專利名稱：變化響應(yīng)式出牙嚼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及出牙嚼器。
背景技術(shù)：
多個(gè)世紀(jì)來已經(jīng)觀察到嬰兒在稱為“出牙”時(shí)期咬在任意類型的對(duì)象上。這已被解釋為“緩解”被認(rèn)定為與該過程相關(guān)的疼痛的一種方式。當(dāng)出牙典型地在嬰兒年齡5個(gè)月至24個(gè)月期間發(fā)生時(shí)，壓力區(qū)域可能為牙齦墊(牙槽嵴)、正在萌出或新萌出的牙齒、或牙齒和牙齦的結(jié)合。“出牙嚼器”是設(shè)計(jì)為由嬰兒咀嚼以解決與出牙相關(guān)問題的裝置。人進(jìn)食依賴于綜合的事件序列，從第一次咀嚼到吞咽需要超過20種肌肉的協(xié)調(diào)以移動(dòng)口中的食物和唾液。兒童的口腔運(yùn)動(dòng)發(fā)育始于口作為整體單元工作，但隨著兒童成熟，下巴、舌頭和嘴唇的運(yùn)動(dòng)作為單獨(dú)但協(xié)調(diào)的實(shí)體。隨著時(shí)間的推移存在下頜關(guān)節(jié)(TMJ) 的相應(yīng)發(fā)育，TMJ增加咀嚼在硬度、大小和材質(zhì)方面不同的食物所需的下顎穩(wěn)定性。近期研究(倫迪等，1998年)也增加對(duì)以下的理解早期感知和分辨能力也在嬰兒階段與早期學(xué)步期間發(fā)育。已經(jīng)證實(shí)，兒童的口腔運(yùn)動(dòng)發(fā)育階段(下頜運(yùn)動(dòng)、咀嚼肌功能即進(jìn)食功能、舌頭功能和牙齒萌出)具有對(duì)何種材質(zhì)被接受或被拒絕的影響(Szczesniak, 1972年)。簡(jiǎn)言之,兒童知道她能夠食用何種類型的食物和她不能食用何種類型的食物。嬰兒開始于僅僅液體，并且在4-6個(gè)月時(shí)飲食補(bǔ)充有初步固體食物，這種食物為半流質(zhì)的(例如，水果泥或蔬菜泥)。在六個(gè)月左右，牙齒將發(fā)育并且開始橫向/更先進(jìn)的咀嚼運(yùn)動(dòng)。在該階段，嬰兒已經(jīng)經(jīng)歷過不同材質(zhì)并且學(xué)會(huì)喜歡能夠由他們的舌頭、嘴唇和牙齦容易操縱的材質(zhì)。這些喜好是由他們?cè)诮?jīng)歷材質(zhì)變化之前決定的。事實(shí)上，在兒童生命的最初兩年，對(duì)于更堅(jiān)實(shí)材質(zhì)而言，增大口腔技能的最顯著時(shí)期發(fā)生在六個(gè)月與十個(gè)月的年齡期間。咀嚼效率的進(jìn)一步增大持續(xù)至24-36個(gè)月(Gisel，E.G.，1991年)。這直接對(duì)應(yīng)于“出牙階段”(牙齒的萌出以及下頜骨的向下和向前運(yùn)動(dòng))。由此已經(jīng)建立起咀嚼與出牙之間的時(shí)間聯(lián)系。科學(xué)教導(dǎo)的是I.隨著兒童成熟，下巴、舌頭和嘴唇的運(yùn)動(dòng)作用為單獨(dú)但協(xié)調(diào)的實(shí)體。2.下頜運(yùn)動(dòng)、咀嚼肌功能即進(jìn)食功能、舌頭功能和牙齒萌出具有對(duì)何種材質(zhì)被接受或被拒絕的影響。簡(jiǎn)言之，兒童知道她能夠食用何種類型的食物和她不能食用何種類型的食物。3.兒童必須加強(qiáng)他們的肌肉和協(xié)調(diào)能力以沿著進(jìn)食和語(yǔ)言能力路徑逐漸進(jìn)步。4.在口腔發(fā)育的最關(guān)鍵時(shí)期(年齡為6-24個(gè)月)，兒童的肌肉/關(guān)節(jié)/舌頭學(xué)會(huì)處理和協(xié)調(diào)復(fù)雜固體的食用。這直接對(duì)應(yīng)于牙齒的萌出。

發(fā)明內(nèi)容
