專利名稱：用于使用頻率可變的超聲來清潔牙齒的裝置的制作方法
技術領域：
本 發(fā)明一般涉及用于使用超聲來清潔牙齒的設備，并且具體地涉及泡沫生成器和 在泡沫的諧振頻率或者附近振動泡沫的超聲源的組合。
背景技術：
液體(如水)中的氣體泡沫在泡沫隨著在泡沫的諧振頻率或者在泡沫的諧振頻率 附近的超聲頻率振動時，造成有力流體流動。這樣朝向牙齒導引的流體流動具有破壞牙斑 并且從牙齒去除牙斑的效果。這樣的系統(tǒng)是通過引用將內(nèi)容結合于此、為本發(fā)明的受讓人 所有的未決的PCT專利申請第PCT/IB2006/054463號的主題內(nèi)容。然而這樣的設備使用單 個超聲頻率。用于這樣的系統(tǒng)的泡沫生成必須相應地很精確而讓泡沫具有與超聲信號的頻 率匹配的半徑，以求超聲信號的最大效果。在實踐中，這樣的精確泡沫生成特別是在大規(guī)模生產(chǎn)的設備中難以實現(xiàn)，因為所 需精確度需要附加費用。泡沫生成的精確度不足導致泡沫具有尺寸范圍，這導致設備的效 率降低，因為并非所有泡沫可以有效地用于以單個超聲頻率清除牙斑。此外，使用單個超聲 頻率在牙齒上產(chǎn)生固定駐波/干涉模式而超聲的高強度和低強度點總是在相同位置。這通 常在牙齒上產(chǎn)生特定生物膜去除模式，其中某些區(qū)域未與其它區(qū)域一樣好地清潔，從而在 這些區(qū)域中在牙齒上留下牙斑，這是不合需要的。因此，希望泡沫生成器/超聲系統(tǒng)能夠在產(chǎn)生牙齒的更均勻清潔之時有效利用泡 沫尺寸范圍。

發(fā)明內(nèi)容
因而，這里描述和示出一種用于從牙齒清除生物膜的裝置，該裝置包括液體介質(zhì) 中的氣體泡沫源，該泡沫具有與有效去除生物膜中的細菌關聯(lián)的尺寸范圍，各氣體泡沫具 有諧振頻率；以及超聲信號源，具有頻率范圍，該超聲頻率范圍包括與大多數(shù)空氣泡沫的諧 振頻率對應的頻率，其中向空氣泡沫/液體的流動施加超聲信號，從而振動泡沫使得在到 達生物膜時發(fā)生清潔動作。這里也描述和示出一種牙刷，該牙刷包括牙刷柄部；牙刷頭部，從體部延伸并且 具有延伸杯形部分；超聲換能器，裝配與杯部分中并且可操作地連接以從杯部分發(fā)送聚焦 于牙齒表面上的超聲波；以及液體介質(zhì)中的氣體泡沫源，該泡沫具有與有效去除生物膜中 的細菌關聯(lián)的尺寸。


圖1是如這里所示和所描述的泡沫生成/超聲裝置的框圖。圖2是示出了定位于兩顆牙齒之間的鄰間區(qū)域中的裝置的部分的圖。圖3示出了生成超聲信號的圖。圖4A和圖4B是示出了用于生成泡沫液體混合物的系統(tǒng)的圖。
圖5是一個牙刷實施例的正視部分橫截面圖。圖6是另一實施例的正視部分橫截面圖。
具體實施例方式包括柄和延伸頭、在部分或者完全容納于牙齒清潔設備體部/殼中時以10大體上 示出的圖1的裝置被設計用于清潔牙齒，并且將在該特定應用的背景中對其加以描述。然 而，該裝置的原理可以有效使用于下文討論的其它應用中。該裝置一般將泡沫生成器14與 壓電換能器16和稱為驅(qū)動電子器件的關聯(lián)壓電換能器驅(qū)動電子器件18相組合。裝置10包括噴嘴/投射(standoff)構件12，該構件被設計成與牙齒、特別是鄰 間區(qū)域相抵地定位，以在產(chǎn)生超聲頻率范圍的壓電換能器16與牙齒之間提供所需間距以 便具體地將牙齒維持于換能器的焦點處或者附近。例如，在超聲信號的400kHz的中心頻率 處，焦距對于直徑為IOmm的平坦圓形換能器為6. 7mm。這一尺寸將為牙齒表面以及鄰間空 間提供良好覆蓋。換能器焦點范圍例如對于300-500kHz的頻率范圍而言將為5. 1-8. 4mm。 換能器16和投射構件的總高度不應當多于20mm，這約為普通牙刷頭的尺寸。根據(jù)上文，構 件12的投射距離范圍將為l_15mm。