(57)【要約】      （修正有）【課題】歯肉溝に在る局所的に深い部分においても、酸素を溶解した洗浄水を注排水して、洗い流しを伴う洗浄を行うと共に、歯肉溝内深部に酸素を残留させて、歯肉溝内深部を好気化する歯肉溝洗浄システムの開発。【解決手段】間欠的な放水によって歯肉溝内に放水圧が作用しない休止期を設け、この間を、歯周組織に貯えられた弾性エネルギーを利用して、歯肉溝内に充満した液体を自律的に歯肉溝外に排出し、新たな洗浄水を歯肉溝内深部にまで注入することを容易にし、水の電気分解を継続して、洗浄水と成す水に酸素を溶解するための時間を増やす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
貯水槽と放水ポンプ、放水ポンプ制御回路、水の電気分解槽、電気分解制御回路、チューブ、ノズル付きシリンジ等を主要構成要素として、水の電気分解によって酸素を発生させ、発生した酸素を含んだ水を洗浄水として放水し、歯肉溝内の洗浄を行うことを目的とした歯肉溝洗浄システムにおいて、
【請求項１】
ノズルからの洗浄水の放水を、１秒間以上の放水期と１秒間以上の放水休止期とを自動的に繰り返す間欠式の放水方式とする一方で、洗浄水の放水期と放水休止期に関わり無く水の電気分解を行って、連続して発生させた酸素を被電解水に連続的に溶解して洗浄水と成すことを特徴とする、歯肉溝洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願発明は、ノズルからの放水によって歯肉溝内の洗浄を行い、歯周疾患を予防することを目的とした、歯肉溝洗浄システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  歯周疾患は、主として酸素の無い所で増殖する偏性嫌気性菌と、それら菌体成分の毒素が関与していることが明らかとなっていた。同時に、歯周疾患を治癒させるためには、歯周病原菌を殺菌するだけでは不十分で、歯肉溝内の毒素を除去する必要があることも明らかとなっていた。また、歯周組織において酸素の無い所は、深化した歯肉溝深部であり、歯ブラシが到達できない所であった。
従来から、歯周組織が炎症の急性症状を呈した場合には、歯周病原菌を殺菌するために、殺菌作用のある各種抗生物質や抗菌剤等の投与が行われたが、それだけでは完治せず、主たる歯周治療は、歯根面と歯肉溝内の清掃によって歯肉溝内から病原菌や毒素を物理的に除去することであった。また、予防には、従来から歯ブラシが提供されてきたが、歯ブラシの接触できない箇所の洗浄を目的として、ジエット水流、短周期で発射される水滴の連射、あるいは放水圧の短周期的な変動を伴う脈流等を用いる、各種洗浄装置も提供されてきた。しかしながら、それらの装置でも、バイオフイルムの除去能力や歯肉溝内深部の洗い流し作用を伴った洗浄能力、あるいは歯肉溝内に酸素を満たして歯肉溝内を好気化する能力等は、十分ではなかった。【０００３】  上記の欠点を解決するため、バイオフイルムの除去と歯肉溝内の洗浄に低周波と高周波の超音波を同時に用いる口腔洗浄器（特願２００７−３４１７０４）が、また、歯肉溝内を好気化するために水を電気分解して、発生した酸素をそのまま被電解水に溶解させ、それを洗浄水として放水する超音波式の口腔洗浄システム（特願２００８−２１７３０８）等が提案され、その効果が期待されているが、それらは歯肉溝上部から歯肉溝内へ向けて、洗浄水を一方的に放水する方式であった。しかしながら、歯肉溝内の立体的な形状は同一歯牙周囲においても均一な深さではなく、進行した歯周疾患では、歯肉溝の中に局所的に深い箇所も存在することがあったため、歯肉溝内深部へ新たな洗浄水を注入することと、歯肉溝内深部から汚染された洗浄水を排水することを両立させ、洗い流し作用を伴った効果的な洗浄作用を歯肉溝内深部にまで及ぼすには、従来の放水方式では必ずしも有利でない場合があった。