DE1965221U - Ultraschall-zahnpflegeapparat fuer den persoenlichen gebrauch. - Google Patents

Description

RA. 205 043*13. k. 67

Cavitron Ultrasonics Inc.j Hew iork, N^:.Y.. V.St.A-

Ultraschall-Zahnpflegeapparat für den persönlichen Gebrauch

Die Neuerung betrifft Mundp-flegeapparate, insbesondere einen Ultraschall-Zahnpflege app ar at für den regelmäßigen persönlichen Hausgebrauch.

In den letzten Jahrzehnten wurde die Bedeutung der oralen Gesundheit für das gesamte physische Wohlbefinden des Menschen erkannt und wurden erhebliche Fortschritte in der professionellen und persönlichen Zahnpflege gemacht. In Verbindung mit periodischen Untersuchungen.-und -Behandlungen durch berufsmäßige Zahnheilkundige wurde, festgestellt, daß die zu Hause vom einzelnen selbst vorgenommene regelmäßige Zahnpflege erheblichen Nützen mit sich bringt. So wurde beispielsweise allgemein erkannt, daß durch regelmäßiges Bürsten der Zähne, besonders nach jeder Mahlzeit, Speisereste, entfernt werden, die gewöhnlich an den Zähnen hängenbleiben und, wenn sie dort blieben, Zahnverfall und dentale Karies verursachen würden. Bei richtiger Anwendung wird durch regelmäßiges Zahnbürsten auch eine gute Durchblutung des gingivalen Gewebes

;■ ■■"■■■■, ['■■ -;-.;- ■■ ,■■—■■ .,-.■-;^:,^:. ■ ■'.-. ■ . \v ^;

■■'-■"■'■ " - — 2 -

erreicht und dadurch die Wahrscheinlichkeit dingivaler Erkrankungen - eine der Hauptursachen frühzeitigen Zahnverlustes - verringert. Von vielleicht weniger ausschlaggebender, jedoch immer noch erheblicher Bedeutung ist die Tatsache, daß durch regelmäßiges Bürsten Flecken entfernt und der Glanz der Zähne erhöht werden, was erheblich zu einem guten Aussehen des Menschen beiträgt, .".-■-""■■■■ .-.-...-■_■ ;■."■■' :

Bis vor einigen Jahren erfolgte' die persönliche Zahnpflege ausschließlich

oder dgl-

durch Bürsten, von Hand, im allgemeinen mit irgendeiner ZahnpastaVDie Wirksamkeit, dieser Praxis hängt weitgehend von der Ausdauer des einzelnen bei der Durchführung der nötigen Handbewegungen über den erforderlichen Zeitraum ab. Ein richtiges Zahnbürsten, das -,zweimal am Tag oder noch öfter vorgenommen werden sollte, erfordert eine bestimmte manuelle Geschicklichkeit sowie Geduld. Besonders Kinder schätzen es Wenig, sich einer solchen Mühe zu unterziehen, und den Eltern gelingt es nur mit großer Strenge, ihre Sprößlinge zur richtigen Zahnpflege zu erziehen. Ferner ist es äußerst ,schwierig, wenn nicht unmöglich, mit einer gewöhnlichen Zahnbürste in die engen Zwischenräume zwischen.den Zähnen einzudringen und so die interproximalen Bereiche frei von Speiseresten zu halten oder Fremdstoffe, die am gingivalen Scheitel, d.h. an» <jlW Zahnfleischiliiaieyeingefangen sind.

In den letzten Jahren wurden die manuell betätigten Zahnbürsten in zunehmendem Maße durch motorisch angetriebene Zahnbürstapparate ersetzt. Diese Apparate, die in zahlreichenAusführungsformen vorhanden sind, bestehen sämtlich im Prinzip aus einem durch eine Batterie oder vom 60 Hz-Netzstrom gespeisten Elektromotor und einem vom Motor angetriebenen Bürstenelement. Dabei kann das Bürstenelement eine Drehbewegung:, eine Längsbewegung oder eine Schwingbewegung, und zwar entweder longitudinal ,oder transversal oder beides, voll-

führen.""'-Bei .sämtlichen bekannten .-Geraten- dieser Art erfolgt die Bewegung desV" Bürstenkopfes 4&3φ£ΐ mit einer Geschwind! gkei tsrate, die auf die übliche Netzfrequenz, z.B. 60 Hz bezogen ist, so daß sich das Bürstenelement z.B. etwa

60 bis 120 mal pro: -Sekunde bewegen! kann.- - . ■ ■

Derartig motorisch angetriebene Zahnbürsten bringen eine Reihe von Vorteilen gegenüber gewöhnlichen Handzahnbürsten mit sich. Ba der motorische Antrieb sehr viel mehr Bürstbewegungen pro Zeiteinheit liefert, kann der Benutzer in einem gegebenen Zeitraum erheblich intensiver bürsten. Dies bedeutet, daß sich die für ein ausreichendes Bürsten erforderliche Zeit auf einen kleinen Bruchteil der beim manuellen Bürsten benötigten Zeit verfingert. Da ferner die für die Bewegung des Bürstenkopfes in der vorgeschriebenen Weise erforderliche Kraft vom'Motor geliefert wird,, braucht der Benutzer lediglich die Bürste über die Zahnflächen,zu führen, um eine angemessene Bürstwirkung zu erreichen. Diese Apparate sind also deshalb ansprechend, weil sie verhältnismäßig einfach zu benutzen sind und außerdem, verglichen mit dem üblichen manuellen Bürsten, eine erheblich größere Bürstwirkung pro Zeiteinheit ermöglichen. .

Andererseits werden jedoch durch die Verwendung dieser üblichen motorisch angetriebenen Zahnbürsten eine ganze Keine von Nachteilen des manuellen Bürstens nicht behoben. Obwohl gegenüber dem manuellen Bürsten eine etwas größere Reinigungswirkung an den von'den ßorstenenden ohne weiteres erfaßten Zahnflächen erreicht wird, werden Flecken und Fremdstoffe in den -interproxima-

""'"-..'.'"-'"■ frotiKii V

len Bereichen und am ijte Zahnfleiscffl/iÄi«! von der motorisch getriebenen Zahnbürste nicht besser erfaßt als von der manuellen Bürste. Es lassen sich also auch mit motorischen Zahnbürsten diejenigen Stoffe, die für viele Karies- und Zahnfleischerlcränkungen verantwortlich sind, nicht entfernen.

Untersuchungen über die Anwendung von Ultraschalienergie in der Zahnheil-

. fctv du

künde'haben ergeben, daß Ultraschallenergie ^odes'Yi'flege und Behandlung der Zähne sehr nützlich sein kann. In der USA-Patentschrift 3 076 904 (erteilt am 5. 2. 1963) der vorliegenden Anmelderin Ist ein Ul traschall apparat beschrieben, der u.a< in der Praxis des Zahnarztes Wichtige Anwendung gefunden hat. Dieser Apparat arbeitet mit einer gehärteten Stahlspitze, die mit Ultraschallgeschwindiglceit angetrieben wird, um bei'der Behandlung der dentalen Karies Zähne zu bohren und ferner unter sachgemäßer Bedienung durch den Zahnarzt Beläge und Zähnstein von den Zahnflächen zu entfernen. Im Zusammenhang mit der,Zahnsteinentfernung wurde gefunden, daß in dem Naßfeld, das durch einen auf die Apparatespitze auftreffenden Warmwasserstrahl erzeugt wird, ein verhältnismäßig sanftes Ansetzen an die Beläge genügt, um sie rasch und voll-Ständig zu entfernen. Auf diese Weise kann das zeitraubende, unvollkommene und mitunter schmerzhafte Abkratzen von Hand, das der Zahnarzt gewöhnlich beim Reinigen der Zähne vornimmt, vermieden werden.