如果包括體部/殼的換能器16具有5mm的厚度，則投射距離優(yōu)選等于換能器在 最低高效頻率處的焦距，該焦距在上例中為5. 1mm。在另一示例中，當超聲頻率在0. 75至 1. 25MHz的范圍內(nèi)變化而中心頻率為IMHz時，直徑為IOmm的平坦圓形換能器的焦距范圍將 從12. 6mm到21mm。優(yōu)選投射距離為12.6mm。如果換能器具有非平坦設計則可以減少這一距離。泡沫生成器14在操作時在向噴嘴構件12的液體噴射中產(chǎn)生空氣泡沫流。泡沫生 成器14產(chǎn)生尺寸范圍可有效去除牙斑的泡沫。具體而言，泡沫的尺寸將與牙齒上的生物膜 中存在的細菌或者稱為菌團的菌落/菌群的尺寸匹配。由于細菌和/或菌團具有尺寸范圍， 所以泡沫也將具有通常為微米范圍的對應泡沫尺寸范圍。如上文提到的那樣，壓電換能器 16被設計用于由驅(qū)動電子器件18驅(qū)動的寬帶超聲生成。產(chǎn)生頻率范圍的壓電換能器具有 的優(yōu)點在于匹配泡沫尺寸范圍的諧振頻率，由此產(chǎn)生泡沫尺寸范圍的有效諧振振動，這與 僅一個泡沫尺寸相反。這實現(xiàn)有效清潔細菌/菌團尺寸范圍以及產(chǎn)生包括鄰間區(qū)域的牙齒 的均勻清潔效果。具體而言，驅(qū)動電子器件18和壓電換能器16將產(chǎn)生具有所選中心頻率而特定帶 寬在該頻率周圍的超聲信號。中心頻率可以在相當范圍內(nèi)變化。中心頻率在下端可以是 200kHz，而中心頻率在上端可以是2MHz或者甚至是4MHz。更優(yōu)選的范圍在200kHz與2Mz 之間，而優(yōu)選的中心頻率約為1. 0MHz，盡管400kHz中心頻率也已經(jīng)產(chǎn)生良好結果。在IMHz 中心頻率而帶寬為50%的情況下，產(chǎn)生的超聲頻率范圍將為750-1250kHz，而對于400kHz 中心頻率的50%帶寬，則為300kHz-500kHz。除了由壓電換能器/驅(qū)動電子器件的組合在所選中心頻率周圍產(chǎn)生的超聲頻率 范圍之外，驅(qū)動信號產(chǎn)生超聲脈沖串，而不是連續(xù)超聲信號。圖3示出了超聲信號脈沖串布 置。超聲信號將在所選時間T1內(nèi)關斷而在所選時間T2內(nèi)接通。超聲信號的占空比由第一 觸發(fā)控制信號(觸發(fā)器ι)控制。在一個實施例中，T1和T2相等，各約為ι秒。然而，T1A2 可以通常在0.1至2的范圍內(nèi)變化。然而，時間T1(超聲關斷時間)必須充分，以使得存在用于下一超聲波的新的一組泡沫。時間T1將因此依賴于泡沫的速率和濃度，但是將通常在 IOms與1秒之間，最優(yōu)選為100ms。超聲的這一長為T1的“暫?！睂τ诜乐雇诔曅盘?連續(xù)或者暫停(關斷)時間T1不足時出現(xiàn)的泡沫凝聚至關重要。防止泡沫凝聚是使用超 聲信號脈沖串的本系統(tǒng)的一個重要優(yōu)點。時間T2包含一個或者多個超聲脈沖串。可以變化在24-24指示的脈沖串頻率。在 一個示例中，脈沖串的頻率范圍在25與600Hz之間。這稱為由第二觸發(fā)信號(觸發(fā)器2) 控制的脈沖串重復頻率(BRF)。最低可能的BRF依賴于I\+T2的值，其中BRT = 1/Ι\+Τ2，其 中在T2期間僅有一個脈沖串。優(yōu)選地，脈沖串重復頻率在100-500ΗΖ的范圍內(nèi)。最優(yōu)選地， 頻率約為200Hz。在各脈沖串內(nèi)，在超聲設備產(chǎn)生的頻率范圍內(nèi)的一個超聲頻率處有多個個 別超聲循環(huán)25。在一個示例中，一個脈沖串中的超聲信號頻率為1MHz。各脈沖串內(nèi)的循環(huán) 數(shù)目可以通常在50-5000的范圍內(nèi)變化，而優(yōu)選值約為1000。這獲得在圖3中由26指示的 超聲信號模式，該模式包括在超聲設備接通(T2)時、繼而為暫停時間(T1)、在超聲設備關斷 時超聲信號30在所選超聲頻率處的相繼脈沖串。