專利名稱：一種通過(guò)微流移除生物膜的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及個(gè)人護(hù)理裝置，更具體地，本發(fā)明涉及一種用 于使用由超聲波諧振的氣體泡從表面移除生物膜的裝置和方法。
背景技術(shù)：
控制牙斑對(duì)于口腔保健預(yù)防而言是必須的。牙斑是復(fù)雜生物膜 的一種示例，它是不同種類細(xì)菌的混合物。為了控制牙斑，牙科醫(yī)
生建議每人一天刷牙兩次，每次至少2分鐘。然而，這并不能移除 所有牙斑，這是由于牙刷毛不能達(dá)到口腔中的所有其他區(qū)域，諸如 牙間隙或者下牙齦嚢。
現(xiàn)代的"聲波"牙刷使用由較高頻率(260Hz)刷毛運(yùn)動(dòng)而引起 的流體動(dòng)力學(xué)來(lái)破壞這些難以到達(dá)位置的牙斑。然而，該流體運(yùn)動(dòng) 具有有限的幾毫米的有效范圍，因此并不能完全移除這些位置處的 牙斑。另一個(gè)問(wèn)題是，人們趨向于即使有也僅僅部分遵循日常刷牙 要求。
另外，牙科醫(yī)生還建議人們通過(guò)包括每日使用牙線來(lái)擴(kuò)充他們 的口腔衛(wèi)生例程。這對(duì)于從難以到達(dá)位置處移除牙斑是有效的。然 而，在實(shí)踐中，與每日刷牙要求相比，人們很少遵守每日使用牙線 的要求。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明針對(duì)一種口腔清潔裝置，其包括在液體 介質(zhì)中提供氣泡源的單元。該氣泡具有預(yù)定尺寸。施加器耦合到包 括用于輸出液體介質(zhì)中的氣泡的至少一個(gè)出口的單元，并耦合到用 于提供使氣泡在預(yù)定頻率振動(dòng)的超聲波源的至少一個(gè)超聲換能器。氣泡的預(yù)定尺寸近似地與超聲波的頻率有關(guān)。
<formula>formula see original document page 5</formula>其中/o是超聲波的頻率，并且/ 0是氣泡的半徑。 本發(fā)明還針對(duì)一種用于從表面移除生物膜的方法。該方法包括 提供液體介質(zhì)中氣泡的源。該氣泡具有預(yù)定尺寸。還提供了預(yù)定頻 率的超聲波源。朝向表面輸出氣泡和液體介質(zhì)混合物。還將超聲波 朝向該表面引導(dǎo)，使得該氣泡以超聲波的預(yù)定頻率振動(dòng)。氣泡的預(yù) 定尺寸近似地與超聲波的頻率有關(guān)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的口腔清潔裝置的一個(gè)示例
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的口腔清潔裝置的另一示例 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的口腔清潔裝置的另一示例 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的口腔清潔裝置的又一示例
以及
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明旨在通過(guò)由超聲波共振的氣體泡從表面移除生物膜。當(dāng) 利用接近諧振頻率的超聲頻率激勵(lì)時(shí)，液體介質(zhì)中的空氣泡引起劇 烈的流體流動(dòng)。已經(jīng)表明的是，振動(dòng)氣體泡將會(huì)在氣泡附近的小容 積內(nèi)引發(fā)聲流。形成在該氣泡周圍的微觀渦流作為微流是公知的。 近來(lái)，已經(jīng)表明的是，通過(guò)在表面上或者在表面附近以相對(duì)低能量 的超聲場(chǎng)振動(dòng)氣泡而形成的流體力可能變形并且甚至能使膜嚢泡破 裂。
微流引起產(chǎn)生能夠移除生物膜的剪切力。該剪切力S依賴于在 表面上施加的速度梯度G以及該液體的粘滯性t]:<formula>formula see original document page 5</formula> (1)(I)該速度梯度分布在邊界層Lms。該層的厚度由下式給出<formula>formula see original document page 5</formula> (2)
