты, выращивали на 5 мм металлокерамическом эмалеподобном гидроксиапатитовом (HA) диске, а затем помещали в испытательную оправку в форме зуба для создания репрезентативной геометрии полости рта, окружающей образец.

Точно так же для окрашивания биопленки использовали красный краситель REVEAL 100–7940 (Henry Schein, Inc., г. Мелвилл, штат Нью–Йорк) после выполнения предписанной процедуры окрашивания красным красителем как до, так и после обработки, а оценку очистки выполняли на основе шкалы «от худшей до лучшей», как описано выше.

Оценкой визуальной очистки пластинки, использованной в этом тесте, была «удовлетворительная». В этом тесте гидростатическое давление текучей среды увеличилось на 50% по сравнению с состоянием процесса в первом тесте (с 36 фунтов/кв. дюйм до 55 фунтов/кв. дюйм), в результате чего расчетная средняя скорость толчка в два раза (21 м/с и 10 м/с) превышала таковую в предыдущем тесте. Небольшое снижение адгезии наблюдали в области прямого воздействия струй.

Наконец, в резервуаре 20 для подачи текучей среды было проведено отрицательно контрольное испытание с газом под давлением (азот) для создания управляемого толчка газа для обеспечения возможности управления давлением, частотой толчков, продолжительностью толчков и длительностью обработки. На стороне сопел аппликатора, не принимающих толчок, создавали вакуум. Ниже указаны условия, использованные для эксперимента:

(Примечание: измеренное давление в распределителе приспособления регистрировали так, чтобы вначале оно составляло 28 фунтов/кв. дюйм, впоследствии постепенно уменьшалось из–за изменения в системе времени восстановления давления до 14 фунтов/кв. дюйм по истечении 10 секунд.)

In vitro биопленки, 48–часовые S–мутанты, выращивали на 5 мм металлокерамическом эмалеподобном гидроксиапатитовом (HA) диске, а затем помещали в испытательную оправку в форме зуба для создания репрезентативной геометрии полости рта, окружающей образец.

Для окрашивания биопленки снова использовали красный краситель REVEAL 100–7940 (Henry Schein, Inc., г. Мелвилл, штат Нью–Йорк) после выполнения предписанной процедуры окрашивания красным красителем как до, так и после обработки, а оценку очистки выполняли на основе шкалы «от худшей до лучшей», как описано выше.

Оценкой визуальной очистки пластинки, использованной в этом тесте, была «худшая». Это указывает на то, что только газа, даже при высоком давлении, был недостаточно для значимого разрушения и удаления биопленки.

Пример 2

Система 100, которая подверглась тестированию и представлена на ФИГ. 2, состоит из резервуара 120 для подачи жидкости (модель B501, Alloy Products Corp., г. Уокешо, штат Висконсин) и резервуара 130 для подачи газа. Резервуар 120 жидкости обеспечивает подачу жидкости в трубку 122, а резервуар 130 газа обеспечивает подачу газа в трубку 132, которые объединяются на пересечении трубок 122 и 132 с образованием захваченной текучей среды. Впоследствии текучая среда (объединенные жидкость и газ) проходит через трубку 132 к первому впускному отверстию специализированного программируемого контроллера 140 возвратно–поступательного потока, выполненного с возможностью как импульсной, так и возвратно–поступательной подачи текучей среды с частотой 0–25 Гц с программируемыми коэффициентами заполнения 0–100%. Контроллер также позволял программировать общее время обработки, количество времени/число толчков перед возвратно–поступательным движением и число возвратно–поступательных движений. Контроллер потока также имеет второй необязательный вход/выход через трубку 146, который для этих экспериментов использовали для отрицательного дифференциального давления (по сравнению с положительным давлением, подаваемым через впускную трубку 122 посредством вакуумного насоса 180). Это отрицательное давление создавалось с помощью перистальтического насоса (модель 74203–47, Cole Parmer, г. Вернон Хилс, штат Иллинойс) для всех экспериментов, в которых использовали отрицательное давление. Контроллер 140 потока доставляет текучую среду в приспособление 150 через трубки 144 или 142 и из приспособления 150 через трубки 144 или 142. По существу это четырехходовой клапан, в котором впускное отверстие контроллера 140 текучей среды с трубкой 122 соединено по текучей среде с выпускным отверстием с трубкой 142, когда выпускная трубка 182 соединена по текучей среде с трубкой 144. Или в котором впускное отверстие контроллера 140 текучей среды с трубкой 122 соединено по текучей среде с трубкой 144, когда выпускная трубка 182 соединена по текучей среде с трубкой 142. По большей части жидкость будет втягиваться назад через трубку 182 через насос/источник вакуума 180, через трубку 184, в которой она может быть собрана в отдельный резервуар или удалена (не показано) или захвачена обратно в резервуар 120 жидкости, как показано.