然而應當理解1\、T2, BRF的上述優(yōu)選值和每脈沖串的循環(huán)數(shù)目僅為舉例，因為最 優(yōu)設置取決于實際流動的參數(shù)，這些參數(shù)包括泡沫濃度、泡沫尺寸分布、泡沫流速、泡沫液 體流速和泡沫液體速率。超聲信號在各時間段T2內(nèi)的頻率可以相同而頻率對于各相繼時間T2而言改變，或 者超聲信號的頻率可以在各時間T2內(nèi)改變，即根據(jù)預選模式隨超聲頻率在超聲設備的帶寬 內(nèi)改變而改變。超聲信號的最優(yōu)頻率范圍依賴于包括若干安全參數(shù)的若干參數(shù)。如下確定的頻率 范圍的下端受一個這樣的安全考慮所限制。為了有效去除生物膜而需要的超聲信號的幅度 在稱為峰值稀疏分數(shù)(rarefractional)壓力的范圍0. 3-0. 5MPa內(nèi)。峰值稀疏分數(shù)壓力與 關聯(lián)于超聲信號的機械指數(shù)(MI)值有關，該MI值又是包括牙齒、齒齦和骨骼的組織可能受 損的可能性的良好指標。機械指數(shù)定義如下在使用診斷超聲時，F(xiàn)DA允許1. 9的最大Ml。使用0. 5MPa的壓力P(這是在有效 壓力的上端)，所得超聲頻率下限為69kHz以便滿足FDA MI標準。超聲信號的強度也受安全問題限制。例如，1. 9MI將使在300kHz超聲信號的最大 峰值稀疏分數(shù)壓力限于l.OMPa。這一值將根據(jù)實際超聲頻率而改變。另外，將考慮占空比 的FDA最大時間平均強度設置成0. 720W/cm2?？梢愿鶕?jù)P的值計算強度I如下
尸2I =——
Ipc在超聲波連續(xù)而壓力為IMPa時強度為34W/cm2。因而，就這些值而言的最大占空 比將為2. 1%。在使用0. 5MPa時，強度減少至8. 4W/cm2，這將最大占空比值增加至8. 5%。 因此，占空比對于適應壓力和強度的安全考慮同時仍然產(chǎn)生有效超聲動作至關重要?？梢愿鶕?jù)圖3中所示超聲驅(qū)動信號參數(shù)來計算占空比。根據(jù)每脈沖串的循環(huán)數(shù)目 除以超聲頻率來計算脈沖串長度。例如，在超聲頻率為400kHz而每脈沖串有1000個循環(huán) 時，脈沖串長度為2. 5ms。在T2期間的占空比取決于脈沖串長度(t)和脈沖串重復頻率、具體為BRF x(t)/100(以％為單位)。系統(tǒng)的總占空比為T2/I\+T2X BRFx(t)/100(以％為單 位)。對于200Hz的BRF、0. 2/s的T1和0. 03s的T2，系統(tǒng)的占空比為10%。如上文所示，本系統(tǒng)的一個重要方面在于生成形式為超聲信號脈沖串的超聲頻率 圍，而該頻率范圍與泡沫生成器產(chǎn)生的泡沫尺寸范圍關聯(lián)/對應，該泡沫尺寸范圍又與 牙齒上的牙斑生物膜的細菌和/或菌團尺寸范圍關聯(lián)。在圖4A和圖4B中更具體地示出了泡沫生成器14。一般而言，泡沫生成器14混合 空氣和水以產(chǎn)生泡沫。如上文所示，重要的是在裝置的操作期間防止泡沫凝聚/聚集。因 而，持續(xù)地產(chǎn)生泡沫，從而總是有朝向牙齒導引的新的一組泡沫。泡沫凝聚速率依賴于泡沫 流速和濃度以及超聲信號的強度和占空比。在流速的一個示例中，當從直徑為Imm的噴嘴 排放泡沫液體時，從13ml/min的流量獲得28cm/s的流速。泡沫混合物的速率由泵產(chǎn)生。如在圖4A和圖4B中的40所示，一般優(yōu)選連續(xù)流離 心泵。泵40包括殼42和葉輪44，該葉輪為引入泵中的氣體泡沫和液體產(chǎn)生抽吸效果，從 而有力地混合它們、然后將所得流體泡沫混合物引向連接到噴嘴/投射元件12的排放端口 46。這樣的離心泵眾所周知并且商業(yè)上可用。