本公開特征在于具有對(duì)咬嚼的變化響應(yīng)的一種出牙嚼器(或出牙嚼器系列)。所述出牙嚼器能夠復(fù)制和協(xié)調(diào)這種自然進(jìn)程。所述出牙嚼器能夠?qū)崿F(xiàn)不同食品的各種材質(zhì)、堅(jiān)實(shí)性和壓縮性。通過材質(zhì)、設(shè)計(jì)特征和出牙嚼器響應(yīng)，所述出牙嚼器能夠復(fù)制和協(xié)調(diào)兒童的自然進(jìn)食和語(yǔ)言能力發(fā)展。使用所述出牙嚼器培養(yǎng)兒童能夠加速進(jìn)食階段間的過渡并且有助于語(yǔ)言能力所需的發(fā)展控制。所述出牙嚼器能夠?qū)嵤槎喾N設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)捕捉最適于兒童的年齡或發(fā)育階段的設(shè)計(jì)的方面，典型地一個(gè)模仿進(jìn)食進(jìn)程。這種發(fā)育階段能夠包括下述組階段I——液體(大多為吸吮和口腔定位發(fā)育)；階段2—軟質(zhì)固體(特定關(guān)系以及開始研磨食物和吞咽的發(fā)展，早期語(yǔ)言能力發(fā)展);階段3——固體(咀嚼以及對(duì)顳下頜關(guān)節(jié)(關(guān)節(jié))發(fā)育和語(yǔ)言能力發(fā)展的關(guān)注)。例如，出牙嚼器的多種實(shí)施例能夠包括常規(guī)的出牙嚼器形狀、或者獨(dú)特或非常規(guī)的形狀。咬面的寬度和厚度能夠根據(jù)在每個(gè)發(fā)育階段的耐受性而改變。出牙嚼器的設(shè)計(jì)為被咬嚼的部分的厚度能夠根據(jù)兒童發(fā)育的年齡/階段變化適當(dāng)?shù)牧?。通常，這種厚度的增量變化為每個(gè)階段增大例如，階段I可以為厚,階段2為厚,而階段3為llmm-13mm厚。
當(dāng)研究與聚合物的材料科學(xué)相關(guān)的應(yīng)力、應(yīng)變和恢復(fù)時(shí)，常常使用胡克定律的歸納。該歸納考慮到若干理想假設(shè)而不顧微觀尺度上的真實(shí)的材料科學(xué)。使用應(yīng)力和應(yīng)變之間的線性關(guān)系假定應(yīng)力的六個(gè)獨(dú)立分量中的每一個(gè)與應(yīng)變的六個(gè)獨(dú)立分量中的一個(gè)線性相關(guān)。為了簡(jiǎn)單起見，我們也整體上示出了變形立方體的示意以考慮單位尺度的變化，即，立方體具有尺度x、y和Z，并且當(dāng)變形時(shí)該立方體變形成具有變形率λ t、λ 2和λ 3的類似體。當(dāng)考慮更“真實(shí)世界”的對(duì)象例如草莓時(shí)，通常有益的是忽視微觀系統(tǒng)并且僅僅專注于宏觀簡(jiǎn)化系統(tǒng)。這樣做是由于微觀行為并非總是相關(guān)于對(duì)咬嚼力的簡(jiǎn)單研究。在示出位移與力的示圖(其能與理想情況例如以上簡(jiǎn)化的立方體的應(yīng)力應(yīng)變曲線相關(guān)聯(lián))中，微觀行為(當(dāng)牙齒接觸且開始施加力時(shí)的初始行為)被忽略并且宏觀行為被觀察。也就是說，漿果在從牙齒接觸表面直到牙齒破壞表皮的表面張力而生成即時(shí)塑性(不可恢復(fù))變形為止的時(shí)期在技術(shù)上表現(xiàn)為彈性。替代在微觀尺度上看待該變形，所選取的是在更宏觀的畫面中看待該變形?，F(xiàn)在，類似香蕉、草莓和小塊奶酪之類的對(duì)象能夠用于使出牙與出牙嚼器相關(guān)，這是由于這些對(duì)象食物進(jìn)程中是大體類似漿料的食物。愚蠢的是向兒童進(jìn)食液體并且隨后遞給兒童一塊牛排(或其他彈性的堅(jiān)韌食物)。圖10是草莓的材質(zhì)剖面分析(ΤΡΑ)。該分析使用英斯特朗(Instron)測(cè)試裝置運(yùn)行且以專用的力/位移程序代表咬嚼。問題在于測(cè)試使用兩個(gè)平板運(yùn)行，而非口和牙齒的接口。在圖中顯示的I和2能夠與咬嚼I和咬嚼2相關(guān)或者能夠與漿果從彈性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄院碗S后轉(zhuǎn)變?yōu)闈{質(zhì)的時(shí)刻相關(guān)。如果察看該圖，則看到的是草莓的彈性階段持續(xù)大約
2mm-3mm的平板位移。在2mm_3_的位移和力的增大之后，發(fā)生塑性階段-曲線的大部