Obwohl sieh also dieMtzlichkeit der TJltraschallenergie erwiesen und inzwischen in der Zahnarζtpraxis bewährt hat, gibt es bisher keinen Apparat, der die Anwendung der Ultraschallenergie im persönlichen Hausgebrauch ermöglicht. Der genannte bekannte Apparat muß Von einem geübten Zahnarzt oder Dentisten mit Sorgfalt gehandhabt werden, um eine Verletzung der Zahne oder des Zahnfleisehgewebes zu vermeiden. Die Behandlung durch den Zahnarzt erfolgt selbstverständlich immer nur in verhältnismäßig langen Abständen, und die vom Zahnarzt vorgenommene Reinigung- muß erheblich gründlicher und durchgreifender sein als die tägliche Mundpflege, die der einzelne zu Hause vornimmt. ■'.-.- "-■■■ . - ".--,. '■--"."■

Der Neuerung liegt die Hauptaufgabe zugrunde, einen Ultraschallapparat für die persönliche Mundpflege zu schaffen, der eine erheblich bessere Zahnreinigung ermöglicht und sich^rmit absoluter Sicherheit von ungeübten Erwachsenen oder lindern im regelmäßigen Hausgebrauch anwenden läßt.

Der Apparat soll so ausgebildet sein, daß sich mit ihm ohne weiteres die interproximalen und ,Zahnfleiscliii/fti^bereiche und allgemein diejenigen Bereiche um die ,Zähne herum, die normalerweise für Zahnbürsten schlecht zugänglich sind, erreichen und einwandfrei säubern lassen.

Dabei soll das Reinigungselement; oder die eigentliche Bürste ohne weiteres austauschbar sein, so daß für mehrere Keinigungselemente ein einziger Antriebsgeräteteil verwendet werden kann, ^:

". Schließlich soll auch das eigentliche Reinigungselement getrennt vom übrigen Geräteteil als Handzahnbürste verwendbar sein.

■ Neuerungsgemäß wurde gefunden, daß bei richtig kontrolliertem Ansetzen an die Zahn- und Zahnfleisöhfläch.en Im Mund die Ultraschall energie erfolgreich für die regelmäßige Mundpflege ohne Gefahr einer Beschädigung der Zahnflächen oder der gingivalen Gewebe angewendet werden kann. Diese Ultraschallanwendung ergibt eine erheblich größere Säuberungswirkung, besonders in den interproximalen und Zahnfleisch^iii2äÄ«|bereichen, wo die derzeit bekannten Bürstmethodenversagen, Neuerungsgemäß ist, kurz gesagt, vorgesehen, daß ein Reihigungsteil, das vorzugsweise aus mehreren einzelnen Reinigungselementen, beispielsweise den Borsten einer Bürste besteht, mit Ultraschallgeschwindigkeit vibriert und.von Hand-unter- verhältnismäßig leichtem Druck über die Zahn- und Zahnflsischflachen geführt wird. Obwohl die Neuerung nicht hierauf be-

schränkt ist, kann die kombinierte Ultraschall—und Händbewegung des Reinigungsteils bei gleichzeitiger Anwesenheit einer Flüssigkeit, beispielsweise speziell für diesen Zweck zugegebenen Wassers oder der im Mund anwesenden natürlichen Flüssigkeiten, sowie in Gegenwart der üblichen Zahnpflegemittel wie Zahnpasta und Zahnpulver erfolgen. Durch die besonderenVil&Pidmip&fti die sich an den Spitzen*eines mit Ultraschallgeschwindigkeit vibrierten Elements, beispielsweise einer Bürste ergeben, wird eine stark verbesserte Säuberungswirkung erreicht, besonders in denjenigen Bereichen, die von Handzahnbürsten oder herkömmlichen motorisch getriebenen Zahnbürsten nicht erreicht werden. Die Ultraschallenergie greift an den Zahn- und Zahnfleischflächen so an, daß diese Flächen in keinerlei Weise beschädigt werden. Andererseits wird wegen der stark verbesserten Reinigungskraft der Aufbau von Zahnstein in den interproximalen und subgingivälen Bereichen weitgehend verhindert, so daß die Gesundheit der Zähne sehr viel mehr gefördert wird, a3s es mit den herkömmlichen Methoden der Zahnpflege möglich ist.

Der neuerungsgemäße Apparat ist in der Größe und Form den herkömmlichen motorisch getriebenen Zahnbürstapparaten vergleichbar und außerordentlich gut für den Hausgebrauch durch Erwachsene und Kinder ohne besondere Kenntnisse oder Ausbildung geeignet. Der: Apparat besteht in der Hauptsache aus drei Elementen* Deren erstes, das Reinigungsteil oder der BUrstenkopf kann zwar verschiedene Formen annehmen, ist jedoch im allgemeinen den üblichen Zahn-

bürstenköpfen ähnlich, indem ^3« raus einem Träger teil besteht, an dem eine Anzahl von Borsten oder borstenartigen Elementen befestigt sind. Der BUrstenkopf ist, beispielsweise durch Schraubgewinde, starr am einen Ende eines schmalen, langgestreckten; Vibrationselements, beispielsweise aus piezoelektrischem. Magnetostriktions- oder Ferritmaterial, das in Schwingung

versetzt werden kann, befestigt. Bei der zu beschreibenden Ausführungsform ist dieses·langgestreckte Element vollständig in einer Hülle aus flüssigkeitsundurehlässigem, nichtmagnetischen Material, beispielsweise Kunststoff, Aluminium usw. eingeschlossen, und es bildet zusammen mit dem Biirstenkopf einen Bürsteneinsatz, der in Größe und Form ungefähr einer gewöhnlichen Handzahnbürste entspricht. Tatsächlich lcann man den einzelnen Biirsteneinsatz in dieser Weise, d.h. als Handzahnbürste benutzen, wenn aus irgendeinem Grunde der Ultraschallerzeugerapparät im Moment nicht verfügbar ist. Dies ist jedoch nur ein zusätzlicher Vorteil, der erforderlichenfalls auch entfallen kann.

Das dritte Element des Apparates besteht aus dem Änrtpiebsgriffstück, das eine solche Größe und Form hat, daß es bequem in der Hand gehalten werden kann. Das Griffstuck hat eine Axialbohrung, die im strengen Paßsitz das vom Bürstenkopf abgewandte Ende des Bürsteneinsatzes aufnimmt. In der Bohrung ist eine Sperre vorgesehen, die den Bürsteneinsatz so festhält, daß er sich während des Gebrauchs nicht lösen kann, jedoch ohne weiteres von Hand entfernt werden kann. Um das Vibrationselement anzutreiben, werden elektrische Wechselsignale geeigneten Elementen innerhalb des GriffStückes zugeleitet. Wenn der Bürsteneinsatz in das Griffstück eingesetzt ist und diesem von einem Oszillator geeigneter Form elektrische Wechselsignale: mit Ultraschallfrequenz zugeleitet werden, werden Längsschwingungen im Wandlerteil des Einsatzes erzeugt, der seinerseits den Bürstenkopf zum Vibrieren bringt. Wegen der besonderen Zusammenbauweise Kann weder Schwingungsenergie noch Wärme vom Wandlerelement auf die Hand des Benutzers übertragen werden.

