(57)【要約】      （修正有）【課題】歯のエナメル質にも、象牙質にも歯髄にも害を与えずに、歯を迅速かつ安全に白色化し得るアセンブリを提供する。【解決手段】歯を白色化するための方法の実施に用いられる装置のアセンブリを包含する。ここで、染色された歯の表面は、（ｉ）歯の白色化組成物であって、光活性化光に対して透過性であるもの、（ｉｉ）白色化組成物を通じて透過性である、光の波長に反応性である、光感受化因子と接触され、その組成物および因子との接触後、その歯は、生物学的に安全かつ有効なレベルの光化学線発生光に暴露して、白色化組成物における酸化化合物が迅速な歯の白色化を達成する能力を増強する。【選択図】図１
2010057937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライト基部と、
該ライト基部上に配置された複数の光生成デバイスと
を含み、
前記複数の光生成デバイスの各々は、光のローブを生成するように配置され、また、
前記複数の光生成デバイスの各々に対応するローブのそれぞれが、前記複数の光生成デバイスから約２インチを上限とする所定の距離の表面上に、約１０〜約３００ミリワット／cm2の実質的に均一な強度の光出力が生成されるように重なり合い、また、
前記実質的に均一な強度の光が、以下の
前記光生成デバイスに一体的に付随した個々のレンズ、
前記光生成デバイスの近位に配置された個々のレンズ、
レンズを備え、前記光生成デバイスの前に配置される、光透過膜、
前記光生成デバイスを角度付けする該湾曲した表面内の摂動、
該湾曲した表面の正確な形成、
前記光生成デバイスと該凹型に湾曲した表面との間へのペデスタルの挿入、および
これらの組み合わせ、
という手段のうちのひとつ以上によって前記ローブの配向を調節することによって実現される
ことを特徴とする、アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
これは、１９９９年１月１９日に出願した米国特許出願番号第０９／２３３，７９３号の一部継続出願であり、その内容は本明細書において参考として援用される。本願は、１９９９年１０月８日に出願した米国仮出願第６０／１５８，４９９号に対して優先権を主張する。これは、本明細書において参考として援用される。本願はまた、米国特許出願第０９／６４１，６４６号の優先権を主張する。これは、本明細書において参考として援用される。
【０００２】
本発明は、歯の外観を美容的に改善および改変する分野に関し、そしてより詳細には、歯の光活性化漂白において使用される装置のアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
白い歯は、昔から美容的に所望されている。不幸にも、食物、飲料、タバコおよび唾液腺中の色素原（色発生）物質の存在、さらには、血液、アマルガム修復材、および抗生物質（テトラサイクリン）といったものにより、手当をしなければ歯はほぼ一定に褪色してしまう。染色された外観を呈する一般的な原因となる歯の構造は、エナメル質、象牙質、および獲得被膜である。歯のエナメル質は主に、無機材料から形成され、ほとんどは、ヒドロキシアパタイト結晶の形態で形成され、そして約５％の有機材料を主にコラーゲンの形態でさらに含む。対照的に、象牙質は、約２０％のタンパク質（コラーゲンを含む）を含み、残りは無機材料（主にエナメル質において見出されるものに類似するヒドロキシアパタイト結晶）からなる。獲得被膜は、歯のエナメル質の表面のタンパク質性の層であり、これは、集中的な歯牙清掃の後に迅速に再形成される。
【０００４】
歯の染色の分類体系であるＮ（Ｎａｔｈｏｏ）分類体系が提唱されている（Ｊ．ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒ．Ｄｅｎｔａｌ Ａｓｓｏ．，Ｖｏｌ．１２８，Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ，Ａｐｒｉｌ １９９７）（非特許文献１）。直接の歯の染色の１つの形態は、Ｎ1型染色であり、これは、色素原物質が歯の表面に結合して、結合していない色素原の表面と類似する退色を生じさせる。別の型の直接の歯の染色は、Ｎ２型染色であり、ここでは、色素原物質は、歯の表面に結合し、そして歯への結合の後に、色変化をする。最後に、Ｎ３染色は、間接的な歯の染色であり、これは、歯への無色物質（プレ色素原）の結合により生じる。ここで、このプレ色素原は、化学反応を受け、それ自体が色素原へと変換され、歯の染色を生じる。歯の染色は、歯の構造内のその位置に依存して、外因性または内因性のいずれかであり得る。例えば、獲得被膜の外因性染色は、タンニンまたは他のポリフェノール性化合物のような化合物の効果として生じ、これは、歯の表面上のタンパク質層に捕捉されそして強固に結合される。この型の染色は、通常、関連する染色を一緒に伴う獲得被膜のすべてまたは部分を除去する歯を漂白する機械的方法によって取り除かれ得る。対照的に、内因性染色は、色素原またはプレ色素原がエナメル質および象牙質に浸透し、そして歯の構造に強固に結合したときに生じる。内因性染色はまた、色素原またはプレ色素原の全身性供給源から生じ得、例えば、過剰のフッ素がエナメル質の発達のときに取り込まれると、フッ素染色の典型である、斑点の黄色または茶色のスポットが生じる。内因性染色は、歯磨きの機械的方法では除去できず、そして一般的に化学物質（例えば、過酸化水素）の使用を必要とし、これは、色素原の光吸収における変化に影響を与えるために、歯の構造に浸透し得る。内因性の歯の染色は、概して、難治性であり、そして外因性の歯の染色よりも取り除くことが難しい。
【０００５】
つまり、歯牙用漂白組成物は、概して、２つの類型に分類される：（１）染色された獲得皮膜の研磨侵食を通じて歯の染色の除去を行うために染色された歯の表面で機械的に撹拌される、ゲル、ペーストまたは液体（歯磨きペーストを含む）；ならびに（２）その処方物が取り除かれた後特定の期間にわたり、染色された歯の表面と接触しながら化学的プロセスによって歯の漂白効果を達成する、ゲル、ペースト、または液体。いくつかの場合において、補助的化学的プロセスまたは添加物（これは、酸化的または酵素的であり得る）は、機械的プロセスを補助する。
【０００６】
とりわけ、歯の染色を取り除くかまたは破壊するために利用可能な化学的戦略の中で最も有効な組成物は、例えば、それらを無色、水溶性またはその両方にするように色素原分子を攻撃するために、酸化剤（例えば、過酸化水素）を含む。患者の歯を白くするために最もよく使われるアプローチの一つにおいて、歯科職業人は、患者の生歯から作製された型からカスタムメードの歯の漂白トレイを構築し、そして歯の染色の感受性に依存して、約２週間から約６ヶ月の範囲の期間にわたって、歯の漂白トレイに調製され、そして断続的に装着される、酸化剤の使用を処方する。これらの酸化組成物は、通常、小さなプラスチックシリンジに包装され、患者に応じてカスタムメードされた歯の漂白トレイへと直接処理され、約６０分間より長い時間、ときに８〜１２時間ほど口の中で定位置で接触を保持される。漂白の速度が遅いのは、大部分は、酸化組成物の安定性を維持するために開発された処方物のまさにその性質の結果である。最も一般的に使用される酸化組成物は、グリシンおよび／またはプロピレングリコールを含む、無水もしくは低含水性の吸湿性で粘性のキャリアと混合される過酸化水素の前駆体の過酸化カルバミドを含む。水が接触するとき、過酸化カルバミドは、尿素および過酸化水素へと分離する。吸湿性のキャリアの漂白速度が遅いので、現在利用可能な歯の漂白組成物は、５０％を超える患者において歯の過敏化を生じる。歯の感受性は、象牙細管を通じての流体の動きを歯の神経終末により感知することから生じると考えられている。過酸化カルバミドのためのキャリアは、この動きを増強する。実際、グリセリン、プロピレングリコールおよびポリエチレングリコールは各々、熱、冷たさ、過度の甘味物質および他の原因因子に対する歯の暴露の後、種々の量の歯の感受性を生じ得ることが判明している。
【０００７】
現在行われているような、漂白組成物への歯の長期暴露は、歯の感受性効果に加えて、多数の有害作用を有する。これらとしては、脱ミネラルに伴い５．５未満のｐＨでエナメル質層からカルシウムの可溶化；インタクトなエナメル層および象牙質に脱色剤が浸透し、その結果生きている歯の歯髄室に到達し、それにより歯髄組織に対して損傷を与える危険性；および脱色組成物の唾液による希釈により、歯のトレイからの溶脱が起きてその後に嚥下をしてしまうことが挙げられる。
【０００８】
あるいは、歯科医または歯科衛生士の監督下で歯科医院において患者の歯の表面に直接塗布される酸化組成物（概して、比較的高濃度の酸化剤を伴う）が存在する。理論的には、そのような歯の白色化戦略は、より迅速な結果およびよりよい全体的な患者の満足を得る利点を有する；しかし、これらのいわゆる「医院用」（ｉｎ−ｏｆｆｉｃｅ）組成物には、高濃度の酸化剤が含まれるため、細心の注意で処理しないと、患者および実施者などにとって有毒であり得る。患者の軟組織（歯肉、唇および他の粘膜表面）は、まず、穿孔ゴムシート（ラバーダムとして知られる）の使用により活性な酸化剤への潜在的な暴露から隔離され、これにより歯のみが突出するようにしなければならない。あるいは、軟組織は、白色化プロセスにおいて使用されるべき酸化剤から、歯肉の周囲に適合するように形作られ、そして次いで高密度の光源に暴露により硬化される、重合可能な組成物でその軟組織をカバーすることによって隔離され得る。一旦、軟組織が隔離され、そして保護されると、実施者は、特定の期間または十分な変化が歯の色に生じるまで、染色された歯の表面に直接酸化剤を塗布し得る。熱による活性化をともなうかまたは伴わない、医院用歯牙漂白剤の使用を通じて得られる代表的な結果は、約２-３の色度の範囲である（ＶＩＴＡ（登録商標）Ｓｈａｄｅ Ｇｕｉｄｅ，ＶＩＴＡ（登録商標）Ｚａｈｎｆａｒｂｉｋ，Ｂａｄ Ｓａｃｋｉｎｇｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙで測定した）。
【０００９】
ＶＩＴＡ（登録商標） Ｓｈａｄｅ Ｇｕｉｄｅにおける歯の色度の範囲は、非常に明るい（Ｂ１）から非常に暗い（Ｃ４）にわたる。これら１６の歯の色度の合計は、明るさの尺度におけるこれらの２つの末端点の間の色の範囲全体を構成する。歯の白色化手順への患者の満足は、達成される歯の色度の変化の値とともに増加する。代表的には、一般的に受容される最小限の変化は、約４-５のＶＩＴＡ（登録商標）色度である。
【００１０】
熱および／または明るさについて、歯の白色化の目的のために過酸化物を活性化する試みが行われている。米国特許第４，６６１，０７０号（特許文献１）は、髄室内または変色した歯の表面の上の過酸化水素の濃溶液の塗布、続いて紫外線および赤外線の両方からなる光エネルギーに変色した歯を包含する染色した歯の白色化の方法を開示する。この特許により開示された光の好ましい波長は、３２０ｎｍから４２０ｎｍであり、そして７００ｎｍから１２００ｎｍであり、ここで、可視スペクトルにおける光（５００ｎｍから７００ｎｍ）は抑制される。開示された方法は、２つの重篤な欠陥に苦しむ：（１）紫外線光は、患者および実施者に対して有毒であり得る；ならびに（２）赤外線光は、細心の注意で処理しない場合、不可逆の歯髄炎を生じ得る。
【００１１】
これらの欠点は、米国特許第４，９５２，１４３号（特許文献２）において部分的に検討されており、これは、紫外線光を濾過し、そして温度規制機構を有する、歯科用脱色装置を開示する。
この特許は、その装置を意図しかつ収束することを容易にする、暗赤色／紫色光線を生成する、４５０ｎｍから５００ｎｍ、および６５０ｎｍから７５０ｎｍの範囲の波長を伴う可視光の使用を開示する。
【００１２】
米国特許第５，０３２，１７８号（特許文献３）は、「光エネルギー」好ましくは４００ｎｍ−７００ｎｍの範囲の可視スペクトルの波長のエネルギーへの暴露を使用する、改善された歯の白色化の効力のための組成物および方法を開示する。この特許において開示される組成物は、以下の使用を必要とする：（１）不活化シリカゲル化剤、（２）触媒加速剤（硫酸マンガン一水和物または硫酸鉄（ＩＩ）のいずれか）、（３）その組成物に揺変可塑性および濃厚特性を提供するための因子（例えば、セルロースエーテルおよびメチルビニルエーテル）、ならびに（４）歯の脱色処理の完了を示す手段であって、所定の時間にわたり、過酸化水素の解離に対する応答である色が別の色に変換することについての酸化還元色指標を含む手段。本明細書において記載される組成物は、使用する前に均質に混合され、そして必要な成分のすべて（触媒を含む）は、その混合物中に均一に分散される。記載される組成物は、４００ｎｍから７００ｎｍの範囲内の光エネルギーに対して高度に透過性ではない。これは、無機シリカ粒子の高レベルの存在に起因する。本発明の基づく市販の混合物（Ｓｈｏｆｕ Ｄｅｎｔａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ，ＣＡから、商標名Ｓｈｏｆｕ Ｈｉ−Ｌｉｔｅ（登録商標）として入手可能）では、これらの調製物が可視光に透過性ではなく、むしろかなり不透明であることを確認できる。そのような組成物および方法を用いて得られる代表的な結果は、歯の色における２-３ＶＩＴＡ（登録商標）色度の改良であり、これは、歯を脱色するプロセスにおいて光エネルギーを使用しない組成物で達成される改良に類似する。
