(57)【要約】【課題】この発明の目的は、長期間使用しても高感度を維持することができ、安定性の高い測定値が得られ、洗浄の容易な糖検出装置、及び連続測定がきわめて容易に行うことができる義歯型糖測定装置を提供することである。【解決手段】義歯内に糖濃度測定装置を埋設して成る義歯型糖濃度測定装置。【選択図】          図４
2004208766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
義歯内に糖濃度測定装置のための電極を埋設して成る義歯型糖濃度測定装置。
【請求項２】
前記糖濃度測定装置が、作用電極、及び対電極を備えるセル部と、前記作用電極上での等の酸化により前記作用電極と対電極との間に流れる電流を測定することにより唾液中の糖濃度を演算する測定演算部とを備えて成り、前記糖濃度測定装置が義歯内に埋設して成る前記請求項１に記載の義歯型糖濃度測定装置。
【請求項３】
前記糖濃度測定装置が、前記測定演算部で測定された糖濃度を外部受信器に送信するデータ送信部を有してなる前記請求項２に記載の義歯型糖濃度測定装置。
【請求項４】
前記糖濃度測定装置は、この糖濃度測定装置を駆動する電源として、歯の咬合により発電可能な圧電素子を有する電源を備えて成る前記請求項１〜３の何れか一項に記載の義歯型糖濃度測定装置。
【請求項５】
前記糖濃度測定装置は、この糖濃度測定装置を駆動する電源として、外部磁界により発生する電流により充電可能な蓄電池を有する電源を備えて成る前記請求項１〜３の何れか一項に記載の義歯型糖濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は義歯型糖濃度測定装置に関し、更に詳しくは唾液中に含まれる糖の濃度を体外の糖濃度測定装置で測定することなく、また、無侵襲に唾液中の糖濃度を測定することのできる義歯型糖濃度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
糖分析は、幅広い分野で実施されており、例えば医療分野においては、血液中の糖濃度、つまり血糖値の測定に実施されている。
【０００３】
血糖値測定においては、従来は指先から血液を採取し、その血液試料溶液ごとに直接血糖値を測定する方法という人体侵襲的方法が採られていたが、この方法では連続的な測定をすることができず、また患者に苦痛と傷とを与えるという欠点がある。
【０００４】
そこで電極を用いた電流測定を利用した糖検出装置が開発されつつあり、その糖検出装置に組み込むことのできる酵素センサーが提案されている（特許文献１）。この糖検出装置においては、唾液等を試料として用い、試料溶液に電極を浸して、唾液中の糖がその電極上で反応することにより発生する電流を測定し、唾液中の糖がその電極上で反応することにより発生する電流を測定し、唾液中の糖濃度と血液中の糖濃度との関係から血糖値を求める。
【０００５】
従来のこのタイプの糖検出装置に使用される一例としての前記酵素センサーでは、例えば白金電極上にグルコースオキシダーゼ及びペルオキシダーゼからなる酵素膜を形成させ、これらの酵素により糖を酸化させ、そのときに発生する電流を測定する。この糖検出装置によれば、試料溶液に電極を浸しながら連続測定をすることが可能であり、また、採血の必要がないので、患者に苦痛を与えることがない。
【０００６】
しかし、この従来の糖検出装置は、酵素を使用しているので、時間の経過とともに酵素の失活が起こり、又はタンパク質付着等により電極が汚れる等といった事情により感度が低下し、長期間使用することができないという欠点があった。
【０００７】
また、これらの技術はいずれも直接測定するのではなく、唾液では他の容器に移して測定し、血液の場合も注射をして試験管などのサンプル瓶に移して測定していた。
【０００８】
【特許文献１】
特公平８−１６６６５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、従来の糖検出装置の前記欠点を解消することを目的とする。すなわちこの発明の目的は、無侵襲で唾液中の糖濃度を測定することができ、しかも、長期間使用しても高感度を維持することができ、糖濃度につき安定性の高い測定値が連続的に得ることのできる義歯型糖濃度測定装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための手段は、
（１）  義歯内に糖濃度測定装置のための電極を埋設して成る義歯型糖濃度測定装置であり、