Für beispielsweise den Familiengebrauch kann ein einziges Griffstück mit :SGhwingungsgenerator zusammen mit einer Anzahl von Bürsteneinsätzen, und zwar

je einem für jedes Familienmitglied geliefert werden. Jeder Benutzer setzt dann einfach seinen eigenen Bürsteneinsatz in das Griffstück ein, wenn er seine Zähne säubern will. Außerdem können die eigentlichen Bürstenköpfe auf den Bürsteneinsätzen bei Abnutzung periodisch ausgewechselt und ersetzt werden, .ohne daß man das. gesamte Wandlerelement zu ersetzen braucht.

Nachstehend wird an "Hand der beigefügten Zeichnungen die Neuerung Im einzelnen beschrieben, Es zeigen!

Figur 1A, 1B, 2 und-3 den neuerungsgemäßen Apparat in Verbindung mit Teilen des.Gebisses bei dessen. Säuberung;

Figur .4 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene Darstellung des Apparates Figur 5 einen Schnitt des Bürsteneinsatzes mit dessen verschiedenen Elementen;«. ■_.;.;■:.-; ... .' ■ ■

Figur 6-einen\Schnitt entlang derLinie 6-6 in Figur 5; und Figur 7 einen Schnitt des magnetostriktiven Teils, des Bürsteneinsatzes entlang; der Linie /7-7 in Figur 5. ^; '

. Figur1A zeigt einen Teil des neuerungsgemäßen Zahnreinigungsapparates beim Bearbeiten der Zähne. Der Eeinigungsäpparät 10, der noch im einzelnen beschriieben wird, enthält ein Reinigungsteil oder einen Bürstenkopf 12, in dem mehrere Reinigungselemente oder Borsten 14 angeordnet sind. Letztere können jeweils aus einer.Anzahl von^ einzelnen Borstenfäden T4a -bestehen. Die Borsten 14 stehen nicht senlcrecht zum Bürstenteil 12, sondern sind etwas nach vorn geneigt. Diese Orientierung der Borsten ist zwar nicht unbedingt notwendig, jedoch zweckmäßig, wie noch ersichtlich werden wird. Ein Gehäuse 16 aus Kunststoff oder einem anderen wasserfesten Material kann den Bürstenkopf umgeben, so-, daß nur die Borsten 14 frei her aus stehen*. _ ' '

Die Bürstehlcönstrulrtion, soweit bisher beschrieben, ist der einer üblichen Handzahnbürste sehr ähnlich. Neuerungsgemäß wird der Bürstenteil des Apparates während des Kirstens in der üblichen Weise an die Zähne 100 angesetzt. Das heißt, das Bürstenteil wird in den Mund eingeführt und mit verhältnismäßig leichtem Druck an die Zahnflächen gesetzt, so daß jeweils immer mehrere der Borsten 14 die-Zahnflächen berühren, während andere Börsten unterschiedlich weit davon abgesetzt sind. Wenn durch Bewegen des Apparates 10 von Hand der Bürstenteil über sämtliche Zahnflächen geführt wird, sind die Borsten 14 willkürlich teilweise in und teilweise außer Berührung mit den Zahnfläehen. Wie beim manuellen Bürsten geschieht es selten, daß die Borstenelemente 14a tief in die interproximalen Bereiche 100a hineinreichen. Jedoch werden sie, wenn der Apparat über die Zahnfläehen geführt wird, über die Zwischenräume zwischen den einzelnen Zähnen bewegt. . ." . ■ ., :".-. .-.. ...' - -.--'·..■

Während der Apparat 10 weitgehend wie beim üblichen Bürsten von Hand über die Zahnfläehen geführt wird, wird der Bürstenkopf 12 mit Ultraschallgeschwindigkeit in Längsrichtung vibriert,· wie durch den doppelseitigen Pfeil angedeutet. Da die Borsten 14 im Bürstenteil 12 gehaltert sind, schwingen sie ebenfalls mit Ultraschallfrequenz. Beim Vorbeiläufen der Borsten 14 über die Zahnfläehen und die interproximalen Bereiche vibrieren also die Borstenenden mit Ultraschallfrequenz, so daß sich eine verbesserte Säuberungswirlcung ergibt. Es wurde gefunden, daß bei Anwendung von Ultrasehallvibrationen mit einer Frequenz von etwa 15 000 bis 40 000 Hz eine verbesserte Säüberungswiricung an den Zahn- und Zahnfleischflächen erhalten wird, die mit Handzahnbürsten oder herkömmlichen motorischen Zähnbürsten nicht erzielbar ist. ■

Bs wurde bereits erwähnt, daß die erhöhte Säuberungsfähigkeit motorisch ge-

·- 10 -

triebener Zahnbürsten gegenüber einer Handzahnbürste sich einfach aus einer verstarlctenjfScheuerwirkung ergibt. Beispielsweise hat eine motorisch angetriebene Bürste mit einem Borstenhub von 0,318 cm (0,125 Zoll) und einer Betriebsfrequenz von 120 Hz (beides typischeWerte) eine.Spitzengeschwindigkeit von ungefähr 1,2 Meter (4 Fuß) pro Sekunde an den Borstenenden, wobei ein Borstenende eine Strecke von ungefähr 38,1 cm (15 Zoll) in der Sekunde erfaßt. Beide Werte sind erheblich größer als die, welche durch Händbürsten erreicht werden können.

·".' Eine typische neuerungsgemäße Ultraschall zahnbürste hat dagegen einen Borstenhub von ungefähr 0,0025 cm (0,001 Zoll) (in Wirklichkeit etwas weniger) und eine Betriebsfrequenz von 20 000 Hz. Dies ergibt eine Spitzengeschwindigkeit an den Borstenenden von ungefähr 1,5 Meter (5 Fuß) pro Sekunde und eine vom Borstenende durchlaufene Strecke von ungefähr 50,8 cm (20 Zoll) pro Sekunde.

Die mit Ultraschall angetriebene Bürste unterscheidet sich jedoch von motorisch angetriebenen Bürsten insofern, als sowohl die Wiederholfrequenz der Borsten bewegung als auch, die Beschleunigungen an den Borstenenden um viele Male größer sind, Bei, dem oben angegebenen Beispiel hat die Ultraschallbürste eine Wiederholfrequenz, die167-Mal größer ist als die der motorischen Bürste, sowie eine Spitzenbeschleunigung an.den Borstenenden, die ungefähr 200-mal größer ist als die der motorischen Bürste.'Diese letzteren beiden Faktoren, die sich speziell aus dem Ultraschallantrieb ergeben, sind.wahrscheinlich in erster Linie für die stark vergrößerte Säuberungswirkung der neuerungsgemäßen Bürste verantwortlich.