分。由于后勤方面的限制而在測(cè)試和圖中省略示出的是在后面的咬嚼以及在吞咽之前存在的所產(chǎn)生的漿料。當(dāng)檢驗(yàn)兒童的咬嚼時(shí)的貢獻(xiàn)假設(shè)盡管咬嚼的大小是重要的，但是加載的角度可能實(shí)際上更重要?？紤]具有三個(gè)主要加載角度的系統(tǒng)?！癈”加載角度定義為當(dāng)下頜骨處于后移或磨牙咬嚼位置時(shí)發(fā)生的髁加載的方向。突出加載角度“P”定義為當(dāng)下頜骨向前移動(dòng)至切咬或吸吮的位置時(shí)發(fā)生的髁加載的方向。平均髁加載角度“M”定義為后移加載角度和突出加載角度的基于時(shí)間的混合。從以下等式，我們能夠研究髁加載角度和隆凸發(fā)育角度作為年齡和發(fā)育的函數(shù)。M=Kp (P) +Kr (C)其中，K比率限定一常數(shù)，該常數(shù)等于髁被假定為以突出或后移位置進(jìn)行加載的時(shí)間的比例(常數(shù)K記錄在Nickel等人的1988年6月的J Dent Res的文獻(xiàn)中)。對(duì)咬嚼角度和咬嚼載荷(其將在下一章節(jié)中討論)的理解的結(jié)合連同材料科學(xué)一起使出牙嚼器的發(fā)展能夠更好地與兒童發(fā)育相關(guān)。兒童咬嚼強(qiáng)度和出牙嚼器在Nicekl, JC 等人(1988 年)在牙科研究雜志(Journal of DentalResearch)中 的名稱為“人出生后的顳下頜關(guān)節(jié)的加載和隆凸發(fā)育的理論模型”的良好記錄和參考的文獻(xiàn)解決了咬力與口腔頜面骨骼發(fā)育的相關(guān)性。從該文獻(xiàn)，我們使用以下為參考數(shù)據(jù)年齡0-5個(gè)月，咬力為I. 76磅或800克(Ardran等，1958年)。在用于早期發(fā)育的成長(zhǎng)與咬力之間的線性關(guān)系使我們能夠假定年齡6-12個(gè)月的咬力為3. 52磅，而年齡12-18個(gè)月的咬力為7. 04膀ο使用該數(shù)據(jù)并且將其應(yīng)用于進(jìn)食發(fā)展、語(yǔ)言能力發(fā)展、生理發(fā)育和材料科學(xué)的知識(shí)，我們開發(fā)了出牙嚼器。我們測(cè)試了這些出牙嚼器與競(jìng)爭(zhēng)者之間的反饋響應(yīng)(在施加的力與產(chǎn)生的變形之間的相關(guān)性)。圖11中示出了所產(chǎn)生的圖中的一個(gè)。將圖11的圖變?yōu)楹?jiǎn)單的陳述，能夠得到以下觀點(diǎn)現(xiàn)有技術(shù)的出牙嚼器“Comp A”由于其似乎包括代表大多數(shù)目前市場(chǎng)上銷售的出牙嚼器產(chǎn)品的特征和使用代表大多數(shù)目前市場(chǎng)上銷售的出牙嚼器產(chǎn)品的構(gòu)型而被選取。聚丙烯部段由于下述原因而被測(cè)試1)我們認(rèn)為這是基于設(shè)計(jì)的預(yù)期咬面；2)所述出牙嚼器由最大的嬰兒產(chǎn)品公司中的一家制造和銷售；3)其表述為設(shè)計(jì)用于通常被認(rèn)為是階段3(最類似于在進(jìn)食尺度上的草莓)的6+月(6個(gè)月以上)年齡。所述出牙嚼器顯現(xiàn)為通過利用超聲波焊接工藝使注塑模制零件組合而進(jìn)行構(gòu)造。如果進(jìn)一步測(cè)試，則“Comp A”(由聚丙烯和聚碳酸酯零件的組合制成的現(xiàn)有的出牙嚼器)中的材料將達(dá)到極限強(qiáng)度并且比在其他三根線(其示出了本文對(duì)三種出牙嚼器的相同測(cè)試)中所示的材料快很多地災(zāi)難式失效。該圖示出了疲勞和裂紋成長(zhǎng)將如何作為增大應(yīng)力的函數(shù)發(fā)展。在相等力的作用下，本發(fā)明的出牙嚼器中的材料組合將導(dǎo)致更大的響應(yīng)和更好的耐用性。當(dāng)力增大時(shí)，響應(yīng)在本發(fā)明的出牙嚼器中繼續(xù)，但是由于所選取的組合(選材、厚度和組合)而對(duì)每種設(shè)計(jì)不同。本文的出牙嚼器的橫截面設(shè)計(jì)或斷裂被簡(jiǎn)化為如下模式a.階段 I :1.5mm 50A 娃膠，3mm 25A 娃膠，I. 5mm 50A 娃膠。b.階段 2 :1.5mm 50A 娃膠，3mm 50A 娃膠，I. 5mm 50A 娃膠。c.階段 3 :1.5mm 50A 娃膠，3mm 90A 娃膠，I. 5mm 50A 娃膠。上述測(cè)試使用由具有I. 5mm厚度和規(guī)定硬度的板片材料構(gòu)造的樣品進(jìn)行。從板材3”切割出圓盤以用于壓縮測(cè)試。例如，階段I的測(cè)試出牙嚼器構(gòu)造為將板材的4個(gè)切割盤一個(gè)布置在另一個(gè)的頂上，即，一件50A娃膠、2件25A娃膠和另一件50A娃膠。材料的應(yīng)用及粘彈性疊加原理
