Устройство для отбеливания частей тела, используемое, в частности, в медицине и стоматологии, имеющее в своем составе электрооптические и химические средства - RU2320379C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Область техники

Настоящее изобретение относится к устройству для отбеливания материалов, обеспечивающему их структурную целостность и используемому, в частности, в промышленности для отбеливания тканей, в медицине для отбеливания ногтей и волос и в стоматологии для отбеливания зубов, содержащему формирователь электрофорезного поля, приводящего активные молекулы отбеливающего материала в движение, непосредственно или посредством электрически активного материала, в направлении подлежащих обработке объектов, приводящие разрушенные или неразрушенные материалы, ответственные за окрашивание обрабатываемых объектов, в движение в направлении наружу и, в случае необходимости, одну или несколько активных молекул, способных обеспечить восстановление обрабатываемого объекта, подвергшегося воздействию отбеливающих этот объект материалов, уменьшая, таким образом, любое краткосрочное или среднесрочное разрушение, которое могло бы быть вызвано применением химически активных материалов, и удаление окрашивающих молекул, и содержащее также, в случае необходимости, источник теплового и/или светового излучения, обеспечивающий активацию или ускорение активации материалов, используемых для отбеливания, причем все это происходит под контролем электрического или колориметрического датчика.

Отбеливание зубов или, точнее говоря, придание зубам их исходного специфического естественного цвета, присущего данному пациенту, представляет собой операцию, обычно выполняемую в стоматологических кабинетах на протяжении уже более 100 лет и весьма важную для создания психологического равновесия пациента.

Очень хорошее объяснение этого эстетического акта было дано и стало эталоном в данной области в специальном приложении к журналу JADA (Журнал Американской Стоматологической Ассоциации) от апреля 1997 года, № 128 (приложение), стр.S1-S64, озаглавленном "Non restorative treatment of discolored teeth, reports for an international symposium" и резюмирующем материалы конгресса в Chapel Hill, Северная Каролина, США, проходившем 25 и 26 сентября 1996 года. Развитие этой проблемы в соответствии с современными требованиями может быть найдено в журнале CRA (Clinical research Associates newsletter), том 24, вышедшем в свет 4 апреля 2000 года, или в еще более свежем материале "Incidence of tooth sensitivity after home whitening treatment", Jorgensen и др., журнал JADA, август 2002 года, том 133, стр.1076-1082.

Из упомянутых выше работ следует, что в настоящее время существуют три основных метода отбеливания, используемых в стоматологии:

- механический метод, состоящий, по ассоциации с удалением накипи, в снятии с зубов окрашивающего налета при помощи механических средств (ручных и ультразвуковых) с использованием абразивных полировочных паст;

- химический метод, обычно применяемый после использования упомянутого выше механического метода и состоящий в нанесении на поверхность зуба материала, способного устранить поверхностные отложения, например отложения, связанные с употреблением пациентом чая или кофе. Эти материалы часто представляют собой химические соединения на основе карбоксида или перекисные соединения с очень малой концентрацией и могут быть использованы пациентом самостоятельно в домашних условиях;

- более интенсивный химический метод, характеризующийся более высокими концентрациями материала на основе перекисного соединения и требующий в ряде случаев вмешательства хирурга-стоматолога, принимая во внимание опасность, которой подвергается пациент, если он занимается самолечением, не соблюдая при этом всех медицинских и стоматологических правил, причем этот метод позволяет уменьшить окрашивание зубов внутри самого зубного органа. Недавно этот метод был модифицирован и была снижена его активность, чтобы обеспечить возможность его использования самим пациентом самостоятельно в домашних условиях ("home kit" или домашний комплект), но при условии регулярного медицинского контроля.

К сожалению, практикующие стоматологи и сами пациенты пришли к выводу о том, что:

- продолжительность применения была слишком длительной и требовала обездвиживания пациента на протяжении более 5 минут в расчете на каждый зуб или на протяжении 20 минут в расчете на половину одной зубной дуги,

- вследствие этого стоимость медицинского вмешательства оказалась слишком высокой и практически неприемлемой.

Именно поэтому были разработаны материалы, действующие более быстро после их активации световой или тепловой энергией. Такой метод позволил примерно в четыре раза уменьшить время, затрачиваемое на медицинскую операцию отбеливания.

Опираясь на эти многообещающие результаты, на рынок было выпущено и с успехом широко использовалось некоторое количество так называемых светочувствительных материалов, объединяющих в себе перборат и перекись водорода или перекись карбамида, активированные при помощи камфорохинона, который сам является светочувствительным в диапазоне световых электромагнитных волн длиной от 400 нм до 500 нм. Эти материалы появились на основе технологий, разработанных и представленных фирмами CORCORAN и ZILLICH (1974) и RENNEBOOG (1989). Эти исследования выявили роль тепловой энергии и электромагнитного излучения, создаваемого галогенными лампами, в активации материалов для отбеливания.

Таким образом, в настоящее время на рынке существует множество отбеливающих материалов, пригодных для использования непосредственно пациентом у себя на дому или применяемых в более высокой концентрации стоматологами. Эти отбеливающие материалы действуют непосредственно или после их активации при помощи воздействия световой или тепловой энергии. В подавляющем большинстве этих материалов в качестве базовой формулы используется перекись водорода с концентрацией, составляющей около 35%, как это впервые было описано HALON в 1884 г.

Для еще большей активизации химической реакции и дополнительного снижения вдвое уже и без того существенно сокращенного времени осуществления операции отбеливания потребовалось разработать еще более мощные лампы, и именно для этого была изобретена и доведена до промышленного производства плазменная лампа с ксеноновой дугой "Apollo 95^Е" (патенты FR 2773986 и FR 2782000), которая содержит специальную функцию "отбеливание" и при использовании которой предполагается, что продолжительность воздействия на отбеливающий материал, размещенный в непосредственном контакте с зубом, составит около 30 секунд. Этот отбеливающий материал часто представлен в форме геля, размещенного в прозрачной капсуле. Образец такой системы отбеливания был продан давно под маркой "Apollo secret whitening kit" (компания DMDS Corp., Лос-Анжелес, США).

Конечно, полученные результаты были впечатляющими, и многие производители приняли на вооружение эту технологию. Тем не менее, этот способ, даже если он позволял существенно сократить время проведения операции отбеливания, обладал многочисленными ограничениями. Действительно, было показано, что:

- при использовании определенного отбеливающего материала действие лампы, то есть ее эффективность, было связано не только с фотонным излучением, но также и с тепловым излучением, и именно под действием этих двух факторов отбеливающие материалы подвергаются активации;

- поскольку стоимость этих ламп является весьма высокой, обработка зубов для отбеливания оставалась достаточно дорогостоящей операцией;

- поскольку эти методы требуют высокой концентрации перекисного соединения, они не пригодны для использования самим пациентом в домашних условиях;

- повышение температуры, наблюдаемое в зубе, оказывалось непропорциональным по отношению к активации отбеливающего материала и даже могло оказаться опасным, если действие лампы продолжалось слишком долго;

- отсутствовала возможность правильно контролировать количество теплоты непосредственно на уровне зуба с риском вызвать существенные нарушения здорового состояния зубной пульпы. Кроме того, даже движение руки могло повлечь за собой изменение локализации точки светового или теплового воздействия;

- заменяя световое излучение, создаваемое лампами с сильным тепловым излучением, например лампами с ксеноновой дугой или галогенными лампами, на световое излучение от так называемых холодных ламп, таких как лампы, описанные в патентах FR 2805148 и FR 2818892, можно было устранить тепловой эффект, что позволяло оператору без риска увеличивать время воздействия для активации светочувствительных материалов, но вместе с тем это снова приводило к необходимости увеличения продолжительности экспозиции вследствие устранения источника теплового воздействия;

- если используют свет, рассеянный по всей зубной дуге (например, в виде светового лотка), необходимое время воздействия снова оказывалось уменьшенным, но только при условии использования достаточно больших световых мощностей;

- дозы материала, используемые для отбеливания как в условиях стоматологического кабинета (30% перекиси), так и в домашних условиях самим пациентом (8-10% перекиси), являются предельно высокими по отношению к поставленным целям и объясняют наблюдаемые вторичные побочные эффекты (например, зубная боль при воздействии холода);

- существует множество рецидивов, поскольку молекулы, ответственные за окрашивание, модифицируются и даже разрушаются, но никогда реально не удаляются с места их нахождения. То обстоятельство, что они продолжают существовать, обеспечивает возможность рекомбинации первоначальных химических связей, объясняющую необходимость повторной обработки зубов с постепенно увеличивающейся частотой;

- и наконец, агрессивное действие перекиси, находящейся в контакте с десной, всегда обязывает как практикующего стоматолога, так и самого пациента принимать многочисленные меры предосторожности для того, чтобы исключить возможные ожоги во время и после обработки отбеливания зубов.