其中，p是液體的密度，/是其中形成了微流的介質(zhì)的振動(dòng)頻率。以Lms描述速度降的氣泡周圍的速度梯度G由等式2給出。 2t^(7 - v o)2
"(,恥， (3)此處A是脈沖氣泡
的半徑，i 。是平衡半徑。因此，由該梯度設(shè)定的剪切力S由下式給 出
<formula>formula see original document page 6</formula> (4)
最大半徑A將會(huì)取決于壓力波的幅值，但另一重要因子是氣泡 的諧振，其放大了氣泡的幅值。對(duì)于水中具有半徑A。的空氣泡，零
階振蕩的諧振頻率/0由下式給出
等式5對(duì)于找到用于給定的氣泡諧振頻率的近似最優(yōu)氣泡尺寸 是有用的。如果諧振波具有40KHz的頻率，最優(yōu)氣泡半徑將會(huì)是約 75pm。另外，如果超聲波具有l(wèi)MHz的頻率，則最優(yōu)氣泡半徑將會(huì) 約為3|am。應(yīng)當(dāng)注意的是，等式5是近似，通過(guò)/0或者7 0的±20%的 微小波動(dòng)可以得到好的結(jié)果。還應(yīng)當(dāng)注意的是，就單個(gè)自由氣泡而 言，等式5是較為準(zhǔn)確的。如果氣泡接近于表面或者接近其他氣泡， 則其諧振頻率可以較高。
應(yīng)當(dāng)注意的是，氣泡還可以具有能夠產(chǎn)生微流和從表面移除生 物膜的較高振動(dòng)模式。在這些較高振動(dòng)模式中，氣泡形狀可以改變。 需要考慮的因素是，這些較高階振蕩的諧振頻率可以與等式5不同。 對(duì)于較高階數(shù)(n>l)振蕩，諧振頻率根據(jù)下式與氣泡尺寸相關(guān)
<formula>formula see original document page 6</formula> (6)
其中o是液體的表面張力，p是密度。這意味著例如在40KHz, 當(dāng)分別具有24、 36、 47、 58和69微米的半徑時(shí)，水中的氣泡以第 二階、第三階、第四階、第五階、第六階振蕩進(jìn)行諧振。在lMHz 處，分別利用2.8、 4.2、 5.5、 6.8或8.0微米的氣泡半徑會(huì)出現(xiàn)同樣
的才展蕩組。鑒于上述情況，本發(fā)明涉及一種從各種表面移除生物膜的裝置。 在 一 個(gè)示例中，該裝置將是從口腔內(nèi)諸如牙間隙或者下牙齦嚢的難 以到達(dá)位置移除牙斑的口腔清潔裝置。然而，本發(fā)明并不僅限于口 腔應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的裝置可以應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。例如，可以將裝 置配置成從植入物、腹膜、心臟瓣、竇、扁桃體、中耳或者甚至諸 如膀胱的器官中移除感染的生物膜。
在上述所有應(yīng)用中，裝置將包括大量基本部件，諸如液體介質(zhì) 中氣體泡的源、超聲源，用于利用液體介質(zhì)朝向包括生物膜的目標(biāo) 表面輸出氣泡，并將超聲朝向目標(biāo)表面引導(dǎo)，使得液體介質(zhì)中的氣 泡振動(dòng)。如前所述，該振動(dòng)氣泡動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生將生物膜從目標(biāo)表面 移除的剪切力。
可以以大量方式來(lái)提供液體介質(zhì)中氣體泡的源。然而，在所有 這些方式中，產(chǎn)生的氣泡優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)具有預(yù)定尺寸，以便得到最好
的結(jié)果。為了近似地確定該尺寸，可以使用等式5。根據(jù)等式5，近 似的氣泡尺寸與其諧振頻率相關(guān)。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，該特定頻率范圍對(duì) 于實(shí)際裝置是優(yōu)選的。該范圍近似在20KHz至2MHz之間。根據(jù)等 式5,這將會(huì)給出大約從150至1.5pm的氣泡半徑范圍。