波爾茲曼提出下列事項(xiàng)I)蠕變是試樣的整個(gè)過去加載歷史的函數(shù)。2)每個(gè)加載步驟形成對(duì)最終變形的獨(dú)立貢獻(xiàn)，使得總變形能夠通過所有貢獻(xiàn)的疊加而獲得。通過知道平均咬力和平均咬角并且應(yīng)用對(duì)口腔發(fā)育環(huán)境的生理需求的了解，我們能夠生成一種“智能出牙嚼器”。我們將食品材質(zhì)分析的原理和材料的線性粘彈性進(jìn)行結(jié)合以模仿和/或生成一種訓(xùn)練工具，該工具具有在變形期間存儲(chǔ)所有外力和能量并且當(dāng)外力移除時(shí)利用該同一能量恢復(fù)目標(biāo)的初始形狀的能力。外力的利用能夠通過調(diào)節(jié)材料特性而進(jìn)行調(diào)節(jié)以有效地產(chǎn)生等于或小于所施加的力的恢復(fù)力響應(yīng)，即，材料可 以快速?gòu)椈鼗蛘呖梢暂^緩慢地蠕動(dòng)回到初始形狀。這種生動(dòng)的響應(yīng)形式(其結(jié)合有液體狀和固體狀特征)是使粘彈性材料對(duì)于在出牙嚼器中的使用而言是商業(yè)上且醫(yī)學(xué)上吸引人的原因。由于咬嚼能夠被視為兩步驟加載循環(huán)(如圖10中圖示，主咬嚼后繼有較小的二次咬嚼)，因此使用關(guān)于預(yù)計(jì)應(yīng)力和粘彈性響應(yīng)(下圖)的波爾茲曼原理且結(jié)合應(yīng)力松弛模量理論(與作為時(shí)間函數(shù)的應(yīng)力松弛行為的材料關(guān)系)將確保所期望的出牙嚼器響應(yīng)。圖12A和圖12B分別是粘彈性材料的圖解模型和對(duì)應(yīng)的蠕變恢復(fù)曲線。粘彈性材料具有作為具有單獨(dú)控制的緩沖器的可控彈簧而進(jìn)行操作的能力。TPA食品材質(zhì)分析能夠用來測(cè)試發(fā)育(成長(zhǎng))中的兒童食用的食物，而出牙嚼器能夠設(shè)計(jì)為匹配這些相應(yīng)食物的行為。簡(jiǎn)言之，采用力與位移的圖并且知道測(cè)試的時(shí)間表，我們能夠創(chuàng)建緊密匹配結(jié)果的圖解模型(如上描繪)。我們能夠使用粘彈性理論以使用聚合物模擬食物。反饋響應(yīng)以及物理測(cè)量與感覺響應(yīng)之間的相關(guān)性感覺強(qiáng)度尺度和物理測(cè)量能夠客觀地遵循限定的心理學(xué)關(guān)系模型。例如，感覺響應(yīng)(R)的動(dòng)力模型能夠由以下等式描述R = CSn其中，R=感覺響應(yīng)，S=刺激(例如咬嚼)C和η為與食物/材料特性相關(guān)的常數(shù)。堅(jiān)實(shí)性(firmness)能夠在擠壓測(cè)試中研究，以下述公式量化機(jī)械阻力Mc=M1Mx/ (MfMx)Mc=結(jié)合的機(jī)械阻力M1=牙齒的阻力Mx=試樣的變形阻力所以，當(dāng)軟質(zhì)材料(測(cè)試試樣或食物)在牙齒之間變形時(shí)，Mc=Mx ;感覺響應(yīng)主要取決于測(cè)試試樣(或食物)的特性。個(gè)例研究設(shè)計(jì)已知用于我們的“問題陳述”的輸入力、角度、相對(duì)時(shí)限和環(huán)境條件，我們能夠設(shè)計(jì)出將既產(chǎn)生理論結(jié)果也產(chǎn)生實(shí)證結(jié)果的研究。在設(shè)計(jì)階段具體化的出牙嚼器時(shí)，為了示例，我們選取階段3 (年齡6+月，其中階段I = 3+月，階段2 = 4+月，階段3 = 6+月而階段