【００１３】
米国特許第５，２４０，４１５号（特許文献４）は、多重成分キットを含む歯の脱色システムを開示する。このキットの必要な成分の一つは、フュームドシリカ（ｆｕｍｅｄ ｓｉｌｉｃａ）である。上記に記載のように、シリカは、水性組成物を、可視光エネルギーに対して比較的不透明とする。再び、約２から３のＶＩＴＡ（登録商標）色度の歯の色度の改善は、この型の組成物の使用を通じて予測され得る。
【００１４】
最近、Ｕｌｔｒａｄｅｎｔ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｉｎｃ，Ｓｏｕｔｈ Ｊｏｒｄａｎ，ＵＴにより、歯科医院の制御された環境において、歯を脱色するために利用可能なＯｐａｌｅｓｃｅｎｃｅ Ｘｔｒａと呼ばれる商用製品が導入された。この製品は、米国特許第５，７８５，５２７号（特許文献５）の開示に基づくと考えられる。この商用製品は、プラスチックシリンジ中に供給され、光活性化される歯の白色化ゲルと添付文書には記載されている。これは、約３５％の過酸化水素を含む。ｐＨの決定により、その製品が２５℃で約4.0のｐＨ（未希釈）を有することが示された。この製品は、ポリマーを有する緩いゲル様の粘稠度へと濃厚化される。さらに、販売されているこの製品は、米国特許第５，７８５，５２７号に開示されるように、明るいオレンジ色の染料または色素（カロテン）を含み、これは、おそらく、「光増感剤」として作用する。製造業者はまた、この光増感剤が、光エネルギーを吸収し、そしてそれを熱エネルギーへと変換し、それにより、その過酸化物の歯の脱色剤としての活性を増加させると主張する。上記組成物中の光吸収剤の存在により、約４００ｎｍから約７００ｎｍの波長に対して組成物を比較的不透過性にする。この組成物の、４００ｎｍと７００ｎｍとの間の光エネルギーに対する暴露により、オレンジ色が徐々に退色するようになる。これはおそらく、過酸化水素の存在における光脱色効果に起因する。匹敵する臨床効果は、約３から４のＶＩＴＡ（登録商標）色度の歯の色における改善を示す。これは、任意の特定の光にも熱の活性化レジメンではなく、歯の表面における接触時間に非常に依存する。さらに、商用製品の低いｐＨは、歯のエナメル質の微小硬度の減少を生じる。これは、ヒドロキシアパタイト結晶の解離（これは、約5.5以下のｐＨで生じ得る）に起因する。
【００１５】
光／熱活性化される歯の白色化手順において使用するためのデバイスとしては、市販されるＵｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ（Ｕｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈ、Ｈｅａｌｔｈ＼Ｃｈｅｍ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，ＮＹから）が挙げられる。このデバイスは、製造業者により記載されるように、平均的な成人の口の前面に見出される歯のすべての直接の全部のスペクトルの照射を提供する。しかし、このデバイスは、生歯の曲率のため、上顎弓および下顎弓の前面における１６本すべての歯を均一には照射しない。これは、潜在的に、不均一な結果を生じる。さらに、このＵｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈのデバイスは、多大な熱を生成し、これは、患者に不快であり、かつ、潜在的に歯に損傷を与えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第４，６６１，０７０号公報
【特許文献２】米国特許第４，９５２，１４３号公報
【特許文献３】米国特許第５，０３２，１７８号公報
【特許文献４】米国特許第５，２４０，４１５号公報
【特許文献５】米国特許第５，７８５，５２７号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Ｊ．ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒ．Ｄｅｎｔａｌ Ａｓｓｏ．，Ｖｏｌ．１２８，Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ，Ａｐｒｉｌ １９９７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、上記の先行技術の照射を克服する、歯を白色化するための改善された組成物、方法およびデバイスについての必要性が存在する。歯のエナメル質にも、象牙質にも歯髄にも害を与えずに、歯を迅速かつ安全に白色化し得る、特に、前の歯の白色化組成物および方法についての必要性が存在する。本明細書において記載される、本発明の組成物および方法の実施に用いられる装置のアセンブリは、これらおよび他の必要性を満たす。
【００１９】
本発明の目的は、光エネルギーの使用により活性化または加速され得る、迅速かつ安全な歯の白色化組成物および方法の実施に用いられる装置のアセンブリを提供することである。
【００２０】
本発明の目的はさらに、患者および歯科医の両方に対して満足する、所定のレベルの歯の白色化を得るに必要な処置時間を短くする、歯の白色化組成物の実施に用いられる装置のアセンブリを提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、歯の白色化組成物と接触しながら、光エネルギーに対して歯のエナメル質の暴露を可能にするために、歯の色素原が吸収する波長範囲における光エネルギーに対して比較的透過性である、歯の白色化組成物の実施に用いられる装置のアセンブリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、歯を白色化するための方法の実施に用いられる装置のアセンブリを包含する。ここで、染色された歯の表面は、（ｉ）歯の白色化組成物であって、光活性化光に対して透過性であるもの、（ｉｉ）白色化組成物を通じて透過性である、光の波長に反応性である、光感受化因子と接触され、その組成物および因子との接触後、その歯は、生物学的に安全かつ有効なレベルの光化学線発生光に暴露して、白色化組成物における酸化剤が迅速な歯の白色化を達成する能力を増強する。
【００２３】
本発明の範囲内において開示および企図されるのはまた、歯を白色化するための方法であって、ここで、染色された歯の表面が、歯の染色色素原によって吸収される光の波長に対して透過性である酸化化合物と接触され、そして次いで処置された歯を、生物学的に安全かつ有効なレベルの同じ波長の光に暴露して、迅速な歯の白色化を達成する。
【００２４】
本発明の範囲内で開示および企図されるのはまた、上記の組成物および化合物ならびに歯を白色化するためのデバイスである。ここで、成人の上下顎弓両方における最小で８個の中心の歯が、迅速な歯の白色化を達成するために、生物学的に安全かつ有効なレベルの光化学線発生光で同時かつ均一に照射される。
【００２５】
当該分野における改善は、患者の歯に対して歯の白色化組成物を塗布し、そして患者の歯の外側の位置に配されるマウスピースが、患者の歯のすべてに同時に塗布されるように適合された光を生成するための手段を備え、それにより、歯の白色化プロセスが加速される。
【００２６】
１つの実施形態において、先行技術のマウスピースの弓状の表面とは異なることのない弓状の表面を有するマウスピースは、光生成デバイス（例えば、発光ダイオードの）のアレイを備える。この光生成デバイスは、特定の範囲の波長における光の比較的均一な領域を形成するように配置され、そしてさらに患者の咬み合わせ平面に対して適切にマウスピースが配置されるとき、患者の歯に生成された光をほぼ集中させるように配置される。１つの実施形態において、この適切な配置は、マウスピースが適切に位置づけられるとき、所定の様式において患者の表面を照射する、可視光範囲の多数の光源によって補助される。別の実施形態において、このマウスピースは、患者の歯（すなわち、咬み合わせ平面）の間に保持される位置づけデバイスで整列される。手順の過程でマウスピースユニットにおいて発生する何らの熱をも取り除くため、このマウスピースは、空気経路、およびマウスピースを通じかつ患者の顔からはなれて空気を引き込むファンを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、光活性化歯白色化手順における使用のために、成人の上顎弓と下顎弓の両方における８本の中心の歯を照射するためのデバイスの図である。
【図２】図２は、光活性化歯白色化手順における使用のために、成人の上顎弓と下顎弓の両方における８本の中心の歯を照射するための２つのデバイスの位置を示す図である。
【図３】図３は、比較スペクトルのグラフである。
【図４ａ】図４ａは、光減衰のスペクトル曲線である。
【図４ｂ】図４ｂは、光減衰のスペクトル曲線である。
【図４ｃ】図４ｃは、光減衰のスペクトル曲線である。
【図４ｄ】図４ｄは、光減衰のスペクトル曲線である。
【図４ｅ】図４ｅは、光減衰のスペクトル曲線である。
【図５】図５は、携帯用歯白色化デバイスを示す。
【図６】図６は、本発明の原理に一致した歯白色化アセンブリの例示的な実施形態の分解斜視図を示す。
【図７】図７は、例示的な実施形態の背面図である。
【図８】図８は、三次元で曲がっている、光生成デバイスが配置される表面を示す。
【図９】図９は、図６のアセンブリが取り付けられ得る、例示的なアームの端部ピースの配置を示す。
【図１０】図１０は、光生成デバイスの光の輪郭、ならびに光の焦点合わせから生じ得る輪郭を示す。
【図１１】図１１は、表面１５、表面１５において光源から発射する複数の光輪郭のローブ（ｌｏｂｅ）を示し、ここで、このローブは、重なるように方向付けられ、結果としてビームが、光の合わせた場を形成するために出力の基礎に加わる。
【図１２】図１２は、単一の列の光生成デバイスを有する配置を示す。
【図１３】図１３は、図６のアセンブリにおける２つの列の光生成デバイスのみを使用する配置を示す。
【図１４】図１４は、光生成デバイスが配置される角度曲げ架台を使用し、従って、異なるデバイスからの光のローブが互いに向かって角度を曲げ、それによって重なる配置を示す。
【図１５】図１５は、光のローブか重なるように表面１５の曲率を使用する配置を示す。
【図１６】図１６は、図１のアセンブリにおいて使用される直線アレイのＬＥＤを示す。
【図１７】図１７は、図１のアセンブリにおいて使用され得る交互に配列された（ｓｔａｇｇｅｒｅｄ）アレイのＬＥＤを示す。
【図１８】図１８は、部材１０の背面（凸面）におけるＬＥＤの電気的接続を示す。
【図１９】図１９は、図１のアセンブリの部材１０にＬＥＤを含むチップをスライドするための配置を示す。
【図２０】図２０は、図６のマウスピースの部材１０への、縁に載置されたＬＥＤを有するミニ回路基板をスライドするための異なる配置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
このセクションは、本発明の好ましい実施形態を詳述する。これらの実施形態は、本発明を説明するために記載されるが、限定するとは解釈されない。本開示が、当業者に向けられ、歯白色化組成物の製造、またはそれらの使用、またはこのような組成物を使用するためのデバイスについての入門（ｐｒｉｍｅｒ）ではないので、当業者に公知の基礎的な概念および標準的な特徴は、詳細には記載されない。適切な構築材料または成分、操作条件、あるいは製造技術などを選択するような概念の詳細は、当業者に公知であるかまたは容易に決定可能である。本発明の実施に必要とされ得るこれらおよび他の概念に関する詳細について当業者に公知の適切なテキストおよび参考文献に留意されたい。例えば、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第４版、４（１９９２）、１３（１９９５）、１８（１９９６）、Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ、ＮＹ；ＧｏｌｄｓｔｅｉｎおよびＧａｒｂｅｒ、Ｃｏｍｐｌｅｔｅ Ｄｅｎｔａｌ Ｂｌｅａｃｈｉｎｇ、Ｑｕｉｎｔｅｓｓｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．１９９５；および前出のＪｏｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｄｅｎｔａｌ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、１２８巻、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ、Ａｐｒｉｌ １９９７を参照のこと。これらの開示は、本発明の実施を助けるために、本開示に本発明によって参照として本明細書によって援用される。本明細書中に記載される本発明の組成物および方法の開発は、白色化される歯の表面に直接配置される酸化剤を通じて化学線照射（ａｃｔｉｎｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ）が貫入し得ることによって、非常に早い歯の白色化が生じるという予期されない発見から生じる。この発見は、酸化剤を通じて直接かつ均一に分散する光（または熱）吸収添加剤を含む先行技術の組成物に対照的である。一方、本発明の組成物は、光を吸収するために具体的設計される、先行技術の組成物よりも高い出力密度で化学線照射が染色した歯の表面に達し得る。従って、化学線照射が、組成物が光の大部分の波長に対して不透明であり、化学線照射によって直接活性化される先行技術の組成物および方法に比較してより効果的に利用される。最大の酸化活性が歯の表面のエナメルおよび象牙質の数ミリメートルに必要とされるので、本発明の組成物および方法は、歯の染色の除去においてより効果的であり、多くの場合において、活性な酸化剤が低レベルであり、これによって、口腔における使用のためにより安全な組成物を生じる。