在圖4B中示出了形成移向葉輪的氣體(優(yōu)選為空氣)泡沫/液體混合物。這包 括體部分50和在空氣入口管60的近端59處的空氣入口 56，該體部分包括用于來自貯存 器54(圖1)的流體的開口?？諝馊肟?56處于大氣壓P0。圍繞空氣入口管60的內(nèi)部體積 58中的液體的壓力Pl按照取決于內(nèi)部體積58中的液體水位高度的因子大于壓力P0。內(nèi) 部體積58的尺度隨著內(nèi)部體積迫近空氣入口管60的遠端61而減少。體部分50的內(nèi)表面 63與空氣入口管60的遠端61間隔一小段距離。在所示實施例中，在Pl與空氣入口管60 的出口 62處的壓力P2之間存在有壓力降，該壓力P2大于由內(nèi)部體積58中的液體高度生 成的壓力。體部分50的內(nèi)表面63的尺度大。例如，當出口開口 62為0.3mm而入口管60 的外徑為0. 6mm時，則內(nèi)表面63在點66處的直徑應當小于0. 67mm。將來自直通出口 62的泡沫/液體混合物抽吸到徹底混合液體和空氣的葉輪中。所 得泡沫/液體流然后被引向連接線路70中去往噴嘴/投射元件12?？梢詮娜萜?2向液體 添加肥皂或者表面活性物質(zhì)(表面活性劑)。這減少流體的表面張力從而增加小泡沫的數(shù) 目和泡沫的均勻性。適當表面活性劑的一個示例為可以按照0. 25m%的數(shù)量添加的十二烷 基硫酸鈉。這實現(xiàn)最優(yōu)表面張力和粘度。增加液體的粘度會增加剪切力，并且可以具有抵 御牙齒上的細菌的更大效果。應當理解圖4A和圖4B圖示了用于生成泡沫-液體流的一個實施例。可以使用許 多其它泵或者用于混合液體和氣體的類似設備。產(chǎn)生細微泡沫混合物的一種替代方式是用 泵向上抽吸空氣和液體、然后在泵中向混合物加壓?？諝鈱⑷芙庠谝后w中。當通過噴嘴釋放 加壓的空氣和液體時，由于壓力下降而形成空氣泡沫。甚至有可能使用預加壓的氣體_液 體混合物，例如包含充有碳酸氣的流體的加壓C02。在噴嘴處，將生成可以用于去除牙斑生 物膜的泡沫。牙斑生物膜中的典型細菌有些呈半徑約為4μ m的球狀。由于細菌通常很硬，所以 特別是如果泡沫小于細菌，則它們可能在施加的剪切應力之下并未破裂。因此，泡沫應當通 常大于細菌的尺寸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)細菌通常按菌落來組織。這些菌落或者菌團通常比菌團內(nèi)的 細菌更易于驅(qū)除。菌落半徑可以在5μπι與25μπι之間變化。這一尺寸范圍中的泡沫因此在從牙齒有效和快速地去除細菌時最高效。在操作時，泡沫生成器在連續(xù)流中產(chǎn)生所需尺寸的泡沫。泡沫的尺寸可以在 +/-30%的范圍內(nèi)變化，這允許使用相對廉價的泡沫生成器。泡沫尺寸范圍至關重要，并且 各種泡沫尺寸在它們的諧振頻率由超聲賦能時對牙斑中通常遇到的各種菌落尺寸起作用。 泡沫由周期性的超聲信號脈沖串諧振而超聲具有所選接通/關斷模式，該模式往往防止泡 沫聚集，因此增加牙斑去除的有效性。使用超聲頻率范圍除了對泡沫尺寸范圍有效性起作 用的優(yōu)點之外，還在牙斑上產(chǎn)生可變干涉模式，該模式產(chǎn)生更均勻的清潔效果。如上文討論的那樣，圖1-4的裝置用于有效地去除牙斑細菌。然而，該系統(tǒng)可以用 于清潔包括隔膜和微芯片的其它表面以及在各種應用中清潔生物膜傳染。泡沫尺寸和超聲 頻率范圍必須完全匹配于細菌或者其它待去除的項目的尺寸。在圖5中示出了形式為牙刷的口腔清潔設備的另一實施例，該牙刷將牙刷的氣體 泡沫和/或振動與超聲信號一起使用。在這一實施例中，牙刷/施加裝置80包括柄部81 和頭部82。柄部81包括壓電器件84、泡沫生成器86和用于在所選運動中移動牙刷頭的牙 刷驅(qū)動電路88。牙刷驅(qū)動電路可以與氣體泡沫和超聲或者僅與超聲或者不與任何物質(zhì)一起 使用。