Die Fremdstoffbeläge, die man normalerweise auf Zähnen findet, können allgemein als Flecken, Zahnbelag oder Zahiötein charakterisiert werden, Flecken und Zahnstein sind an den Zähnen anhaftende Beläge, während der Zahnbelag etwas weicher und weniger anhaftend ist und: beispielsweise durch weiche Nahrungsmittel-

beläge in den Ritzen auf und zwischen den Zähnen gebildet wird. Die Beobachtung hat ergeben, daß durch Handbürsten Flecken nur in beschränktem Maße und Zahnstein nur wenig oder gar nicht entfernt wird* Mit den herkömmlichen niederfrequenten motorischen Zahnbürsten werden Flecken etwas besser entfernt, während die Bürsten gegen Zahnbein fast ebenso^wirksam sind. In beiden Fällen ist die Fähigkeit, Zahnbelag von verhältnismäßig unzugänglichen Stellen zu entfernen, beschränkt. . ■ . "",:■ : '"■■ ;-■",". :. - ' . "

Vergleichsversuche haben ergeben, daß die Ultraschallbürste nicht nur den mit den anderen Bürsten nahezu unangreifbaren Zahretein entfernt, sondern auch mit Flecken und interproximalen Belägen erheblich besser fertig wird. Diese überlegenen Säuberungsresultate sind wahrscheinlich der hohen Vibrationsfrequenz und den hohen Spitzenbeschleunigungen an den Borstenenden zuzuschreiben, wie sich aus der nachstehenden Untersuchung ergibt.

Es ist von der Beobachtung her bekannt,daß bei mit Ultraschallfrequenz vibrierenden Borstenbüscheln eine starke HohTsogwirkung auftritt, wenn die Reinigungsfläche naß. ist. Dies ist eine direkte Folge der hohen. Spitzenbeschleunigungen, so daß sich ein bei anderen bekannten Zahnreinigungshilfen nicht vorhandener Faktor ergibt. Und zwar werden durch die Hohlsogwirkung in den interproximalen Bereichen der Zähne Zahnbelagansammlungen in analoger Weise abgetragen, wie mit einerhohlsOgbildenden/Reinigungsflüssigkeit Sehmutz aus unzugänglichen Bereichen eines komplizierten Uhrmechanismus entfernt werden.

Eine weitere Säuberungswirkung, die wahrscheinlich an den Zahnflächen bei Behandlung mit einer Ultraschallbürste auftritt, ist dem in der Industrie als Ultraschallstoßschleiferi bekannten Verfahren der Materialabtragung verwandt.

.--■- 12 -

Diese Wirkung ergibt sich bei ÄnwaiifeKtoaii^ hochfrequenter Vibrationen, winziger Vibrationshübey eines hohlsogbildenden Flüssigkeitsfeldes und bei geringer Dichte der materialabtragenden Teilchen im Flüssigkeitsfeld.. Um unter diesen Voraussetzungen eine Materialabtragung zu erzielen, braucht man einfach das vibrierende Element oder die vibrierenden Elemente schwach gegen die Arbeitsfläche, z.B. einen Zahn zu drücken. Bei Verwendung üblicher Zahnpasten oder -pulver wird durch diese die niedrige Dichte der materialabtragenden Teilchen im hohlsogbildenden Flüssiglceitsfeld herbeigeführt. Wenn das Ultraschallbürsten in Gegenwart einer einfachen Flüssigkeit durchgeführt wird, tritt der Vorgang ein, sobald geeignete materialabtragende Teilchen vorhanden sind. Diese können beispielsweise durch Teilchen bereits abgetragenen Zahnsteins, die in der Flüssigkeit suspendiert sind, gebildet werden. Zahnstein ist ein Konglomerat von griesigen oder körnigen Teilehen, die sich ausgezeichnet als Mittel für die Entfernung weiterer Beläge eignen. Da ferner diese Teilchen nicht so hart wie die Zahnbestandteile selbst sind, verursachen sie keine Beschädigung der Zähne.

Die Überlegenheit der Ultraschall-Zahnreinigung und des neuerungsgemäßen Apparates gegenüber anderen Bürstmethoden ergeben sich wahrscheinlich aus einem Zusammenwirken der obigen Effekte,die den Ultraschallphänomenen zueigen sind. Beim Vorbeiführen der Zahnbürste über die Zahnflächen wirken sich die ver-schiedenenEffekte unterschiedlich stark aus. Bei der täglichen Anwendung über einen bestimmten Zeitraum kann man jedoch erwarten, daß im wesentlichen die gesamten Zahnflächen in einem solchen Ausmaß die insgesamt verbesserte Reinigungswirkung erfahren, daß Flecken, Zahnbelag und Zahnstein, die sich vorher gebildet haben, entfernt und die Mundhöhle sowie, die Zähne des Benutzers hinfort in einem einmalig sauberen Zustand gehalten werden.

/f t

Figur 1B, die eine Vergrößerung des strichpunktiert umrandeten Teils der Figur'1A darstellt, dient mit zur Erklärung, wie die vorerwähnten Phänomene anscheinend gemeinsam dazu beitragen, neuerungsgemäß die verbesserte Säuberungswirkung zu erzielen* Wenn das Bürstenteil 12 in Längsrichtung vibriert, wie durch den doppelseitigen Pfeil angedeutet, so vibrieren die Enden der einzelnen Borstenfäden 14a,. die in bezug auf den Bürstenkopf 12 nach vorn geneigt sein können, mit senkrecht zueinander gerichteten Bewegungskompönenten, wie durch die gekreuzten Pfeile angedeutet.

Bei der Verwendung des Barstapparats wird der Bürstenkopf in der üblichen Weise in die Mundhöhle eingeführt und über die Zahn- und Zahnfleischflächen geführt, wobei die .-Borstenbüschel 14 verhältnismäßig leicht gegen die Zahnflächen angedrückt sind. Wenn der Bürstapparat von Hand durch die Mundhöhle geführt wird, nehmen die Borstenbüschel 14. willkürlich unterschiedliche Lagen in bezug auf die Zahn- und Zahnfleischflächen ein. Beispielsweise wird zu einem gegebenen Zeitpunkt ein Teil der Borstenbüschel in direkterBerührung mit Zahnflächen sein, während andere Büschel Je nach den Winkeln der Zahnflächen und der Orientierungsrichtung der Bürste unterschiedlich weit von den Zahnflächen entfernt sind, /& So kann, wie in Figur TB gezeigt, ein Borstenbüschel einen Zahn berühren, das nächste Borstenbüschel etwas vom Nachbarzahn entfernt sein und schließlich ein weiteres Borstenbüschel sich in etwas größerem Abstand vom nächsten Zahn befinden.

Wie oben erläutert, üben die Borstenbüschel je.nach ihrer Lagebeziehung zu · einem bestimmten Zahn und seiner unmittelbaren Umgebung die verschiedenartigsten Zahn- und Zahnfleisehsäuberungs- und Behandluiigswirkungen aus. Die verschiedenen Büschel, erzeugen Hohlsogeffekte -in unterschiedlichem Maße,, je.nach der räumlichen Verteilung der Büschel und der Hohlsogflüssigkeit relativ zu den verschiedenen

Bereichen der betreffenden ZahB- und Zahnfleischflache in beispielsweise denjenigen Gebieten, die bei TOOa angedeutet sind. Die Effekte, die sich aus dem Zusammenwirken der mit Ultraschallfrequenz vibrierenden Borstenelemente und der Flüssigkeit ergeben, führen zu einer auf dem Zahnpflegegebiet einzigartigen, stark verbesserten Säuberungswirkung im Vergleich zu dem einfachen ''> ieffekt, der durch motorisch oder von Hand bewegte Bürsten erzielt wird.