Кроме того, так и не была решена фундаментальная проблема, которая оправдывает пристальное внимание к материалам для отбеливания и, в частности, к перекисным соединениям со стороны всех комиссий по безопасности в области здравоохранения, от СЕ до FDA: какова степень разрушения самого зуба под действием этих отбеливающих материалов как при массивном их нанесении с высокой дозой, так и при медленном использовании самим пациентом в домашних условиях? Являются ли постоперационные болевые ощущения пациента результатом разрушения зуба, как это утверждают многие авторы? Каким образом можно обеспечить коррекцию некоторого вполне существенного декальцинирования, наблюдаемого у пациентов после неправильного применения операции отбеливания?

В конечном счете, если и имеется возможность при использовании известных технологий обеспечить более быстрое действие отбеливающих материалов, то не существует никаких способов, позволяющих, в условиях приемлемой стоимости, контролировать активацию химических компонентов отбеливающих материалов и по возможности нейтрализовать разрушение зуба, происходящее вследствие действия этих материалов.

Еще большей проблемой становятся молекулы, ответственных за окрашивание. Действительно, после отбеливания, основанного, главным образом, на разделении крупных окрашивающих молекул на более мелкие, остаток этой реакции вместе с активным действующим веществом остается внутри зубного органа, при этом скрытно продолжая свое действие и существенно ограничивая проникновение внутрь зуба фтора и кальция.

В дополнение к последствиям этого пространственного загромождения отмечается, что поступление на место внутризубного действия молекул отбеливающего материала осуществляется путем чисто пассивной проницаемости, объясняющей, без сомнения, их слабое проникновение, продолжительное время, обеспечивающее их действие, и отсутствие возможного контроля реакции оператором, а также полное незнание реальной концентрации этих активных материалов в зоне их действия, то есть на молекулах, ответственных за окрашивание зубной ткани.

И наконец, отсутствие объективного и относительно недорого эталона начала и развития процесса отбеливания зуба делает совершенно субъективной его оценку.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение упомянутых выше недостатков путем создания полнокомплектной системы отбеливания, имеющей в своем составе электрохимическую систему, предназначенную для применения, в частности, в медицине и стоматологии, позволяющей, благодаря созданию электрофорезного поля, обеспечить быстрое, интенсивное и направленное проникновение действующих веществ отбеливания, их удаление в тех же самых условиях и в сопровождении молекул, ответственных за окрашивание, а также эффективное и контролируемое проникновение веществ, являющихся стабилизаторами кристалла апатита, образующего основу зуба, таких как фтор, но также, благодаря своей оптической системе, обеспечить на основе световой энергии активацию светочувствительных материалов отбеливания, снижая тепловой эффект и увеличивая фотонный эффект, благодаря выбору длины волны светового излучения в диапазоне 400-500 нм, и, наконец, благодаря электрооптической системе, обеспечить контроль изменения интенсивности окрашивания при помощи объективных методов, основанных на спектрометрии или колориметрии.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных проблем путем создания технического решения, поддающегося модулированию, не слишком дорогостоящего и пригодного для использования как в стоматологическом кабинете, так и в упрощенной форме самостоятельно пациентом в домашних условиях.

Предлагаемое изобретение позволяет решить перечисленные выше многочисленные проблемы, поскольку:

- в качестве используемых средств в данном устройстве предлагается естественный энергетический источник активации компонентов, ответственных за отбеливание, который представляет собой омический эффект, возникающий вследствие прохождения тока электрофореза через гель, а также дополнительные средства, обеспечивающие поступление энергии при помощи электрических источников тепловой энергии или добавление фотонного излучения (при помощи светодиодов LEDs);

- стоимость такой системы, которая позволяет исключить использование ламп, оказывается предельно низкой, поскольку источник тока электрофореза представляет собой только источник электрического питания. Стоимость становится очень малой, если используют один и тот же источник электрического питания для электрической зубной щетки и для устройства в соответствии с предлагаемым изобретением;

- средства контроля энергии электрофореза, подаваемой при помощи простого источника электрического питания, подобного источнику питания электрической зубной щетки, позволяет использовать предлагаемое устройство самим пациентом в домашних условиях. Средства связи при помощи модема позволяют стоматологу отслеживать развитие процесса обработки отбеливания зубов пациента через Интернет;

- повышение температуры при использовании предлагаемого устройства позволяет активировать молекулы отбеливающего материала перед их перемещением к внутренней полости зуба;

- величина теплового воздействия может быть полностью контролируемой благодаря устройству обратной связи, не зависящему от оператора;

- если в предлагаемом устройстве используются светодиоды LEDs, нет необходимости в увеличении времени обработки по сравнению с вариантом использования ламп с высоким тепловым излучением, поскольку в данном случае с фотонным эффектом объединяется естественный тепловой эффект, сопровождающий любой электрический ток, вызывающий электрофорез;

- поскольку светодиоды LEDs обладают очень малыми габаритными размерами, они могут быть размещены непосредственно против места, подлежащего обработке, исключая использование лампы со светопроводящими оптическими волокнами, что существенно снижает стоимость предлагаемого устройства;

- дозы активного материала, используемые для обработки как в кабинете стоматолога, так и на дому у пациента, являются значительно уменьшенными для получения идентичного эффекта и значительно превышают равные дозы, поскольку активные молекулы подаются на окрашенное место, а молекулы, ответственные за это окрашивание, удаляются оттуда при помощи токов электрофореза;

- удаление окрашивающих молекул от поверхности зуба уменьшает возможность рецидивов;

- уменьшение доз активного материала, необходимых для получения идентичного желаемого эффекта, позволяет уменьшить вторичные нежелательные эффекты, такие как разъедающее воздействие на десны.

Для решения поставленной задачи предложено устройство, предназначенное для активации молекул, ответственных за отбеливание зубов, и селективного усиления их движения во внутреннюю полость зуба для обеспечения обратного движения продуктов, возникающих в результате их внутреннего действия, и их замещения, в результате также захватывающего их движения при помощи данного устройства, стабилизирующими и укрепляющими структуру зуба молекулами, причем все это осуществляется под контролем системы измерения их эффективности.

Таким образом, устройство согласно изобретению содержит:

- центральный блок, позволяющий контролировать параметры, определяющие тепловую динамику (интенсивность, изменение, скорость или ускорение), фотонную динамику (мощность и длина волны), динамику электрофореза (сила тока, мощность, частота, профиль и модуляция, а также система контроля при помощи обратной связи процесса или результата действия), время, сохранение данных, считывание и передачу данных на различные носители;

- располагающуюся за пределами ротовой полости пациента систему, главным образом, цифровую электрооптическую систему, входящую или не входящую в состав упомянутого центрального блока и имеющую:

- электронную систему, обеспечивающую создание поля поляризации, позволяющего получить электрическое поле, электромагнитное поле или поле электрофореза между гелем, нанесенным на зуб, и внутренней полостью этого зуба, причем функция этого поля состоит в том, чтобы активировать и направлять непосредственно поток ионов.

Под выражением "непосредственное действие" в данном случае следует понимать, что электрическое поле, создаваемое предлагаемым устройством, непосредственно воздействует на электрические (и общие) заряды молекул, которые принимают участие в процессе отбеливания. Таким образом, обеспечивается формирование электрического или магнитного поля, воздействующего непосредственно на положительные или отрицательные электрические заряды активных молекул, таких как молекулы перекисных соединений, ответственных за отбеливание, причем эти молекулы увлекаются в направлении внутренней полости зуба для того, чтобы они быстро и энергично могли проникнуть в эту полость. При этом предлагаемое устройство обеспечивает также и обратное движение, совершающееся одновременно или в другой момент времени, окрашивающих молекул, целых или разрушенных, при помощи агентов отбеливания, чтобы эти молекулы не оставались в зубной эмали и чтобы они не имели возможности последующей рекомбинации. И наконец, будет иметь место последнее движение, которое может быть комбинированным или некомбинированным с движением веществ отбеливания, а именно движение ионов, восстанавливающих зуб внутри его зубной эмали (например, отрицательных ионов фтора с концентрациями на уровне 1,1 ppm).