牙刷驅(qū)動可以是用于振動在圖5中與剛毛83 —起示出的頭部82的多個不同驅(qū)動布 置中的任何布置。泡沫生成器84和壓電器件85類似于上文針對圖1-4描述的單元。如果 希望則可以在附著到牙刷80的單獨單元中提供它們。水容器85連接到泡沫生成器。柄部81包括延伸到頭部82的伸長段90。接線91或者輸送來自壓電器件84的壓 電驅(qū)動信號的類似元件從泡沫生成器86延伸經(jīng)過伸長段90，如同用于氣體泡沫/液體混 合物的線路92延伸那樣。頭部82包括其中設置有杯構件100的彎曲表面98。杯構件100 是彎曲的，例如prophy杯，該杯被成形為朝向牙齒聚焦(即導引)由定位于杯構件100上 或者中的壓電換能器102和104產(chǎn)生的超聲波。杯構件100優(yōu)選地由柔性易彎材料如橡膠 或者其它聚合物彈性體制成?？梢蕴峁└郊映晸Q能器以便在杯構件周圍提供超聲換能器 環(huán)。如圖所示，超聲換能器通常位于杯構件100的中間附近。在杯構件100的中心的開口 106為移動經(jīng)過線路92的氣體泡沫/液體提供出 口。在操作期間，開口 106適于作為用于引向目標表面如牙齒的液體介質(zhì)中的氣體泡沫的 出口。由于杯構件100的形狀而朝向目標表面聚焦由換能器102和104產(chǎn)生的超聲波。超 聲波如上文具體討論的那樣振動液體介質(zhì)中的泡沫，從而產(chǎn)生上述所需清潔泡沫動作。也 可以在這一實施例中使用上文參照圖1-4的實施例討論的超聲信號特性(包括各種可能頻 率范圍和中心頻率、接通/關斷時間和脈沖串速率)，盡管應當理解也可以使用單個超聲頻 率。這提供上文具體描述的具有泡沫尺寸范圍的良好清潔動作。如果希望則在頭部82上提供剛毛83以提供刷洗動作，而刷頭運動由驅(qū)動電路88 產(chǎn)生。振動動作可以僅與超聲或者與超聲和氣體泡沫一起使用。除了如上文討論的超聲波作用于泡沫的效果(這些超聲波又作用于牙斑上以便 從牙齒清除牙斑)之外，氣體泡沫/液體可以用來從換能器向牙齒傳送超聲波以便直接作 用于牙斑上。氣體泡沫/液體因此充當用于超聲波的引導。當這一布置中的相繼超聲能量 脈沖串充分長時，各超聲脈沖串的一部分將到達牙齒的表面而能量損失不多，從而產(chǎn)生所 需清潔效果。在這一布置中，當例如使用水作為用于引導超聲波的流體時，需要在操作期間在流體從杯或者從空心構件中的其它開口流出時補充(補給)流體。在另一實施例中，如圖6中所示，可以使用兩個單獨泵107、108，一個用于通過線路110泵送泡沫/液體，而另一個 通過線路112泵送無泡沫的液體。例如可以在牙齒的表面附近通過杯構件114釋放泡沫/ 液體，而其它液體填充杯以充當用于超聲波的傳送。作為一種替代，凝膠體可以用來填充杯 用于傳送超聲。凝膠體也可以有助于清除牙斑，因為它將與泡沫/流體混合并且增加其粘 度，由此有益于與清潔關聯(lián)的剪切力。對于圖6的兩種液體的實施例，也可以使用不同的和否則不兼容的流體化學物， 這些化學物按照由杯構件限定的體積恰在被施加到牙齒之前混合。一個示例是用于牙齒漂 白。在圖6的實施例中，泡沫/液體以充分速率向生物膜的表面供應泡沫以沖洗掉先前泡 沫群，從而維持部位清潔以便于超聲動作。雖然這里出于示例目的已經(jīng)公開本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是應當理解可以在實施 例中并入各種改變、修改和替換而不脫離由所附權利要求書限定的本發(fā)明的精神實質(zhì)。
權利要求