4= 9+月)，我們能夠使用如圖12A和圖12B中所示的可視化能量平衡對(duì)系統(tǒng)建模。這樣做是使我們能夠生產(chǎn)一種如期望作用的出牙嚼器，具體為線性系統(tǒng)。在簡(jiǎn)單的理論中，這意味著必須的彈簧常數(shù)和必須的阻尼常數(shù)決定了出牙嚼器的輸出響應(yīng)，其中該出牙嚼器需要模仿食物的響應(yīng)。采用該理論并將其應(yīng)用到出牙嚼器設(shè)計(jì)上，基于能量/材料理論設(shè)計(jì)出牙嚼器而需要發(fā)生的是建立原型或等效測(cè)試樣品，建立定制的TPA食物分析測(cè)試站或使用TPA食物分析測(cè)試服務(wù)來檢測(cè)出牙嚼器響應(yīng)且記錄出牙嚼器響應(yīng)的數(shù)據(jù)，審查和統(tǒng)計(jì)分析測(cè)試結(jié)果，并且如所需地循環(huán)設(shè)計(jì)以達(dá)到期望的結(jié)果。本文特征在于一種變化響應(yīng)式出牙嚼器，包括至少部分地由第一彈性材料生成的外表面；以及包括彈性材料的內(nèi)部分，所述彈性材料與所述第一彈性材料相比具有至少一種不同特性。所述內(nèi)部分還可能包括一個(gè)或多個(gè)空腔。當(dāng)與所施加的力的速率進(jìn)行比較時(shí)，所述出牙嚼器的恢復(fù)響應(yīng)可以延遲。所述出牙嚼器的恢復(fù)響應(yīng)可以約等于所施加的力的速率。所述出牙嚼器的材料和構(gòu)型可以至少部分地基于具有對(duì)所施加的外力的粘彈性響應(yīng)的粘彈性模型而選取。粘彈性響應(yīng)可以設(shè)計(jì)為響應(yīng)于或反應(yīng)于與咬嚼模式相似的兩階段外力加載。
所述出牙嚼器的至少外部分能夠在軸上旋轉(zhuǎn)。所述出牙嚼器還可能包括主體、以及能夠圍繞所述出牙嚼器的所述主體旋轉(zhuǎn)的環(huán)。所述出牙嚼器可能限定有傾斜表面。所述傾斜表面可以由至少一個(gè)高峰和至少一個(gè)低谷生成。所述內(nèi)部分可以比所述外部分更軟。所述內(nèi)部分可以具有大約25A的硬度，而所述外部分可以具有大約50A的硬度。所述內(nèi)部分可以比所述外部分硬。所述內(nèi)部分可以具有大約90A的硬度，而所述外部分可以具有大約50A的硬度。特征還在于一種設(shè)計(jì)出牙嚼器的方法，所述方法包括測(cè)試特定食品以確定其對(duì)壓縮力的響應(yīng)并且使用所述測(cè)試結(jié)果以確定出牙嚼器的對(duì)力的響應(yīng)的質(zhì)量。特征還在于通過這種方法設(shè)計(jì)的出牙嚼器。


從下面對(duì)優(yōu)選實(shí)施例和附圖的描述，其他方面對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得清晰，其中圖I是出牙嚼器的第一實(shí)施例的簡(jiǎn)化側(cè)視截面圖；圖2是出牙嚼器的第二實(shí)施例的簡(jiǎn)化側(cè)視截面圖；圖3是出牙嚼器的第三實(shí)施例的簡(jiǎn)化側(cè)視截面圖；圖4是出牙嚼器的第四實(shí)施例的簡(jiǎn)化側(cè)視截面圖；圖5A-圖是出牙嚼器的一個(gè)實(shí)施例的視圖；圖6A和圖6B示意性和概念性地圖示了能夠在出牙嚼器中使用的可變響應(yīng)構(gòu)型；圖7是采用圖6A和圖6B的構(gòu)型的出牙嚼器的實(shí)施例的簡(jiǎn)化側(cè)視截面圖；圖8是采用圖6A和圖6B的構(gòu)型的出牙嚼器的另一實(shí)施例的簡(jiǎn)化側(cè)視截面圖；圖9是圖示了對(duì)食物的兩次咬嚼的時(shí)間與力的關(guān)系圖，其有助于理解出牙嚼器的某些實(shí)施例的變化響應(yīng)；圖10是用于測(cè)試草莓的位移/力曲線；圖11是三種出牙嚼器與現(xiàn)有技術(shù)的出牙嚼器的比較；
圖12A和圖12B是粘彈性材料的圖解模型和對(duì)應(yīng)的蠕變恢復(fù)曲線，其在理解出牙嚼器設(shè)計(jì)方面是有用的；以及圖13A和圖13B示出了另一種變化響應(yīng)式出牙嚼器設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施例方式圖I至圖4是出牙嚼器的四種不同實(shí)施例的示意截面圖。圖I的出牙嚼器10包括外殼體12，外殼體12包括分別由相同硬度的材料制成的上部段14和下部段16 ;以及可能為不同材料的端部段18和20。例如，上部段14和下部段16可以包括50A-90A的彈性材料，而兩個(gè)端部段18和20可能為50A-60A的材料。硬度較軟的端部段是優(yōu)選的，使得彎曲和壓縮不會(huì)導(dǎo)致有效生成的接合部或活動(dòng)鉸鏈部過早疲勞。