Это действие может быть и косвенным в том случае, если подлежащие перемещению молекулы не являются электрически активными. В данном случае это уже больше не собственно действующие молекулы (перекись, окрашивающее вещество и фтор), которые приводятся в движение при помощи электрического поля, но некоторый дополнительный материал, чувствительный к электрическому полю и способный, вследствие своих электрических характеристик, перемещаться под действием этого поля и, вследствие своих химических характеристик, способный химически закрепляться на действующих молекулах или просто увлекать эти молекулы за собой в движение без образования химической связи путем пассивного приведения в движение, так же, как, например, движущаяся жидкость увлекает за собой твердые частицы.

Следует уточнить, что при встраивании ионов, стабилизирующих и укрепляющих зуб, заполняются возможные полости, являющиеся следствием действия отбеливающего материала.

В соответствии с дополнительной характеристикой устройство в соответствии с предлагаемым изобретением содержит устройство, активирующее фоточувствительные материалы, благодаря световой системе с использованием светодиодов LEDs, галогенных или дуговых ламп, и связанное с дополнительной тепловой системой в том случае, когда используется так называемый холодный свет (светодиоды LEDs) и/или если активные материалы являются термочувствительными. Необходимый перенос энергии в направлении зоны отбеливания осуществляется при помощи оптического волокна, если речь идет о световой энергии, при помощи текучей среды, если речь идет о тепловой энергии, и при помощи проводов, если речь идет об электрической энергии.

В соответствии с другой дополнительной характеристикой устройство в соответствии с предлагаемым изобретением содержит спектрометрический или колориметрический датчик, способный сохранять и индицировать по сравнительному принципу специфические регулировки и изменение интенсивности окрашивания зубов. Этот спектрометрический или колориметрический датчик, имеющий элементарную концепцию и относительно недорогой, позволяет измерить перед обработкой отбеливания и после этой обработки постепенное изменение окрашивания геля, имеющего в качестве наполнителя разрушенные материалы, и/или обработанного таким образом зуба, освобожденного от этих материалов.

Устройство в соответствии с предлагаемым изобретением также содержит не расположенную в полости рта систему, содержащую:

- капсулу, обычно прозрачную, для отбеливающих материалов, таких как растворы перекиси, окрашивающие материалы, разрушенные этой перекисью, и фторсодержащие гели. Капсулы могут быть стандартными или индивидуально предназначенными для каждого пациента и/или для каждого типа отбеливающего материала, в частности, в процессе косвенного воздействия,

- при необходимости другую капсулу, включенную в состав первой капсулы или адаптированную к ней и несущую на себе световые источники (например, светодиоды LEDs) или средства, подводящие свет (например, свет галогенной или плазменной лампы) на всю или на часть зубной дуги,

- электрофорезное соединение, обеспечивающее, в соответствии со своей поляризацией, быстрое удаление компонентов, разрушенных под действием света или активированной перекиси, и наоборот, проникновение отбеливающих материалов или геля, насыщенного элементами восстановления зуба,

- при необходимости, источник тепловой энергии, например, электрические проводники, позволяющие обеспечить контролируемое повышение температуры на уровне подлежащих обработке зубов;

- гель, содержащий отбеливающие материалы и/или восстанавливающие ионы, используемые для формирования электрического тока в капсуле в направлении снаружи внутрь зуба, и, при необходимости, другой тип геля обратной или идентичной поляризации по отношению к первому гелю, но поляризация которого была изменена на противоположную, предназначенный для получения и, при необходимости, захвата окрашивающих молекул, перемещающихся за пределы зуба. Этот гель образует первый полюс поляризации.

Устройство в соответствии с предлагаемым изобретением также содержит полюсной элемент типа рукоятки, удерживаемой в руке или располагающийся в зубе, или выполненный в виде гибкой электропроводной поверхности, прикладываемой к спине пациента и позволяющей сообщить телу пациента полярность, обратную по отношению к полярности, приложенной к гелю, размещенному во внеротовой капсуле. В настоящее время известно, что эта полярность будет передаваться в зубную пульпу благодаря жидкостям, присутствующим в организме. Таким образом, тело пациента образует второй полюс, создающий электрофорезное поле вместе с гелем капсулы.

Предлагаемое изобретение состоит также в объединении в систему известных способов отбеливания, электрофореза, возможности контроля полученных результатов благодаря достаточно простой системе наблюдения, выполненной, например, на основе колориметрии.

Таким образом, предлагаемое изобретение состоит в более быстром отбеливании зубов, что позволяет снизить стоимость обработки, обеспечивая транспортировку активных отбеливающих материалов непосредственно к местам расположения молекул, ответственных за окрашивание зубов, гарантировать удаление, уникальное и вполне реальное, разрушенных компонентов и усиление пространственной структуры зубной эмали благодаря активному введению ионов, таких как ионы кальция или фтора, в место обработки зуба. Эта новая уникальная концепция реализуется благодаря использованию электрофорезных токов, сопряженных с тепловой или фотонной системой активации, способствующей осуществлению электрофореза.

В настоящее время известно также, что электрофорезный ток повышает температуру среды только в процессе прохождения этого тока и без других внешних воздействий. Предпочтительным образом предлагаемое изобретение состоит в выборе геля, содержащего активные отбеливающие действующие вещества, способном оптимизировать хорошо известный омический эффект, сопровождающий прохождение электрофорезного тока и одновременно активирующий действующие молекулы перекиси, исключая при этом использование внешних тепловых или фотонных источников.

Предпочтительно для случая, когда нормальный подъем температуры оказывается недостаточным, устройство согласно изобретению дополнительно содержит капсулу, заключающую в себе единственный электрический провод, одновременно выполняющий функцию электрофорезного полюса и электрического сопротивления и позволяющий повышать температуру в процессе прохождения электрического тока, создавая таким образом источник тепловой энергии. Известно, что всякое прохождение тока по электрическому проводнику сопровождается омическим эффектом. Таким образом, предлагается использовать провод поляризации, дополнительно обеспечивающий быстрое и соответствующее повышение температуры в процессе прохождения электрического тока, даже небольшого, и позволяющий тем самым усиливать уже описанные выше химический и электрофорезный эффекты при помощи теплового эффекта, активирующего молекулы, повышая их энергетическую вибрацию и реакционноспособность.

Предпочтительно согласно изобретению упомянутый электрический провод имеет различные размеры или изготовлен из различных материалов в зависимости от эффекта, который желательно получить в данном случае, и упомянутый провод более длинный в случае его использования под контролем профессионального стоматолога, например стоматологического хирурга, чтобы обеспечить более интенсивное и более быстрое увеличение температуры. Этот электрический провод будет обеспечивать меньшую мощность нагрева в случае использования устройства самим пациентом в домашних условиях, чтобы исключить опасность для пользователя.

В соответствии с еще одной дополнительной характеристикой устройства средство регулирования параметров функционирования источника тепловой энергии содержит средство выбора в запоминающем устройстве, соединенном с центральным блоком, и средство выбора определенного профиля среди нескольких предварительно заданных в запоминающем устройстве профилей. Известно, что должна быть достигнута оптимальная температура, чтобы создать наилучшие условия для активации действующих веществ перекиси. При значениях температуры, отличающихся в ту или другую сторону от упомянутой оптимальной температуры, молекулы оказываются менее активными. Функция запоминающего устройства состоит в том, чтобы оптимизировать время действия и температуру, получаемую в результате естественного омического эффекта или при помощи электрического сопротивления, в функции желаемой степени действия активных веществ. Эти параметры, полученные по результатам лабораторных тестов и хорошо известные специалистам в данной области, в данном случае позволяют априори предварительно отрегулировать величину разности потенциалов между клеммами системы электрофореза, то есть мощность и время включения в зависимости от желаемой степени действия.

