專利名稱：超聲波牙科器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波牙科器具，更具體地，涉及一種用于牙周病學(xué)和牙髓病學(xué)領(lǐng)域的器具。
公知的是，在預(yù)防性治療的體系中，作為在牙科領(lǐng)域中普遍采用的刮治，包括通過手動(dòng)器具或機(jī)械器具(特別是由超聲波致動(dòng)的器具)來去除存在于牙表面上的牙垢。
還公知的是，牙周治療的目的在于消除位于齒齦下面的菌斑，這種菌斑由牙垢和毒素構(gòu)成，并且這種菌斑是構(gòu)成牙周組織炎性病變的病因之一，且最終可能導(dǎo)致牙齒脫落。
在過去，人們通常對(duì)牙根表面進(jìn)行處理，其包括消除在牙齒的齦下部和中毒(intoxicated)牙質(zhì)中(細(xì)菌在其中產(chǎn)生諸如由革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁產(chǎn)生的脂多糖之類的內(nèi)毒素)覆蓋在牙根上的牙骨質(zhì)。實(shí)際上，這些脂多糖對(duì)于支撐牙周組織所必須的齒齦增生(fibroplasts)起到抑制作用。然而，近來的研究顯示這些內(nèi)毒素對(duì)牙根表面的黏附較弱，并且不會(huì)穿透牙骨質(zhì)，因此沒有必要對(duì)待治療的牙壁施加過度壓力。另外，這些結(jié)果證明沒有必要進(jìn)行牙骨質(zhì)的切除(exeresis)手術(shù)。
這就是從業(yè)醫(yī)師放棄被認(rèn)為具有極大侵蝕性的根部表面處理而贊成牙周組織清創(chuàng)術(shù)的原因。這種處理能夠有效清除牙根表面的污垢，并確保有效消除毒劑。為了提高效率，齦下清創(chuàng)術(shù)通常伴隨著分叉(即，諸如臼齒或前臼齒之類的多根牙齒的根部內(nèi)壁)治療。
為了實(shí)現(xiàn)這種治療，格雷西刮治器(Gracey curette)型的手動(dòng)器具逐漸被機(jī)械器具所代替，所述機(jī)械器具是由包括在25000Hz至35000Hz之間的頻率的高強(qiáng)度超聲波致動(dòng)的器具。在現(xiàn)有技術(shù)中經(jīng)常討論的這種設(shè)備實(shí)質(zhì)上由超聲波發(fā)生器構(gòu)成，這種超聲波發(fā)生器將能量提供給磁致伸縮換能器或壓電換能器，所述換能器能夠確?？梢苿?dòng)金屬工具(稱為插入器)的移動(dòng)。
通過由超聲波啟動(dòng)這些插入器，從業(yè)醫(yī)師能夠采用既非常精確又適于激發(fā)(develop)允許從業(yè)醫(yī)師更快速且更高效地進(jìn)行治療的活力的操作姿勢。另外，可以觀察到的是，插入器在由沖洗液構(gòu)成的液體介質(zhì)中的移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生空腔效應(yīng)(cavitation effect)，以使能夠?qū)崿F(xiàn)有效消除致病齦下濃縮物(compressions)的清潔。
因此，可以理解的是，插入器是必須滿足多種特定需求類型的工具。實(shí)際上，首先插入器必須能夠采取不同的形狀，從而允許從業(yè)醫(yī)師能夠在通常很難接近的區(qū)域進(jìn)行工作。其次，插入器必須包括小尺寸部分，所述部分適合于病人牙齒的待治療區(qū)域。另外，插入器必須能夠精確控制經(jīng)由其后端接收的超聲波能量，從而將超聲波能量傳遞至插入器的活動(dòng)端。最后，插入器必須是生物相容的。
可以理解的是，在這些條件下，可以用于構(gòu)成這種插入器的合金還必須明顯呈現(xiàn)出特定的機(jī)械特征。