【００２９】
本発明の開示の目的で、化学線照射という用語は、外来性の光増感剤または固有の歯の色原体のいずれかによって吸収され得る光エネルギーを意味する。本開示の目的でまた、光増感化学線照射は、特定の光増感剤によって吸収される光を意味し、一方、色素増感（ｃｈｒｏｍｏｓｅｎｓｉｔｉｚｉｎｇ）化学線照射は、１つ以上の歯の色素原によって吸収される光を意味する。用語「化学線照射」および「化学線」は、同義のものとして使われる。
【００３０】
本発明の開示の目的でまた、用語「透明」は、特定の波長で、または波長範囲内で、７０％より高い光の透過を有することを意味する。さらに、すべての組成物成分のパーセンテージは、他に記載しない限り、重量による。
【００３１】
本発明の歯の漂白組成物の適用の種々のモードは、効果的であるが、獲得被膜、エナメルおよび象牙質（大部分の歯の染色と主に関連する３つの歯の構造）での光増感剤の蓄積または濃縮を可能にする方法が、最も好ましい。これは、染色した歯の表面と酸化組成物と接触させる前に、同じその染色した歯の表面と光増感剤を接触させることによって最もよく達成される。この方法において、光増感剤は、歯の構造に貫入し得、従って、酸化組成物と接触する前にそして化学線照射供給源に暴露する前に、歯の色素原の部位に存在する。
【００３２】
所望の歯の白色化効果を達成する際に有用な光増感剤は、口腔における使用のための安全性の限界によって処方される生物学的に受容可能な波長での光エネルギーを吸収し得る任意の化合物を含む。一般的に、このような波長は、約３５０ナノメーター（ｎｍ）〜約７００ｎｍであり、ＵＶＡスペクトルの一部（３００〜４００ｎｍ）および可視光スペクトルの大部分（４００〜７００ｎｍ）を包含する。光のエネルギーを熱または化学エネルギーのいずれかに変換し得る化合物の例としては、半導体粒子（特に、ナノメータースケールの二酸化チタンおよび酸化亜鉛）、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ジケトン（カンファーキノンおよびベンジル）、金属−リガンド錯体（例えば、シュウ酸鉄（ＩＩＩ）カリウム、グルコン酸マグネシウム、および種々の金属−ビスホスホネートキレート）、フタロシアニン-金属錯体などが挙げられる。適切な感光組成物の特定の例は、５ナノメートルから２０ナノメートルの範囲の粒子サイズを有する酸化亜鉛の水性分散物である。約３５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の光の光子を吸収し得、続いて、この光子のエネルギーを単独でまたは補助酸化剤の存在下のいずれかで酸化に有用なエネルギーに変化させ得る任意の分子は、本発明の実施における有用性を有すると意図される。
【００３３】
本発明の光増感剤が、エナメルおよび象牙質のより深い構造に効果的に貫入し得る分子サイズ、電荷、ｐＨおよび疎水性／親水性であることが好ましい。光増感剤が歯の構造により容易に貫入すればするほど、適切な波長およびエネルギーでの化学線照射に対する光増感剤の曝露において、このエネルギーが、色素原自身の部位、または色素原自身の近位において酸化活性に変換される可能性がますます増加する。歯の構造へのより深い貫入を妨げるかまたは制限する、分子サイズ、正味の電荷、ｐＨおよび／または疎水性／親水性を有する光増感剤は、本発明における実施に有用であるが、外側の歯の表面（外因性の染色）に位置する色素原の除去および／または破壊に対して制限され得る。
【００３４】
特に好ましい光増感剤は、約３５０ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲に光を吸収する水溶性金属-リガンド錯体の一般的なクラスに属する。本発明の開示の目的で、用語「リガンド（配位子）」は、水溶液中で金属イオンと錯体形成し得るかまたは会合し得、その結果、この金属イオンの反応性、溶解性、または任意の他の物理学的性質が変化する有機分子を意味する。このような金属−リガンド錯体はまた、金属−配位錯体としても公知である。適切な金属イオンには、鉄、マンガン、銅、および他の遷移金属イオンが挙げられる。種々の原子価状態は、同時に使用され得るかまたは同時に存在し得る。金属イオンは、唾液、プラーク、または歯の表面上の獲得被膜に存在し得る。金属イオンはまた、酸化物の形成を介して、特定の型の歯の染色に寄与し得る。適切な金属イオンリガンドには、水溶液中で上記の金属イオンと会合し得、約３５０ｎｍと７００ｎｍの間の光を吸収する水溶性金属キレート錯体を生じるキレート化剤が挙げられる。説明として、限定するつもりはなく、金属−配位錯体の例は、鉄、マンガンおよび銅と、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＥＴＰＡ）、ニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラ（メチレンホスホン酸）、ジエチレントリアミンペンタ（メチレンホスホン酸）、ならびにソルビトール、キシリトール、マンニトール、マルチトール、ラクチトールおよび他の非カルボキシル化ポリヒドロキシ化合物（ＥＰ４４３，６５１により十分に記載される（この記載は、本明細書中において参考として援用される）のようなポリオールのようなキレート剤との会合から形成される。金属イオンと光吸収配位錯体を形成し得る任意の有機多座配位キレート化剤は、染色した歯を白色化する本発明の組成物および方法において有用性を有すると推定され得る。
【００３５】
多くの本発明の金属−リガンド錯体は、ｐＨ依存性の吸収スペクトルを有し；一般的に、このような錯体は、３５０ｎｍと７００ｎｍの間、および約４．０より大きなｐＨでより高い程度の吸収を示し、この範囲の光吸収はｐＨの増加とともに増加する。例えば、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸および鉄（ＩＩ）イオンの間に形成される水性錯体は、ｐＨ３．０において可視光に対して実質的に透明であるが、ｐＨが７．０に上昇すると、３５０ｎｍと５００ｎｍの間のスペクトル領域で強く吸収する。
【００３６】
いくつかの場合において、光増感剤前駆体は、酸化組成物内に直接含まれ得、ここで、これは、４００ｎｍ〜７００ｎｍのスペクトルの可視領域において容易には光を吸収しない。しかし、歯の表面と接触するとき（そこに酸化組成物とともに配置されるとき）、光増感剤前駆体は、例えば、唾液に存在するかまたはエナメルおよび象牙質の間質液に見出される鉄のような金属イオンと組み合わさり得、化学線照射に対する曝露時に酸化化合物を活性化し得る活性な光増感剤のインサイチュでの形成を生じる。明らかに、非常に酸化的な環境において安定である化合物のみが酸化組成物における直接的な含有に適切である。このような化合物の例は、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯによって、商品名Ｄｅｑｕｅｓｔ ２０１０で市販され、６０％の活性溶液として販売される）である。
【００３７】
特定の金属キレート剤が光増感剤として作用する能力は、種々の研究者によって文献に記されている。例えば、Ｖａｎ ｄｅｒ Ｚｅｅら（「ＨｙｄｒｏｘｙｌＲａｄｉｃａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｂｙ ａ Ｌｉｇｈｔ−Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｆｅｎｔｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ」、Ｆｒｅｅ Ｒａｄｉｃａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ＆ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、１４巻、１０５〜１１３頁、１９９３）は、キレート化剤および過酸化水素の存在下でのＦｅ（ＩＩ）へのＦｅ（ＩＩＩ）の光媒介変換を記載する。３００ナノメートルでの光によりＦｅ（ＩＩＩ）キレートを還元してＦｅ（ＩＩ）を得ることは、約３０分間に渡って着実に進行することが示され、研究される特定のキレート化化合物に依存して、約４０〜約８０％の範囲でＦｅ（ＩＩ）に変換した。従って、作製されるＦｅ（ＩＩ）が、過酸化水素のＦｅｎｔｏｎ型分解を開始し、スピン捕捉され、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）によって検出されるヒドロキシラジカルを生じた。この光化学反応が、発色団（例えば、ヒトの歯において見出されるもの）の酸化において有用性を有することは、著者らによって示唆も暗示もされなかった。
【００３８】
有用な酸化化合物には、液体およびゲル、好ましくは当該分野で公知の過酸化物または過酸を含むものが挙げられる。このような酸化化合物には、限定しないが、過酸化水素、過酸化カルバミド、過酸化アルカリ金属、過炭酸アルカリ金属、および過ホウ酸アルカリ金属が挙げられる。しばしば、歯白色化組成物において過酸化合物（例えば、過酢酸）を利用することが（例えば、テトラサイクリンによって引き起こされる非常に処置しがたい歯の染色を除去することを試みる場合に）望ましくあり得る。過酸は、酸化組成物内に直接含まれ得る（ただし、約３５０〜約７００ナノメートルの間の光エネルギーに対する透明性が維持される場合）。あるいは、過酸は、歯の表面への適用の前に、２つ以上の別の相（１つは、三酢酸グリセリルのような過酸を含み、第２は、上に列挙された酸化化合物の１つを含む）を組み合わせることによって形成され得る。好ましくは、過酸は、酸化化合物の適用の前に歯の表面を過酸前駆体に接触させることによってインサイチュで形成され；従って、過酸は、染色した構造上およびその中にのみ形成され、これは、歯白色化プロセスに対して最も利益を与える。適切な過酸前駆体には、限定しないが、三酢酸グリセリル、アセチル化アミノ酸、アセチルサリチル酸、ならびにＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアセチルエチレンジアミン、ビニル酢酸ポリマーおよびコポリマー、アセチルコリン、ならびに他の生物学的に受容可能なアセチル化化合物が挙げられる。
【００３９】
酸化化合物は、歯の表面において光増感剤を活性化し得る光の波長に対して透明である液体、ゲル、または固体組成物であり；そうでなければ、光エネルギーは、歯のエナメル表面において化学線照射供給源と光増感剤との間で酸化化合物のフィルムまたは層によって弱められる。歯のエナメル表面は、歯の変色の位置であるので、歯を白色化する最も効果的な方法は、光エネルギーの大部分または全てが歯のエナメル表面において光増感剤に到達する場合に生じる。３８０ｎｍと５００ｎｍの間の光エネルギーに対して透明である適切な組成物の例は、中和カルボキシポリメチレンを用いて約１００，０００ｃｐｓに濃縮されている約７．０のｐＨを有する６％過酸化水素ゲルである。
【００４０】
光増感化学線に対して透過性である酸化組成物を利用する別の予想外の利点は、特定の光の波長が、それらの酸化を非色素形成状態まで促進する様式で歯の色素原によって吸収されることである。反射実験により、象牙質およびエナメル質が緑色光を透過し、黄色光／赤色光を反射し、そして青色光を吸収することが示された。任意の特定の理論に束縛されることを望まないが、光は歯の色素原に起因する分子によって吸収され；従って、歯の色素原は、光増感剤と同様の様式で作用し得る。特に、特定の波長での曝露により、π電子カルボニル（Ｃ＝Ｏ）、二重結合（Ｃ＝Ｃ）および結合した二重結合（Ｃ＝Ｃ−Ｃ＝Ｃ）部分のエネルギー状態のレベルを上げて、酸化種（例えば、ペルヒドロキシルアニオン（ＨＯＯ−）、ペルオキシ酸アニオン（ＲＣＯＯＯ−））、およびラジカル種（例えば、ヒドロキシルラジカル（ＨＯ*）およびペルヒドロキシラジカル（ＨＯＯ*））といった活性酸化剤による攻撃に対してこの増感剤をより感受性にする。色素形成物質を破壊または可溶化させるためには、上記の光吸収部分の一つと活性酸化剤との反応の活性エネルギーを圧倒しなければならない。従って、光を使用した色素原の攻撃により、光吸収分子内の特定の化学結合における電子のエネルギー状態を正常なπ結合性軌道からπ反結合性軌道に上げることによって、歯の変色の外観に対応する分子部分のより効果的な破壊に導く。