Предпочтительно средство регулирования параметров функционирования системы электрофореза и источника тепловой энергии предварительно зарегистрировано в запоминающем устройстве центрального блока для определенных параметров, таких как время и мощность, которые могут быть отрегулированы практикующим стоматологом.

Предпочтительно один параметр, например время действия, является изменяемым, исключая при этом любые ошибки манипулирования, в частности, в рамках самостоятельного использования данного устройства пациентом.

Предпочтительно запоминающее устройство, соединенное с центральным блоком, может быть программируемым для регистрации тепловых профилей и/или данных, относящихся к одному или нескольким поддающимся регулировке параметрам, например напряжению электрического питания или силе тока, которые могут быть выбраны.

Предпочтительно предлагаемое устройство содержит средство ввода данных, например клавиатуру с кнопками и/или тактильный экран и/или любое другое средство ввода, в частности дистанционного ввода, предназначенные для регистрации в запоминающем устройстве энергетического профиля и/или данных, соответствующих регулируемому параметру в запоминающем устройстве. В последнем случае практикующий стоматолог или сам пациент имеют возможность отслеживать развитие процесса обработки на экране через Интернет или через конфиденциальный модем, а также при помощи любого другого средства передачи информации.

Среди средств дистанционного ввода фигурируют параметры регулирования энергетических профилей, контроль функционирования данного устройства и поиск возможных неисправностей, что обеспечивает возможность дистанционного наблюдения, дистанционной диагностики или дистанционного технического обслуживания устройства без физического вмешательства на месте нахождения пользователя.

В устройстве согласно изобретению капсула содержит датчики, предназначенные для измерения электрического тока, или тепловые чувствительные элементы, или оптические чувствительные элементы, позволяющие получить представление о развитии процесса обработки перед снятием капсулы. Известно, что в настоящее время невозможно отслеживать и точно знать реальное состояние развития процесса обработки отбеливания до снятия капсулы. При использовании дополнительного устройства в соответствии с данным изобретением практикующему стоматологу предлагается средство для получения представления о процессе до снятия капсулы или воздействовать при помощи обратной связи на такие параметры, как разность потенциалов, интенсивность или время воздействия, в зависимости от поведения тока, поскольку известно, что чем дольше проводится электрофорез, тем больше изменяются и характеристики тока. Априори имеется возможность тестировать изменение электрического тока на специальном стенде и переносить полученные результаты на реальный процесс, чтобы априори отслеживать процесс отбеливания без необходимости удаления капсулы.

В соответствии с предлагаемым изобретением существует альтернатива тепловой активации. В данном случае речь идет о фотонной активации, средства для осуществления которой могут быть встроены в упомянутую капсулу и могут иметь в своем составе источник света и средства подведения светового потока к обрабатываемому месту. Это может быть обязательной альтернативой, поскольку известно, что некоторые перекисные соединения, например перекисные соединения, представленные в "ultra light" и поставляемые на рынок фирмой "SHOFU", представляют собой материалы, более чувствительные к свету, чем к тепловому воздействию. Таким образом, существует световой источник, который может быть галогенным, выполненным на основе светодиодов LEDs, или плазменным, как Apollo 95^Е, или представлять собой любое сочетание этих источников, свет от которого подводится при помощи оптического волокна к упомянутой капсуле. Полученное таким образом световое излучение обеспечивает, с одной стороны, фотонную активацию, соответствующую выбранной длине волны в функции спектра поглощения молекул перекиси, а с другой стороны, тепловую активацию, возникающую вследствие выделения тепловой энергии, сопровождающей любое галогенное или плазменное световое излучение.

Предпочтительно источник света содержит один или несколько электролюминисцентных диодов (LEDs), способных излучать свет в фоточувствительной зоне активаторов отбеливания зубов, находящейся в диапазоне от 380 нм до 900 нм. Эти светодиоды, распределенные равномерно на капсуле, например, против каждого зуба, позволяют обеспечить воздействие света одновременно на всю совокупность зубов данной зубной дуги.

Предпочтительно светодиоды представляют собой два источника длины волны, один из которых активирует камфорохинон или PPDA (длина волны 470 и 430 нанометров) и/или другой производит тепловое излучение благодаря светодиодам LEDs, излучающим в красной или инфракрасной области спектра (длина волны превышает 650 нанометров). Поскольку светодиоды LEDs имеют весьма небольшие размеры, они могут быть равномерно и чередующимся образом размещены на поверхности капсулы, прилегающей к зубам, для удовлетворительного распределения длин волн по обрабатываемой зубной дуге. При этом отсутствует необходимость в использовании какого-либо специального проводника света, поскольку эти светодиоды LEDs являются достаточно маленькими, чтобы быть введенными непосредственно в рот пациента. В этом случае только шнур электрического питания связывает светодиоды LEDs с источником энергии. Эта схема предпочтительно будет иметь питание типа DC-DC, как описано в патентном документе FR 2818892. Способ питания может быть одним и тем же, когда речь идет о реакции активации (перекись) или реакции конденсации (полимеризация).

Предпочтительно световые источники имеют профиль программируемого типа, изменяющийся по времени, по длине волны или по мощности излучения, пульсирующего или непрерывного, что позволяет оптимизировать реакцию активации.

Предпочтительно будет существовать различие между активацией молекул перекиси, через камфорохинон, и высвобождением ионов фтора. Известно, что ионы фтора могут представлять собой ингибиторы для некоторых химических реакций. Желательно, чтобы эти ионы были высвобождены специфическим образом в процессе электрофореза и после действия перекиси, то есть после разрушения молекул, ответственных за окрашивание. Для этого фотонная активация молекул камфорохинона и высвобождение молекул фтора будут осуществляться, в соответствии с альтернативным способом реализации предлагаемого изобретения, при помощи двух различных длин волн, одна из которых, длиной 470 нм, излучается светодиодами LEDs для камфорохинона, а другая излучается светодиодами LEDs, излучение которых отличается от упомянутой длины волны и будет высвобождать молекулы фтора в конце клинической операции отбеливания.

Согласно изобретению предложено устройство, позволяющее восполнять разрушения структуры зуба в процессе удаления молекул, ответственных за его окрашивание.

Ответственные за окрашивание молекулы, проникающие в структуру зуба наиболее глубоко, располагаются либо в пространстве между кристаллами, либо в самом кристалле в том случае, когда этот кристалл не полностью структурирован вследствие дефицита питания или медикаментозной обработки в процессе его формирования (антибиотерапия с тетрациклином...NATHOO, 1997). Эта ситуация, с одной стороны, затрудняет удаление такой молекулы, что оправдывает повышенные концентрации перекиси, а с другой стороны, может оказаться опасным для зуба разрушение самого кристалла, что оправдывает сокращение использования отбеливающих материалов или ограничение процентного содержания активных агентов, таких как перекись водорода, международными институтами здравоохранения. Известно, что изъятие иона гидроксила кальция или его отсутствие делает кристалл оксиапатита неустойчивым и уязвимым. Это часто становится источником кариеса. Именно поэтому рекомендуется насыщение зуба фтором, чтобы восполнить недостатки ионов фтора или кальция.

Таким образом, в настоящем изобретении предлагается использовать электрическое сопротивление или дополнительное сопротивление в качестве поля поляризации, обеспечивающего возможность активного удаления окрашивающих молекул и использованных для отбеливания молекул (перекись), а также создание инверсного поля, одновременно или в последующем, обеспечивающего возможность восстановительного ионного воздействия, например насыщения фтором зубного органа.

Известно, что фтор представляет собой один из определяющих элементов, обеспечивающих возможность реструктуризации кристалла зуба, зубной эмали или дентина. Именно по этим соображениям ионы фтора назначают детям и взрослым в случае декальцинации. Действительно, функция этих ионов состоит в том, чтобы восполнить дефицит кальция в кристалле апатита, обеспечивая возможность стабилизации молекулярной структуры. По аналогичным соображениям ионы фтора включают в наборы для отбеливания зубов, таких, например, как набор "Opalescence F1", который содержит фтора 0,11% (или 1,1 ppm) на 5% перекиси карбамида, но который должен диффундировать пассивным, то есть случайным образом.