- Wenn der Bürstapparat in weitgehend der gleichen Weise wie beim Hand- _T bürsten von Hand durch die Mundhöhle-geführt wird, nehmen die BorstenbüscFw .unterschiedliche Lagen in bezug auf die verschiedenen Zahnfläqhen ein. Während einer Bürstdauer von mehreren Minuten;werden normalerweise· sämtliche Zahnflächen mindestens einem und wahrscheinlich sämtlichen der oben genannten Säuberungsvörgähge unterzogen, über einen längeren Zeitraum regelmäßigen Gebrauchs, beispielsweise zweimal oder dreimal täglich, erfahren sämtliche Zahnflächen einschließlich der interpröximalen Bereiche und der Zahnfleischränder eine sehr vierintensivere Reinigung, als es mit bekannten Reinigungsapparaten möglich ist, ; " ν - . ■ : :. ■ . '

Figur 2 zeigt die Stellung des Bürstenkopfes in bezug auf den Zahn T6w" und das Zahnfleischgewebe T^ywährend des üblichen Zähneputzens. Wie zu erwarten ist, berühren zu verschiedenen Zeiten jeweils mehrere der Borstenbüschel 14 das Zahnfleischgewebe. Die an den Borstenenden verfügbare Ultraschallenergie erzeugt eine Reihe von vorteilhaften Wirkungen. Im Berührungsbereich zwischen der Zahnfläche und dem Zahnfleischrand, ergibt sich eine Hohlsogwirkung und/oder eine hpchener ge tische Zersprühwirkung, welche die Entfernung von Fremdstoff^!»,

an diesen sonst verhältnismäßig unzugänglichen Stellen ermöglicht. Derartige Beläge bilden, wenn sie nicht entfernt werden, die Hauptursache der ver-

ι/

schiedenen Erkrankungendes Zahnfleischgewebes, die schließlich zum frühzeitigen Verlust von Zähnen führen. Durch die neuerungsgemäße Anwendung von Ultraschallenergie werden diese Beläge entfernt, bevor sie sich in größerer Menge ansammelnkönnen, so daß die genannte Krankheitsursache weitgehend ausgeschaltet, wird» . "","-"'." -. ".-"-"- ■" ^:-

Bin weiterer Vorteil, ergibt sich für das Zahnfleischgewebe selbst. Bekanntlich hat sich die Stimulation, des Zahnfleischgewebes durch Massage als vorteilhaft für den gesaraten Gesundheitszustand des Gebisses erwiesen. Die neuerungsgemäß vorgesehene schwachamplitudige, hochfrequente Bewegung ist hierfür vorteilhaft, da durch die engbegrenzte Bewegung eine ^Schädigung des empfindlichen Gewebes vermieden und durch die hohe Vibrationsfreguenz die Blutzirkulation stärker angeregt wird als beim Bürsten mit herkömmlichen Geräten. .... : - ..· :■-■.-. ^:

Vorstehend wurde erwähnt, daß das neuerungs gemäße Reinigungs teil in seiner Konstruktion t>zw. Formgebung einer herkömmlichen Zahnbürste angepaßt ist. Es reicht daher für diesen Zwecke im allgemeinen ein Bürstenkopf mit einer Anzahl von Bors tenbüschein 14 aus. Da andererseits die Intensität der Hohlsogwirkung teilweise von der Angriffsfläehe des vibrierenden Elementes abhängt, verwendet man vorzugsweise iieinigungsteile mit verhältnismäßig ausgedehnter Angriffsfläche. Wie in Figur 1B gezeigt, kann dies mit Hilfe von Borstenbüscheln erreicht werden, die aus einer verhältnismäßig großen Anzahl von einzelnen, im dichten Abstand voneinander angeordneten Borstenfäden 14a, deren freie Enden in einer gemeinsamen Ebene liegen, erreicht werden, so daß jedes Borstenbüschel eine weitgehend geschlossene Angriffsfläche bietet. Dadurch erhält man eine stärkere Höhlsogwirkung, ohne daß die zur Putzwirkung

- τβ -

beitragende Biegsamkeit der Borstenfäden dadurch beeinträchtigt wird.

Figur 3 zeigt eine andere" Ausbildung des Reinigungsteils, wobei die Reinigungselemente 20 verhältnismäßig dicke Binzelstücke sind, die vom Bürstenkopfhalter 12 vorstehen und etwas abgerundete Enden haben. Diese Reinigungselemente 20, die zwar nicht so biegsam wie die Einzelfäden 14a in Figur 1A und 11B sind, ergeben jedoch eine etwas bessere Übertragung der Ultraschallvibration an ihre Enden, so daß die dort ausgeübte Hottlsogwirkung stärker ist. Solche Elemente ergeben somit eine größere auf Hohlsog beruhende Reinigungswirkung soviel indem sie eine stärkere Ultraschallenergie abgeben als dünnere Fäden, einen im allgemeinen vergrößerten Gesamtsäuberungseffekt.

Unabhängig von der Form der jeweils verwendeten Reinigungselemente ist es im Interesse einer ausreichenden Höhlsogwirkung wünschenswert, daß den Borstenteilen eine beträchtliche Bewegungskomponente in Richtung senkrecht zu den Zahnflächen erteilt wird. Im-Hinblick darauf ist es vorteilhaft, die Borstenelemente in einem von 90° abweichenden Winkel zum Mrstenkopfhalter anzuordnen. Wie eine Vektoranalyse der Bewegungskomponenten der Borstenbüschel unter Berücksichtigung der Biegsamkeit der Borstenfäden ergibt, ist die Borstenvibrationskomponentein Längsrichtung· des Borstenteils um so größer, je mehr die Orientierung der Borstenbüschel der Vibrationsrichtung des Bürstenkopfes angenähert ist. Umgekehrt ist die zur Borstenrichtung senkrechte Bewegungskomponente um so größer, je mehr die Orientierung des Borstenbüschels der Vertikalen zum Bürstenkopf angenähert ist. Um den Bürstenkopf der Form der Mundhöhle anzupassen, kainn ein Kompromiß zwischen den beiden Extremen erforderlich sein, wobei unterschiedliche !Zwischenwinkel/beispielsweise wie in Figur IA, 1B und 3 gezeigt, möglich sind, die optimale Verhältnisse der beiden BewegungskompOnenten an den Borstenenden ergeben. Es können aber auch

einige oder sämtliche der Borstenteile senkrecht zum Bürstenkopf orientiert sein oder unterschiedliche Winkelorientierungen der Borsten an ein und demselben Bttrstenkopf verwendet werden. "

.Figur 4. bis 7 zeigen eine Ausffthrungsform des neuerungsgemäßen Apparates. Wie man am besten in Figur 4 sieht, besteht der Apparat 10 aus zwei Hauptteileni einem Bürsteneinsatζ 22 "und einem diesen aufnehmenden Griffstück 24.

Figur J zeigt den Bürsteneinsatz 22 im Schnitt. Der Bürsteneinsatz 22 fy^iXie^JCAJBässX'ein^L langgestrecktes magnetostriktive$ Element 26 aus einer Anzahl von dünnen Blättern aus einem magnetostriktiven Material wie Permanickel oder Permendur oder einem anderen Material, das sich bei Beeinflussung durch ein Magnetfeld mechanisch ausdehnen kann. Wie in Figur 7 im Schnitt gezeigt, bestellt das Element 2.6 aus mehreren einzelnen Platten, die voneinander isoliertsind und beispielsweiae durch Meten (nicht gezeigt) in Form eines Paketes zusammengepreßt gehalten werden. Aus den relativen Abmessungen des magnetostriktiven Elementes 26:,sieht man, daß bei Einbringen in ein geeignet orientiertes Magnetfeld eine erhebliche Elongation des Paketes erfolgt. In entsprechender Weise ändert sich folglich die Lange des Paketes 2S bei Anlegen eines^: in seiner Stärke wechselnden Magnetfeldes. Gemäß bekannten Prinzipien soll die Länge des Paketes 26 ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge im Material bei der antreibenden Frequenz sein. Dadurch erhält man eine maximale Energieumwandlung" vom Magnetfeld in mechanische Vibration..Wie bereits erwähnt, kann man auch anderweitige elektrische oder mechanische Wandler» beispielsweise Piezoelektrika, Ferrite usw. verwenden.