Приспособление 150 для целей тестирования было выполнено с возможностью обеспечения серии из двадцати сопел диаметром 500 мкм каждое на каждой стороне приспособления. Сопла были равномерно распределены прямолинейным узором так, что сопла находились на расстоянии друг от друга в вертикальном и горизонтальном направлениях, равном 1500 мкм, от центра до центра. В ходе тестирования выход сопла был размещен в фиксированном положении так, что внутреннее сопло воздействовало на мишень относительно перпендикулярно и по центру обрабатываемого или очищаемого субстрата. Фиксированное расстояние от выходов сопла и покрытого биопленкой субстрата составляло 3000 +/–500 мкм. Положительное давление подавали в резервуар для подачи жидкости из резервуара 120 с азотом под давлением (гидростатическим давлением), установленным в баке на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после бака, но перед резервуаром 120, для подачи текучей среды с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк).Это входное давление применяли для придания энергии жидкости внутри резервуара для подачи текучей среды и проталкивания ее через трубку 122. Давление в резервуаре 130 газа обеспечивали с помощью воздушного бака, установленного на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после воздушного бака, но перед резервуаром 130 газа с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк).Это входное давление применяли для придания энергии газу внутри резервуара для подачи газа и перемещения его через трубку 132, а затем объединяли его в трубке 132 с жидкостью из трубки 122 с образованием текучей среды с захваченным воздухом. Затем ее вводили под положительным давлением в контроллер 140 потока. Расход жидкости с захваченным воздухом контролировали путем регулирования гидростатического давления газа с помощью указанного регулятора и необязательно дополнительно контролировали с помощью отверстий для механического регулирования скорости потока (не показаны) в трубке 122. Расход газа контролировали с помощью регулятора газа.

Оборудование и ПО для получения и анализа данных использовали для измерения и регистрации фактических параметров во время каждого теста, в котором используются датчики давления. Программное обеспечение графически отображало выходные данные давления в зависимости от времени, чтобы в каждом тесте можно было рассчитать давление, частоту толчков, продолжительность толчков/коэффициент заполнения, частоту возвратно–поступательного движения и общую продолжительность обработки. Эту информацию сохраняли в графической форме для анализа после сеанса (графики зависимости давления от времени). Данные собирали с частотой получения выборки по меньшей мере 1 кГц (т. е. одна точка «давления в зависимости от времени») каждую миллисекунду и представляли и фиксировали на графике давления для каждого сеанса/теста. Использованное оборудование состояло из датчиков давления (модель MLH050PGB06A, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси). Датчики были расположены в трубках 144 и 142 с использованием самофиксирующихся тройников с внутренним диаметром ¼ дюйма и размещены в пределах 3 дюймов от каждой из сторон приспособления, 154 и 152. Данные с преобразователей давления собирали с помощью National Instruments DAQ (модель USB–6343, National Instruments, г. Остин, штат Техас), который впоследствии подключали посредством соединения USB–3.0 к коммерческому портативному компьютеру с установленным ПО National Instruments Labview, и настраивали программу для фиксации и отображения данных. Примечание. Все «трубки», описанные выше, имеют внутренний диаметр 1/4 дюйма и длину 12–18 дюймов и рассчитаны на минимальное давление 150 фунтов/кв. дюйм.

В трубки 122 и 132 необязательно помещали одноходовые клапаны с давлением растрескивания около 1 фунта/кв. дюйм для предотвращения обратного потока.