（２）  前記糖濃度測定装置が、作用電極、及び対電極を備えるセル部と、前記作用電極上での等の酸化により前記作用電極と対電極との間に流れる電流を測定することにより唾液中の糖濃度を演算する測定演算部とを備えて成り、前記糖濃度測定装置が義歯内に埋設して成る前記（１）に記載の義歯型糖濃度測定装置であり、
（３）  前記糖濃度測定装置が、前記測定演算部で測定された糖濃度を外部受信器に送信するデータ送信部を有してなる前記（２）に記載の義歯型糖濃度測定装置であり、
（４）  前記糖濃度測定装置は、この糖濃度測定装置を駆動する電源として、歯の咬合により発電可能な圧電素子を有する電源を備えて成る前記（１）〜（３）の何れかに記載の義歯型糖濃度測定装置であり、
（５）  前記糖濃度測定装置は、この糖濃度測定装置を駆動する電源として、外部磁界により発生する電流により充電可能な蓄電池を有する電源を備えて成る前記（１）〜（３）の何れかに記載の義歯型糖濃度測定装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明に係る義歯型糖濃度測定装置は、義歯の中に糖濃度測定装置を埋設してなる。この発明では、義歯型糖濃度測定装置における義歯は、例えば図１に示されるような差し歯等の完全な義歯１、例えば図２に示されるように、虫歯の治療をし、及び、欠損した歯の一部を修復する治療をした場合等のように歯の穿孔部２にインレー３を充填してなる歯４、例えば図３に示されるように、虫歯の治療をし、及び、欠損した歯の一部を修復する治療をした場合等のようにクラウン５を被せてなる歯６を含む。さらにまた、俗に「入れ歯」と称されている義歯もこの発明における義歯に含まれる。この発明においては、総入れ歯における何れか一本の歯例えば大臼歯が義歯型糖濃度測定装置であればよい。
【００１２】
この発明においては、図１に示される義歯１の内部、図２に示されるインレー３の内部、及び図３に示されるクラウン５の内部に糖濃度測定装置が埋設されるのであるが、この発明に係る義歯型糖濃度測定装置はこれら図示される形態に限られない。
【００１３】
この発明に係る義歯型糖濃度測定装置の一例が、図４に示される。図４に示されるように、糖濃度測定装置７は、義歯１内に埋設され、糖濃度測定装置７における作用電極の先端部即ち作用電極端８が義歯１の表面であって口腔内の唾液に接触可能な位置に露出している。
【００１４】
図５に示されるように、この糖濃度測定装置７は、セル部９と測定演算部１０とを有して成る。
【００１５】
セル部９は、唾液中のグルコースを酸化反応させることにより、その糖濃度に応じた電流を発生させる部位である。セル部９は、セル１１と、作用電極１２と、対電極１３と、参照電極１４と、電解液１５とを有して成る。
【００１６】
セル１１は、作用電極１２、対電極１３、参照電極１４及び電解液１５を収容し、セル部９の外殻部を形成する部材である。セル１１は、管状体であり、その先端部に、作用電極１２を挿入することのできる挿入孔１６を有する。挿入孔１６の大きさは、作用電極１２の外径に応じて決定される。セル１１は、その内部と外部との通電を阻止する必要があるので、絶縁材で形成されている。前記絶縁材としては、強度、重さ及び安全性等の点から、エポキシ樹脂等の樹脂が好ましい。
【００１７】
セル１１の大きさは、義歯の中に装填するために充分に小さく設計される。
【００１８】
作用電極１２は、線状体であり、セル１１の挿入孔１６に挿入され、その一端部がセル１１内にあり、他端部すなわち作用電極端８がセル１１の外部に突出するようにセル１１に嵌め込まれている。
【００１９】
作用電極１２は、試料溶液中の糖を酸化させる機能を有する電極である。
作用電極１２は、好適には、その材料がＴｉ／Ｎｉ合金で形成される。Ｔｉ／Ｎｉ合金は、アルカリ性溶液中で糖のＯＨ基を定量的に酸化する機能を有する。したがって作用電極１２は、その材料がＴｉ／Ｎｉ合金であることにより、試料溶液中の糖と接触して、その糖を酸化させ、その糖濃度に応じた電流を発生させることができる。
【００２０】
前記Ｔｉ／Ｎｉ合金におけるＴｉ及びＮｉの組成は、この合金の前記機能が確保されれば特に制限はないが、例えば合金全体に対するＴｉの含有率が４０〜６０質量％であり、Ｎｉの含有率が６０〜４０質量％であると、前記機能が効果的に発揮される点で好ましい。
【００２１】