由于外部彎曲的大部分將在這些端部段處發(fā)生，因此材料必須能夠在無(wú)失效的情況下承受蠕變變形和反復(fù)的應(yīng)力和應(yīng)變循環(huán)。上部分和下部分作為用于兒童的接口或咬面。這些的目的在于接收由齒齦墊或牙齒施加的外力并且將該力分布為使得內(nèi)部阻尼/彈簧機(jī)構(gòu)(不同的粘彈性材料)以及端部件能 夠作用為沖擊吸收器類的系統(tǒng)。當(dāng)施加外力時(shí)，響應(yīng)由選取用于內(nèi)部構(gòu)件和端部構(gòu)件的材料的粘彈性響應(yīng)和材料肖氏硬度控制。內(nèi)部21包括設(shè)置在頂部14與底部16之間的材料部分22。內(nèi)部的其余部分可以為不同的材料，或者其可以為空的。材料22優(yōu)選地為彈性的或類似彈性體。這種構(gòu)型生成一種可壓縮且隨著壓縮的進(jìn)行而需要更大的力的出牙嚼器。當(dāng)咬力釋松時(shí)，該裝置回到其初始位置。這種位置的返回可以等于或慢于所施加的力的速率，這是由于該返回與在咀嚼期間的食物響應(yīng)相關(guān)。部分22能夠可選地實(shí)現(xiàn)為凝膠例如水凝膠或，顆粒材料例如沙。圖2的實(shí)施例30也包括殼體32，殼體32具有由一種材料制成的上部分34和下部分36以及能夠由不同材料制成的端部分38以在咬力被施加時(shí)提供期望的響應(yīng)。在該情況下，除了一個(gè)或多個(gè)空腔44，內(nèi)部42被填滿材料。材料42優(yōu)選地為不同的彈性體?？涨?4有助于實(shí)現(xiàn)濕軟的感覺，但是由于空腔未均勻分布在整個(gè)出牙嚼器上，因此壓縮出牙嚼器所需的力在出牙嚼器上的不同位置處不同。這由此在出牙嚼器上的不同位置處實(shí)現(xiàn)不同的咬力。在圖3的另一相似實(shí)施例50中，殼體52包括上層54和下層56以及端部分58和60，其中的每一個(gè)如在其他實(shí)施例中那樣優(yōu)選地為彈性體例如硅膠。彈性內(nèi)部橋接部分62連接在表面54與56之間，但是獲得變化的空腔區(qū)域64、66、68和70，這些空腔區(qū)域定制出牙嚼器在不同位置的且基于壓縮程度的咬力/壓縮性響應(yīng)。圖4的實(shí)施例80具有略不同的截面形狀并且能夠具有大致細(xì)長(zhǎng)管狀形狀以模擬手指的形狀。本體82由一種材料制成并且能夠具有不同材料的一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)內(nèi)部體積(兩個(gè)這樣的體積88和89被示出)和/或空腔以實(shí)現(xiàn)沿著其長(zhǎng)度的變化的壓縮性。端部區(qū)域84和86也能夠?yàn)椴煌牟牧稀D5A-示了出牙嚼器的多種可能的物理設(shè)計(jì)中的一種。出牙嚼器90為大致平而薄的。出牙嚼器90由被較軟的硅膠或相似的彈性材料94所包覆的彈性芯部92構(gòu)成。外層94限定有高峰和低谷(例如，高峰92和低谷93和97)、通孔96和扇形邊緣95，從而完成設(shè)置用于在出牙嚼器的不同區(qū)域中的不同響應(yīng)的角度。出牙嚼器90將顯示出模仿固體食物的響應(yīng)的粘彈性響應(yīng)。該具體的出牙嚼器設(shè)計(jì)用于3+月，這是由于其很軟并且是彈性響應(yīng)的。這產(chǎn)生與漿泥/米布丁狀食物相似的響應(yīng)。彈性設(shè)置的軟壓縮性質(zhì)使兒童能夠自由地咬嚼在出牙嚼器的表面上，同時(shí)對(duì)TMJ/顎加載以加強(qiáng)用于下一級(jí)進(jìn)食進(jìn)程。該角度有助于改變作用在TMJ上的載荷方向，即，如在Nickel JC等(1988年)中的，載荷和載荷角涉及TMJ發(fā)育。這將不但有助于加強(qiáng)肌肉和關(guān)節(jié)，而且也將鼓勵(lì)在初始咬嚼期間咬嚼的發(fā)育更基于門牙(前)。圖6A和圖6B示意性且概念性地圖示了能夠在出牙嚼器中使用的可變響應(yīng)構(gòu)型。構(gòu)型100是七個(gè)薄層或板101-107的堆疊，它們能夠如圖6A所示地豎直對(duì)齊或者如圖6B中所示地部分不對(duì)齊。當(dāng)這些層對(duì)齊時(shí)，堆疊提供對(duì)于豎直力的最大抵抗，并且由此當(dāng)在出牙嚼器(例如，圖I 一圖5中所示類型的出牙嚼器)的內(nèi)部中使用時(shí)，構(gòu)型100實(shí)現(xiàn)適于較大兒童的較硬的出牙嚼器。