【０００４】  狭小な半閉鎖空間である歯肉溝のさらに局所的に深い部分は、側面と底部が閉鎖されているため、洗浄水を加圧して歯肉溝外から歯肉溝内に連続放水しても、歯肉溝内が歯肉溝液や洗浄水で充満した後は、それらの液体が歯肉溝内深部部で放水圧に拮抗して不動化し、洗浄水の流入と流出が生じ難いデッドスペースとなる可能性を有していた。そして、その様な歯肉溝内深部から汚染物質を洗い流し、エンドトキシン等の毒素を除去するためには、歯肉溝内に充満した液体を一旦歯肉溝内から排出し、排出後の歯肉溝内に新たな洗浄水を注入して、再び排出させることを何度も繰り返すことが効果的であった。【０００５】  生体の大循環系では、心臓の収縮期に血液が心臓から拍出され、拍出された血液の運動エネルギーと圧力エネルギーの内、圧力エネルギーの一部が側方圧を生じて血管壁を拡張し、弾性組織の弾性エネルギーに変換されて蓄積される。そして、血液の運動エネルギーが低下した時に、血管壁の弾性エネルギーが再び血液に対する圧力エネルギーに変換され、さらに運動エネルギーに変換されることから、心臓の拡張期においても血管内を血液が流れ続け、滞りなく末梢にまで届く原動力となっている。この様に、血液の運動エネルギー、圧力エネルギーと、組織の弾性エネルギーとの互換現象が、血液のスムーズな移送に大きな役割を果たしていることは良く知られていることであった。【０００６】  一方、歯周疾患に罹患した場���、その進行に応じて歯周組織の弾性繊維が溶解し、組織の弾性が低下する現象が認められている。従って、歯肉溝内の圧力と歯肉溝内の体積の関係、いわゆるコンプライアンスは、歯周疾患の状態によって異なり、深い歯肉溝を有する慢性の歯周疾患では、小さな圧力でも歯肉溝内の体積が大きく増大する傾向があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本願発明は、歯肉溝に在る局所的に深い部分においても、酸素を溶解した洗浄水を注排水して、洗い流しを伴う洗浄を行うと共に、歯肉溝内深部に酸素を残留させて歯肉溝内深部を好気化する、歯肉溝洗浄システムの開発を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本願発明は間欠的な放水によって歯肉溝内に放水圧が作用しない休止期を設け、この間に、
１．歯周組織に貯えられた弾性エネルギーを利用して、歯肉溝内に充満した液体を自律的に歯肉溝外に排出し、新たな洗浄水が歯肉溝内深部にまで流入することを容易にする。
２．水の電気分解を継続して、洗浄水と成す水に酸素を溶解するための時間を増やす。
上記の手段によって、酸素濃度の高い洗浄水を歯肉溝内深部にまで注排水して洗浄し、歯肉溝液を新鮮な洗浄水と置換することによって、歯肉溝内深部を好気化するものである。
【発明の効果】
【０００９】本願発明は、下記の効果を有するものである。
１）ノズルから低圧で放水され歯肉溝内に注入された洗浄水は、その水圧によって歯肉溝壁を伸展して歯肉溝内体積を増大させ、洗浄水が歯肉溝内に充満する。この時、洗浄水の圧力エネルギーの一部が、伸展された歯肉溝壁の弾性エネルギーに変換されて貯えられる。
２）放水休止期において歯肉溝内に加わっていた放水圧が休止する。このため、放水圧とつり合っていた歯肉溝壁の張力が歯肉溝内の充満圧を上回って、歯肉溝壁が元の形態に復帰する際に歯肉溝内の液体が歯肉溝内から外に排出される。これは、歯肉溝壁に貯えられていた弾性エネルギーの一部が歯肉溝内に在る液体の圧力エネルギーに変換され、歯肉溝内の液体が圧力の低い歯肉溝外に流れ出して運動エネルギーに変換される現象の鏡像である。