一種用于從牙齒清除生物膜的裝置，包括液體介質(zhì)中的氣體泡沫源(14)，泡沫具有與有效地去除所述生物膜中的細菌關聯(lián)的尺寸范圍，各氣體泡沫具有諧振頻率；以及超聲信號源(16，18)，具有頻率范圍，超聲頻率范圍包括與大多數(shù)所述空氣泡沫的諧振頻率對應的頻率，其中向空氣泡沫/液體的流動施加超聲信號，從而振動所述泡沫使得在到達所述生物膜時發(fā)生清潔動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中在基本上防止所述泡沫在它們移向所述牙齒時凝 聚的接通/關斷模式中生成所述超聲信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述接通/關斷模式在5%-70%的時間接通。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中所述接通時間約為50%的時間。
5.根據(jù)權利要求4所述的裝置，其中所述關斷時間約為0.1至1秒。
6.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中泡沫尺寸范圍和所述超聲頻率范圍與細菌或者菌 落的尺寸關聯(lián)，以便將其從所述牙齒驅(qū)除。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述超聲信號具有范圍為IOOkHz至4MHz的中心 頻率。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述中心頻率的范圍為200kHz至2MHz。
9.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述中心頻率約為400kHz。
10.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其中所述中心頻率約為1MHz。
11.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其中在脈沖串重復率范圍為20-200HZ的超聲脈沖串 中產(chǎn)生所述超聲信號。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其中各超聲脈沖串中的超聲循環(huán)數(shù)目范圍為 50-5000。
13.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述超聲信號具有約50%的帶寬。
14.根據(jù)權利要求1所述的裝置，包括近似地在超聲場的焦點值周圍在所述牙齒與所 述超聲信號換能器之間提供所選距離的投射元件(12)。
15.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其中所述泡沫在靜止時的半徑與它們在所述超聲的 影響之下在諧振時的最大半徑約為1 2.5。
16.根據(jù)權利要求1所述的裝置，包括按照為了維持所述泡沫尺寸相對小而選擇的數(shù) 量來進行向所述液體添加的表面活性劑(72)的供應。
17.根據(jù)權利要求2所述的裝置，其中所述泡沫液體的速率范圍為0.1-lOm/s。
18.一種用于從所選表面清除生物膜的裝置，包括液體介質(zhì)中的氣體泡沫源(14)，泡沫具有與有效地去除所述生物膜中的細菌關聯(lián)的尺 寸范圍，各氣體泡沫具有諧振頻率；以及超聲信號源(16，18)，具有頻率范圍，超聲頻率范圍包括與大多數(shù)所述氣體泡沫的諧振 頻率對應的頻率，其中向空氣泡沫/液體的流動施加超聲信號，從而振動所述泡沫使得在 到達所述生物膜時發(fā)生清潔動作。
19.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其中在基本上防止所述泡沫在它們移向所述表面時 凝聚的接通/關斷模式中生成所述超聲信號。
20.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其中所述接通/關斷模式在5%-70%的時間接通。