Предпочтительно согласно изобретению предлагается принудительно вводить ионы фтора или ионы, аналогичные по своему действию на защиту зуба, создавая электрическое поле, обратное по отношению к электрическому полю, используемому для удаления молекул, ответственных за окрашивание зуба или поле той же полярности (положительное для притягивания фтора и отрицательное внутри зуба), но при удалении и после действия перекиси. Это действие может осуществляться одновременно с действием перекиси в той мере, в какой используемые ионы не являются ингибитором. В данном изобретении предлагается последовательно изменять полярности для достижения желаемого эффекта: действие перекиси, удаление окрашивающих молекул и усиление зуба путем возможных взаимодействий молекул друг с другом. Использование электрофорезного режима не только позволяет перемещать молекулы активным образом, но гарантирует разделение химического действия, чтобы исключить любое интерактивное действие, которое может быть негативным между различными реакциями. Заявленный способ позволяет утверждать, что не имеет место химическое взаимодействие в фазах, которые должны быть раздельными.

Для этого заявленное изобретение содержит электрофорезное и химическое и дополнительно термическое устройство отбеливания, содержащее источник энергии для создания электрофорезного тока, имеющего возможность изменять полярность, и электрические провода, связанные с телом пациента (первый полюс) и с капсулой (второй полюс), заключающей в себе химические материалы, ответственные за обработку отбеливания. Электрические провода, размещенные в капсуле, обеспечивают одновременно повышение температуры в результате эффекта Джоуля (которое может быть заменено повышением температуры при помощи фотонного источника), а также посредством изменяемой электрофорезной поляризации, движение молекул в направлении к внутренней части зуба, чтобы они были быстро и глубоко активными (например, молекулы перекиси или ионы фтора, а также молекулы, восстанавливающие зуб после обработки отбеливания), и обратное движение в направлении к наружной части зуба, обеспечивающее активное удаление молекул, ответственных за окрашивание. Электрофорезное поле располагается непосредственно на уровне зуба. При этом один из полюсов удерживается в руке или на теле пациента, и эта полярность передается через кровь и лимфу к зубной пульпе, а другой полюс передается через электрическое сопротивление в капсуле.

Краткое описание чертежей

Другие цели, характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже описания со ссылками на приведенные в приложении чертежи, на которых:

фиг.1 изображает схему устройства для отбеливания зубов согласно изобретению;

фиг.2 - общий вид (в разобранном виде) части устройства согласно изобретению;

фиг.3 - схематично поперечный разрез части устройства в процессе операции отбеливания согласно изобретению;

фиг.4 - схематично разрез другой части устройства согласно изобретению;

фиг.5а и 5b - диаграммы циклов анализа цвета зуба согласно изобретению;

фиг.6а и 6b - общие виды вариантов реализации устройства согласно изобретению;

фиг.7 - схемы различных этапов осуществления обработки отбеливания при помощи устройства согласно изобретению;

фиг.8 - общий вид варианта реализации части устройства согласно изобретению;

фиг.9 - схему последовательности этапов обработки при отбеливании посредством устройства согласно изобретению;

фиг.10 - схему вертикального разреза депульпированного зуба в процессе его обработки с использованием устройства согласно изобретению;

фиг.11 - общий вид специфического варианта реализации устройства для обработки ногтей согласно изобретению.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству для отбеливания, которое особенно предпочтительно использовать в стоматологии.

Устройство для отбеливания зубов содержит стандартную капсулу 1 (фиг.1) с электрофорезным сопротивлением 2 и совокупностью расположенных в ряд активирующих светодиодов LEDs 19, связанных посредством электрического проводника 3 с электронным блоком 4 управления, контроля и запоминания и с рукояткой 23 обратной поляризации.

Стандартная капсула 1, предназначенная для размещения на подлежащей отбеливанию зубной дуге, снабжена электропроводной системой 2, обеспечивающей возможность создания электрофорезного поля, сопровождаемого повышением температуры и имеющего положительную или отрицательную полярность, причем электропроводная система 2 связана, например, посредством электрического проводника 3 с устройством 4 регулирования и контроля, содержащимся в блоке и позволяющим определить или запрограммировать параметры клинической обработки (время, заказанная пациентом степень отбеливания и т.п.) и параметры, определяющие электрофорезное поле (интенсивность, электрическое напряжение и т.п.). Эти критерии, контролируемые при помощи стрелочных индикаторов 5, могут быть изменены в результате манипуляций кнопками 6 управления, могут быть переданы на расстоянии при помощи дистанционных средств передачи информации к географически удаленной системе благодаря цифровой связи (модем и т.п.) 7, могут быть зарегистрированы на дискете 8 или сохранены в центральном устройстве 9. К электрическому соединителю 10 подключена педаль 11 включения/отключения любого действующего фактора, например светового излучения активации и/или электрофорезного поля и/или вспышки, используемой для спектроколориметрического анализа. Головка 12, предназначенная для осуществления спектроколориметрического анализа, принимает по проводнику 13 световой поток, излучаемый эталонными светодиодами LEDs, которые могут быть Красным, Зеленым и Голубым, и по обратному каналу принимает информацию, модифицированную оцениваемым объектом, которым в рассматриваемом случае является зуб. Транспортировка светового потока осуществляется при помощи оптических волокон, или он подается непосредственно на датчик 14, который направляет измеренные величины в анализатор в устройстве 4. Селективный запуск системы спектроколориметрического анализа осуществляется через проводное средство 15 при помощи кнопки 16 на передней панели устройства 4, а полученный в процессе анализа результат индицируется на алфавитно-цифровом экране 17 выше кнопки 16. Запуск системы нагревания при помощи кнопки 16 обеспечивает подачу электрической энергии через провод 18, которая вызывает либо включение светодиодов LEDs 19, расположенных в капсуле 1, либо повышение температуры электрического сопротивления 20, также расположенного в капсуле 1, если нагревание от электрического проводника 2, создающего электрофорезное поле, оказывается недостаточным. Датчик 21 (тепловой или электрический) будет указывать посредством обратного сигнала состояние процесса электрофореза в центральном контроллере 4. Полярность, обратная по отношению к полярности, создаваемой электрическим средством 2 для формирования электрического электрофорезного или электромагнитного не травмирующего ткани поля, будет передаваться к пульпе зуба через кровь или лимфатическую систему при помощи рукоятки 23, сжимаемой в руке и связанной с контроллером 4 через электрический проводник 24. Эта полярность может инвертироваться автоматически или путем воздействия на кнопку 6.

Активация перекисных соединений осуществляется путем повышения температуры теплового электрического сопротивления, общего с электрическим средством 2, или независимо от электрического сопротивления 20, если выбор другой формы и/или материала может оптимизировать одну или другую из упомянутых функций.

Следует отметить, что предлагаемое изобретение не ограничивается электрической активацией базовых компонентов в отбеливающем электропроводном геле 25, служащих в качестве активных компонентов, воздействующих на окрашивающие материалы и чувствительных к процессу электрофореза. Активация может осуществляться, согласно изобретению, при помощи оптоэлектронных средств. В этом случае электрическое средство 2 обеспечивает электрофорез, а световой поток активатора подводится от лампы, расположенной в контроллере 4, непосредственно к отбеливающему электропроводному гелю 25 посредством оптического волокна 18, или этот световой поток создается прямо на месте обработки при помощи светодиодов LEDs 19, расположенных в непосредственной близости от места обработки. В этом случае оптическое волокно 18 заменяется на электрический проводник, обеспечивающий одновременно электрическое питание светодиодов LEDs.

Чтобы контролировать при помощи системы обратной связи температуру, характеристики тока электрофореза и/или световую мощность активации, предусмотрено использование теплового датчика, электрического датчика и/или фотонного датчика 21, связанного с контроллером 4 при помощи соединительного кабеля 22 или при помощи беспроводной волновой линии связи. Датчики 21 посылают информацию в контроллер 4, который контролирует осуществление обработки в условиях соблюдения регулировок, запрограммированных в контроллере 4. Обратный поток информации позволяет обеспечить регулярную и даже непрерывную и автоматическую регулировку для соблюдения запрограммированных функций. Разумеется, что контроллер не является обязательным элементом для осуществления предлагаемого изобретения и что простая ручная регулировка может дать вполне приемлемые результаты в простых случаях использования.