π反結合性軌道では安定性が低いので、光吸収性二重結合は、十分な単一結合特性を有し、そして過酸化物および過酸のような酸化剤によってより容易に攻撃される。理論的に、特異的なエネルギーおよび波長の化学線は、単に上記のプロセスを介して、光増感剤のような歯の色素原分子を利用して、上記の歯の色素原と接触する所定の酸化組成物の効果を改善し得る。
【００４１】
本発明の特定の実施形態に従って、光活性化歯牙漂白方法は、歯のエナメル質表面を光増感剤と接触させる工程、光増感処理した歯の表面と酸化化合物と接触させる工程、その後、歯の表面を光増感剤を活性化し得る光エネルギーに曝露する工程を包含し、これにより、歯のエナメル質表面において酸化化合物を活性化する。
【００４２】
本発明の別の実施形態において、別の光活性化歯白色化方法は、歯のエナメル質表面を光増感剤前駆体を含む酸化化合物と接触させる工程を包含し、これにより、前駆体が上記の歯の表面と接触した後に３５０〜７００ｎｍの範囲のみで化学線を吸収する。一旦、光増感剤前駆体が光を吸収すると、歯の表面は、新たな吸収性光増感剤を活性化し得る光エネルギーに曝露され、これにより、歯を白色化するために歯の表面で酸化化合物を活性化する。
【００４３】
本発明の別の実施形態に従って、さらなる光活性化歯白色化方法は、歯のエナメル質表面を酸化化合物と接触させ、その後、歯の色素原分子の吸収波長に対応する化学線に対して歯のエナメル質を暴露させる工程を包含する。この実施形態において、光の好ましい波長は、約３５０〜７００ｎｍの間の波長を含み、より好ましい実施形態において、約３８０〜５５０ｎｍの間の波長を含み、最も好ましくは、約４００〜約５０５ｎｍの間の波長を含む。上記の方法の全てにおいて、酸化組成物は、波長特異的光エネルギーが歯の表面および下層構造に到達することを可能にするために利用される化学線に対して透過性でなければならない。
【００４４】
本発明の別の実施形態において、別の光活性化歯白色化方法は、歯のエナメル質表面を過酸化物前駆体と接触させ、その後、歯のエナメル質表面を酸化化合物と接触させる工程、および上記のように化学線に対して曝露する工程を包含する。過酸化物前駆体は、光増感剤と共に、またはそれと別個に歯の表面上に配置され得る。
【００４５】
染色した歯は、例えば、光ファイバー導光手段により単一の歯の表面に光を向けることによって個々に処理され得る。この様式において、いくつかの染色した歯は、順序良く光に曝露され、歯科医または衛生士は、手順の間に歯から歯へと導光器を移動させる。このプロセスは、歯科医または衛生士にとっては集中した労働を要し且つ時間を食うものであって、そして患者にとってつまらないものである。あるいは、染色した歯の全ては、実質的にデンタルアーチのような形状の光源からの直接的な照射または前歯の全てを照射し得る光ガイドまたはデバイスからの間接的な照射のいずれかによって同時に光に曝露され得る。
【００４６】
上顎弓および下顎弓の両方の少なくとも中心の８本の歯の同時的かつ均一的な照射のためのこのようなデバイスが、図１に例示される。この好ましい実施形態は、３ヶ所のフロント（患者の前面）表面１、２、および３に正確に位置決めされている３ヶ所の線形光学出力１１、１２、および１３を有する。より好ましい６バーの実施形態において、２つの３バーデバイスは、図２に例示されるように、一方を他方に重ねて、患者の前面に６つの光学出力が得られる。
【００４７】
図１および２は、それぞれ、出力３および出力６を有する実施形態を例示するが、このデバイスは、１個から複数個の出力までの、任意の数の出力またはエミッタを有し得ると考えられる。最終的には、個々のファイバーまたはファイバー束からなる各々の出力は、光源に接続される。上顎弓および下顎弓の両方において、少なくとも中心の８本の歯の同時的かつ均一的な照射のためのデバイスの実施例が、米国出願番号０９／２３３，７９３号に記載される（これは、本明細書中で参考として援用されている）。このデバイスの好ましい実施形態は、３ヶ所のフロント（患者の前面）表面に正確に位置決めされている３ヶ所の線形光学出力を有する。このデバイスのより好ましい実施形態は、２つの３バーデバイスが、一方を他方に重ねて、患者の前面に６つの光学出力が得られる。この発明の他の実施形態は、１個から複数個の出力までの、任意の数の出力またはエミッタを有し得る。最終的に、個々のファイバーまたはファイバーバンドルからなる各々の出力は、光源に接続される。３または６個の出力を有する実施形態は、現在、このデバイスにとって好ましい。なぜならば、これは、過剰な製造課題またはコストなしで中心の８本以上の歯のかなり均一な照射を達成するからである。当然、６以上の出力が可能であり、そして実際に照射の均一性に関して利点があり得る。
【００４８】
デバイスの前面を配置して、出力配置を提供し、各々の光学出力からの組み合わせられたビームを集光して、上顎弓と下顎弓との両方の少なくとも中心の８本の歯または各半分のアーチにおける切歯から小臼歯までの領域（平均的な男性において全部で約１０．４ｃｍ2の領域）を照射する。線形の形態として図１に示させるが、これらの出力は、例えば、円形、三角形または線形のような任意の形状であり得る。線形形状が好ましい。好ましい実施形態は、６つの線形の出力を有し、各出力は、約１６±２０％の長さ対幅の比（１２．８〜１９．２の比）を有する。最も好ましい実施形態において、出力から８本の上部および下部の中心の歯へ照射された光の８０％が、約０．９から約１．５インチまでの間の幅（ほぼ、上の歯のエナメル質の頂部から下の歯のエナメル質の低部の距離）の領域以内である。各光学出力は、好ましくは、２本のガラスファイバー束またはプラスチック光ファイバー束（これは、遠位光源から発生する）によって遠位光源に集光され、ソケット２０を介してデバイスに入り、そして三叉線形出力窓で終結する。ファイバー伝達での非均一性が概して微量であることがわかれば、ファイバー中に実際に破断がないとわかる。
各出力またはエミッタの表面において点から点への光学出力の変化は、約±１０％未満であるべきである。
【００４９】
染色した歯の照射は、個々にまたは全体として実施されるが、直接的光源または間接的光源に現れる光は、連続的（全手順にわたり「オン」）であるか、連続的に中断（短い中断があるが主に「オン」）しているか、パルス（所定の時間の順序および強度で「オン」および「オフ」）されるか、または連続、連続的に中断、およびパルスの組合せであり得る。好ましい実施形態において、約１０〜約２００ｍＷ／ｃｍ2の光が、約１０〜約９０分の全時間間隔で、歯の前表面に連続的に適用されている。より好ましい実施形態において、約１００〜約１６０ｍＷ／ｃｍ2の光が、連続的または短い中断で連続的に、約１０分〜約３０分の時間間隔で歯の前表面に適用され、続いて、約１〜１０分の中断または「オフ」の間隔を適用し、これを約４０〜６０分の全時間の間繰り返す。本発明の１つの理想的な実施形態において、反射率に基づくフィードバック機構を使用して、漂白の効果をモニターし、そして適用される化学線の総量を制御する。本発明の全実施形態において、光源の位置決めは、歯に適用されるエネルギーの密度に影響を与え、出力密度は、距離と共に減少する。光源の好ましい配置は、このデバイスの正確な性質に依存して変化する。
上記のデバイスに関して、このデバイスの配置のための好ましい距離は、直接的に歯の表面の前方から歯の表面の前方約２．０インチまでであり（光源の中部から中切歯まで測定した場合）、最も好ましくは約１．７５インチの距離である。
【００５０】
上記のデバイスのさらなる展開は、図５に示される携帯型歯白色化デバイスである。この携帯型歯白色化デバイスは、歯の任意の数を処置し得る１以上のランプを備える。好ましい実施形態において、携帯型歯白色化デバイスは、一度に少なくとも１６本の歯を同時に処置し得る。この携帯型歯白色化デバイスは、さらに光ファイバー送達システム、可撓性関節アーム、および向きを変えることができる携帯型支持構造を備える。好ましくは、本発明の携帯型歯白色化デバイスは、コントロールパネルを有する。より好ましい実施形態において、携帯型歯白色化デバイスは、アクセスおよび使用を制御するためのキーカードシステムを有する。好ましくは、このキーカードシステムは、Ｓｍａｒｔ Ｃａｒｄ（登録商標）を備えるＢｕｌｌ（登録商標）ＳａｆｅＰａｄ（登録商標）リーダーである。
【００５１】
好ましくは、本発明のデバイスは、ホルスターに硬化用ランプを有する。好ましい硬化用ランプは、Ｄｅｍｅｔｒｏｎ（登録商標）である。好ましい硬化用ランプは、ほぼ青色の波長領域の光を発光する。好ましくは、硬化用ランプは、硬化用ランプから出た光からこのデバイスの操作者の目を保護するための光フィルターを有する。
【００５２】
好ましい携帯型支持構造は、約２４インチ×１５インチの直径、約３１インチの高さ、および別に約２０インチの高さを積載位置に加えるアームアセンブリを有する。
【００５３】
このコントロールパネルは、オン／オフのボタン、較正ボタンおよび照射時間を制御するためのボタンを有する。この較正ボタンは、システムを較正して、エネルギーの設定が正しいことを確認する。好ましくは、このコントロールパネルは、垂直方向から約４５°の傾角であり、その結果、操作者が見やすくなり得る。
【００５４】
全体の携帯型歯白色化デバイスは、くるりと向きを変えることができ、そして可撓性アームを有する。このアームは、光を伝達するために、グラスファイバーまたはプラスチックファイバーを備え、構造支持体に装着される。図５に示されているように、この構造支持体は、このシステムが任意の歯科設定および広範の位置で患者に使用することが可能な広範の関節を有する可撓性アームを提供する。例えば、本発明の携帯型歯白色化デバイスは、代表的な歯科医院、歯科矯正医院、観光船のスパなどの歯科設定において使用され得る。このデバイスはまた、簡単な保管方法で移動可能である。このアームの可撓性により、リクライニング位置もしくは設定位置のいずれか、またはその間の任意の角度で患者の歯の白色化のために必要な任意の角度に出力を位置決めすることが可能になる。例えば、図５に示されるように、光（１）のヘッド領域は、設定位置で患者を処置するため水平位置であり得る。このヘッド領域は、リクライニング位置で患者を処置するためにほぼ垂直配置まで調節され得る。このヘッド領域はまた、水平位置と垂直位置との間の任意の他の角度まで調節され得る。アームの可撓性は、さらに、携帯型歯白色化デバイスを、デンタルチェアーの左側部または右側部のいずれかに使用することを可能にする。
【００５５】
本発明の好ましい実施形態において、アームの可撓性は、図５に示される構造関節によって与えられ、この関節は、幅広い範囲の動きをする３個の指関節を有する。より詳細には、テーブルの最も近くにある指関節（２）は、垂直軸またはテーブルに対してほぼ垂直の周りにほぼ３６０°の範囲の動きを有する。第１支持アーム（３）と第２支持アーム（５）との間に配置された２番目の指関節（４）は、垂直軸またはテーブルに対してほぼ垂直の周りにほぼ３６０°の範囲の動きを有する。２番目の指関節（４）はまた、約±４５°の垂直方向の動きの範囲を有する。ヘッド領域（１）と第２支持アーム（５）との間に配置される３番目の指関節（６）はまた、垂直軸またはテーブルに対してほぼ垂直の周りにほぼ３６０°の範囲の動きを有する。３番目の指関節（６）は、約±９０°の垂直範囲の動きを有する。
【００５６】
化学線の複数の異なる供給源は、本発明の実施において有用性を有するように示された。一般に、本発明の増感剤またはその他のいずれかを活性化するために必要とされる波長領域の化学線を発光し得る、任意の光供給源は、本発明の実施において有用性を有するように意図されている。実際に、生物学的に安全および有効の両方である化学線を発光し得る光供給源が好ましく、特に限定量の赤外光（７００ｎｍ以上）を発光する。赤外光は、歯の構造をより容易に透過し、そして歯髄組織を過剰な温度に上昇させ得る。
【００５７】
本発明の光増感剤の活性化および／または歯染色色素原の活性化に必要とされる波長のみを発光する（フィルターと組合せた）光供給源は、本発明の組成物を用いた歯の白色化のプロセスにおいて使用される。十分な時間にわたる５．５℃より高い歯髄の温度上昇は、歯の構造に不可逆性損傷を与え得ると一般に認識されている。
【００５８】
より詳細には、約３５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲の化学線を発光する光供給源は、本発明に記載される光増感剤と主にこの範囲のスペクトルを吸収する歯の染色に寄与する歯色素原分子の両方において、特に好ましい。約４００ｎｍと約５０５ｎｍの波長範囲の化学線を発光する光供給源が、最も好ましい。不均一の出力は、患者の歯の前面に配置され得る光学出力に、ガラスファイバーまたはプラスチックファイバーを介して伝達されるビームの領域にわたって約＋／−１０％であるべきである。この出力およびこのようなファイバーの直径の長さを限定するわけではないが、約１０ｍｍの直径および３ｍ（約１０フィート）の長さが、好ましい。さらに、この出力およびこのようなファイバーの直径の長さを限定するわけではないが、この携帯型歯白色化デバイスについて、約１０ｍｍの直径および約６．５フィートの長さを使用することが好ましい。このようなエネルギーは、約＋／−１０％未満の変動で好ましい波長にフィルターした連続電磁スペクトルを発生する供給源によってか、または発光ラインスペクトルを発生する供給源によってか、あるいは両方の組合せによって供給され得る。好ましい波長の範囲の化学線を発生する適切なランプとしては、とりわけ、線状フラッシュランプ、タングステンハロゲン、金属ハロゲン、キセノンショートアーク、水銀ショートアーク、水銀キセノンショートアーク、アルゴンプラズマアーク、およびアルゴンショートアークランプ、ダイオードレーザーおよび光発光ダイオード（ＬＥＤＳ）などが挙げられる。約４００と５０５ｎｍとの間の化学フィルターを介してフィルター通った２個のＭｅｊｉｒｏ ＢＭＨ ２５０ワットの出力は、これらの基準に合う。