一種產(chǎn)生氣體泡的方式將會(huì)是在裝置中使液體和氣體混合。 例如，由氣體和液體作為供給的混合室中的快速轉(zhuǎn)輪。此處多 數(shù)氣泡的氣泡尺寸將取決于該轉(zhuǎn)輪的速度、該轉(zhuǎn)輪和混合室的尺寸 和設(shè)計(jì)，并且取決于液體的表面張力。另外，氣體和水流是重要的 參數(shù)。通常，該方法將會(huì)導(dǎo)致相對(duì)較寬的氣泡尺寸分布。還可以通 過(guò)諸如過(guò)濾器的具有小孔的結(jié)構(gòu)在液體中吹氣體。孔的尺寸將決定 氣泡的尺寸，形成更加窄的氣泡尺寸分布。另外，還可以使用聚流 噴嘴機(jī)構(gòu)來(lái)在液體中產(chǎn)生氣體泡。噴嘴開(kāi)口的直徑、氣體壓力以及 液體壓力將會(huì)確定在液體中產(chǎn)生的氣泡的尺寸，其結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生非 常窄的氣泡尺寸分布。在這些情況下，可以使用的液體的示例包括 水或者預(yù)混合水溶液，諸如漱口水或者氯化鈉溶液。該氣體可以是 空氣、氧、二氧化碳、氮、氟代烷等。應(yīng)當(dāng)注意，在氣泡生成中，液體的表面張力通常是重要參數(shù)。 通過(guò)使用包含表面活性化合物(例如硫酸月桂鈉、蛋白質(zhì)、磷脂、 泊洛沙姆等)的預(yù)混合水溶液可以實(shí)現(xiàn)低表面張力。如果該表面張 力較低，就可以較容易地在較高超聲頻率產(chǎn)生較小的氣泡。
在裝置中產(chǎn)生氣體泡的另 一種方式將是在液體中施加預(yù)先制造 的氣體泡。液體和氣泡的預(yù)先制造混合物將存儲(chǔ)在該裝置的儲(chǔ)罐中， 并通過(guò)自動(dòng)泵或者手動(dòng)泵來(lái)分發(fā)。在不同的實(shí)施例中，將以下面所 指示的相同方式來(lái)進(jìn)行氣泡的分發(fā)?？梢詫㈩A(yù)先制造的混合物添加 到具體裝置，該具體裝置是例如可從較大容器中再次填充的適于再
裝的容器，或者是可以分離地提供的用后即拋型小袋/容器。預(yù)先制 造的氣泡可能需要一些穩(wěn)定性，以便防止通過(guò)擴(kuò)散而分解。這可以 通過(guò)應(yīng)用特別制造的(聚合物)外殼來(lái)實(shí)現(xiàn)。還可以通過(guò)使液體中 溶解的蛋白質(zhì)在氣泡壁上固化，以產(chǎn)生擴(kuò)散阻擋氣泡壁，而使氣泡 穩(wěn)定。還可以通過(guò)仔細(xì)選擇氣體和液體，以最小化液體中的氣泡溶 解，從而使氣泡穩(wěn)定，例如凝膠基質(zhì)中的氣泡或者磷脂溶液中的氟
代戊烷(fl窗pentane)氣泡。
產(chǎn)生氣泡的另一種替代方式可以是通過(guò)化學(xué)作用。例如，將碳 酸氫鈉與檸檬酸結(jié)合將產(chǎn)生二氧化碳?xì)馀?。在這種情況下，該裝置 將包括兩個(gè)分離的容器，因此其使用前將反應(yīng)物的水溶液分離。在 操作期間，將會(huì)朝向需要清潔的表面輸出水溶液，在該表面處兩種 溶液相遇，并產(chǎn)生氣泡。應(yīng)該仔細(xì)選擇反應(yīng)物和其他伴隨混合物的 濃度，以使得在足夠進(jìn)行清潔動(dòng)作的時(shí)間內(nèi)具有預(yù)定氣泡尺寸，即 氣泡不應(yīng)增長(zhǎng)過(guò)快。
超聲源可以通過(guò)諸如壓電元件的器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。壓電元件是用于 將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的器件。在特定頻率處的交流電源將用于激勵(lì) 壓電元件以期望的頻率產(chǎn)生超聲波。如前所述，氣泡尺寸與諧振頻 率相關(guān)。因此，超聲波的特定頻率應(yīng)該接近于或者等于該諧振頻率。
將超聲引導(dǎo)到目標(biāo)表面可以通過(guò)利用能夠良好地傳送超聲的材 料來(lái)填充在超聲源和目標(biāo)表面之間的空間來(lái)實(shí)現(xiàn)。超聲可良好地穿過(guò)液體、凝膠或者剛性材料傳播。然而，超聲可能會(huì)被氣體和軟彈 性材料阻尼。因此，期望的是，使換能器和目標(biāo)之間的氣泡的數(shù)量 保持較低。這可以通過(guò)使超聲源盡可能地接近目標(biāo)源來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一 種選擇是，即以更加剛性的材料來(lái)填充空間，例如停留在該超聲源 和氣泡液體混合流之間的粘滯液體、凝膠、固體。盡管不應(yīng)完全阻 擋朝向該表面的氣泡和液體混合流，但是如果在日常應(yīng)用中更加剛 性的材料能夠在一定程度上適合于目標(biāo)表面的輪廓，則這是期望的。 在圖1中示出了 口腔清潔裝置的一個(gè)示例。正如所看到的那樣，