Пример 3

Система 200, которая подверглась тестированию и представлена на ФИГ. 3, состоит из резервуара 220 для подачи жидкости (модель B501, Alloy Products Corp., г. Уокешо, штат Висконсин), резервуара 230 для подачи газа (бак со сжатым воздухом), специализированного контроллера 240 возвратно–поступательного потока и специализированного приспособления 250. Контроллер возвратно–поступательного потока текучей среды состоял как из изготовленных под заказ, так и коммерчески доступных компонентов, позволяющих программировать как толчки, так и направление (возвратно–поступательное движение) потока как для толчков газа, так и для толчков жидкости, а также обеспечивающих возможность синхронного или асинхронного функционирования между толчком газа и толчком текучей среды. Это достигается путем запуска толчка жидкости в начале толчка газа (NI DAQ, модель USB–6363, National Instruments, г. Остин, штат Техас) с подсоединенными датчиками давления (модель MLH050PGB06A, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси).Продолжительность, частоту и направление толчков жидкости контролировали с помощью специализированной программы Labview, приводящей в действие соответствующий электромагнитный клапан (модель 71215SN2MN00N0C111P3, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси),для контроля направления и времени толчков относительно толчков газа. Продолжительность, частоту и направление толчков газа контролировали посредством специализированного вращательного клапана, который запрограммировали и контролировали с помощью программного обеспечения Maxon EPOS. При проведении экспериментов жидкость подавали толчками или захватывали подаваемым толчками газом ниже по потоку от элемента управления толчками газа, создавая толчок текучей среды с захваченным воздухом (AEFP). AEFP проходит через трубки 244 и/или 242 в зависимости от запрограммированного направления потока и в приспособление 250. Следует отметить, что в другом варианте осуществления жидкостные и газовые программируемые контроллеры, представляющие контроллер 240 возвратно–поступательной подачи текучей среды, могут быть установлены в обратном направлении. В варианте осуществления с установкой в обратном направлении газ подается через регулируемую электромагнитным реле/LabVIEW секцию контроллера 240 возвратно–поступательной подачи жидкости, и жидкость подавали через специализированный вращательный клапан.

Контроллер возвратно–поступательного потока текучей среды способен подавать толчками как жидкость, так и газ с частотами от 0 до 25 Гц с программируемыми коэффициентами заполнения 0–100% как для газа, так и для жидкости. Контроллер также позволял программировать общее время обработки, количество времени/число толчков перед возвратно–поступательным движением и число возвратно–поступательных движений. Контроллер потока также имеет второй необязательной вход/выход (не показан), который предназначен для данных экспериментов и соединен с вакуумным насосом (не показан) для создания отрицательного дифференциального давления. Это отрицательное давление создавалось с помощью перистальтического насоса (модель 74203–47, Cole Parmer, г. Вернон Хилс, штат Иллинойс) для всех экспериментов, в которых использовали отрицательное давление. Собранную текучую среду удаляли и не использовали повторно.

Приспособление 250 для целей тестирования было выполнено с возможностью обеспечения серии из двадцати сопел диаметром 500 мкм каждое на каждой стороне приспособления. Сопла были равномерно распределены прямолинейным узором так, что сопла находились на расстоянии друг от друга в вертикальном и горизонтальном направлениях, равном 1500 мкм, от центра до центра. В ходе тестирования выход сопла был размещен в фиксированном положении так, что внутреннее сопло воздействовало на мишень относительно перпендикулярно и по центру обрабатываемого или очищаемого субстрата. Фиксированное расстояние от выходов сопла и покрытого биопленкой субстрата составляло 3000 +/–500 мкм. Положительное давление подавали в резервуар 220 для подачи жидкости из резервуара с азотом под давлением (гидростатическим давлением), установленным в баке на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после бака, но перед резервуаром 220, для подачи текучей среды с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк). Это входное давление применяли для придания энергии жидкости внутри резервуара для подачи текучей среды и проталкивания ее через трубку 222. Давление в резервуаре 230 газа обеспечивали с помощью воздушного бака, установленного на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после воздушного бака, но перед резервуаром 230 газа с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк).Это входное давление применяли для придания энергии газу внутри резервуара для подачи газа и проталкивания его через трубку 232 в контроллер текучей среды. Жидкость под давлением подается из резервуара 220 для подачи жидкости по трубке 222 в контроллер текучей среды. Жидкость и газ управляются с помощью соответствующих систем управления, а затем объединяются для создания AEFP. Расход жидкости с захваченным воздухом контролировали путем регулирования гидростатического давления газа с помощью указанного регулятора и необязательно дополнительно контролировали с помощью отверстий для механического регулирования скорости потока непосредственно перед захватом в газ с образованием текучей среды с захваченным воздухом. Расход газа контролировали с помощью регулятора газа.