【００５９】
本発明の別の実施形態において、歯の口唇面上に比較的均一な光エネルギーの領域を照射し得る複数の発光デバイス（例えば、光ファイバー出力またはＬＥＤエミッタ）を有するマウスピースを提供する。このマウスピースは、実質的にデンタルアーチのような形状を有し得る。しかし、全ての形状のマウスピースは、歯の口唇面上の光の均一な領域を照射するために作製され得る。本明細書中で使用されるように、光の均一な領域という用語は、表面上に照射される光を意味する。本明細書中で使用される場合、光の均一な領域という用語は、エネルギーの強度が、光が照射される表面で接触させたままとなることを意味する。図６は、本発明の原理を含む例示的マウスピース１００の斜視図を示し、本発明のこの２つの主要成分（要素１０および１１）は、透明度によって分離される。図７は、図６の斜視図後端図を示す。マウスピース１００は、成分１０および１１を（例えば、にかわで）結合することによって構築される。
【００６０】
要素１０は、湾曲部材１５の終端部において側壁１２および１３を備える湾曲部材１５、ならびに部材１５の凹状表面から垂直に離れて延びる三日月形レッジ１４を有する。座標x、y、およびzが図６に含まれて、これらの要素の記載を補助する。これらの座標を参照して、部材１５の凹状表面は、ｘ軸に関して対称であり、｜ｙ｜、ｙ≦および０≦ｚ≦ｚ1に関して、式ｘ＝ａ・ｚによって定義され得る放物面に恐らく従う。ここでａは、正の定数である。部材１５は、ｘ次元およびｚ次元において凹状であり、かつｙ次元において線状であるといえる。従って、拱路が、部材１５によって、０＜ｘ＞ａ・ｚである空間内に形成される。三日月形のレッジ１４は、ｘ−ｚ平面でｙ＝−ｙに載り、これは曲線ｘ＝ａ・ｚと曲線ｘ＝（ａ＋Δ）・ｚ2 - ｂ（ここで、Δおよびｂは、正の定数である）との間である。部材１５の凹状表面上には、複数の発光デバイス１６（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））が存在する。図６において、これらのＬＥＤは、縦列を有するアレイに配置される。レッジ１４は、穴１７のアレイを含む。
【００６１】
要素１１は、湾曲部材１８を有し、この部材は、部材１５の曲率よりわずかに大きな曲率を有する（例えば、曲線ｘ＝（ａ＋Δ）・ｚ2−ｂに従う）。正であることを除いて、定数Δおよびｂは、部材１８の湾曲した底部湾曲縁部がレッジ１４の外側の湾曲縁部と嵌合する場合に湾曲部材１８の垂直縁部が壁１２および１３の外側縁部と嵌合するように、調節される。要素１１はまた、レッジ１４と同一の形状の上部レッジ２０を有する。従って、要素１０および１１が嵌合する場合に、中空空間が、得られるマウスピース１００内に形成される。
【００６２】
要素１１はまた、部材１８（図６に示す）のおおよそ中心部で、円形開口１９を有し（図７の要素１１の斜視背面図を参照のこと）、そして部材１８の凹状の面には、開口１９を実質的に覆うハウジング２３が存在し、このハウジングの中に、ファン２１が設置される。このファンは、要素１０および１１が嵌合し、そして上記のように、中空空間がマウスピースの内部に作製される場合に、ファン２１がマウスピース１００の中空空間から空気を吹き出させ、この空気が穴１７のアレイを通ってこの中空空間へと吸引されるように、配置される。この空気は、（発光デバイスにおける）電気エネルギーを光に転換することにともなう非効率性から生じるマウスピース１００内の熱を、吹き出す。
【００６３】
これまでに記載された要素を参照して、マウスピース１００の最も重要な特徴は、発光デバイスがこのマウスピース上に位置し、そして患者の歯に面するように配置されるという事実であることが、理解されるべきである。これまでに記載された要素の他の比較的重要な特徴は、凹状の、実質的に対称なマウスピース１００の表面、および空気をこのマウスピースに通すための手段である。
【００６４】
発光デバイスが配置される凹状の表面は、好ましい。なぜなら、この表面は、ほぼ対称かつ凹状の表面を形成する歯肉内に位置する患者の歯において、光の強度（単位面積あたりの力）の比較的均一な場を作製することをより容易に可能にするからである。もちろん、他の形状が可能であり、いくつかは、患者の歯に光を集光させるための伝導率が低く（例えば、平坦表面１５）、一方で他のものは、患者の歯に光を集光させるための伝導率がより高い（例えば、図８に示すような、式ｘ＝ａ・ｚ2＋ｂ・ｙ2に従う表面）。
【００６５】
空気を通すための手段は有益である。なぜなら、今日の技術においては少なくとも、表面１５に配置され得る公知の発光デバイスは、電気エネルギーを光に転換することに関連する非効率性にともなう副産物として、熱を発生させるからである。これは、「Ｉ2Ｒ熱」と考えられ得る。この熱を、マウスピース１００を通して空気を吹き込んで、患者の顔から離して出すことによって除去することが、最良であることが決定された。従って、開示される実施形態は、穴１７および要素１１の背面の開口１９、ハウジング２３およびファン２１を備える。このことは、もちろん、単に例示であり、そして熱を除去するための他の方法が使用され得る。例えば、ハウジング２３は、ホースが取り付けられる単なるニップルであり得る。ファン１９（または圧力差を生じさせるための任意の他のデバイス）が、このホースの遠位端に存在し得る。
【００６６】
図６のマウスピース１００の記載に戻って、側壁１２および１３は、２つの発光ダイオードをそれぞれ（それぞれ３１、３２、ならびに３３および３４）備え、これらは、マウスピース１００の位置を患者の歯の前でガイドするために有用である。これらのダイオードは、可視光線範囲（例えば、赤色）の光を発光する従来のＬＥＤであり得、そして予め選択された方向を指す光ビームを発生させるよう設計された集光レンズを備える。具体的には、ＬＥＤ３１および３２によって発生される光ビームは、空間中の予め選択された点において合流するよう配置され、そしてこの点は、表面１５の発光デバイスによって発光される光から生じる、良好な歯の漂白を達成するために、患者の口に対して適切な位置に配置される位置にマウスピース１００が位置する場合に、患者の顔の表面上のにくるよう選択され得る。このようなビームの位置決めを達成するために、ＬＥＤ３１によって発生するビームは、ＬＥＤ３２の方に傾き得、そしてＬＥＤ３２によって発生するビームは、ＬＥＤ３１の方に傾き得る。これらのビームは、これら２つのビーム（それぞれＬＥＤ３１および３２から）が合流するまさにその点に集光されるのが好ましくはあるが、このことは必須ではない。視準ビーム、およびわずかに発散したビームが使用され得る。ＬＥＤ３１および３２のビームを発生させるために必要とされるレンズは、完全に従来型である。ＬＥＤの対３３および３４は、ＬＥＤの対３１および３２と同じ様式で配置される。ＬＥＤの対を使用することは単に例示であることが、理解されるべきである。例えば、表面１５からの所定の距離の点において効果的に集光される場合には、１つのＬＥＤさえ使用され得る。確かに、図６に示すように、２対より多いＬＥＤを使用することもまた、可能である。
【００６７】
再掲するが、上記ＬＥＤの対の使用を包含する位置決めのアプローチは単に例示である。これは、じっと座っていること以外には、患者には何も要求されないという利点を有する。別の例示的な位置決めアプローチは、図６の窪み５によって示唆される。このアプローチは、非常に単純であり、図６に示す噛みブロック６と同様に、患者が位置決めデバイスを噛むことを必要とし、そして表面１５の窪み５において患者に対して遠位であるデバイス６の端部の位置決めを必要とする。
【００６８】
図７に注目すると、ハウジング２３は、円形押し込み部２４を備え、これは、アーム配置にマウスピース１００を接続するための手段を形成し、このことは、歯科医が使う光源が取り付けられる従来のアーム配置と同じである。このような配置は、ハウジング２３を、例えば、図９に示すように接続するための端部ピースを備える。
【００６９】
理想的には、触媒光を患者の歯の表面に提供する際に、各歯の各部分が、「まさに然りの光の量」を得る。しかし、この状況は、制御または確認が困難である、多くの変数（例えば、歯の形状、歯の大きさ、患者の顔の焦点からの歯の距離など）を提示し、従って、「おおよそ然りの光の量」を扱わなければならない。本発明の使用者に関する合理的な目的は、実質的に均一な光の強度を全ての歯に提供すること、および利用可能な光の可能な限り多くの量を歯に指向することであることが、見出された。
【００７０】
光を発生する大部分のデバイスは、視準された（平行な）光を発生させず、むしろ、光源からの距離に伴って拡張する光ビームを生じさせる。理想的な点光源は、全ての距離において（強度が）均一である光を発生させる。すなわち、空間中の任意の点において、光の強度は、点光源からのその点の距離に厳密に相関する。換言すれば、点光源の周囲に作製された半球上の全ての点が、同じ光の強度を受容する。一次元において、このことは、点光源を中心とする半球によって表現され得る。なぜなら、この中心からこの半球上の任意の点への距離（強度ベクトルの大きさに対応する）が一定であるからである。非理想的な光源は、全ての距離において同じ光強度を生成するわけではなく、そして代表的に、最も高い強度は、発光デバイスの構造に関連するいくつかの方向である。例えば、ＬＥＤは、代表的に、このＬＥＤの半導体表面の表面に対して垂直な方向において、最も高い光の強度を生成する。二次元では、非理想的な発光デバイスの光強度プロフィールは、図１０の曲線５１と同じものであり得る。上記垂直に近い角度においては、光強度（曲線５１を起源とするベクトルの長さによって表される）が高い。この垂直から有意に離れた角度においては、光の強度はより低い；そしてこの垂直から９０°に近い角度においては、光の強度は事実上０である。理想的な光源から現れる光、および非理想的な光源から発生する光は、レンズで集光されて、例えば、曲線５２により類似した光強度プロフィール曲線を生成し得る。ところで、曲線５１および５２は、二次元で見た場合の光の強度のプロフィール曲線であることを思い出さなければならない。これらは、しばしば「ローブ」と呼ばれる三次元表面（熱気球の形状に似る）を表す。
【００７１】
光強度プロフィール曲線を考慮し、そして表面１５（すなわち、ｘ−ｚ平面）で横列になっている発光デバイス１６が互いに空間的に離れていることを考慮すると、発光デバイス１６がコヒーレントでない場合には、表面１５上の横列に沿った複数の光から生じる光強度プロフィールは、個々の光強度プロフィール曲線の力の和に対応する。説明のために、図１１は、表面１５の横列における発光デバイス５２、５３、５４および５５（適切なレンズを伴う）を示し、これらは、それぞれ光強度プロフィール曲線５６、５７、５８および５９を有する光ビームを発生させる。これらの光ビームは加算され（力の和）、その結果、例えば、点６０において、光の強度は、３つの因子の合計に対応する：１つは、ベクトル６１の長さに関連し、１つは、ベクトル６２の長さに関連し、そして１つは、ベクトル６３の長さに関連する。ビーム５９は、点６０においては光に寄与しないことに注目のこと。例えば、点６８においては、光の強度は、４つの因子の合計に対応する：１つは、ベクトル６４の長さに関連し、１つは、ベクトル６５の長さに関連し、１つは、ベクトル６６の長さに関連し、そして１つは、ベクトル６７の長さに関連する。
【００７２】
図１１は、対称軸（例えば、曲線５９の軸６９）に関して対称な、同じ光強度曲線を生成する、全ての発光デバイスを示すことが注目される。さらに、対称軸は、光源（例えば、光源５５）の逆位において曲線１５の接線に対して垂直である。ほぼ均一な光の強度が、患者の歯の表面において所望されると仮定すると、マウスピース１００の設計者は、この設計者がこの目的を達成するために自分の制御下にある多くのパラメータを有する。これらとしては、以下が挙げられる：
・表面１５の曲率；
・発光デバイス間の、表面１５の横列に沿っての間隔（これは、均一である必要はない）；
・個々の発光デバイスによって発光される全体の光の強度（所定量の駆動電力に対して異なる量の光を生成する発光デバイスを購入すること、および種々の量の駆動電流で発光デバイスを駆動することの両方）；
・光強度プロフィール曲線の形状（発光デバイスのレンズによって制御される）；および・個々の発光デバイスの対称軸の方向。
【００７３】
発光デバイスによって生成される光が、歯のホワイトニングにおける漂白プロセスの速度を増す触媒として作用すること、および使用され得る露光時間が可変であることもまた、思い出されるべきである。すなわち、重要なものが光の強度自体のみであるのではなく、時間にわたる光の強度の積分値もまた重要であることが、思い出される。
【００７４】