Am einen Ende des magnetostriktiven Elementes 26 ist beispielsweise durch Anschweißen ein Verbindungsstück 28 befestigt. Dieses Verbindungsstück

" ■ {J

- 18 -

kann aus einem beliebigen Werkstoff bestehen, der auf inn übertragene Vibrationen zu unterhalten fähig ist;: zahlreiche Metalle und Hartkunststoffe sind für diesen Zweck geeignet. Im Interesse eines optimalen Wirkungsgrades sollte jedoch das Verbindungsstück 28 eine Länge haben, die gleich ist einem ganzzähligen Vielfachen der halben Wellenlänge im Werkstoff bei der Vibrationsfrequent.. Ein geeigneter Werks to^ dem die Länge des Verbindungsstückes 28 innerhalb annehmbarer-Grenzen gehalten werden kann, ist Monel (70 % Nickel, 28. % Kupfer, 2 % Eisen); es können jedoch, auch andere Werkstoffe verwendet werden. ; - - - ... ; , _ . . _

Vorzugsweise ist das Verbindungsstück 28 so geformt, daß es an seinem Ausgangsende 28e eine verstärkte Version der ihm vom magnetostriktiven Element 26 erteilten Eingangsvibrationen erzeugt. Hierzu fertigt man das Verbindungsstück 28 mit zwei Abschnitten 28a und 28b unterschiedlichen Durchmessers. Den Übergang vom größeren zum kleineren-Durchmesser legt man in einen Schwingungsknoten, d.h. an eine Stelle, wo die Längsbewegung ein Minimum aufweist. Bei einem eine halbe Wellenlänge langen Element .einheitlichen Durchmessers liegt ein solcher Sehwingungsknoten am Viertelwellenpunkt in der Mitte zwischen den Enden. Indem man den Übergang in" eine Schwingungsknotenebene legt, erhält man die richtige akustische Impedanztransformation bzw. -anpassung.sowie eine erhöhte Längsamplitude der Vibration¹ am Ausgangsende 28c Eine ausführlichere Beschreibung derartiger akustischer Impedanzwandler findet sich in der USA-Patentschrift Ie. 25 033 vom 29» 8. 19S1(Erfinder Balamuth und Kuris) der gleichen Anmelderin. \ ■'■''.-

Der Bürstenhalter 12 ist beispielsweise mittels einer Schraubgewindeverbindung starr am vorderen Ende.28c des Verbindungsstückes befestigt. Bei

diesem Befestigungsart können Längsvibrationen im Verbindungsstück ungehindert auf den Bürstenkopf 12 und folglich auf die Borsten 14 übertragen werden.

Das magnetos/triktive Element 26 und das Verbindungsstück 28 sind von einem allgemein zylindrischenGehäuse 30 aus einem geeigneten nichtmagnetischer und flüssigkeitsundurchlässigen Material wie Kunststoff oder Aluminium umgeben. Das in sich starre Gehäuse 30 ist von den Umfangsflachen des Paketes 26 und des Verbinäungsstückes;28 im wesentlichen über die gesamte Länge dieser Teile im Abstand angeordnet, so daß es nicht zusammen mit diesen Teilen vibrieren kann. Das Gehäuse 30 ist jedoch an diesen Teilen bei 30a durch Anklemmen oder Aufkrimpfen so befestigt, daß es' die Kanten des Paketes 26 fest ergreift und einspannt, wie man am besten in Figur 7 sieht. Die Anklemmstelle 30a liegt in einem Knotenpunkt der Längsschwingung des Paketes 26, so daß keine Längsvibration auf das Gehäuse 30 übertragen wird.

Am verbinäungsstückseitigen Ende des Gehäuses 30 sind dessen Fandungen etwas verdickt, so daß sie die Umfangsfläche des erweiterten Teils 28a des Verbindungsstückes'.festYfciy&a&tiv Ungefähr an einem Knotenpunkt der Längsschwingung des Verbindungsstückes sind im Gehäuse mehrere Einsätze 32 aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material so befestigt, daß sie durch das Gehäuse hindurch in passende 'Eintiefungen inder Außenfläche des Verbindungsstückes 28 streng sitzend eingreifen. Dadurch wird das Verbindungsstück sieher im Gehäuse 30 gehaltert, so daß keine Längsvibrationen auf das Gehäuse übertragen werden. Die Einsätze 32 und der strenge Paßsitz zwischen dem Gehäuse 30 und der Außenfläche des Verbindungsstückes 28 sorgen außerdem für eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Verbindungsstück. ;."■"■ .

_; Das über das,-magnetos triktive Element 26 hinaus stehende rückwärtige Ende des Gehäuses 30 ist verdickt und- mit einem durchlaufenden Querschlitz 34 versehen. Der untere oder hintere Teil des Schlitzes ist etwas erweitert und mit allgemein kreisförmigem. Querschnitt ausgebildet um einen geeignet angebrachten Stift im: Griffstuck. 24 aufzunehmen, wie noch beschrieben wird. Aufgrund der verengten Wände; des Schlitzes kann der gesamte Einsatz 22 sicher, jedoch ohne weiteres lösbar im Griffstuck befestigt werden. :

An seinem anderen Ende hat das Gehäuse 30 eine Schulter kleineren Durchmessersj^die farn Bürsfeen^öJaÖBttae 16 auf^fiKM»e>«rxtf«i?€en kann, ^aa^wie in Figur 6 gezeigt, einen allgemein· zylindrischen Querschnitt hat und mit einem Längsschlitz, durch dendie Borstente|Le 14 herausstehen, versehen ist, Die Hülle 16 kann ebenfalls-_; aus einem lünststoff hoher Elastizität bestehen, der so geformt ist, daß er sicher auf der Schulter des Gehäuses. 30 aufsitzt. Die Hülle 16 braucht nur .dann-entfernt zu werden, wenn das BürstenteCL 12, beispielsweise bei Abnützung der_: Borsten 14 ausgetauscht werden soll.

■ Der gesamte Bürsteneins.atz 22 ist ein in sich geschlossenes Bauelement, bei dem nur ein Teil,, nämlich die Borsten 14 im Bürstenkopf 12.der Abnutzung -ausgesetzt ist. Der Bürstenko.pf kann bei Bedarf ohne Schwierigkeit entfernt und durch einen neuen Bürstenköpf- ersetzt werden. Außerdem kann der Einsatz erforderlichenfalls in der.gleichen Weise benutzt werden wie eine übliche Handzahnbürste. Bei einem für den.-Hausgebrauch durch yerschiedene Angehörige eines Haushalts gedachten Apparat hat jeder Haushaltsangehörige seinen eigenen Bürsteneinsatz 22, den er vor dem Gebrauch in das Griffstück 24 einsetzt.