在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)公知以下這種類型的插入器，其基于鈦和鋁而表現(xiàn)出用于牙科領(lǐng)域以及特別用于牙周組織領(lǐng)域所需的柔軟性，并且適合于以特別有效的方式，傳遞所接收的能量。
本發(fā)明的目的在于提出一種牙科器具，其具有適合于在牙周病學(xué)、牙髓病學(xué)或預(yù)防方法中操作的柔軟性以及超聲波能量的最佳傳遞性。
因此，本發(fā)明涉及一種牙科器具或插入器，其為由超聲波振動(dòng)致動(dòng)的類型，并由鈦鋁基合金構(gòu)成，其特征在于，該牙科器具的成分包括至少一種生物相容的β基因元素，該元素為鈮和/或鉬和/或鉭，適合于產(chǎn)生至少40％的中心立方結(jié)構(gòu)的晶相。
當(dāng)這種β基因元素為鈮時(shí)，優(yōu)選地，其在合金中的質(zhì)量百分比值大約為7％。因此，本發(fā)明能夠以特別是分子式為Ti6Al7Nb的合金制造。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，該合金的結(jié)晶結(jié)構(gòu)使得其顆粒具有小于10微米的尺寸。
以下將參照附圖，通過非限制的實(shí)例來描述本發(fā)明的實(shí)施形式，其中

圖1是設(shè)置在超聲波手機(jī)上的、根據(jù)本發(fā)明的牙科器具或插入器的示圖。
圖2是用于實(shí)現(xiàn)齦下治療的、根據(jù)本發(fā)明的牙周插入器的局部剖開的平面圖。
在本發(fā)明的構(gòu)思體系中進(jìn)行的各種研究和試驗(yàn)，能夠確定以下內(nèi)容即插入器傳遞超聲波能量的能力和用于制造這種插入器的合金的原子結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。更準(zhǔn)確地，已經(jīng)確立的是β相占優(yōu)勢的結(jié)晶結(jié)構(gòu)(或者，對(duì)于鈦合金而言，中心立方結(jié)構(gòu)的晶相占優(yōu)勢)的存在能夠使合金各向同性，從而確保超聲波能量的有效傳遞。另外，已經(jīng)觀察到的是，合金的這種各向同性的特性具有使其粒度測定值(granulometry)較低的效果，有助于改善所獲得的傳遞。
在本發(fā)明的體系中進(jìn)行的試驗(yàn)得出當(dāng)諸如鈮、鉬和鉭之類的元素(以下稱為“β基因”元素)與由包括低百分比(質(zhì)量百分比約為6％)的鋁的以鈦為基礎(chǔ)的元素相結(jié)合時(shí)，這些元素具有以下特性，即合金的結(jié)晶結(jié)構(gòu)包括大量的中心立方結(jié)構(gòu)，以使所述合金能夠進(jìn)行非常高效的超聲波傳遞。
例如，以Ti6AL7Nb合金(即，以鈦為基礎(chǔ)的元素，并包括質(zhì)量百分比為6％的鋁和質(zhì)量百分比為7％的鈮的合金)來制造插入器。在原地(in situ)工作期間，已經(jīng)觀察到的是與具有相同形狀和尺寸的插入器相比，這種插入器在保持適量的柔軟性的同時(shí)，還呈現(xiàn)出能傳遞更高功率的優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，插入器還可以通過采用多種β基因元素(例如鈦、鉬和鈮)的合金來制造。例如，以包括這三種β基因元素的合金，根據(jù)分子式Ti6Al2Nb1Ta0.8Mo(即以鈦為基礎(chǔ)，并包括質(zhì)量百分比為6％的鋁、質(zhì)量百分比為2％的鈮、質(zhì)量百分比為1％的鉭和質(zhì)量百分比為0.8％的鉬構(gòu)成的合金)來制造插入器。所進(jìn)行的試驗(yàn)表明超聲波能量的傳遞量多于通過傳統(tǒng)的不銹鋼型插入器獲得的超聲波能量的傳遞量，而少于通過僅由鈮構(gòu)成β基因元素，例如上述合金Ti6Al7Nb制成的插入器獲得的超聲波能量的傳遞量。