Снабженная энергией текучая среда, подаваемая толчками, протекает через трубки 242 и/или 244 в приспособление. Оборудование и ПО для получения и анализа данных использовали для измерения и регистрации фактических параметров во время каждого теста, в котором используются датчики давления. Программное обеспечение графически отображало выходные данные давления в зависимости от времени, чтобы в каждом тесте можно было рассчитать давление, частоту толчков, продолжительность толчков/коэффициент заполнения, частоту возвратно–поступательного движения и общую продолжительность обработки. Эту информацию сохраняли в графической форме для анализа после сеанса (графики зависимости давления от времени). Данные собирали с частотой получения выборки по меньшей мере 1 кГц (т. е. одна точка «давления в зависимости от времени») каждую миллисекунду и представляли и фиксировали на графике давления для каждого сеанса/теста. Использованное оборудование состояло из датчиков давления (модель MLH050PGB06A, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси). Датчики были расположены в трубках 244 и 242 с использованием самофиксирующихся тройников с внутренним диаметром ¼ дюйма и размещены в пределах 3 дюймов от каждой из сторон приспособления, 254 и 252. Данные с преобразователей давления собирали с помощью National Instruments DAQ (модель USB–6363, National Instruments, г. Остин, штат Техас), который впоследствии подключали посредством соединения USB–3.0 к коммерческому портативному компьютеру с установленным ПО National Instruments Labview, и настраивали программу для фиксации и отображения данных. Примечание. Все «трубки», описанные выше, имеют внутренний диаметр 1/4 дюйма и длину 12–18 дюймов и рассчитаны на минимальное давление 150 фунтов/кв. дюйм.

В трубки 252 и 244 необязательно помещали одноходовые клапаны с давлением растрескивания около 1 фунта/кв. дюйм для предотвращения обратного потока. Отрицательное давление прикладывали к стороне 252 или 254 приспособления 250, которая не получила толчка AEFP.

Проводили ряд испытаний с жидкостью (деионизированная H2O) в резервуаре 220 для подачи текучей среды и в резервуаре 230 для подачи газообразного азота для создания контролируемого толчка захваченной текучей среды (AEFP), позволяющего контролировать скорость захвата текучей среды, давление толчка газа, частоту толчков, продолжительность толчков и возвратно–поступательное движение текучей среды. На стороне сопел аппликатора, не принимающих толчок, создавали вакуум для предотвращения накопления текучей среды в образце. Ниже указаны условия, использованные для эксперимента:

(Примечание. Скорость измеряли после тестирования посредством отслеживания пикселей с использованием высокоскоростного видеомикроскопа (HSVM).

В процессе работы 160 мл жидкости было захвачено с постоянной скоростью в течение первых 8 секунд работы в каждом направлении. В течение оставшихся 7 секунд в каждом направлении главным образом толчками подавали только газ.

Биопленки выращивали in vivo в течение 7 дней на 3 мм пластинках человеческой эмали, прикрепленных к зубному протезу со стороны щеки у человеческих индивидов. Это было сделано для достижения репрезентативных параметров человеческой биопленки, характерных для зубов человека, со значительной адгезионной и когезионной прочностью биопленки. Через 7 дней выращивания пластинки эмали с биопленкой удаляли и помещали в испытательную оправку в форме зуба, представляющую форму окружающих зубов. В данном примере использовали двенадцать пластинок эмали.