Если принимается решение об использовании электропроводного геля 25, чувствительного к электрофорезному току, создаваемому средствами 2 и 23, основная характеристика которого состоит в изменении цвета в момент его активации и последующей миграции. Датчик 21 может представлять собой светочувствительную ячейку типа фотодиода. В этом случае, применяя закон Берта Ламберта, который связывает величины концентраций с интенсивностями светового потока, измеренными при помощи фотодиода, в соответствии с формулой Ic/Io=log Сс/log Со, можно отследить изменение концентраций активных действующих веществ в зубе и обратное движение разрушенных окрашенных молекул. Проецирование света для анализа осуществляется на уровне головки 12 колориметра, тогда как считывание осуществляется и регистрируется при помощи CCD или фотодиода, расположенного в головке 12 или в датчике 14.

На фиг.2 представлен схематический вид гибкой электропроводной пластины, которая может быть прижата к поверхности зубов перед тем, как традиционным образом будет установлена капсула, адаптированная к особенностям ротовой полости и зубов пациента. Упомянутая электрофорезная проводящая пластина, служащая средством 2 для формирования электрического, электрофорезного или электромагнитного не травмирующего ткани поля, образована гибкой электропроводной пластиной 26, которая может быть прижата к поверхности зубов перед тем, как традиционным образом будет установлена капсула, специально отформованная и адаптированная к особенностям ротовой полости и зубов пациента стоматологом или специалистом по зубному протезированию. В этом случае гибкая пластина 26 прижимается к зубам или предварительно формуется на зубном отпечатке пациента. В соответствии с процессом, хорошо известным профессионалам в данной области, изготавливается анатомическая капсула, то есть капсула, специально отлитая из смолы по форме рта пациента. Эта капсула может быть изготовлена из прозрачного материала, чтобы обеспечить возможность активации насыщенного перекисным соединением электропроводного геля (или другого активного действующего химического вещества) при помощи подаваемого извне светового потока. В этом случае электрофорезный провод в наибольшей степени должен быть способен прижиматься к зубу или должен быть изготовлен из прозрачного электропроводного материала, например из смолы с соответствующим наполнителем. Подача электрической энергии осуществляется при помощи электрического соединителя 27 и соответствующей ответной части 28, если в данном случае желательно иметь возможность отделять капсулу 1 от контроллера 4 по вполне очевидным практическим соображениям.

На фиг.3 представлен схематически вид в поперечном сечении капсулы 1, электрический соединитель 27, 28 разделен на две части, одна из которых 31 предназначена для обеспечения электрического питания, а другая предназначена для управления включением и отключением теплового электрического сопротивления 34, обеспечивающего подачу тепловой энергии или фотонной энергии, если в данном случае используются светодиоды LEDs 19 или любой другой источник света. Поскольку гель 25 представляет собой электропроводный материал, средство 2 для формирования электрофорезного поля может не быть очень большим, причем поляризация поля является совершенно дисперсной. Функция излучателя света, т.е. светодиодов 19 или теплового сопротивления 34, состоит в том, чтобы содействовать развертыванию реакции активации отбеливающего электропроводного геля 25, находящегося в непосредственном контакте с зубом 30 и немного с десной 35, даже если это нежелательно вследствие естественной агрессивности воздействия перекисных соединений на мягкие ткани.

Следует отметить, что соединитель 28, не ограничиваясь этим, представляет собой соединитель типа штекера. Этот соединитель может содержать больше одного отдельного контакта в том случае, если речь идет о присоединении контроллера при помощи системы обратной связи или при использовании нескольких других типов поляризации.

На фиг.4 схематически представлен относительно недорогой дифференциальный колориметр 14, выполняющий функцию устройства контроля эффективности обработки при отбеливании при помощи электрофореза. На фиг.5а и 5b представлены диаграммы А и В циклов анализа цвета зуба, относящиеся соответственно к ситуации перед обработкой отбеливанием и после такой обработки. Дифференциальный колориметр представляет собой весьма простую систему, основанную на дифференциальном измерении цвета перед и после обработки отбеливанием посредством отражения света от зуба 30.

Анализ осуществляют следующим образом. Калибруют световой источник, состоящий из нескольких светодиодов LEDs 38, закрепленных на кронштейне 39, обеспечивающем отведение выделяющейся тепловой энергии. На светодиоды подается электрическая энергия и осуществляется управление при помощи карты DC/DC 40. Количество светодиодов LEDs (не менее 2) и цвет их свечения могут быть различными, но предпочтительно используются Красный, Зеленый и Голубой цвета (система RGB). Светодиоды излучают световой поток, который воспринимается системой оптического концентратора 41, а затем подводится после пространственного разделения частично к зубу 30, а частично непосредственно на чувствительный элемент 45 (который обычно представляет собой фотодиод, CCD или Cmos), со смешением или без смешения. Можно разделить один и тот же световой поток на две части и выполнить измерение на двух или на одном датчике. Также можно использовать только один чувствительный элемент 45, смещая измерение во времени. Информация, полученная чувствительным элементом 45, будет передаваться через соединительный элемент 47 в дифференциальный компаратор 48, который в результате анализа различий между падающим световым потоком (схема А) и отраженным световым потоком (схема В) будет выдавать величину окрашенности зуба и сможет сравнить ее с аналогичной величиной, измеренной перед обработкой путем отбеливания этого зуба.

Если имеется необходимость запомнить в центральном блоке 9 стандартные степени окрашенности зубов, хорошо известные специалисту в данной области (окрашенность Vita для зубов и т.п.) с использованием того же метода и того же эталона (калибровочный тест), согласно изобретению, имеется возможность видеть на алфавитно-цифровом экране 17 и отслеживать изменения эффективности отбеливания в функции критериев, известных профессионалам в данной области. Таким образом, в соответствии с предлагаемым изобретением имеется возможность выполнить объективные измерения результатов отбеливания без необходимости использовать слишком дорогостоящие методы.

На фиг.6а представлен вариант, в котором капсула 49 может быть только частичной или вообще рассчитанной только на один зуб 50, если по каким-либо медицинским причинам нежелательно обрабатывать другие зубы 30 (болевые ощущения в шейке зуба и т.п.) или если повышенной чувствительностью обладают десны 35. При этом электрический соединитель 27 идентичен для любого типа капсулы.

На фиг.6b показан соединитель 27 без капсулы, связанный со средством 2 для формирования электрофорезного поля, в виде провода, длина которого может быть адаптирована соответствующим образом путем разделения 51 и удаления части 52, чтобы ограничиться несколькими зубами.

Чтобы лучше понять функционирование устройства, являющегося объектом предлагаемого изобретения, на фиг.7 схематически представлено действие используемых электрических и электрофорезных полей. Следует отметить, что могут существовать, но это не является ограничительным обстоятельством, три последовательных по времени этапа, на которых используются электрофорезные токи отбеливания.

На первом этапе электрофорезный ток приводит в движение в направлении к внутренней части зуба 53 молекулы, насыщенные отбеливающим материалом, например перекисью карбамида 54, содержащегося в электропроводном геле 25. При этом, если несущие молекулы активных образований заряжены отрицательно, полярность 55 электрического сопротивления капсулы является отрицательной, а полярность элемента, удерживаемого в руке пациента, является положительной. Эта полярность передается на любой зуб через зубобластные или ростковые краевые ячейки зубной пульпы 58 главным образом через поверхность раздела 53 между дентином и зубной эмалью, где в большинстве случаев располагается некоторая концентрация молекул 59, ответственных за окрашивание зуба. Таким образом, в данном случае будет иметь место ионное движение в направлении к центру зуба, продвигающее молекулы, являющиеся активными по отношению к этим окрашивающим молекулам. Если активная молекула не является электрически заряженной, ее можно пассивно увлечь в ионное движение, создаваемое при помощи специальных вспомогательных текучих сред, образованных сильно заряженными молекулами.

На втором этапе создается обратное и уникальное движение, которое представляет собой суть предлагаемого изобретения и имеет целью извлечение из зуба окрашивающих молекул 60, разрушенных активными действующими отбеливающими веществами 61. Именно окрашивающие молекулы, имеющие полярность, обратную по отношению к полярности электрического сопротивления, будут извлекаться из зуба. Поскольку полярность геля 62 является той же, что и полярность молекул для отбеливания 54, неразрушенные молекулы или молекулы, которые не вступали в реакцию, извлекаются из зуба, чтобы исключить продолжение их действия после окончания процесса обработки и возможность повреждения ими компонентов зуба (что может сделать их гиперчувствительными и даже может привести к их разрушению). Это позволяет также реально остановить процесс отбеливания в определенный и выбранный момент. Эта технология является единственной, где отбеливание зубов является контролируемым процессом.