該裝置包括控制單元2和施加器20。在該示例中，施加器20通過(guò)軟 導(dǎo)管18耦合至控制單元2。然而，本發(fā)明包括提供該耦合的另外方 式，例如，控制單元可以集成到施加器。
控制單元包括用戶接口 4，該用戶接口 4使得用戶能夠控制該裝 置。還包括提供電能以為該裝置供電的功率源6。功率源6可以是電 池、燃料電池或者其他便攜能量容器或者插入到AC電源線路中的 電源。
控制單元2還可以包括牙刷驅(qū)動(dòng)8。然而，以虛線示出了牙刷驅(qū) 動(dòng)8，因?yàn)槿Q于施加器的類型可以包括也可以不包括牙刷驅(qū)動(dòng)8。 在該示例中，施加器是牙刷，因此可以包括牙刷驅(qū)動(dòng)。然而，還可 以以手動(dòng)方式使用該牙刷，因此可以不包括牙刷驅(qū)動(dòng)8。如果包括了 牙刷驅(qū)動(dòng)8，該牙刷驅(qū)動(dòng)將包括電動(dòng)機(jī)以及與公知的電動(dòng)牙刷類似的 來(lái)回移動(dòng)牙刷頭所需的驅(qū)動(dòng)組件。
在控制單元2中還包括超聲驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備10,其提供電信號(hào)， 以在施加器20處產(chǎn)生超聲波。該超聲驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備IO可以通過(guò)現(xiàn) 有技術(shù)中公知用于驅(qū)動(dòng)超聲換能器的電子電路(模擬、數(shù)字或者其 結(jié)合)來(lái)具體實(shí)現(xiàn)。具體地，電子電路應(yīng)該發(fā)出具有與超聲頻率匹 配的頻率的周期性電壓。可以以連續(xù)模式(以穩(wěn)定的周期性電壓信 號(hào)對(duì)其操縱)或者以脈沖模式(施加包含適當(dāng)頻率的電壓脈沖)驅(qū) 動(dòng)該換能器，其中該脈沖頻率應(yīng)當(dāng)在1Hz和lMHz之間。
在另外的設(shè)置中，超聲換能器將具有特定的機(jī)械設(shè)計(jì)，使得其具有與氣泡尺寸相關(guān)的目標(biāo)頻率相匹配的諧振頻率。在這種情況下， 可以如現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣通過(guò)適當(dāng)?shù)拿}沖來(lái)驅(qū)動(dòng)換能器。另外，
超聲驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備10應(yīng)當(dāng)以與產(chǎn)生的氣體泡尺寸相關(guān)的預(yù)定頻率進(jìn) 行操作。如前所述，優(yōu)選的操作頻率范圍可以是大約20KHz至2MHz 之間?？蛇x地，超聲換能器應(yīng)當(dāng)以接近于驅(qū)動(dòng)頻率或者在驅(qū)動(dòng)頻率 處的頻率諧振。正如可以看到的那樣，超聲驅(qū)動(dòng)IO具有延伸到軟導(dǎo) 管18中并穿過(guò)軟導(dǎo)管18延伸的輸出線4。輸出線4將來(lái)自超聲驅(qū)動(dòng) 電子設(shè)備10的信號(hào)傳送到施加器20。
控制單元2還包括氣泡流體源12。這是將會(huì)在液體介質(zhì)中產(chǎn)生 氣體泡的元件。如前所述，這可以以各種方式來(lái)執(zhí)行。另外，產(chǎn)生 的氣泡應(yīng)當(dāng)具有預(yù)定尺寸以便得到最好的結(jié)果。如前所述，氣泡的 尺寸應(yīng)當(dāng)如等式5所表達(dá)的那樣與超聲源的頻率成比例。在該示例 中，將使用凝膠來(lái)幫助將超聲波引導(dǎo)到目標(biāo)表面上。適當(dāng)?shù)哪z的 示例包括任何具有低超聲阻尼特性的依從性粘滯彈性流體，諸如在 超聲成像領(lǐng)域中作為慣例使用的標(biāo)準(zhǔn)超聲凝膠。備選地，凝膠可以 是牙膏，將類似牙膏的化合物(氟化物、耐磨顆粒)添加至凝膠。