作用電極１２の大きさとしては、試料溶液中の糖と接触して、糖濃度を測定することのできる大きさの電流を発生させることができれば特に制限はなく、例えばその外径が０．０１〜２．０ｍｍ、長さが０．１〜５０ｍｍとすることができる。
【００２２】
作用電極１２における作用電極端８はその端面が義歯１の表面に露出させるだけでもよく、また義歯１の表面にＴｉ／Ｎｉ合金の薄膜を形成し、その薄膜に作用電極端を接続するようにしてもよい。いずれにしても、作用電極端８の端面又は前記薄膜の面積は、義歯１が口腔内の唾液と接触したときに、糖濃度を測定することのできる大きさの電流を発生させることができる程度に唾液中の糖を酸化させることができるように、設計される。
【００２３】
対電極１３は、セル１１の内部に収容されている。対電極１３は、例えば線状体、短冊状体、及び筒状体等の任意の形状を採用することができ、その大きさは、作用電極１２との組み合わせにおいて測定電量が円滑に流れるように、作用電極の大きさとの関係において適宜決定される。
【００２４】
対電極１３の材料としては、作用電極１２との組み合わせにおいて測定電流量を支障のないように流すことができれば特に制限はなく、公知の対電極の材料、例えばＳＵＳ３１６などのステンレス、白金及びカーボンを使用することができる。
【００２５】
参照電極１４は、セル１１の内部に収容されている。対電極１３は、線状体、短冊状体、及び筒状体等の任意の形状を取り得ることができ、その大きさは、作用電極１２の電位を適切に設定することができれば特に制限はなく、セル部９の諸条件に応じて適宜決定される。
【００２６】
参照電極１４としては、作用電極１２の電位を適切に設定することができれば特に制限はなく、公知の参照電極、例えば銀塩化銀電極、甘こう電極及び水素電極を挙げることができる。
【００２７】
電解液１５は、セル１１の内部に収容されている。電解液１５は、作用電極のセル１１内にある部分、対電極１３及び参照電極１４を浸漬させている。電解液１５としては、前記糖の酸化に基づいて電流を発生させることができれば特に制限はなく、例えば水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、及び水酸化リチウムを挙げることができる。
【００２８】
測定演算部１０は、セル部９で発生した電流の大きさを測定して、糖濃度を求める部位である。測定演算部１０は、導電路１７、導電路１８、電源部１９及び検出演算回路２０を有して成る。導電路１７は、対電極１３と参照電極１４とを電気的に結合する電路であり、導電路１７には電源部１９が、対電極１３側が陰極、参照電極１４側が陽極となるように設けられている。導電路１８は、対電極１３と作用電極１２とを結ぶ。導電路１８には電源部１９が、対電極１３側が陰極、作用電極１２側が陽極となるように設けられている。前記検出演算回路２０は、作用電極１２が唾液中の酵素を酸化することにより対電極１３に生じる酸素還元電流の増減値を測定することにより糖濃度を演算するように形成される。
【００２９】
この測定演算部１０は、さらにデータ送信部２１を備えることが望ましい。このデータ送信部２１は、前記測定演算部１０における検出演算回路２０で検出された唾液中の糖濃度に関するデータを義歯型糖濃度検出装置１の外部に設置される受信部２２に送信する。受信部２２は受信した糖濃度に関するデータを増幅し、このデータを出力表示手段２３に出力し、出力表示手段２３により糖濃度が表示される。この出力表示手段２３としては、液晶画面及びＣＲＴ等の表示装置を有するディスプレイ、ＸＹプロッター等を挙げることができる。
【００３０】
前記電源部１９は、外部の電源から有線で充電する方式を採用せずに充電可能な二次電池を備えて構成することができる。具体的には、前記電源部１９は、自家発電方式により生じた電流で充電可能な二次電池、誘導方式により生じた電流で充電可能な二次電池、電波方式により送信された高周波電波を受信することにより発生する電流で充電可能な二次電池等を有する。
【００３１】
前記自家発電方式としては、圧電素子による発電を挙げることができる。例えば、圧電素子を、この義歯型糖濃度測定装置における義歯の咬合面に配置し、咬合することにより圧電素子に加わる圧力により圧電素子に起電力を発生させ、この起電力を二次電池に供給することにより、電源部１９内の二次電池を充電することができる。
【００３２】
前記誘導方式としては、トランスを挙げることができる。例えば、義歯型糖濃度測定装置とは別体となっていて外部電源から電流を一次コイルに通電すると、起電力を発生させる二次コイルと、この二次コイルに電気的に結合された二次電池との組合せを挙げることができる。