И наконец, на третьем этапе, гель, полученный в результате осуществления двух предшествующих этапов и насыщенный окрашивающими молекулами и прореагировавшими и непрореагировавшими молекулами активного вещества типа перекисных соединений, удаляется и заменяется на гель, обогащенный фтором и/или любым другим материалом, способствующим восстановлению зуба, и электрически заряженным так же, как несущие молекулы активных соединений (перекись). Полярность электрического сопротивления, представленного в геле, снова является обратной 63 для того, чтобы обеспечить, с одной стороны, возможность проникновения внутрь зуба ионов фтора (или других восстанавливающих материалов) 64, а с другой стороны, притяжение окрашивающих молекул, имеющих обратную полярность и оставшихся в зубе в процессе осуществления описанного выше второго этапа.

Само собой разумеется, и это также является частью принципа предлагаемого изобретения, что фтор может быть представлен в активном материале для отбеливания и может мигрировать вместе с гелем на этапе 1. При этом полярности являются одинаковыми. Преимущество такого технического решения состоит в устранении необходимости замены геля на этапе 3, поскольку в этом случае достаточно два раза изменить полярность на противоположную. Зато недостатком этого технического решения является нахождение рядом двух молекул, которые могут быть несовместимыми друг с другом, причем фтор является ингибитором хорошо известной химической реакции.

Если желательно ускорить клиническую процедуру отбеливания, можно использовать только одну поляризацию в направлении проникновения внутрь зуба активных молекул, вместе с фтором или без него, или в направлении выхода из зуба разрушенных молекул после воздействия активных молекул вне электрического поля. Этот метод может быть полезным в том случае, если поведение некоторых активных молекул дезорганизуется во время их реакции с окрашивающими молекулами.

Также могут быть запрограммированы фазы процесса без действия электрофорезного тока, например, между этапами 1 и 2 и между этапами 2 и 3. Это может обеспечить возможность завершения некоторых химических реакций, чувствительных к электрическому току.

Кроме того, в рамках предлагаемого изобретения рассматривается возможность любого вмешательства в характеристики электрофорезного тока. Таким образом, имеется возможность:

- воздействовать на силу тока. Экспериментальным путем было доказано, что можно существенно усилить процесс, быстро увеличивая, а затем снижая силу электрофорезного тока, действуя при этом последовательными волнами;

- изменять поляризацию полюсов не в три этапа, как указано выше, а чередующимся образом, чтобы дать возможность некоторым молекулам найти наиболее благоприятные пути на траектории их движения в кристалле зуба;

использовать принцип чередования, изменяя время каждой поляризации. При этом обеспечивается сохранение описанных выше этапов, но несколько раз и быстро выполняется изменение полярности на противоположную. При этом в целом обеспечивается положительная или отрицательная поляризация, соответствующая описанным выше этапам, но она прерывается противоположной поляризацией, что позволяет молекулам двигаться в зубе и, в случае необходимости, высвобождаться из пространственных или электрических тупиков.

На фиг.8 представлен вариант реализации изобретения, в котором применяется повышение температуры, но не при помощи электрического сопротивления, а при помощи циркуляции воды или любого другого типа теплового воздействия в каналах 66, которые проходят через капсулу 1, проникая в эти каналы через отверстие 67 и выходя через другое отверстие 67. Для теплового воздействия могут быть использованы жидкость или газ, например горячий воздух. Такое техническое решение не препятствует параллельному созданию электрофорезного поля. В указанном примере реализации электрофорезное поле создается самой капсулой 1, которая в данном случае изготавливается из электропроводного материала, электросоединитель 27-28 размещен под каналами циркуляции.

На фиг.9 представлена блок-схема последовательности этапов функционирования устройства в соответствии с предлагаемым изобретением в случае, когда молекулы, ответственные за окрашивание зуба, имеют положительный электрический заряд. Неактивированный отбеливающий материал размещается в стандартной или изготовленной индивидуально на основе выполненных измерений капсуле 69. Активация или ускорение активации молекул на основе перекисных соединений или соединений другого типа запускается благодаря повышению температуры 70 или посредством фотонного воздействия. Активированный отбеливающий материал 71 имеет отрицательную валентность 72 (в рассматриваемом примере). Контроль при помощи системы обратной связи в любой момент может ограничить подвод энергии в результате непосредственного измерения температуры 73 и/или в соответствии с изменением электрофорезного тока. Именно в этот момент создают электрофорезное поле, создавая контакт на капсуле - отрицательный полюс, а у пациента - положительный полюс 74. При этом имеет место проникновение отрицательных активных радикалов во внутреннюю полость зуба 75, притягиваемых положительными зарядами пульпы и отталкиваемых отрицательными зарядами капсулы. Вследствие этого молекулы перекиси оказываются в непосредственном контакте с окрашивающими молекулами 76. Это позволяет существенно уменьшить используемые в настоящее время дозы активных материалов и, следовательно, защитить зуб. Затем производится изменение полярности на противоположную. При этом разрушенные окрашивающие молекулы, заряженные положительно, выходят за пределы зуба, притягиваясь к отрицательному полюсу капсулы 77, в сопровождении молекул перекиси и незаряженных молекул 78, которые могут быть приведены в движение пассивным образом. Затем в последний раз производится изменение полярности на противоположную, чтобы обеспечить возможность проникновения фтора 79 во внутреннюю полость зуба. Контур обратной связи 80, в котором измеряются физические характеристики электрофорезного тока, может быть активирован на любом уровне.

В соответствии с предлагаемым изобретением молекулы активных материалов, например перекиси карбамида, оказываются заряженными в процессе их доведения до кондиции, исключая таким образом фазу активации, где молекулы становятся заряженными в процессе осуществления этой фазы активации при помощи описанных выше энергетических средств. Эти электрические заряды могут нести радикалы молекул, независимые от радикалов перекиси или любого другого отбеливающего материала (восстановитель и/или окислитель).

В соответствии с предлагаемым изобретением и для содействия движению не несущих электрического заряда молекул, участвующих в процессе отбеливания, имеется возможность приводить такие молекулы в движение благодаря косвенному электрофорезному действию, увлекая их потоком заряженной текучей среды, присутствующей в геле или специально добавленной для этого в гель. В соответствии с предлагаемым изобретением предусматривается гель, способный проникать во внутреннюю полость зуба без химического воздействия на окрашивающие молекулы, но очень динамичный. Изменение полярности в зубе на противоположную будет приводить этот гель в обратное движение в направлении из зуба, увлекая при этом в процессе обратного движения (динамизм текучих сред) разрушенные окрашивающие молекулы.

Гель, содержащий отбеливающий материал (например, перекись карбамида) и/или материал, укрепляющий зуб (например, фтор), изменяет свой цвет в зависимости от концентрации этих материалов. Например, движение образований перекиси в направлении зуба уменьшает ее концентрацию в геле и повышает ее концентрацию в зубе. Это позволяет, в соответствии с предлагаемым изобретением, отслеживать протекание клинической процедуры и останавливать эту процедуру при достижении некоторого цвета, известного в качестве соответствующего надлежащей концентрации активных образований перекиси в зубе, обеспечивая тем самым требуемое отбеливание. То же самое наблюдение может быть сделано, например, в процессе миграции фтора или обратного движения окрашивающих молекул.

Гель содержит молекулы, которые в контакте с окрашивающими молекулами приобретают электрический заряд, противоположный электрическому заряду, присутствующему в молекуле отбеливающего материала (перекись), или преобразуют электрический заряд разрушенной окрашивающей молекулы в заряд, противоположный заряду перекиси. Преимущество этого способа состоит в устранении второго этапа электрофореза, поскольку электрические заряды окрашивающих молекул и электрические заряды разрушенных окрашивающих молекул становятся противоположными зарядам активных молекул отбеливания (перекись). Они будут стремиться выйти из зуба, одновременно и противоположно по отношению к движению проникновения перекиси внутрь зуба, без необходимости изменения полярности на противоположную. Таким образом, в данном случае имеет место слияние этапов, первого и второго, описанных выше со ссылками на фиг.7, и остаются только два этапа, т.е. этапы 1 и 3. В том случае, когда в исходном составе геля присутствует вещество, предназначенное для укрепления зуба (например, фтор), отпадает необходимость в создании противоположной полярности и оказывается возможным осуществление только одного этапа.