當(dāng)這些板移動(dòng)而變?yōu)槿缋缭趫D6B的構(gòu)型IOOa中圖示地更不對(duì)齊時(shí)，堆疊具有較大的豎直方向適應(yīng)性并且由此能夠?qū)崿F(xiàn)更易壓縮的出牙嚼器。此外，單獨(dú)的板的材料、構(gòu)型和厚度能夠被定制以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮力的期望的彈性或粘彈性響應(yīng)。該結(jié)果是這類堆疊能夠用于實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮力的不同響應(yīng)，由此至少部分地實(shí)現(xiàn)出牙嚼器的目標(biāo)。
注意，這種堆疊概念能夠字面上或某種程度上概念性地應(yīng)用到出牙嚼器上。例如，該堆疊能夠被布置且隨后被測(cè)試(例如使用英斯特朗測(cè)試儀)，由此確定圖I 一圖5中所示類型的單一式或一體式內(nèi)部彈性構(gòu)件的正確設(shè)計(jì)。圖6A和圖6B的概念示出在圖7和圖8的示例中的上下文中(再次,示意性地且某種程度上概念性地)。圖7的出牙嚼器110使用“彈簧” 112來提供其部分或全部適應(yīng)性。彈簧112包括互連相交的板簧113和114 (或者通過板模擬的構(gòu)型)以實(shí)現(xiàn)特定的適應(yīng)性。顯然，彈簧113和114的材料、長(zhǎng)度、厚度和/或角度(和相對(duì)角度)能夠改變以實(shí)現(xiàn)期望的彈性或粘彈性響應(yīng)。圖8中示出了又一大致相同的實(shí)施例。在該示例中，內(nèi)部中空的通道126被采用以有利于適應(yīng)性。板簧(或等同件)122設(shè)置在中空或填充通道126與上表面123之間，而板簧(或等同件)124設(shè)置在下表面125與通道126之間。圖9是當(dāng)食物被咀嚼時(shí)實(shí)現(xiàn)的咬力的力圖。該圖反映了當(dāng)食物被咀嚼時(shí)每次咬嚼的力下降的事實(shí)。本發(fā)明的變化響應(yīng)式出牙嚼器能夠通過由嬰兒/幼兒選取的出牙嚼器的設(shè)計(jì)、材料和布置而模擬這種類型的力分布。圖13A和圖13B圖示了具有多個(gè)咬面且包括行星狀結(jié)構(gòu)202的出牙嚼器200，結(jié)構(gòu)202具有用于咬嚼響應(yīng)的兩個(gè)彈性注塑成型部段204和212以及由于使兩個(gè)零件相連的軸狀結(jié)構(gòu)208而能夠圍繞行星部自由旋轉(zhuǎn)的外部軌道環(huán)206。結(jié)構(gòu)202承載有銷釘232和銷釘接收?qǐng)A筒231。出牙嚼器200的另一半部(圖13B中未示出)具有鏡像構(gòu)型以生成兩個(gè)銷釘圓筒壓配合結(jié)構(gòu)，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)在行星部202的兩個(gè)半部沿著焊接區(qū)域201超聲波焊接到一起的同時(shí)將這兩個(gè)半部保持在一起。行星結(jié)構(gòu)202和部段204均具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該內(nèi)部結(jié)構(gòu)與注塑成型部段相類似地定形且典型地(但非必要)為不同硬度(典型地更硬)，以實(shí)現(xiàn)用于注塑模制的結(jié)構(gòu)并且有利于咬嚼響應(yīng)。外軌道環(huán)206的尺寸為使得容許嬰兒圍繞環(huán)進(jìn)行咬嚼，即能夠圍繞環(huán)閉合它們的嘴唇以實(shí)現(xiàn)唇密封姿態(tài)；圍繞物品或目標(biāo)密封唇的動(dòng)作使一個(gè)人能夠?qū)⑹澄锘蛞后w包含在口中而不會(huì)撒出。而且，與行星部202間隔開的環(huán)206提供了用于手-眼協(xié)作的敞開區(qū)域并且作用為把手。行星部202能夠圍繞軸208經(jīng)由以下部件旋轉(zhuǎn)位于軸208上的盤221和222以及具有在行星部202的內(nèi)側(cè)上的中央開口 223和224的匹配板，所述匹配板使盤221和222能夠浮動(dòng)同時(shí)限制豎向運(yùn)動(dòng)并且使行星部202能夠圍繞軸208自由旋轉(zhuǎn)。