還能夠確定的是這種合金采用圖1中示例的形式，特別適合于制造在牙體外科學(xué)中實(shí)施本發(fā)明的插入器。
在圖1中，這種插入器1的近端由圓柱部分2形成，通過圓柱部分2可將插入器1連接至超聲波手機(jī)3上，所述超聲波手機(jī)3向著插入器1的末端延伸，在所述較小直徑的圓柱部分5中形成與插入器的縱軸線xx’呈大約120度角的彎部7，接著是圓錐區(qū)域9，所述圓錐區(qū)域的底部直徑小于圓柱部分的直徑。
圖2示出用于進(jìn)行齦下治療的牙周插入器。所述插入器與超聲波手機(jī)(在附圖中未示出)連接，并具有圓柱形近端2，其向著所述插入器的另一端延伸，在較小直徑的第二圓柱部分10中所述第二圓柱部10延伸出的部分的直徑連續(xù)減小直到尖端，或末端。所述部分形成兩個(gè)區(qū)域，即沿著半徑彎曲的第一區(qū)域12和從第一區(qū)域延伸的、圓錐形的第二區(qū)域14，所述第二區(qū)域的縱軸線yy’與插入器的主縱軸線xx’形成120度的角度。
權(quán)利要求
1.超聲波振動(dòng)致動(dòng)型牙科器具或插入器，其由鈦鋁基合金構(gòu)成，其特征在于，該牙科器具或插入器的成分包括至少一種生物相容的β基因元素，該元素為鈮和/或鉬和/或鉭，適合于產(chǎn)生至少40％的中心立方結(jié)構(gòu)的晶相。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的牙科器具，其特征在于，所述β基因元素為鈮，其在合金中的質(zhì)量百分比值約為7％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的牙科器具，其特征在于，該牙科器具是由分子式為Ti6Al7Nb的合金制成。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的牙科器具，其特征在于，該合金的結(jié)晶結(jié)構(gòu)使得其顆粒具有小于10μm的尺寸。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的牙科器具，其特征在于，該牙科器具的形狀是其近端由圓柱部分(2)形成，通過該圓柱部分該牙科器具可連接至超聲波手機(jī)(3)上，該超聲波手機(jī)向著該牙科器具的末端延伸，在較小直徑的圓柱部分(5)中形成與該插入器的縱軸線(xx’)呈大約120度角的彎部(7)，接著是圓錐區(qū)域(9)，該圓錐區(qū)域的底部直徑小于該圓柱部分的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的牙科器具，其特征在于，該牙科器具的形狀是其基端(2)為圓柱形，并向著該牙科器具的另一端延伸，較小直徑的第二圓柱部(10)延伸出的部分的直徑連續(xù)減小直到其尖端或末端，所述部分分成兩個(gè)區(qū)域，即沿著半徑彎曲的第一區(qū)域(12)和從該第一區(qū)域延伸的、圓錐形的第二區(qū)域(14)，所述第二區(qū)域的縱軸線(yy’)與該插入器的主縱軸線(xx’)形成約120度的角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由超聲波振動(dòng)致動(dòng)的、并且由鈦鋁基合金構(gòu)成的牙科器具或插入器。本發(fā)明的牙科器具在其成分構(gòu)成上包括至少一種生物相容的β基因元素，該元素為鈮和/或鉬和/或鉭，并產(chǎn)生至少40％的中心立方結(jié)構(gòu)的晶相。
文檔編號(hào)A61C3/03GK1950038SQ200580014220
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者弗朗西斯·迪耶拉, 揚(yáng)·勒帕蒂科普斯 申請(qǐng)人:薩特萊克電子技術(shù)應(yīng)用設(shè)計(jì)公司