' ■'■-Das allgemein zylindrische Griff stück besteht vorzugsweise aus elektrisch

isolierendem, flüssigkeitsundurchlässigen Künststoff und ist von einer axialen Mittelböhrung 40 durchsetzt. DieÄußenabmessungen des-Griffstücks 22 sind so gewählt, .daß das Griffstück bequem in der Hand gehalten werden kann, ohne diese zu ermüden. _■ ^v . ^: " . -.-.. . . -

Das Griffstüclc 24.besteht aus; zwei Abschnitten, dessen einer 42 mit seiner Außenfläche die Umfangsfläche des Griffstücks bildet und dessen anderer 44 eine rohrförraige Verlängerung hat, die in das Teil 42 paßt, wobei zwischen, beiden Teilen -über im wesentlichen deren gesamte Länge ein ringförmiger Zwischenraum verbleibt. Innerhalb dieses Singraumes befindet sich eine Spule 4ö aus isoliertem Draht für die Erzeugung des Magnetfeldes. Am rückwärtigen Ende der Bohrung im Teil 42 befindet sich ein Teil 43 verringerten Durchmessers, der so bemessen ist, daß er den Bürsteneinsatz 22 im Paßsitz aufnimmt. Ein ähnlicher Teil.45 befindet sich am vorderen Ende des Teils 44, so daß der Einsatz 22 '.sicher im Griff stück 24 gehaltert ist.

Ein Stift 48 durchsetzt in Querrichtung die Bohrung am rückwärtigen Ende des Teils 42, Dieser Stift ist im Kunststoff des ,Teils 42 fest verankert und hat einenlourchmesser, der größer ist als der Abstand der Wände des Schlitzes 34 im Gehäuse-3Q, jedoch etwas kleiner als der Durchmesser des erweiterten Teils des Schlitzes. Aufgrund der Elastizität des für das Gehäuse 3Q verwendeten Kunststoffes kann der Bürsteneinsatz 22 von Hand über den Stift 48 mit einer Kraft gedrückt werden,⁷ die zwar von einem Kind ausgeübt werden kann, jedoch ausreicht, um ein ungewolltes Lösen zu verhindern, Ebenso kann der Einsatz· 22 durch Anwenden entsprechender Kraft vom Griffstück 24 gelöst werden.

Die Enden der Spule 46 sind mittels eines Leiters 50 nach außen zu einem Gerätestecker 52 geführt. Der Stecker hat zwei Stifte 54zum Einstecken in

xsYfa&iZV&SKi&im&ä^ gezeigt). Das Teil 42 kann mit einem

Ansatzstück 56 versehen sein,welches das Anschlußkabel 50 entspannt hält. An der Außenseite des Griffstücks 24 kann ein Eändelschalter 58 zum Öffnen und Schließen des Spulenstromkreises zwecks Ausschaltung bzw. Einschaltung des Apparates vorgesehen sein. Man kann aber auch in der Bohrung 40 einen Schalter (nicht gezeigt) anbringen, der beim Einsetzen des Bürsteneinsatzes 22 geschlossen und beim Herausnehmen des Einsatzes geöffnet wird. Dadurch wird die Energieverschwendung minimalisiert:. : ·

Zu dem vollständigen Gerät für den Hausgebrauch gehört außerjöem in Figur 4 und 5 gezeigten Apparat eine geeignete Quelle elektrischer Wechselenergie und Polarisätionsgleichstromes. Hier-zu kann beispielsweise ein TransistoroSZillator dienen, der elektrische Schwingungen mit einer Frequenz im Ultraschallbereieh zwischen z.B. 15 000 und.40 000 Hz erzeugt. Verschiedene Typen derartiger Oszillatoren sind bekannt.

Die elektrischen Schwingungen und der Gleichstrom gelangen über den Stecken 52 und die !Leitung 50 zur Spule 46'im Griffstück 24. Dabei wird in der Bohrung 40 des Griffstücks ein Hagnetfeld erzeugt» dessen Stärke mit Ultraschallfrequenz wechselt, Beim Einsetzen des Bürsteheinsatzes 22 gerät dessen magnetostriktives Element 26 in den Kraftlinienbereieh dieses Magnetfeldes, wobei ihm in bekannter ¥eise mechanische Längsvibrationen mit der Frequenz des magnetischen Weehselfeldes erteilt werden. Diese Vibrationen werden über das Verbindungsstück 28 auf den Bürstenkopf 12 und die Borsten 14 übertragen. Da das Gehäuse 30 gegen die Längsbewegung des magnetostriktiven Elementes 26 und des Verbindungsstückes 28 isoliert ist, werden, wenn der Benutzer den Apparat in der Hand hält, über "das Gehäxise weder Vibrationen übertragen noch letztere

ί·-ν_

gedämpft. - . _:." - ' . - ." - :

Da ferner: nur verhältnismäßig· wenig" Energie benötigt wird und der Bürstvorgang im Durchschnitt nur wenige Minuten in Anspruch nimmt, reicht die in magnetostriktiven Element 26 erzeugte Wärme nicht aus, um den Apparat zu beschädigen oder dem Benutzer Unannehmlichkeiten zu bereiten. Der Durchmesser des für die Spule 46 verwendeten Drahtes ist verhältnismäßig groß, so daß die durch LeistungsVerluste bedingte Wärmeerzeugung gering gehalten wird,

Die Anwendung von Ultraschallenergie ergibt, wie gesagt, eine erheblich verbesserte Säuberungswirkung für die Zahn- und Zahnfleisehflächen und beim regelmäßigen Hausgebrauch für dia Zahnpflege eine bessere Gesunderhaltung des Gebisses, als sie mit herikömmlicheii Zahribürstgeräten erreicht werden kann.

Die Tatsache, daß sich UItrasehallenergiemit Erfolg auf breiter Basis für die Entfernung von Fremdstoffen anwenden.läßt, wird dadurch demonstriert, daß das in der oben genannten USA-Patentschrift 3 076 904 beschriebene Säuberungsgerät sich in deijfzahnärztlichen Praxis eingeführt hat. Dieses Gerät, das lediglich für ausgebildete Zahnärzte oder Zahntechniker in der zahnärztlichen Praxis gedacht ist» arbeitet mit einem einzigen harten, kantigen Metallwerkzeug, das durch hochenergetische Ultraschallvibrationen angetrieben wird,, um komplizierte periodontale Behandlungen des Zahnfleischs und der Zähne,sowie prophylaktische Behandlungen vorzunehmen. Ein solches Gerät könnte in den Händen unausgebildeter Personen ernsthafte Schäden an sowohl den Zähnen als auch dem empfindlichen Zahnfleischgewebe verursachen.

Neuerungsgemäß werden dagegen:verhältnismäßig niederfrequente, schwachamplitudige Vibrationen für den Antrieb, eines Bürstapparates verwendet, der wie die herkömmliche Zahnbürste aus einem im Vergleich zu den Zahnflächen

7 β

weichen Material besteht. Die verschiedensten Kunststoffe wie Polyamid sowie Naturbörsten sind für diesen Zweck geeignet. Natürlich werden durch, einmalige Benutzung des Apparates nicht diejenigen durchgreifenden Säuberungswirkungen erreicht, die mit d.em genannten.zahnärztlichen Gerät erzielt werden können; jedoch wird bei andauernder regelmäßiger Benutzung des Apparates die Notwendigkeit solcher zahnärztlichen Behandlung erheblich eingeschränkt. Ferner ist der Apparat wegen der Verwendung verhältnismäßig weichen Borstenmaterials in Verbindung mit Ultraschallvibrationen sehwacher Energie absolut sicher, so daß er von jeder durchschnittlichen Person ohne spezielles Training oder fachmännische Kenntnisse regelmäßig benutzt werden kann. Selbst lang,_dauemde Behandlung der Zahn- und ZahnfleischflMchen mit dem Apparat haben keinen schädlichen Einfluß auf diese- Flächen...,-V. ·,.;,-,.. ...