Для окрашивания биопленки использовали красный краситель REVEAL 100–7940 (Henry Schein, Inc., г. Мелвилл, штат Нью–Йорк) после выполнения предписанной процедуры окрашивания красным красителем как до, так и после обработки. Уменьшение толщины биопленки после обработки, также называемое объемным удалением, можно определить по снижению интенсивности сигнала красного красителя по сравнению с предварительно обработанной окрашенной пробой. Этот тип уменьшения, определяемый по остаточной интенсивности красителя на образце, может варьироваться от светлого–розового, что указывает на значительное снижение толщины биопленки, до ярко–красного, что отражает небольшое снижение толщины биопленки или его отсутствие. Наблюдаемое объемное удаление происходит из–за нарушения когезии в пределах биопленки, но при этом сохраняется прикрепление к поверхности образца, или «образование лунки», при котором зубной налет выталкивается наружу из обрабатываемой области, представленной образованием в виде кратера в пределах образца. Нарушение адгезии, также называемое бинарным удалением, может быть определено по отсутствию красителя на образце после окраски, что приводит к преимущественно белым/бледно–серым видимым областям на образце.

Оценку очистки выполняли на основе шкалы «от худшей до лучшей». Термин «худшая» означал отсутствие бинарного удаления биопленки и лишь незначительное объемное удаление. Термин «лучшая» означал полное бинарное удаление из образца. Между категориями «худшая» и «лучшая» находились оценки «удовлетворительная», «хорошая» и «очень хорошая». Все категории присваивали на основании визуальной оценки как объемного, так и бинарного удаления.

Оценками визуальной очистки двенадцати пластинок, использованных в этом тесте, были «хорошая/очень хорошая». В данном тесте при добавлении входящих толчков газа и захвате жидкости с постоянной скоростью входное давление газа и гидростатическое давление жидкости снижались более чем на две трети по сравнению с условиями процесса, описанными в примере 1 (с 55/36 фунтов/кв. дюйм до 10 фунтов/кв. дюйм), с измеренными пиковыми скоростями частиц жидкости в диапазоне 10 +/– 2 м/с. Результаты разрушения и удаления биопленок, выращенных in situ, были существенно лучше по сравнению с двумя тестами из примера 1.

Проводили ряд испытаний с жидким составом (деионизированная H20 с 10% кремнеземом Tixosil 63: диоксид кремния, SiO₂) в резервуаре 220 для подачи текучей среды и в резервуаре 230 для подачи газообразного азота для создания контролируемого толчка захваченной текучей среды (AEFP), позволяющего контролировать скорость захвата текучей среды, давление толчка газа, частоту толчков, продолжительность толчков и возвратно–поступательное движение текучей среды. На стороне сопел аппликатора, не принимающих толчок, создавали вакуум для предотвращения накопления текучей среды в образце. SiO₂ был включен в состав в качестве абразива. Ниже указаны условия, использованные для эксперимента:

(Примечание. Скорость измеряли после тестирования посредством отслеживания пикселей с использованием высокоскоростного видеомикроскопа (HSVM).

В процессе работы 160 мл жидкости было захвачено с постоянной скоростью в течение первых 9 секунд работы в каждом направлении. В течение оставшихся 6 секунд в каждом направлении главным образом толчками подавали только газ.

Биопленки выращивали in vivo в течение 7 дней на 3 мм пластинках человеческой эмали, прикрепленных к зубному протезу со стороны щеки у человеческих индивидов, как описано ранее в этом примере. Для окрашивания биопленки снова использовали красный краситель REVEAL 100–7940 (Henry Schein, Inc., г. Мелвилл, штат Нью–Йорк), как описано ранее, а оценку очистки выполняли на основе шкалы «от худшей до лучшей».

Оценками визуальной очистки десяти пластинок, использованных в этом тесте, были «очень хорошая/лучшая». В данном тесте в состав был добавлен абразив. Абразив улучшил общие результаты очистки по сравнению со всеми предшествующими тестами.