３）放水ポンプ制御回路によって、ノズルからの放水と放水休止とを自動的に繰り返すことにより、歯肉溝内深部においても細菌や白血球の残骸、その他エンドトキシンを含む毒素や汚染物質等の洗い流しが行われ、洗浄以前に歯肉溝内に存在していた歯肉溝滲出液や歯肉溝液が、ほぼ新たな洗浄水に置換される。
４）洗浄水には酸素が溶解しているため、洗浄後の歯肉溝内深部に残留する洗浄水によって、酸素が歯肉溝内深部に残留する。
５）これによって、歯肉溝内深部においても、洗い流し作用を伴った洗浄と好気化が行われ、歯肉溝内深部に残留する酸素が偏性嫌気性菌の増殖を抑制して、歯周疾患の進行を予防する効果を期待することができる。
６）歯肉溝壁の弾性を利用する歯肉溝内からの排水メカニズムには、歯周組織のレオロジー的性状を考慮して、１秒間以上の放水休止期を設けるものであるが、この間、放水圧のかからない状態において、洗浄水で伸展された歯周組織が自律的に復位し、排水ポンプ作用を発揮するものである。このシステムでは、排水圧が生理的で排水のための装置を必要としない。
７）単位時間当たりの電解槽の電解能力が等しく、放水中の単位時間当たりの放水量が等しい場合、放水と電解を同期する従来の方式に比べ、放水の休止期でも電解を継続する本願発明の方式の方が、放水される洗浄水の酸素濃度が高い。
一例として、放水期と放水休止期をそれぞれ３秒間に設定し、１：１の時間的関係とした場合、放水される洗浄水の平均酸素濃度は、放水と電解を同期させ連続的に放水する方式に比べ、約２倍となる。
８）酸素は、一般的な生命体には安全で必要欠くべからざる物質であるが、偏性嫌気性菌に対しては普遍的に猛毒として作用するものであり、増殖の抑制と、酸素の取り込みにより死に至らしめる生物学的作用を有するものである。本願発明は歯肉溝の洗浄に、殺菌消毒を目的とする薬剤や強酸性水等を用いないため、長期連用しても安全で、環境負荷が小さい。
９）本願発明は、陽極側電解水と陰極側電解水とを分離する必要があるものではない。従って分離膜や分離装置を用いる必要がなく、装置の構造が簡単である。また、それぞれの電極の極性を周期的に交互に転換することにより、電極性能の低下を防止することができる。
電極は白金電極が望ましいが、金や炭素、あるいはチタンに白金メッキを施したもの等、イオン化傾向の小さな耐酸性の高い他の白金代替電極でも可能である。
１０）一般的な電解水の利用には、食塩等の塩化物を電解質として水を電気分解するが、塩素化合物の他、酸素も発生する。しかし、歯肉溝深部にまで酸素を届けるメカニズムを伴っていない場合には、歯周病予防の効果に限界がある。本願発明では、放水と電解を同期させず、放水を間欠式とする一方で、電解を連続式とすることにより、洗浄水の酸素濃度を高くすることができる。これによって、拡散作用や浸透作用が濃度勾配に比例することから、歯肉溝深部への酸素の浸透能と拡散能に優れ、歯肉溝壁の排水ポンプ作用によって歯肉溝深部における歯肉溝液と洗浄水との置換を促進する効果を期待することができる。
１１）本願発明は塩素化合物や活性酸素等による殺菌消毒作用を主作用として利用することが趣旨ではない。歯周疾患の原因菌である偏性嫌気性菌に対する、酸素の普遍的で生物学的な作用を主作用として利用するものである。従って、水酸化ナトリウムや希硫酸等の他に、食品成分であるクエン酸や調理に使われる重曹等の、塩素化合物ではない安全な物質を電解質として使用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  以下、本願発明の一実施例を、図を元に説明する。
１．図１は本願発明の一実施例の構成を示す模式図である。
電解質としてのクエン酸を溶解して貯水槽（１）に貯えられている水を、放水ポンプ制御回路（２）で制御される放水ポンプ（３）によって吸水管（４）から吸引して、送水管（５）を経て水の電気分解槽（６）に送り込んで、電気分解制御回路（７）と接続した電極（８）、（９）によって電気分解を行う。