Само собой разумеется, что в соответствии с предлагаемым изобретением, поскольку электрически заряженные материалы являются весьма уязвимыми, активация и поляризация активных составляющих, таких как перекись карбамида, осуществляется путем смешивания базовых компонентов перед их введением в капсулу.

Чтобы облегчить возможность автоматизации, можно присоединить к электрофорезному гелю датчик 21 измерения параметров электрического тока (разность потенциалов, сила тока и т.п.). Известно, что в процессе электрофореза имеет место постепенное изменение характеристик электрического тока, в частности, в том случае, когда ионное движение завершается, и эти величины стремятся к бесконечности, вследствие чего нетрудно предусмотреть автоматическую остановку процесса или сигнализацию окончания цикла, то есть иметь информацию о завершении процесса обработки для отбеливания на основе предварительно запомненных критериев.

Тепловое или электрическое сопротивление при электрофорезе будет служить для контроля при помощи системы обратной связи светового излучения. Зарегистрированные величины позволяют иметь представление о том, есть ли необходимость в остановке фотонного действия светового излучения. Можно также изменять мощность этого светового излучения, регулируя параметры, контролирующие мощность электрического питания светодиодов LEDs. Обновление процесса DC-DC, описанное в патентном документе WO 03/068102, позволяет получить этот результат в наилучших условиях.

С этой концепцией контроля энергии, используемой при отбеливании, могут быть связаны другие системы, обычно используемые практикующими стоматологами или самими пациентами в домашних условиях. В качестве источника электрического питания, применяемого в домашних условиях для электрофореза, может быть использован источник, используемый для электрического питания или подзарядки электрических зубных щеток или мобильных телефонов, например, в путешествии. Эта способность использовать известные источники позволяет существенно снизить стоимость предлагаемого устройства. Кроме того, в условиях стоматологического кабинета соединение системы электрофореза с ультразвуковыми системами или с распылением абразивных материалов (бикарбонат и т.п.) позволяет спроектировать центр отбеливания, включающий в себя систему приборов, используемых специалистом в данной области, без существенного увеличения стоимости, поскольку наиболее дорогостоящие элементы (источники электрического питания и т.п.) оказываются общими для различных технологий.

Регулирование и контроль параметров, позволяющих осуществить данное изобретение, находятся в зависимости от CPU (центральное программируемое устройство), которое программируется заранее. Существует система карт с микрочипами, позволяющая программировать эти параметры, и пациенту достаточно ввести такую карту, которую ему предоставит стоматолог, чтобы быть уверенным в том, что параметры, определяющие процесс электрофореза, будут соответствовать требуемым характеристикам. В конечном счете предлагаемое устройство дает возможность пользователю регулировать и корректировать условия функционирования его прибора так, как он этого пожелает, чтобы он не был ограничен, и переходом к слепому и эмпирическому действию перекиси без контроля и слежения.

Колориметр 14 связан с этим контролем при помощи системы обратной связи. Известно, что цвет физического тела представляет собой функцию трех критериев, называемых L.А.В., ху и У, RGB или других, в зависимости от принятой базы. Факт использования в предлагаемом устройстве детектора цвета позволяет отслеживать развитие процесса отбеливания в ходе обработки зуба. Это измерение цветовой насыщенности может осуществляться на уровне геля, который может обесцвечиваться или окрашиваться в зависимости от поступления окрашивающих молекул или в результате реакции с этими молекулами, как указано выше. Это позволяет сделать вывод о том, уже следует или пока еще не следует остановить процесс отбеливания, и исключает эмпирический подход.

Это исключает также прекращение активного действия до окончания обработки и позволяет ограничить издержки. Кроме того, система измерения может действовать непосредственно на зубе перед и после его обработки и позволяет практикующему стоматологу продемонстрировать своему пациенту процесс отбеливания. Для этого был разработан специальный датчик 12, представляющий собой измеритель цвета, подробно описанный выше со ссылками на фиг.4, причем измерительный конец этого датчика может быть:

- либо интегрирован в гель;

- либо размещен на поверхности зуба.

Подавляющее большинство устройств для отбеливания зубов не могут действовать на депульпированных зубах, или при использовании высоких концентраций, или при использовании специфических материалов, например солей борной кислоты. То же самое можно сказать и об устройстве в соответствии с предлагаемым изобретением, если бы не было предложено некоторое специальное техническое решение, поскольку в этом случае пульпа и кровоток в зубе устранены и больше не обеспечивается электрическая проводимость для создания полярности, обратной той полярности, которой обладает гель внутри зуба. Согласно изобретению предлагается альтернативное техническое решение, специально разработанное для депульпированных зубов. Полюс (фиг.10), удерживаемый в руке пациента или размещенный на его теле, заменяется или соединяется (последовательно) с зондом S, который можно ввести в предварительно рассверленный зубной канал 81 депульпированного зуба 82. При этом электропроводный гель 83 помещается в этот канал, заменяя собой зубную пульпу, которой в данном случае больше нет, после чего обеспечивается увлажнение зуба. Таким образом, воссоздается функция электропроводности второго полюса даже в отсутствие естественной зубной пульпы.

Гель содержит активные компоненты для отбеливания и фтор, но с обратной полярностью, таким образом, чтобы они притягивались к гелю, размещенному во внешней капсуле. При этом создается второе движение активных молекул, обратное по отношению к движению из капсулы. Если не существует активных молекул обратной полярности, достаточно повторять операцию последовательно: внешнее отбеливание, затем внутреннее отбеливание и т.д., используя один и тот же гель и одну и ту же полярность (как это было описано выше со ссылками на фиг.7, но имея инверсию полярности в соответствии с тем, что активный гель располагается внутри зуба или снаружи от него).

Это расширение области действия предлагаемого изобретения позволяет обеспечить техническую возможность отбеливания депульпированных зубов, что весьма важно, поскольку часто именно такие зубы являются наиболее окрашенными. Это обстоятельство позволяет еще более усилить действие отбеливающих материалов вследствие того, что они перемещаются под действием электрофореза в направлении окрашивающих молекул как снаружи, так и изнутри зуба. С этим двойным внутренним и наружным действием связано извлечение окрашивающих молекул с двух сторон. Чтобы лучше понять механизм отбеливания с использованием внутреннего полюса, достаточно инвертировать этапы 2 и 3, схематически проиллюстрированные на фиг.7.

Предлагаемое изобретение не ограничивается только отбеливанием зубов, оно может быть использовано для обработки и других частей человеческого тела, например тканей или волос и, в случае необходимости, ногтей. Устройство содержит средство 84 (фиг.11) удержания геля, адаптированное к концу пальца 85 и покрывающее невидимый ноготь на пальце.

Из описания также следует, что изобретение позволяет решить фундаментальные проблемы, например контроль осуществления клинического акта, чего не было предложено ни в каком другом способе.

Реферат

Настоящее изобретение относится к устройству для отбеливания материалов, обеспечивающему их структурную целостность и используемому, в частности, в промышленности для отбеливания тканей, в медицине для отбеливания ногтей и волос и в стоматологии для отбеливания зубов. Данное устройство содержит генератор/контроллер (4) электрического, электрофорезного или электромагнитного тока с изменяемым профилем и/или с изменяемой модуляцией, средство (3) для передачи тока к подлежащим осветлению частям тела, средство для формирования электрического, электрофорезного или электромагнитного поля (2, 26, 29, 49), проходящего через зону обработки, содержащее электроды и электропроводный гель (25), средства (1, 84) для размещения электропроводного геля (25) в контакте с полюсами и телом, позволяющие обеспечить непрерывность указанного поля, активные материалы, активируемые для отбеливания и чувствительные к электрофорезному току, средства (19, 27) для активации активных материалов либо посредством света, либо посредством тепла соответственно. Применение заявленного устройства позволит обеспечить быстрое, интенсивное и направленное проникновение действующих веществ отбеливания. 17 з.п. ф-лы, 11 ил.

Формула