Проводили еще одну серию испытаний с жидкостью (деионизированная H2O) в резервуаре 220 для подачи текучей среды и в резервуаре 230 для подачи газообразного азота для создания контролируемого толчка захваченной текучей среды (AEFP), позволяющего контролировать скорость захвата текучей среды и частоту толчков, частоту толчков газа и продолжительность толчков. Не использовали возвратно–поступательное перемещение текучей среды. На стороне сопел аппликатора, не принимающих толчок, создавали вакуум для предотвращения накопления текучей среды в образце. Ниже указаны условия, использованные для эксперимента:

В данной серии испытаний частота толчков жидкости и частота толчков газа изменялись и были рассчитаны отношения частоты толчков жидкости к частоте толчков газа. Частота толчков жидкости находилась в диапазоне от 0 Гц (без подачи жидкости) до 25 Гц, а частота толчков газа находилась в диапазоне от 0,5 Гц до 25 Гц. В одном испытании жидкость подавали с постоянной скоростью, а частота толчков газа составляла 25 Гц. Время обработки также изменялось, и было рассчитано и зафиксировано общее количество толчков газа для каждого теста.

In vitro биопленки, 48–часовые S–мутанты, выращивали на 5 мм металлокерамическом эмалеподобном гидроксиапатитовом (HA) диске, а затем помещали в испытательную оправку в форме зуба для создания репрезентативной геометрии полости рта, окружающей образец.

Для окрашивания биопленки снова использовали красный краситель REVEAL 100–7940 (Henry Schein, Inc., г. Мелвилл, штат Нью–Йорк) после выполнения предписанной процедуры окрашивания красным красителем как до, так и после обработки. После обработки и цифровой визуализации окрашенной красным красителем пробы образцы затем окрашивали кристаллическим фиолетовым красителем (Harleco (EMD Chemicals), 65092A–95) для обеспечения улучшенного контраста для визуального анализа изображений. Оценку очистки определяли на основе шкалы «от худшей до лучшей», описанной во всех предыдущих примерах.

В таблице 1 показано влияние отношения частоты толчков жидкости к газу на наблюдаемую очистку.

Таблица 1. Очищающие характеристики в зависимости от отношения частоты толчков жидкости к газу

* – Отсутствует поток газа.

* * – Отсутствует поток жидкости.

В таблице 1 показано, что существует корреляция между отношением частоты толчков текучей среды/газа и оценкой очистки. Если отношение толчка текучей среды к толчку газа составляло менее 10, визуальная оценка оценки была от «очень хорошей» до «лучшей» (что указывает на удаление приблизительно 100% биопленки). Отношения выше 10 обеспечивали «хорошие» или «удовлетворительные» результаты. Таким образом, чем выше частота толчка газа (по сравнению с частотой толчка текучей среды), тем больше степень разрушения и удаления биопленки из образца.

Пример 4

Система 300, которая подверглась тестированию и представлена на ФИГ. 4, состоит из резервуара 320 для подачи жидкости (модель B501, Alloy Products Corp., г. Уокешо, штат Висконсин), резервуара 330 для подачи газа (бак со сжатым воздухом), специализированного контроллера 240 возвратно–поступательного потока и специализированного приспособления 350. Контроллер возвратно–поступательного потока текучей среды состоял как из изготовленных под заказ, так и коммерчески доступных компонентов, позволяющих программировать как толчки, так и направление (возвратно–поступательное движение) потока как для толчков газа, так и для толчков жидкости, а также обеспечивающих возможность синхронного или асинхронного функционирования между толчком газа и толчком текучей среды. Это достигается путем запуска толчка жидкости в начале толчка газа (NI DAQ, модель USB–6363, National Instruments, г. Остин, штат Техас) с подсоединенными датчиками давления (модель MLH050PGB06A, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси).Продолжительность, частоту и направление толчков жидкости контролировали с помощью специализированной программы Labview, приводящей в действие соответствующий электромагнитный клапан (модель 71215SN2MN00N0C111P3, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси), для контроля направления и времени толчков жидкости через трубки 342 и/или 344. Продолжительность, частоту и направление толчков газа контролировали посредством специализированного вращательного клапана, который запрограммировали и контролировали с помощью программного обеспечения Maxon EPOS. Подаваемый толчками газ доставляли в трубки 348 или 346 в зависимости от направления возвратно–поступательного движения и направления толчков жидкости так, что, если жидкость доставляли к первой стороне 352 из трубки 342, то подаваемый толчками газ также доставляли к первой стороне 352 из трубки 346. С другой стороны, если подаваемую толчками жидкость доставляли ко второй стороне 354 из трубки 344, то подаваемый толчками газ также доставляли ко второй стороне 354 через трубку 348. Кроме того, газ и жидкость могут доставляться как к первой стороне 352, так и второй стороне 354 через трубки 342, 346, 344 и 348, соответственно. Для целей этих экспериментов газ и жидкость подавали к первой стороне 352 через трубки 342 и 346, при этом текучую среду удаляли со второй стороны 354 через трубки 344, создавая отрицательное относительное давление с помощью перистальтического насоса (модель 74203–47, Cole Parmer, г. Вернон Хилс, штат Иллинойс).