21.根據(jù)權利要求18所述的裝置，其中泡沫尺寸范圍和所述超聲頻率范圍與細菌或者 菌落的尺寸關聯(lián)，以便將其從所述選擇的表面驅(qū)除。
22.根據(jù)權利要求20所述的裝置，其中在超聲脈沖串中產(chǎn)生所述超聲信號。
23.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其中所述泡沫在靜止時的半徑與它們在所述超聲的 影響之下在諧振時的最大半徑約為1 2.5。
24.一種牙刷，包括牙刷柄部(81)；牙刷頭部(82)，從所述柄部延伸并且具有延伸杯形部分(100)；超聲換能器(102，104)，裝配與所述杯部分中并且可操作地連接以從所述杯部分發(fā)送 聚焦于牙齒表面上的超聲波；以及液體介質(zhì)中的氣體泡沫源(86)，泡沫具有與有效地去除所述生物膜中的細菌關聯(lián)的尺寸。
25.根據(jù)權利要求24所述的牙刷，其中所述氣體泡沫源和用于操作所述換能器的驅(qū)動 電子器件(84)容納于所述柄部中。
26.根據(jù)權利要求24所述的牙刷，其中所述氣體泡沫源和用于操作所述換能器的驅(qū)動 電子器件(84)容納于在所述牙刷以外、但是可操作地連接到所述牙刷的構件中。
27.根據(jù)權利要求24所述的牙刷，其中所述牙刷頭包括基本上圍繞所述頭部的多個剛 毛(83)。
28.根據(jù)權利要求24所述的牙刷，其中所述氣體泡沫源提供泡沫尺寸范圍，并且其中 所述超聲信號源提供頻率范圍，其中所述超聲頻率范圍包括與大多數(shù)所述氣體泡沫的諧振 頻率對應的頻率。
29.根據(jù)權利要求24所述的牙刷，其中在基本上防止所述泡沫在它們移向所述牙齒時 凝聚的接通/關斷模式中生成所述超聲信號。
30.根據(jù)權利要求24所述的牙刷，其中所述柄包括在所述裝置的操作期間振動所述牙 刷頭的部件(88)。
31.一種牙刷，包括牙刷頭(82)，具有延伸杯狀構件(100)；超聲換能器(102，104)，定位于所述杯狀構件中以在所述牙齒的方向上從其傳輸超聲 波；以及牙刷柄(81)，操作地連接到所述牙刷頭，其中所述柄包括在所述牙刷的操作期間振動 所述牙刷頭的部件(88)。
32.根據(jù)權利要求31所述的牙刷，其中所述杯構件包括柔性材料。
33.根據(jù)權利要求31所述的牙刷，包括所述杯構件中的多個超聲換能器。
34.根據(jù)權利要求31所述的牙刷，包括向所述杯構件提供并且引向所述牙齒的液體介 質(zhì)中的氣體泡沫源(107)和用于輔助將所述超聲波引向所述牙齒的不同于所述氣體泡沫/ 液體的向所述杯構件提供的液體源(108)。
35.根據(jù)權利要求34所述的牙刷，其中在所述牙齒附近通過所述杯構件釋放所述氣體 泡沫/液體。
36.根據(jù)權利要求34所述的牙刷，其中所述氣體泡沫/液體和其它液體包括按照由所述杯構件限定的體積混合以便后續(xù)施加到所述牙齒的兩種不兼容化學液體 。
全文摘要
一種裝置，包括液體介質(zhì)中的氣體(空氣)泡沫源(14)，該氣體泡沫具有與牙齒或者其它表面上的單獨細菌或者菌落的尺寸關聯(lián)的尺寸范圍。超聲信號源(16，18)具有在200kHz與2MHz之間的頻率范圍，該超聲頻率范圍包括大多數(shù)泡沫的諧振頻率。向引向牙齒上的生物膜的泡沫/液體流施加超聲實現(xiàn)驅(qū)除/去除生物膜。
文檔編號A61C17/20GK101820832SQ200880110549
公開日2010年9月1日 申請日期2008年10月1日 優(yōu)先權日2007年10月8日
發(fā)明者B·戈坦博斯, B·瑪?shù)? J·D·弗拉塞爾, J·J·M·詹森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司