盡管已經(jīng)出于清除和理解的目的而在某些細(xì)節(jié)上描述了本發(fā)明，但是具體實(shí)施例應(yīng)當(dāng)視為說明性的而非限制性的。從閱讀本公開，本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，可以進(jìn)行形式或細(xì)節(jié)上的特定變化而不偏離本發(fā)明的范圍并且落在下述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，在某些 附圖中示出而未在其他附圖中示出的特征可以以根據(jù)本發(fā)明的不同方式進(jìn)行組合。
權(quán)利要求
1.一種變化響應(yīng)式出牙嚼器，包括 外表面，所述外表面至少部分地由第一彈性材料生成； 內(nèi)部分，所述內(nèi)部分包括彈性材料，所述彈性材料與所述第一彈性材料相比具有至少一種不同特性。
2.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，所述內(nèi)部分還包括一個(gè)或多個(gè)空腔。
3.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，與所施加的力的速率相比，所述出牙嚼器的恢復(fù)響應(yīng)被延遲。
4.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，所述出牙嚼器的恢復(fù)響應(yīng)約等于所施加的力的速率。
5.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，所述出牙嚼器的材料和構(gòu)型至少部分地基于具有對(duì)所施加的外力的彈簧和阻尼響應(yīng)的粘彈性模型選取。
6.如權(quán)利要求5所述的出牙嚼器，其中，所述粘彈性響應(yīng)設(shè)計(jì)為響應(yīng)于或反應(yīng)于與咬嚼模式相似的兩階段外力加載。
7.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，至少外部分能夠在軸上旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求7所述的出牙嚼器，還包括主體、以及能夠圍繞所述出牙嚼器的所述主體旋轉(zhuǎn)的環(huán)。
9.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，所述出牙嚼器限定有傾斜表面。
10.如權(quán)利要求9所述的出牙嚼器，其中，所述傾斜表面由至少一個(gè)高峰和至少一個(gè)低谷生成。
11.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，所述內(nèi)部分比所述外部分軟。
12.如權(quán)利要求11所述的出牙嚼器，其中，所述內(nèi)部分具有大約25A的硬度，而所述外部分具有大約50A的硬度。
13.如權(quán)利要求I所述的出牙嚼器，其中，所述內(nèi)部分比所述外部分硬。
14.如權(quán)利要求13所述的出牙嚼器，其中，所述內(nèi)部分具有大約90A的硬度，而所述外部分具有大約50A的硬度。
15.一種設(shè)計(jì)出牙嚼器的方法，包括 測(cè)試特定食品以確定其對(duì)壓縮力的響應(yīng)；以及 使用所述測(cè)試結(jié)果確定出牙嚼器的對(duì)力的響應(yīng)的質(zhì)量。
16.通過權(quán)利要求15所述的方法設(shè)計(jì)的出牙嚼器。
全文摘要
一種變化響應(yīng)式出牙嚼器(10)，具有至少部分地由第一彈性材料生成的外表面(12)以及包括彈性材料的內(nèi)部分(22)，所述彈性材料與所述第一彈性材料相比具有至少一種不同特性。
文檔編號(hào)A61J17/02GK102781398SQ201180007897
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者喬舒亞·維斯曼, 戴維·A·泰西尼 申請(qǐng)人:喬舒亞·維斯曼, 戴維·A·泰西尼