Контроллер потока также имеет второй необязательный вход/выход (не показан), который использовали в этих экспериментах для обеспечения отрицательного дифференциального давления с помощью вакуумного насоса (не показан) в стороне, противоположной доставке AEFP. Это отрицательное давление создавали с помощью перистальтического насоса во всех экспериментах, в которых использовали отрицательное давление. Собранную текучую среду удаляли и не использовали повторно. Контроллер возвратно–поступательного потока текучей среды способен подавать текучую среду толчками со значениями частоты от 0 до 25 Гц с программируемыми коэффициентами заполнения 0–100% для газа и/или жидкости. Контроллер также позволял программировать общее время обработки, количество времени/число толчков перед возвратно–поступательным движением и число возвратно–поступательных движений.

Приспособление 350, которое использовали для тестирования, было выполнено с возможностью обеспечения серии из двадцати сопел диаметром 500 мкм каждое на каждой стороне приспособления. Сопла были равномерно распределены прямолинейным узором 4 х 5 так, что сопла находились на расстоянии друг от друга в вертикальном и горизонтальном направлениях, равном 1500 мкм, от центра до центра. В ходе тестирования выход сопла был размещен в фиксированном положении так, что внутреннее сопло воздействовало на мишень относительно перпендикулярно и по центру обрабатываемого или очищаемого субстрата. Сопла 562 и 564, и 662 и 664, показанные на ФИГ. 17 и 18 соответственно, иллюстрируют направление и положение этих сопел относительно зубов 400. Кроме того, в виде отдельного набора сопел 526, 528 и 626 и 628, как показано на ФИГ. 17 и 18 соответственно, совмещены вертикально с рядами сопел, изображенных в виде сопел 542, 544, 642 и 644. Фиксированное расстояние от выходов сопла и покрытого биопленкой субстрата составляло приблизительно 3000 мкм. Во время экспериментального тестирования воздух толчками подавали к зубами через серию сопел, представленных на ФИГ. 18 соплом 662, а жидкость захватывали в подаваемый толчками газ через серию сопел 662 для создания AEFP перед приведением в контакт с зубами. Вакуум создавали с противоположной стороны во время экспериментов для удаления текучей среды через серию сопел на противоположной стороне, представленных соплом 644. И наоборот, текучая среда может быть введена/захвачена в камеру приспособления через сопла 562 и/или 544, как показано на ФИГ. 17, а газ подаваться толчками через сопла 526 и/или 528 для создания AEFP перед воздействием на зуб.

Положительное давление подавали в резервуар 320 для подачи жидкости из резервуара с азотом под давлением (гидростатическим давлением), установленным в баке на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после бака, но перед резервуаром 320 для подачи текучей среды с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк). Это входное давление применяли для придания энергии жидкости внутри резервуара для подачи текучей среды и проталкивания ее через трубку 322. Давление в резервуаре 330 газа обеспечивали с помощью воздушного бака, установленного на 150 фунтов/кв. дюйм. Дополнительное регулирование давления происходило после воздушного бака, но перед резервуаром 330 газа с применением регулятора давления (модель 44–2211–241, Tescom, г. Миннеаполис, штат Миннесота) и цифрового индикатора давления (60 фунтов/кв. дюйм, Weis, Solar Metrix, г. Холтсвилл, штат Нью–Йорк). Это входное давление применяли для придания энергии газу внутри резервуара для подачи газа и проталкивания его через контроллер текучей среды через трубку 332. Жидкость под давлением подается из резервуара 320 для подачи жидкости по трубке 322 в контроллер текучей среды.