上記議論は、基本的に、図６のｘ軸およびｚ軸によって表される二次元に取り組む。もちろん、マウスピース１００は、発光デバイスを表面１５の曲率に沿って横列に、およびこの横列に対して垂直である縦列にの両方に有する、三次元物体である。さらに、所望のほぼ均一な光強度が、患者の歯が見出される表面にわたっている；この表面は、ｘ−ｚ軸においてはおおよそ凹状であり、そしてｙ軸に沿っては、その原点からの特定の距離以内で、おおよそ位置が独立している表面である。換言すれば、これは、表面１５におおよそ嵌合する表面である。発光デバイスが、集合において、歯の表面において１０〜３００ｍｗ／ｃｍ2の範囲で十分に強い光を発生させ得る場合、そして発光デバイスと一体的なレンズが、発光デバイスの横列にわたって集合する場合に、（図１２に示すように）人物の上の歯と下の歯とに実質的に均一な光を提供するよう設計される場合には、マウスピース１００における単一の横列の発光デバイスで十分である。
【００７５】
光の強度の上記範囲は、かなり広いが、これは、光が患者の歯に適用されることが必要とされる時間の遅延、または特定の有利な結果が得られる順が、患者の歯に適用される光の強度に逆比例することに起因する。従って、低い強度の光を用いると、この手順は長時間起こり、そして高い強度の光を用いると、この手順は短時間で起こる。強度に対する時間の単純な関係は、技術的に認容可能であるが、上記範囲は、商業的に認容可能な手順−時間制限に近づくことが、結論付けられた。本発明者らは、見かけ上（公称値）１３０ｍｗ／ｃｍ2（すなわち、１３０±１０ｍｗ／ｃｍ2）に設定される強度が、１時間で有利な結果を得るために良好に作用することを見出した。もちろん、より高い強度が使用されることが許容され、そして本発明者らは、２００ｍｗ／ｃｍ2までの光強度が依然として安全であると考える。
【００７６】
ほとんど時間がかからない手順には合理的な料金を課するのが難しいという理由から、そうした手順を有することが望まれないかもしれないという商業的な問題点がある。が、それ以外にも、今日の技術においては非常に高い強度を懸念するさらなる理由が存在しており、それはすなわち熱である。すなわち、熱の生理学的効果は、光の赤外線（ＩＲ）波長（７５０ｎｍ〜２，５００ｎｍ）の放射線に対して最も顕著であるが、いくらかより短い波長における何らかの熱の知覚もまた存在する。今日の実施において使用される感光性漂白ゲルに光をあてた際に効果が得られる波長は、３００〜９００ｎｍの範囲である。明らかに、漂白ゲルが効果的である波長と熱を発生させる波長との間に、重なりが存在する。可視光の青色／紫色側により近い光で最も強く活性化される化合物が選択され得、そしてこのような光を発生させる供給源からの熱は、問題を提示しない。しかし、青色／紫色範囲に主な強度を持つ光を発生させる光源でさえも、ＩＲ範囲の光をいくらかは発生させ、そしてさらに、かなりの量の熱を、電気エネルギーの光への転換における非効率性から生じてしまう。さらに、いくつかのデバイス（例えば、ＬＥＤ）は、電圧および直列接続した抵抗器を用いて代表的に制御される電流デバイスであり、そしてこのような抵抗器は、熱を発生させる。この熱は、上記のように、ファン２１を用いてマウスピース１００から抽出される。
【００７７】
本発明者らは、本発明の課題が、４７５±４０ｎｍの範囲においてこれらのエネルギーのバルクを有する光を発生させるＬＥＤを用いて、満足され得ることを発見した。このようなＬＥＤは、例えば、Ｎｉｃｈｉａ（日本のＬＥＤ製造業者）のＵＳ販売代理店から得られる。ＮｉｃｈｉａのＬＥＤは２つの型の一体型レンズで得られ得ることが注目される。１つは、１５°の円錐を形成し、そして１つは、３０°の円錐を形成する。１５°の円錐とは、対称中心と、光強度プロフィール曲線に沿った、強度がピーク強度の半分である点との間の角度α（図１１を参照のこと）が、７．５°であることを意味する。
【００７８】
表面１５上の発光デバイスの必要な数の横列に関する問題に戻ると、今日の技術を用いて、デバイスの単一の横列は十分ではない（ＬＥＤから発生し得る光の強度の観点から）ようであり、そしてそれに起因して、図６のマウスピースは、縦列に配置された複数の発光デバイスを有して示される。図１３は、発光デバイスの縦列が２つのデバイス（５６および５７）だけを有する配置を示す。合理的に単純なレンズ設計を用いて、デバイス５６を含む発光デバイスの横列は、患者の上の歯（例えば、上の歯茎７２にある歯７１）を扱い得、そしてデバイス５７を含む発光デバイスの横列は、患者の下の歯（例えば、下の歯茎７４にある歯７３）を扱い得る。使用されるデバイスの光力出力の限界に起因して、または単一のデバイスが歯に所望の光強度の均一性を提供し得ないことに起因して、（１つの歯あたり）１列のデバイスでは不十分である場合には、１つの縦列あたり２つより多いデバイスである複数の発光デバイスが使用され得、そして適切に集光される。図１２の発光デバイスの光プロフィールが、表面１５に対して垂直な軸の近隣において、図１３の発光デバイスの光プロフィールより広く、そしてより平坦である（すなわち、より等しい強度である）ことに注目し得る。このことは、光源の前に配置されるレンズの設計の融通性を実証することを意図する（発光デバイスに対して一体的であるか否か、そして／または発光デバイスの前に位置されるか否か）。
【００７９】
図１４は、縦列にある５つのＬＥＤが個々のＬＥＤに組み込まれた適切なレンズで集光される配置を示す。得られ得るＬＥＤが、対称軸がこのＬＥＤの基板に対して垂直である光ビームを出力する組み込み型レンズを有する場合には、このＬＥＤのローブは、何らかの他の手段によって角度をつけられる必要がある。１つの実施形態は、さらなるレンズを、ＬＥＤの前に配置し、これによって、発生するビームを所望の方向に傾ける。別の実施形態は、図１４に示すように、ＬＥＤを、角度のついた三角形のペデスタル８１（これは、適切な傾斜を生じる）によって、角度付ける。適切な角度付けを部材１５の湾曲表面に組み込むことは、同じ結果を与え得る。すなわち、部材１５の表面が単純な、平滑な数学的曲面であることを必要としない。なお別の実施形態が、図１５に示される。これは、図８に示されるものと類似の湾曲表面を使用して、ＬＥＤを角度付ける。本発明者らは、ローブを垂直から離して指向するために有用な最も大きな角度は約１５°であることを見出した。
【００８０】
発光装置の図６の構成は、デバイスの２次元アレイを作り出す（表面１５が、「平らにされた」場合）。この構成（これはまた、図１６に示される）は、要求ではない。光は、任意の所望のパターンを形成し得、そして例えば、均一な光強度パターンが、図１７に示されるパターンまたはまさに「蜂巣状の」パターンに類似するずらされたパターンを用いてより容易に達成され得る。
【００８１】
使用されるパターンにかかわらず、つまり図１３に示すように表面１５が直線的であるか否か、図１４に示すように台座に角度を付けるか、図１５に示すように曲がっているか、または、表面上の異なる点が、均一な光強度場を得る上で光のローブが指すべきである方向にしたがって配される特定の法線を有するような複雑な形状であるか、には関わりなく、ＬＥＤを、表面１５上に容易に配置できる。すなわち、ＬＥＤは、別個に購入され（これらの各々は、２つの電気リード線を有する）、表面１５は、各ＬＥＤのための１組の送り通し穴（ｆｅｅｄ−ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）を有するように製造され得、そしてＬＥＤが、送り通し穴を通してＬＥＤのリード線を送ることによって設置される。
【００８２】
図１８は、要素１０の背面図の一部分を示し、カラム中のＬＥＤのアノードのためのプリント回路型の送り通し穴２４のカラム、およびカラム中のＦＥＤのカソードのためのプリント回路型の送り通し穴２５の隣接するカラムを有する。穴２４は、バス２６に接続され、そして穴２５は、バス２７に接続される。バス２６および２７は、電気端子（示されず）に接続され、これを通して電力がバス２６および２７に供給される。ＬＥＤが穴２４および２５に挿入され、そして送り通し穴にハンダ付けされると、構築は完了する。光出力が、ＬＥＤ電流の関数であるという意味で、ＬＥＤは電流デバイスであることに注意すべきである。個々のＬＥＤの電流に対する正確な制御を伝えるために、一連の電流回路（抵抗器のように単純である）が、各ＬＥＤに有利に含まれ、バス２６および２７に供給されるエネルギーが制御された電圧であることを可能にする。周知の電気的要素である電流回路は、簡略化のために図１８に示されていない。
【００８３】
図１８に示される図は、表面１５に挿入されたＬＥＤの通常の電気的制御を使用する。
ＬＥＤの各異なる列、またはＬＥＤの各異なるカラムについて異なる制御が、要素１０（ＬＥＤの個々の電力制御を提供するためのマウスピース１００の窪み空間に配置される電子回路を含む）の背面端部上の異なる配線構成を用いて容易に実行される。電子回路は、アナログであり得る（ＬＥＤに供給される電圧の大きさを介する光強度制御を提供する）か、またはデジタルであり得る（ＬＥＤの電圧の持続時間制御を介する光強度制御を提供する）。
【００８４】
ＬＥＤは、一般に、少なくともそれらが光を発生するか否かに関して、非常に信頼がおけると考えられる。が、ＬＥＤは、光出力の強度に関しては信頼がおけないと予測される。マウスピース１００はかなり安価であるとはいえ、１つまたはいくつかのＬＥＤで期待されるある強度よりも弱い光を生成させようとするような場合には、マウスピース内もしくはマウスピース自体の配置によっては、マウスピース全体を取り替えると非効率的であることもある。これは例えば、マウスピース１００が、アームアセンブリ全体に一体化された部品であるような場合のことである。図１９は、ＬＥＤのカラムがマウスピース１００にスライド可能に連結される構成を表す。すなわち、複数のＬＥＤが、図１９に示されるようないくらか可撓性な回路基板ストリップ上に、図１８に示されるものと類似した様式で製造され、背面に、プリント回路基板リード線を有する。これらのストリップが、要素１０の表面１５の溝３６にスライドされて、マウスピース１００を形成し、そしてこれらのストリップが、溝３６に適切に位置決めされる場合、ストリップのアノードおよびカソードのリード線は、表面１５の背面上の対応する接点と接触させられて、電力を提供する。図１９の実施形態の要素１０は、図６の実施形態の要素１０よりもいくらか厚いことが必要とされる（溝が使用される場合）が、差異は有意ではない。
【００８５】
図２０は、多少異なる実施形態を示す。ＬＥＤを多く備えるストリップを、要素１０の表面１５内で有効的にスライドさせる代わりに、端部に取り付けられたＬＥＤを有する小さな回路回板３７が、要素１０の表面１５に垂直に有効的に、要素１０に挿入される。
【００８６】
図６は、一度に患者の歯の全てをカバーすることを目的とする。これは、有益な目的であるが、患者の歯の１つまたはいくつかのみが、漂白される必要がある場合には、時間がかかる。図６のアセンブリの改変バージョンは、本明細書中に開示される原理を使用し、アセンブリ上の発光デバイスを基本的に使用し、そして発光デバイス（ＬＥＤなど）が、上の本明細書中に開示されるスペクトル範囲の光を生成するために選択され、集中され、そして指向され、その結果、所定の距離でオーバーラップするＬＥＤによって生成される光のローブが、アセンブリを形成する。次いで、医療従事者は、患者の歯からの所定の距離でアセンブリを適用し得る。患者の歯の全部のセットを漂白するために、このようなアセンブリを使用することが所望される場合、医療従事者が歯に対してデバイスを走査し得る。
【００８７】
歯の表面に光を集中させるような様式で配置された複数のＬＥＤを用いて構築された場合、本発明の装置は、驚くべき現象を示す。焦点を合わせたＬＥＤアレイ（多数の相対的に低い電力密度を有する光点源を有する）は、焦点面の近傍により高い電力密度の「スイートスポット」領域を作り出す（歯の漂白を行うための弓状ＬＥＤアレイ装置の場合において、焦点面は、患者の歯の表面に対して多少平行に走るような曲率を有する）。焦点を合わせたＬＥＤアレイは、スイートスポット内に最も高い電力密度を提供するように設計でき、次いで、患者は、患者の歯が光エネルギーからの最もよい効果を得るためのこの領域内にあるように位置決めされる。患者の歯が焦点を合わせたＬＥＤアレイからさらに動かされるにつれて、光エネルギーが減少するだけでなく、光エネルギーがまた、患者の歯がＬＥＤにより接近して移働される場合にも、減少する。この現象により、患者のための安全性に大きな余裕が生まれ、患者が偶然ＬＥＤアレイに近づきすぎたとしても、電力密度はスイートスポット内の密度よりも小さくなると考えられる。
【００８８】
上記は、例示の実施形態によって本発明の原理を開示する。種々の改変および付加が、本発明の意図および範囲（これは、添付の特許請求の範囲によって示される）から逸脱することなく当業者によって導入され得ることが理解されるべきである。例えば、発光デバイスに対するさらなる制御変数としては、使用されるデバイスのサイズがある（例えば、より大きいまたはより小さい活性領域を有するＬＥＤ）。また、アセンブリにおける異なるＬＥＤが、異なるスペクトル範囲を有するように選択され得る。
【００８９】