正如可以進(jìn)一步看到的那樣，延伸到軟導(dǎo)管18中的軟管16附 著到氣泡流體源12。軟管16將用于將氣泡和液體介質(zhì)傳送到施加器 20。包括在氣泡流體源12中的泵將會(huì)把液體介質(zhì)通過(guò)軟管16抽到 施加器20。
在該示例中，施加器是牙刷20。該牙刷20包括把手22和刷頭 24。軟導(dǎo)管18附著到把手22的尾部。正如從該剖面圖可以看到的 那樣，來(lái)自軟導(dǎo)管18的輸出線14還在牙刷20內(nèi)從把手22的尾部 延伸到刷頭24。這使得超聲驅(qū)動(dòng)信號(hào)能夠被傳輸?shù)剿㈩^24中的超聲 換能器30。另外，中空通道26還從把手22的尾部延伸到刷頭24。 該通道26連接到軟導(dǎo)管18中的軟管14，并使得液體介質(zhì)中的氣泡 也能夠被攜帶到刷頭24。
正如可以進(jìn)一步看到的，噴嘴28包括在刷頭24中，并且附著 到通道26向下延伸的部分。噴嘴28將會(huì)用于朝向在超聲波附近的目標(biāo)表面輸出氣泡和液體介質(zhì)。如前所述，超聲換能器30包括在刷 頭30內(nèi)。超聲換能器可以通過(guò)壓電元件或者其他類似器件來(lái)具體實(shí) 現(xiàn)。該超聲換能器30將根據(jù)來(lái)自超聲驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備10的驅(qū)動(dòng)信號(hào) 而產(chǎn)生超聲波。
在操作期間，將從噴嘴28中朝向用戶口腔內(nèi)的目標(biāo)表面輸出液 體介質(zhì)中的氣泡。自換能器30產(chǎn)生的超聲波也將會(huì)穿過(guò)液體介質(zhì)中 凝膠的朝向目標(biāo)表面?zhèn)鞑ァ＿@些超聲波將以超聲波頻率振動(dòng)液體介 質(zhì)中的氣泡。如前所述，該振動(dòng)氣泡動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生能夠?qū)⑸锬?各種表面移除的剪切力。因此，上述動(dòng)作將移除位于用戶口腔內(nèi)目 標(biāo)表面上的任何生物膜。
在圖2中示出了口腔清潔裝置的另一示例。在該示例中，也使 用了相對(duì)于圖1描述的相同控制單元。然而，在該示例中，施加器 20略有不同。正如可以看到的，施加器20具有把手22和頭部24。 軟導(dǎo)管18還附著到把手22的尾部。另外，輸出線14和中空通道26 還/人對(duì)巴手22的尾部延伸到頭部24。
然而，正如可以看到的，頭部24并不具有任何牙刷刷毛。相反， 頭部包括連接到輸出線14的兩個(gè)超聲換能器30。另外，每個(gè)換能器 30上布置的是凝膠包32。凝膠包30將用于將超聲波朝向目標(biāo)表面 傳送。在該示例中，通過(guò)使用凝膠包，就不需要在換能器和由控制 單元中的起泡流體源提供的氣泡-液體介質(zhì)混合物之間包括額外的凝 膠。與前面的示例類似，在操作期間，將從頭部24中的出口 28朝 向用戶口腔內(nèi)的目標(biāo)表面輸出液體介質(zhì)中的氣泡。自兩個(gè)換能器30 產(chǎn)生的超聲波也將會(huì)朝向凝膠包32中的目標(biāo)表面?zhèn)鞑ァ＿@些超聲波 將會(huì)振動(dòng)在液體介質(zhì)中的氣泡。該振動(dòng)氣泡動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生將生物膜 從用戶口腔內(nèi)的目標(biāo)表面移除的剪切力。
在圖3中示出了口腔清潔裝置的另一示例。在該示例中，也使 用了相對(duì)于圖1描述的相同控制單元。另外，施加器將還包括如前 所述的4巴手22和頭部24。
然而，在該示例中，頭部24不同。正如/人沖黃截面4見(jiàn)圖可以看出的那樣，頭部24具有朝上彎曲的下表面34。在該下表面34中布置 的是杯部件36。杯部件36將幫助把超聲波集中到目標(biāo)表面上。杯部 件的形狀用于集中超聲波并且用于降低流體溢出。在該示例中，凝 膠還可以包括在液體介質(zhì)中，如前所述。杯部件36還優(yōu)選地由柔性 易彎曲材料來(lái)制造，諸如橡膠或者其他聚合物彈性體。