Расход жидкости с захваченным воздухом контролировали путем регулирования гидростатического давления газа с помощью указанного регулятора и необязательно дополнительно контролировали с помощью отверстий для механического регулирования скорости потока (не показаны) в трубках 322 или 344 и 342. Расход газа контролировали с помощью регулятора газа.

Жидкость и газ контролируются с помощью соответствующих систем управления, а затем объединяются для создания AEFP после выхода из сопел в приспособлении, но до контакта с зубами. Оборудование и ПО для получения и анализа данных использовали для измерения и регистрации фактических параметров во время каждого теста, в котором используются датчики давления. Программное обеспечение графически отображало выходные данные давления в зависимости от времени, чтобы в каждом тесте можно было рассчитать давление, частоту толчков, продолжительность толчков/коэффициент заполнения, частоту возвратно–поступательного движения и общую продолжительность обработки. Эту информацию сохраняли в графической форме для анализа после сеанса (графики зависимости давления от времени). Данные собирали с частотой получения выборки по меньшей мере 1 кГц (т. е. одна точка «давления в зависимости от времени») каждую миллисекунду и представляли и фиксировали на графике давления для каждого сеанса/теста. Использованное оборудование состояло из датчиков давления (модель MLH050PGB06A, Honeywell, г. Морристаун, штат Нью–Джерси). Датчики были расположены в трубках 342, 344, 346 и 348 с использованием самофиксирующихся тройников с внутренним диаметром ¼ дюйма и размещены в пределах 3 дюймов от каждой из сторон 354 и 352 приспособления. Данные с преобразователей давления собирали с помощью National Instruments DAQ (модель USB–6363, National Instruments, г. Остин, штат Техас), который впоследствии подключали посредством соединения USB–3.0 к коммерческому портативному компьютеру с установленным ПО National Instruments Labview, и настраивали программу для фиксации и отображения данных. Примечание. Все «трубки», описанные выше, имеют внутренний диаметр 1/4 дюйма и длину 12–18 дюймов и рассчитаны на минимальное давление 150 фунтов/кв. дюйм.

В трубки 252 и 244 необязательно помещали одноходовые клапаны с давлением растрескивания около 1 фунта/кв. дюйм для предотвращения обратного потока. Отрицательное давление прикладывали к стороне 252 или 254 приспособления 250, которая не получила толчка AEFP.

Реферат

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к системе для ухода за полостью рта и способу ухода за полостью рта. Система для ухода за полостью рта содержит приспособление, содержащее первые и вторые сопла и выполненное с возможностью удержания во рту пользователя так, чтобы первые и вторые сопла находились в сообщении по текучей среде с одной или более поверхностями полости рта пользователя; источник газа, источник жидкости и контроллер текучей среды для направления текучей среды в приспособление и удаления из него текучей среды. Источник жидкости и источник газа могут представлять собой отдельные источники или могут быть объединены в единый источник текучей среды, содержащий газ и жидкость. Контроллер текучей среды для направления текучей среды в приспособление и удаления из него текучей среды. Система выполнена с возможностью обеспечения серии толчков захваченной текучей среды из источника или источников жидкости и газа. Направления толчков через первые сопла в приспособление к одной или более поверхностям полости рта пользователя. Удаление текучей среды из приспособления через вторые сопла в контроллер текучей среды. Источник газа обеспечивает газ под давлением от 3,45 × 10⁴ до 1,38 × 10⁵ Паскаль (5 до 20 фунтов/кв. дюйм). Газ из источника газа подается толчками из контроллера текучей среды, и система обеспечивает толчок текучей среды от 0,001 до 0,10 мл на толчок сопла. Способ обеспечения преимущества, связанного с уходом за полостью рта, для одной или более поверхностей полости рта, включающий удержание вышеуказанного приспособления системы во рту пользователя и управление приспособлением для направления захваченной текучей среды в приспособление и удаления из него захваченной текучей среды. Использование изобретений позволяет обеспечить облегчение имеющегося патологического состояния или улучить косметическое состояние полости рта. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 18 ил., 1 табл.

Формула