さらに、湾曲した表面上での発光デバイスの位置決めが、送り通し穴およびスライド可能なストリップと一緒になるように示される。クリップオンストリップがまた使用され得る。より興味深いことには、表面１５は、複数のＬＥＤの全てが、例えば、半導体成長プロセスを介して製造され得る可撓性膜を付着する手段を含み得る。なおさらに、上記は、均一な強度の場を生成することを議論したが、実施形態は、どのような光強度プロフィールが所望され得るともこれを提供するように、作製され得る。なおさらに、要素１０および１１のアセンブリの全体は、湾曲した表面１５の形状で、いくらかの可撓性が得られる製造物としてもよい。これにより、図６のデバイスを、さまざまな患者の口の形状に仕立てることを可能にする。
【００９０】
さらに、発光手段に一体化されないレンズを使用する実施形態において、これらのレンズは、透明な膜（これは、部材１５の前面に位置決めされる）内に、群として作製され得る。
【００９１】
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を記載する。これらの実施形態は、単に例示であり、そしていずれの様式においても特許請求された本発明を制限することを意図せず、そして本発明を制限するように解釈されるべきではない。
【００９２】
（実施例Ｉ）
歯の染色を排除する、本発明の組成物の能力を決定するために、染色されたウシエナメル質に対する予備的なインビトロ研究を実施した。ダイヤモンド切断ディスクを使用して、ウシ永久切歯から、側面４ｍｍの歯エナメル質の四角形を切出した。鋳型を使用して、エナメル質の四角形を透明なポリエステルキャスト樹脂（ＮＡＴＣＯＬ Ｃｒａｆｔｓ Ｉｎｃ．，Ｒｅｄｌａｎｄｓ，ＣＡ）に埋め込み、曝露される（歯牙）口唇面を有する１．５ｃｍ平方のブロックをつくった。ポリエステルブロックの頂部表面は、歯科モデルトリマーによってエナメル質四角形の平らにした口唇面で粉砕された。次いで、全ての粉砕マークが除去されるまで、水を潤滑剤として使用して、表面を４００グリットエメリーペーパー上での手でのやすりがけによって平らにした。最後に、ブロックの頂部表面を、コットン布上のＧＫか焼カロリン（粒子サイズ中央値＝１．２ミクロン）の水スラリーを使用して、鏡仕上げまで手で磨いた。完成した標本を、解剖顕微鏡下で試験し、そしてそれらの表面が不完全であった場合、廃棄した。
【００９３】
エナメル質上の人工的な染色薄膜形成のための準備の際に、標本を０．２Ｍ ＨＣｌ中で６０秒間エッチングし、続いて炭酸ナトリウムの飽和溶液中に３０秒間浸した。最後のエッチングを１％フィチン酸を用いて６０秒間実施し、次いで、標本を、脱イオン水でリンスし、そして染色装置に取り付けた。
【００９４】
薄膜染色装置を、交互の、染色ブロスへの浸漬および標本の空気乾燥を提供するために、構築した。この装置は、電気モーター（これは、速度減少ボックスによって、１．５ｒｐｍの一定速度でロッドを回転させる）に接続されたＴｅｆｌｏｎロッド（直径３／４インチ）を支持するアルミニウムプラットホーム基部からなった。ネジ穴を、ロッドの長さに沿って規則的な間隔で配置した。歯標本を、標本の背面にプラスチックネジのヘッドを最初に接着することによってロッドに取り付けた。次いで、このネジを、ロッド内のネジ穴内で締付ける。このロッドの下は、取り外し可能である３００ｍｌ容量の溝であり、これは、薄膜染色ブロスを保持した。
【００９５】
薄膜染色ブロスを、１．０２ｇのインスタントコーヒー、１．０２ｇのインスタントティーおよび０．７５ｇの胃粘素（Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ ＯＨ ４４１２８）を、２５０ｍｌの滅菌トリプチカーゼ（ｔｒｙｐｔｉｃａｓｅ）ダイズブロスに添加して調製した。約５０ｍｌの２４時間のＭｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ ｌｕｔｅｕｓ培養物をまた、染色ブロスに添加した。次いで、エナメル質標本が取り付けられ、そして溝内の染色ブロスを有する装置を、３７０℃のインキュベーター内に配置し、標本を、染色ブロスと空気の間を連続的に回転させた。染色ブロスを、１０日間連続して２４時間ごとに１回置き換えた。各ブロスの交換とともに、溝および標本を脱イオン水でリンスおよびブラッシングして、任意のゆるんだ堆積物を除去した。１１日目に、０．０３ｇのＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏの添加によって、染色ブロスを改変し、そしてこれを、標本上の染色薄膜が十分に黒くなるまで、毎日ブロスを交換して継続した。次いで、標本を染色ブロスから除去し、脱イオン水で完全にブラッシングし、そして使用するまで加湿器中で冷蔵した。
【００９６】
可視スペクトル全体にわたる吸光度測定を、ＣＩＥＬＡＢカラースケール（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ，Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍ ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅｓ， ｃｏｌｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ， ａｎｄ ｐｓｙｃｈｏｍｅｔｒｉｃ ｃｏｌｏｒｔｅｒｍｓ， Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ２ ｔｏ ＣＩＥ ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ １５（Ｅ−１３．１）１９７１（ＴＣ−１．３），Ｐａｒｉｓ； Ｂｅａｕｒｅａ Ｃｅｎｔｒａｌ ｄｅ ｌａ ＣＩＥ，１９７８）を使用して得た。ＣＩＥＬＡＢカラースケールは、カラースフィアの３つの軸（Ｌ、ａ、およびｂと呼ばれる）の点から色を評価する。 「Ｌ」値は、０（黒）から１００（白）のスケールでの明るさおよび暗さに関連する、カラースフィアの軸である。「ａ」値は、黄色から青のスケールの色に関連する軸であり、スフィアの中心に０値、黄色に向かって正の値、および青に向かって負の値を有する。「ｂ」は、赤から緑のスケールの色に関連する軸であり、スフィアの中心に０値、赤に向かって正の値、および緑に向かって負の値を有する。
【００９７】
染色されたエナメル質標本は、吸光度測定がなされる前に少なくとも１時間室温で空気乾燥された。測定を、Ｍｉｎｏｌｔａ分光光度計の３ｍｍの開口部の上に、染色されたエナメル質の４ｍｍ平方のセグメントの中心を直接整列させることによって実施した。Ｌ*ａ*ｂ*因子を使用する３回の吸光度読み取りの平均を各標本について取った。
【００９８】
各色因子（Ｌ＊、ａ＊およびｂ＊）に関しての予め処理した読みとり（ベースライン）と処理後の読みとりとの間の差異は、染色した歯の色素原を除去する試験溶液の能力を表した。
【００９９】
染色した薄膜の色の全体的な変化は、ＣＩＥＬＡＢ式： ΔＥ＝［（ΔＬ*）2＋（Δａ*）2＋（Δｂ*）2）］1/2を使用して計算した。「補正したΔＥ」は、上記の公式から、任意の正のΔａまたはΔｂの値の寄与を排除することによって計算した（正のΔａおよびΔｂの値は、ゼロからの反対方向の歯の色の変化であり、故に、色を除去するのではなく、色を加えると解釈される）。
【０１００】
以下の酸化組成物を調製し、これは、約１５重量％の過酸化水素、および１重量％の感光性前駆体の１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸 （Ｄｅｑｕｅｓｔ ２０１０、Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｏｒｐ．，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）を含んだ。高度に精製された水（１８．２メガオーム、０．２ミクロンのフィルターを通して濾過）を、保存の間の組成物の良好な安定性を維持するために使用した。この組成物を、軽い非流動性のゲルの一貫性のためにカルボキシポリメチレンポリマーを用いて粘稠化した （Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９７４Ｐ、Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｃｏ．，Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）。グリセリンを小さな割合で湿潤剤および安定剤（遊離ラジカルスカベンジャーとして）として添加し、そして Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９７４Ｐを水酸化アンモニウムで５．００のｐＨまで中和し透明なチキソトロピックゲルを形成した。
成分 割合
蒸留水 ４９．４００
１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸 １．０００
グリセリン９９．７％ ５．０００
過酸化水素３５％ ４２．９００
Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９７４Ｐ １．７００
水酸化アンモニウム２９％ ｐＨ５．５まで
合計 １００．０００ 
上記の組成物を、Ｔｅｆｌｏｎコーテイングした混合パドルで撹拌しながら、透明な溶液が得られるまで、蒸留水、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸およびグリセリンを合わせることによって、プラスチック混合チャンバ内で調製した。Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９７４Ｐを次いで、混合パドルによって作った渦にゆっくりと取り出し、そしてポリマーの均一なスラリーが得られるまで混合した。最後に、スラリーの粘稠化および透明化が起こるまで、水酸化アンモニウムを一定量ずつ約５分間かけて滴下した。ｐＨプローブを周期的に挿入し、そして正確に５．００のｐＨが得られるまで水酸化アンモニウムを添加した。得られたゲルは、１５重量％の過酸化水素を含み、そしてその特徴は、非常に透明であり、そしてチキソトロピック（流れ落ちない）であった。
【０１０１】
各染色したウシエナメル質スラブを、上記の実施例１の組成物の１〜２ｍｍのフィルムで、特定の時間コーティングし、そしていくつかの光源のうち１つからの化学線に暴露した。以下の表１は、ゲルで処理したエナメル質スラブをアルゴンプラズマアーク（ＡＲ）またはタングステンハロゲン（ＴＨ）光源のいずれかに暴露することによって得られるいくつかの比較結果を示す。この特定のプロトコルは、光暴露の間、エナメル質の表面から５ｍｍで配置される光ファイバー光ガイドを必要とした。各パルスのエネルギーを、試験の間にわたって光源の一貫した出力を確認するために、各暴露レジメンの前に電力強度メーターで調節し、そして各レジメンの後に再び測定した。この結果を以下の表１に示す。
【０１０２】
【表１】
2010057937.tif 000003
表１のデータは、以下のことを示す： 
（１）記載されるインビトロモデルにおいて、上記の本発明のゲル組成物と接触させたウシエナメル質スラブの、アルゴンプラズマアーク光源からのパルス状の化学線への暴露により、ゲルのみ（光源への暴露なし）または光源暴露のみ（ゲルなし）のいずれかで処理したスラブと比較して、歯の染色が有意に減少した。
【０１０３】
（２）単一の染色したウシエナメル質スラブ（Ｂ３５）のゲルを用いる６回の連続した処理（３０分にわたる）、およびタングステンハロゲン光源からのパルス状化学線へのこのスラブの同時の暴露（５分間の暴露時間）によって、試験期間にわたって、増加したレベルの歯の染色が除去された。この結果は、歯番号Ｂ３１１（これはまた本発明のゲル組成物と接触されたが、光源には暴露されなかった）において達成された結果より色が有意に明るかった。
【０１０４】
（実施例ＩＩ）
様々な光および／または熱活性化歯白色化ゲルを通る光透過の比較研究を行った。スペクトルエネルギー曲線を、放射データを集めるために、５０ミクロンのファイバーを備えるＯｃｅａｎ Ｏｐｔｉｃｓ分光計を使用して作製した。ガラス顕微鏡のスライドを通る光透過をコントロールとして使用し、そしてこの試験は、各歯白色化ゲルの１〜２ｍｍ厚の層でのスライドのコーティング、および８ｍｍのガラス光ファイバー光ガイドに連結した金属ハライド光源での照射を包含した。この光を、光ガイドに入る前に、５０５ｎｍのショートパスフィルター（５０５ｎｍ未満の波長のみが通過する）に通す。分光計の光ファイバープローブを、スライド上のゲルを通過し得る光の波長を検出するために、ゲルからスライドの対面に配置した。図４Ａ〜Ｅのスペクトル曲線は、市販の組成物の全てによって引き起こされる光減衰の程度を明確に示す。図４Ａ−コントロール；図４Ｂ−本発明の実施例Ｉ；図４Ｃ−Ｓｈｏｆｕ Ｈｉ−Ｌｉｔｅ；図４Ｄ−ＱｕａｓａｒＢｒｉｔｅ；図Ｅ−Ｏｐａｌｅｓｃｅｎｃｅ Ｘｔｒａ。
【０１０５】
再び各ゲルまたはペーストの１〜２ｍｍの層をガラス顕微鏡のスライド上に配置し、そして光源と電力強度メーターの検出器ウェルとの間の通路にスライド／ゲルアセンブリを配置することによって、電力強度の減衰（ｍＷ／ｃｍ2で測定される）を、同じ４つの組成物について決定した。検出器ウェルの深さおよび形状に起因して、このスライドを、実際の検出器表面に直接接触させるのではなく、この表面から７ｍｍ上に置いた。電力強度を、６０分の光暴露の始め（Ｂ）および終わり（Ｅ）で記録した。スライドもゲルも光通路中に有さない場合の電力強度を、１７５ｍＷ／ｃｍ2に調節した。この結果を以下の表２に示す。