正如可以看出的那樣，在該示例中，超聲換能器30包括在該杯 部件36中接近下表面34的中間處。另外，在換能器30之間的杯部 件36中包括開(kāi)口28。在操作期間，開(kāi)口 28將會(huì)用作液體介質(zhì)中的 氣體泡的出口。因此，將從該噴嘴28朝向目標(biāo)表面輸出液體介質(zhì)中 的氣體泡。另外，通過(guò)杯部件36,自換能器30產(chǎn)生的超聲波也將朝 向目標(biāo)表面聚集。這些超聲波將會(huì)振動(dòng)在液體介質(zhì)中的氣泡。該振 動(dòng)氣泡動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生將生物膜從用戶口腔內(nèi)的目標(biāo)表面移除的剪切 力。
在圖4中示出了口腔清潔裝置的另一示例。在該示例中，也使 用了相對(duì)于圖1描述的相同控制單元。然而，在該示例中，施加器 是護(hù)口器(mouth guard )40的形式。護(hù)口器40包括內(nèi)部脫套(cut out) 部分42。該脫套部分42將是包圍了用戶齒系的形狀，并且外部尺寸 允許在操作期間將其放置于口腔中。為了確保該具體設(shè)備適合，它 可以是定制的，以便裝配在用戶口腔中。替代地，或者附加地，它 可以由柔性材料制成，以便使其能夠符合用戶口腔和齒系形狀。再 次替代地，可以為最佳佩戴舒適度提供適合于配合不同尺寸用戶口 腔的形狀范圍。
接近于該脫套將會(huì)包括多個(gè)超聲換能器30。如圖所示，來(lái)自軟 導(dǎo)管18的輸出線14在脫套部分42周圍延伸至護(hù)口器。這使得輸出 線14能夠連接到所有的換能器30,以便從控制單元接收驅(qū)動(dòng)信號(hào)。 此外，中空通道26在脫套部分42周圍延伸。該通道26連接到中空 管18中的軟管16,以便使具有氣體泡的液體介質(zhì)在護(hù)口器40各處 循環(huán)。接近于換能器30的是通道26的開(kāi)口 28。這些開(kāi)口 28將會(huì)用 作液體介質(zhì)中的氣體泡的出口 。在操作期間，該護(hù)口器將會(huì)置于用戶的口腔中，使得換能器30 和開(kāi)口 28與用戶牙齒相鄰。氣體泡和液體介質(zhì)混合物將從噴嘴28 朝向牙齒上的目標(biāo)表面輸出。另外，自換能器30產(chǎn)生的超聲波也將 會(huì)朝向目標(biāo)表面?zhèn)鞑?。這些超聲波將會(huì)振動(dòng)在液體介質(zhì)中的氣泡。
該振動(dòng)氣泡動(dòng)作將會(huì)產(chǎn)生將生物膜從目標(biāo)表面移除的剪切力。
雖然在上面已經(jīng)依照具體示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng) 理解，本發(fā)明并不局限于或者限制于此處公開(kāi)的示例。因此，本發(fā) 明旨在覆蓋在所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)和變形。
權(quán)利要求
1.一種口腔清潔裝置，包括單元(2)，用于提供液體介質(zhì)中氣泡的源，該氣泡具有預(yù)定尺寸；耦合到該單元(2)的施加器(20)，該施加器(20)包括用于輸出該液體介質(zhì)中的氣泡的至少一個(gè)出口(28)，和用于提供用于使所述氣泡在預(yù)定頻率振動(dòng)的超聲波源的至少一個(gè)超聲換能器(30)，其中該氣泡的預(yù)定尺寸通過(guò)下式近似地與該超聲波的頻率有關(guān)f0R0≈3ms-1其中f0是超聲波的頻率，并且R0是氣泡的半徑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該超聲波的頻率在20KHz 至2MHz的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該液體介質(zhì)包括凝膠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該施加器(20)具有把手 (22)和頭部(24)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中該至少一個(gè)出口 (28)是 該頭部(24)中的兩個(gè)噴嘴(28)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中該至少一個(gè)超聲換能器(30) 在該頭部(24)中。