【００３３】
前記電波方式としては、高周波送信により電気エネルギーを前記電源部１９に送り込むことを挙げることができる。例えば、電波方式による電源部の一例としては、外部送信器から送信される高周波電波を受信する受信器と、この受信器で受信した高周波電波を変調して二次電池の充電を可能にする電流に変換する変換器と、変換器から出力される電流で充電可能な二次電池との組合せを挙げることができる。
【００３４】
上記のいずれの方式を採用するにしても、この発明における電源部は、外部装置とは非接触乃至コードレスである。したがって、この義歯型糖濃度測定装置は、一旦口腔内に装着されると、半永久的に電源部の機能が維持されることになる。また、この義歯型糖濃度測定装置が口腔内から脱着可能な入れ歯における一つの義歯である場合に、前記電源部がトランス方式で充電可能な二次電池を有しているときには、口腔から取り出した入れ歯を洗浄する洗浄装置内に義歯型糖濃度測定装置内の電源部における二次コイルに結合する一次コイルを備えた一次側電源が装填されていると、この洗浄装置に、口腔内から取り外した入れ歯を入れ、前記一次コイルに通電しておくと、洗浄装置で入れ歯を洗浄しつつ義歯型糖濃度測定装置内の電源部における二次電池に充電をすることができるようになる。
【００３５】
次にこの発明の義歯型糖濃度測定装置の作用につき、前述した例に基づいて説明する。
【００３６】
この義歯型糖濃度測定装置は、通常、口腔内に義歯として設置される。義歯として設置されているこの義歯型糖濃度測定装置は、口腔内で常に唾液に濡らされる。作用電極端８が口腔内の唾液に接触すると、唾液中の糖が作用電極端８におけるＴｉ／Ｎｉ合金により酸化される。作用電極端８における酸化反応により作用電極１２と対電極１３との間に電位差を生じ、対電極１３における酸素還元電流が小さくなる。その電流の減少量が検出演算回路２０で検出され、唾液中の糖濃度を演算し、算出する。算出された糖濃度データが送信部２１から受信部２２に送信される。受信部２２は、受信した糖濃度データを増幅し、出力表示手段２３に表示する。
以上、この発明の一態様について説明したが、この発明は前記態様以外にも適宜に設計変更することができる。
例えば前記態様では、作用電極、対電極及び参照電極の三極が採用されているが、作用電極としてＮｉ／Ｔｉ合金製電極及びＰｄ製の対極からなる二極を採用することもできる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明に係る義歯型糖濃度測定装置は義歯にして成るので、唾液中の血糖値を常に安定して、しかも連続的に測定することができる。また作用電極にＴｉ／Ｎｉ合金を使用しているので唾液中の糖と接触して、その糖を酸化させ、その糖濃度に応じた電流を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、義歯である差し歯を示す斜視図である。
【図２】図２は、インレーを施した歯を示す断面図である。
【図３】図３は、クラウンを冠した歯を示す断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る、義歯内に糖濃度測定装置を埋設してなる義歯型糖濃度測定装置を示す一部切欠断面図である。
【図５】図５は、この発明に係る糖濃度測定装置の一例を示す回路図である。
【符号の説明】
１・・・義歯、２・・・穿孔部、３・・・インレー、４・・・歯、
５・・・クラウン、６・・・歯、７・・・糖濃度測定装置、
８・・・作用電極端、９・・・セル部、１０・・・測定演算部、
１１・・・セル、１２・・・作用電極、１３・・・対電極、
１４・・・参照電極、１５・・・電解液、１６・・・挿入孔、
１７・・・導電路、１８・・・導電路、１９・・・電源部、
２０・・・検出演算回路、２１・・・検出演算回路、２１・・・データ送信部、
２２・・・受信部、２３・・・出力表示手段
【図１】
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【図２】
2004208766.tif 000004
【図３】
2004208766.tif 000005
【図４】
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【図５】
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