電気分解を受けた被電解水は、コネクター（１０）、（１１）、（１２）、（１３）で接続されたチューブ（１４）とシリンジ（１５）を経て、ノズル（１６）から放水される。
２．図２は放水ポンプ制御回路の構成を示す模式図である。
放水ポンプ制御回路（２）は、マルチパーパススイッチ（２１）、スイッチ処理回路（２２）、信号発振回路（２３）、放水ポンプドライブ回路（２４）とから構成されており、マルチパーパススイッチ（２１）によって電源のＯＮ、ＯＦと、パルス長、パルス間隔を選択し、スイッチ処理回路（２２）がその選択条件に応じた信号を発振する。その信号を受けた信号発振回路（２３）がパルス信号を発振して、放水ポンプドライブ回路（２４）から放水ポンプを駆動する電力をパルス出力させ、放水ポンプを間欠的に駆動制御するものである。
３．図３は水の電気分解回路である。
バッテリー（２８）、可変抵抗（２９）、アンペアメーター（３０）、極性変換機能を有する連動スイッチ（３１）、一対の電極（８）、（９）等を主用構成要素とするものであり、ポンプの作動と連動するものではない。
４．図４は放水と水の電気分解の関係を示す、横軸を時間軸とするタイムチャートである。
図に示した実施例では、３秒間の放水期に続いて３秒間の放水休止期を持つ動作を連続して繰り返すものであるが、放水期と放水休止期の時間は、それぞれ１秒以上を好ましいとするものである。また、放水期と放水休止期の時間を等しくすることにこだわるものではない。歯周組織の観察から、一般的には１秒間以上３秒間以下の放水休止期間を設定することで、歯肉溝壁が復位して排水作用を発揮する時間を十分に確保することができる。
ａ段は、縦軸を電気出力、横軸を経過時間とし、放水ポンプドライブ回路から出力される放水ポンプ駆動用電気出力（３３）の時系列的な動態を示すものである。
ｂ段は、駆動用電力を受けた放水ポンプの回転数（３４）の動態を示すものである。
ｃ段は、電気分解回路の電気出力（３５）の動態を示すものである。
ｄ段は、電気分解槽内の被電解水の酸素濃度（３６）の動態を示すものである。
放水休止期に電気分解槽内の被電解水の酸素濃度が上昇し、放水期に下降する。
ｅ段は、ノズルから放水される洗浄水の酸素濃度（３７）の動態を示すものである。
以上のようにして成る請求項１の歯肉溝洗浄システム。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願発明の一実施例の構成を示す模式図
【図２】放水ポンプ制御回路の構成を示す模式図
【図３】水の電気分解回路
【図４】放水ポンプと水の電気分解の動作を示すタイムチャート
【符号の説明】
【００１２】１．貯水槽
２．放水ポンプ制御回路
３．放水ポンプ
４．吸水管
５．送水管
６．電気分解槽
７．電気分解制御回路
８．電極Ａ
９．電極Ｂ
１０．コネクターＡ
１１．コネクターＢ
１２．コネクターＣ
１３．コネクターＤ
１４．チューブ
１５．シリンジ
１６．ノズル
１７．動力線Ａ
１８．動力線Ｂ
１９．動力線Ｃ
２０．動力線Ｄ
２１．マルチパーパススイッチ
２２．スイッチ処理回路
２３．信号発振回路
２４．放水ポンプドライブ回路
２５．信号線Ａ
２６．信号線Ｂ
２７．信号線Ｃ
２８．バッテリー
２９．可変抵抗
３０．アンペアメーター
３１．連動スイッチ
３２．排水用活栓
３３．放水ポンプ駆動用電気出力
３４・放水ポンプ回転数
３５．電気分解回路電気出力
３６．電気分解槽内の被電解水の酸素濃度
３７．洗浄水の酸素濃度
【図１】
2011115530.tif 000003
【図２】
2011115530.tif 000004
【図３】
2011115530.tif 000005
【図４】
2011115530.tif 000006