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中該至少 一個(gè)超聲換能器(30 ) 布置在該兩個(gè)噴嘴(28)之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中該至少 一個(gè)超聲換能器(30 ) 是在該頭部(24)中的兩個(gè)超聲換能器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，進(jìn)一步包括布置在該超聲換能 器(30)的每一個(gè)上的凝膠包(32)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中該至少一個(gè)出口 (28)布 置在該超聲換能器(30)之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，進(jìn)一步包括布置在該頭部(24) 中的杯部件(36)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中該杯部件(36)由柔性 材料制成。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中該至少一個(gè)超聲換能器 (30)是布置在該杯部件(36)中的兩個(gè)超聲換能器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中該至少一個(gè)出口 (28) 布置在該超聲換能器(30)之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該施加器(20)是護(hù)口器 (40)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中該護(hù)口器(40)具有根 據(jù)用戶口腔而成型的脫套(42)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中該至少一個(gè)換能器(30) 是接近于該脫套(42)定位的多個(gè)超聲換能器。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中該至少一個(gè)出口 (28) 是接近于該脫套(42)定位的多個(gè)出口。
19. 一種從表面移除生物膜的方法，包括步驟提供液體介質(zhì)中 氣泡的源，該氣泡具有預(yù)定尺寸；提供在預(yù)定頻率處的超聲波的源； 朝向該表面輸出該液體介質(zhì)中的氣泡；以及將該超聲波朝向該表面 引導(dǎo)，使得該氣泡以該超聲波的預(yù)定頻率振動(dòng)；其中該氣泡的預(yù)定 尺寸通過(guò)下式近似地與該超聲波的頻率有關(guān)；其中/。是超聲波的頻率，并且&是氣泡的半徑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中該超聲波的頻率在2 0 KH z 至2MHz的范圍內(nèi)。
全文摘要
公開(kāi)了一種從表面移除生物膜的方法。該方法包括提供液體介質(zhì)中氣泡的源。該氣泡具有預(yù)定尺寸。還提供了預(yù)定頻率的超聲波源。朝向表面輸出液體介質(zhì)中的氣泡。還將超聲波朝向該表面引導(dǎo)，使得該氣泡以超聲波的預(yù)定頻率振動(dòng)。氣泡的預(yù)定尺寸近似地與超聲波的頻率有關(guān)。
文檔編號(hào)A61C17/22GK101316563SQ200680044347
公開(kāi)日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2006年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月28日
發(fā)明者A·M·納伊斯, B·戈坦斯博斯, D·布羅肯, J·詹森 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司