【０１０６】
【表２】
2010057937.tif 000004
（実施例ＩＩＩ）
より低い濃度の酸化剤（重量で３％のＨ2Ｏ2）を有するが、ｐＨ７．０ですっとより高い粘度（約１，０００，０００ｃｐｓ）を有する、別の透明な過酸化水素ゲルを調整した。以下のゲルを、Ｋｙｎａｒコートされた Ｒｏｓｓ Ｄｏｕｂｌｅ Ｐｌａｎｅｔａｒｙ真空ミキサー（Ｃｈａｒｌｅｓ Ｒｏｓｓ ＆ Ｓｏｎｓ、Ｈａｕｐａｕｇｇｅ、ＮＹ）を、水酸化アンモニウムによる中和の間およびその後に達成された高い粘度を取り扱うために使用した点を除いて、実施例Ｉの手順に従って調整した。スズ酸ナトリウムを、過酸化水素のためのさらなる安定剤として加えた。
【０１０７】
2010057937.tif 000005
３％の過酸化水素ゲルの能力、波長３８０ナノメートルと７００ナノメートルとの間の可視光に対する透過性を、以下の表３に示す。
【０１０８】
【表３】
2010057937.tif 000006
（実施例ＩＶ）
齲歯でなく、そしてアマルガムまたは樹脂ベースの回復性材料を含まない、引き抜いたヒトの歯（ＨＥ）を使用して、本発明の組成物のヒトのエナメル質および象牙質から染色を排除する能力を研究した。歯を、１〜２ｍｍの厚さの酸化ゲルのフィルムでコートし、そして以下の表ＩＶに示されるレジメンに従って照射した。歯の色に生じた変化（△シェード）を、本来の基線のＶＩＴＡ（登録商標）シェードの値と最終的なＶＩＴＡ（登録商標）シェードの値との間のＶＩＴＡ（登録商標）シェードの差の数として記録した。
【０１０９】
【表４】
2010057937.tif 000007
（実施例Ｖ）
ヒトの引き抜いた歯を、以下のように、１〜２ｍｍの厚さの酸化ゲルのフィルムを、エナメル表面に適用し、そして５０５ｎｍの短経路の内部フィルターを用いて、金属ハライド光源からの変化するパワー密度に同じ表面を暴露することによって、白くした。２つのコントロール（これらの１つは、ゲル暴露のみ（光なし）および光暴露のみ（ゲルなし）である）に対して、比較を行った。暴露レジメンは、ゲル適用（光のみ／ゲルなしの場合を除く）に続いて、２０分間の連続光暴露からなり、３回繰り返した（３×２０分）。
【０１１０】
【表５】
2010057937.tif 000008
（実施例ＶＩ）
協力的でそしてインホームドされた患者の内側の歯（ｅｎｄｏ−ｔｏｏｔｈ）の歯髄チャンバを、温度プローブおよび温度伝導パスタを用いて結んだ。歯髄温度を、実際の白くする手順の間測定し、この手順において、照明を、現在入手可能なＵｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒおよび４００〜５０５ナノメートルの最も好ましい波長で使用される適用例において記載されるデバイスを用いて供給した。歯表面におけるエネルギー密度の測定は、各デバイスに対して比較可能なエネルギー密度（それぞれ、Ｕｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒのための２３０ミリワット／ｃｍ2および適用例において記載される２００ミリワット／ｃｍ2）を示した。結果を、以下の表６に示した。
【０１１１】
約４００〜５０５ナノメートルの好ましい波長範囲内の適用例において記載されるデバイスを用いる照明は、歯髄室の温度を、Ｕｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈのデバイスが上昇させるより少なく、上昇させた。この実験において、温度は約２０分までに最大値に上昇し、次いで、安定した。Ｕｎｉｏｎ Ｂｒｏａｃｈのデバイスを用いて観察された温度上昇と対照的に、時間０では、適用例において開示されるデバイスを用いる温度は、５．５℃以上上昇し、これは、有意な時間の間保持される場合、温度的に誘導される歯髄炎を引き起こし得る。観察された温度変化は、歯の内側が、血液の供給を全く有さず、さらなる冷却を提供するので、生歯を用いて観察される温度変化より大きいようである。
【０１１２】
2010057937.tif 000009
（実施例ＶＩＩ）
図６〜２０に記載される本発明の装置の光によって活性化される歯を白くするゲルを触媒し、そして歯の染色を排除する能力を決定するために、染色されたウシエナメル質においてインビトロの研究を行った。染色されたウシエナメル質スラブは、上記の実施例Ｉに記載されるように調製した。
【０１１３】
全ての可視スペクトルにわたるエナメル質表面反射率測定を、ＣＩＥＬＡＢカラースケール（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ、Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｏｎ ｕｎｉｆｏｒｍ ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅｓ、ｃｏｌｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ、 ａｎｄ ｐｓｙｃｈｏｍｅｔｒｉｃ ｃｏｌｏｒ ｔｅｒｍｓ、Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ２ ｔｏ ＣＩＥ ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ １５（Ｅ−１３．１）１９７８、Ｐａｒｉｓ：Ｂｅａｕｒｅａ Ｃｅｎｔｒａｌ ｄｅ ｌａ ＣＩＥ、１９７８）を用いて得た。ＣＩＥＬＡＢカラースケールは、色球面の３つの軸（Ｌ，ａおよびｂと呼ばれる）の点から、色を評価する。「Ｌ」値は、０（黒）から１００（白）までのスケールにおける明るさおよび暗さに関連する色球面の軸である。「ａ」値は、黄から青のスケールに関する色についての軸であり、球面の中心が０値で、黄のほうに正の値、そして青のほうに負の値をとる。「ｂ」値は、赤から青のスケールに関する色についての軸であって、球面の中心のが０値で、赤のほうに正の値、そして緑のほうに負の値をとる。
【０１１４】
染色されたエナメル質試料を、反射率測定を行う前に、約６０秒間室温で空気乾燥させた。Ｍｉｎｏｌｔａ５０３ｉ反射率分光光度計の３ｍｍのアパーチャ上に、染色されたエナメル質の４ｍｍ四方の部分の中心を直接位置合わせすることによって、測定を行った。
Ｌ＊a＊ｂ＊因子を使用する平均５の反射率の読み取りが、各試料に対して得られた。
【０１１５】
各色因子（Ｌ＊、ａ＊およびｂ＊）に対する前処理の読み取り（基線）と後処理の読み取りとの間の差は、本発明のＬＥＤアレー装置の、以下に記載される光によって活性化される歯を白くするゲル組成物と共に、染色されたウシの歯から色素原を除去する能力を表す。
【０１１６】
染色された薄膜の色の全体的な変化は、ＣＩＥＬＡＢ式を用いて算出した。
ΔE = [(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
【０１１７】
「補正されたΔＥ」値を、あらゆる正のΔａまたはΔｂの値の寄与を、上記の式から排除することによって計算した（正のΔａおよびΔｂの値は、ゼロとは反対の方向への歯の色の変化であり、従って、色を除去するのではなく、色を加えると解釈される）。
【０１１８】
本発明の装置と共に使用される光によって活性化される歯を白くする組成物は、重量で約１５％の過酸化水素および光増感剤前駆物質１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸（Ｄｅｑｕｅｓｔ ２０１０、Ｍｏｎｓａｎｔｏ Ｃｏｒｐ．、Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ）を０．３０％含んだ。高度に精製された水（１８．２メガオーム、０．２ミクロンフィルターによって濾過した）を、貯蔵の間組成物の良好な安定性を保持するために利用した。さらなる安定剤であるスズ酸カルシウムもまた、重量で０．０２％の濃度でこの混合物中に存在した。この組成物を、軽い流れないゲルの一貫性を得られるまでカルボキシポリメチレンポリマー（Ｃａｒｇｏｐｏｌ ９７４Ｐ、Ｂ．Ｆ．Ｇｏｏｄｒｉｃｈ Ｃｏ．、Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ、ＯＨ）で粘稠化した。グリセリンを、湿潤剤および安定剤として（遊離基スカベンジャーとして）、少しの割合で加え、そして Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９７４Ｐを、水酸化アンモニウムによってｐＨ６．５まで中和し、透明でチキソトロープ性のゲルの形態を生じた。
【０１１９】
【表６】
2010057937.tif 000010
上記の組成物を、最初にプラスチック製混合チャンバ内で、テフロン（登録商標）コートされた混合パドルを用いる撹拌下で、蒸留水、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、スズ酸カルシウムおよびグリセリンを、均質なスラリーが得られるまで混合することによって調製した。次いで、Ｃａｒｂｏｐｏｌ ９７４Ｐを、混合パドルによって作製された渦の中にゆっくり移動させ、そしてポリマーの均質なスラリーが得られるまで混合させた。最後に、スラリーの粘稠化および清澄が起こるまで、約５分の期間にわたって、一定の滴下の形式で水酸化アンモニウムを加えた。ｐＨプローブを、周期的に挿入し、そして水酸化アンモニウム添加を、正確に６．５のｐＨが得られるまで行った。重量で１５％の過酸化水素を含む得られたゲルは、非常に透明であり、そしてチキソトロープな流体力学的性質を有した（垂直面で垂下しなかった）。得られたゲルの粘度は、２５℃、スピンドル＃５および０．５ｒｐｍで、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ ＲＶＴ粘度計を用いて測定すると、４５０，０００センチポイズであった。
【０１２０】
１０の染色されたエナメル質スラブの各々を、１〜２ｍｍの厚さのこの組成物のフィルムで２０分の期間コートし、そしてその間本発明のＬＥＤアレー装置からの化学線に暴露した。以下の表７は、ゲル処理されたウシエナメル質スラブを、ＬＥＤアレー装置に、アレーの表面から約１．７５インチの距離で暴露させることによって得られた結果を示す。この距離は、約１３０ｍＷ／ｃｍ2のパワー密度に対応した（これは、３０Ａ−ＳＨサーモバイル検出器に連結されたＯｐｈｉｒ Ｎｏｖａパワーメーターを用いて確かめた）。１０のウシエナメル質スラブの別の群をまた、１〜２ｍｍの厚さの同じ組成物のフィルムでコートしたが、この場合は、ゲルの染色を排除する能力を触媒する際の光の影響を示すために、光に暴露しなかった。これらの結果もまた、以下の表７に示す。
【０１２１】
【表７】
2010057937.tif 000011
（１）記載されるインビトロモデルにおいて、上記の本発明のゲル組成物と接触されたウシエナメル質スラブの、ＬＥＤアレー光源からの化学線への暴露は、ゲルのみで処理された（そして光源に暴露しなかった）スラブと比較して、有意に（ｐ＜０．００１）減少した歯の着色を引き起こした。
【０１２２】
本出願を読む場合、種々の代替の構築物および実施形態が当業者に明らかとなる。これらのバリエーションは、本発明の範囲および精神内であると考えられる。本発明は、上記の特許請求の範囲およびそれらの等価物によってのみ制限される。
【図１】
2010057937.tif 000012
【図２】
2010057937.tif 000013
【図３】
2010057937.tif 000014
【図４ａ】
2010057937.tif 000015
【図４ｂ】
2010057937.tif 000016
【図４ｃ】
2010057937.tif 000017
【図４ｄ】
2010057937.tif 000018
【図４ｅ】
2010057937.tif 000019
【図５】
2010057937.tif 000020
【図６】
2010057937.tif 000021
【図７】
2010057937.tif 000022
【図８】
2010057937.tif 000023
【図９】
2010057937.tif 000024
【図１０】
2010057937.tif 000025
【図１１】
2010057937.tif 000026
【図１２】
2010057937.tif 000027
【図１３】
2010057937.tif 000028
【図１４】
2010057937.tif 000029
【図１５】
2010057937.tif 000030
【図１６】
2010057937.tif 000031
【図１７】
2010057937.tif 000032
【図１８】
2010057937.tif 000033
【図１９】
2010057937.tif 000034
【図２０】
2010057937.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
【表２】
2010057937.tif 000036