Zusätzlich zur überlegenen Säuberungswirkung ergeben sich eine Heihe von -.Ne.benvor. teilen der Ultraschällbehandlung. Die bereits erwähnte Feinmassage des Zahnfleisehgewebes trägt erheblich zur Gesamtgesundheit des Gebisses bei. Aus der Ultraschallwirkung ergibt sich außerdem eine teilweise Sterilisation von bakterienbevölkerten Gebieten der Mundhöhle sowie eine intensivere Einwirkung der; im gegebenenfalls verwendeten Zahnpflegemittel enthaltenen chemischen oder sonstigen Wirkstoffe.

Damit die Hohlsogwirkung voll einsetzen kann, muß ein weitgehend geschlossener Flüssigkeitsfilm vorhanden sein, der für eine Hohlraumbildung zwischen der Spitze des Seinigungsteils und der zu säubernden Zahnfläche sorgt. Diesep Flüssigkeitsfilm^ kann durch die in der Mundhöhle vorhandenen natür- " liehen Flüssigkeiten, deren Abscheidung durch den Bürstvorgang angeregt wird, oder gewünsehtenfalls durch zusätzliche Flüssigkeit, beispielsweise vor dem

Bürsten in-den Mund genommenes Leitungswasser -"bereitgestellt werden. Auch Mundwasser oder sonstige Zahnpflegemittel;sind.geeignet. Durch die kombinierten Säuberungsvorgänge wird die Anwendung eines Schleifmittels, wie es in vielen handelsüblichen Zahnpflegemitteln enthalten ist, unnötig. Dagegen kann aus ästhetischen Gründen die Anwendung wohlschmeckender und wohlriechender Flüssigkeit oder entsprechender Pulver wünschenswert sein..

Neuerungsgemäß wird somit ein neuartiger Apparat für die Anwendung von Ultraschallenergie zur Zahnpflege geschaffen.Die hier beschriebene und in den Zeichnungen gezeigte Ausführungsform läßt sich in mannigfaltiger Weise abwandeln. Beispielsweise läßt sich das Griffstück 24 auch mit ganz anderer Formgebung ausbilden und können an; Stelle der Stift- und Schlitzbefestigung andersartige Befestigungsmittel vorgesehen werden. Ferner kann das Griffstück 24 so erweitert werden, daß es zugleich auch die speisende Energiequelle mit dem Transistoroszillator aufnimmt. Ebenso können die Borstenelemente 14'■unterschiedlichste Formen, von den hier gezeigten Hohlsogborsten bis zu verhältnismäßig breitflächigen Elementen, beJcannt als Stimudenten, annehmen. Statt eines magnetostriktiven/Vibrationserzeügers kann man auch andere Arten von elektroakustisehen Vibrationserzeugern mit beispielsweise piezoelektrischer oder elektrostriktiver Energieumwandlung verwenden.

Claims (11)

P.A. 205IH 3*13.4. C 15 4l3/9b Gbm 11. April 1967 Cavitron Ultrasonics Inc. 5569-66/Dr.Sd/Ro. Schutzansprüehe

1.) Ultraschall-Zahnpflegeapparat für den persönlichen Gebrauch, gekennzeichnet durch ein Reinigungsteil (12) aus einem im Vergleich zu den Zahnflächen weichen Material, das im Ultraschallbereich vibrieren kann und das in die Mundhöhle eingeführt und über die Zahn- und Zahnfleischflächen geführt werden kann; ein in der Hand haltbares Griffstück (24) mit Einrichtungen (26) zum Erzeugen mechanischer Vibrationen mit Ultraschallfrequenz; und eine im Griffstück angebrachte Anordnung (28) zum Haltern des Reinigungsteils und zum Induzieren von Ultraschallvibrationen in diesem.

2.) Apparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich« net, daß das Griffstück (24) einen Wandler (26) enthält, der elektrische Energie in mechanische Vibrationen mit Ultraschallfrequenz umsetzt.

3.) Apparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsteil (12) eine Anzahl von einzelnen Reinigungselementen (14; 20) enthält.

4.) Apparat nach Anspruch 2 oder j5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektroakustische Wandler ein erstes, mit elektrischer Wechselenergie mit Ultrasehallfrequenz versorgbares Teil (26) und ein zweites, die elektrische Wechselenergie

in mechanische Vibrationen gleicher Frequenz umsetzendes Teil (28) aufweist und daß am Griffstück (24) eine das erste Teil lösbar aufnehmende Einrichtung (48) vorgesehen ist.

5.) Apparat nach Anspruch 2 oder 3> dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler aus einem langgestreckten, mindestens teilweise aus magnetostriktivem Material bestehenden Körper (26, 28), mit dessen einem Ende das Reinigungsteil (12) gekoppelt ist, besteht und daß im Griffstück (24) eine Spule (46) zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes mit der Frequenz zugeführter Wechselstromsignale enthält, wobei beim Einsetzen des langgestreckten Teils in das Griffstüek sein magnetostriktiver Teil (26) im Bereich dieses Magnetfeldes angeordnet wird.

6.) Apparat nach Anspruch 5> dadurch gekennzei chnet, daß das Reinigungsteil (12) aus einem Zahnbürstenteil besteht, das mit seinem einen Ende starr mit dem langgestreckten Körper (26, 22) verbunden ist (28c), von dem mindestens der magnetostriktive Teil (26) von einer flüssigkeitsdichten Hülle (30) aus nichtmagnetisehern Material umgeben ist.

7.) Apparat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Griffstück (24) kürzer ist als der langgestreckte Körper (26, 28) und eine Bohrung (4o) aufweist, die mindestens den elektroakustisch^! Wandlerteil (26) des Körpers aufnimmt und in der die Einrichtung (48) zum lösbaren Befestigen des Körpers angeordnet ist, wobei an dieser Bohrung außerdem eine Einrichtung (50, 52, 54) zur Energiezufuhr angeordnet ist.

³ - -ν

8.) Apparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r ch gekennzeichnet, daß das Griffstück (24) aus elektrisch isolierendem Material besteht.

9.) Apparat nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des magnetostriktivem Teils (26) gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Viertelwellenlänge im Material bei der Frequenz der Wechselsignäle ist, und daß am einen Ende dieses magnetostruktiven Teils ein Verbindungsstück (28) aus vibrationsübertragendem Material befestigt ist, das mit seinem anderen Ende (28e) das Zahnbürstenteil (12) starr und vibrationsübertragend haltert und eine Länge hat, die gleich einem ganzzahligen Vielfachen der Viertelwellenlänge im Material bei der Frequenz des Wechselsignals ist.

10.) Apparat nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen über iüire gesamte Länge vom magnetostruktiven Teil (26) im Abstand angeordnete Hüllse (30) an diesem Teil an der Stelle eines Sehwingungsknotens der Längsvibration des magnetostruktiven Teils befestigt ist.

11.) Apparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (30) auch das Verbindungsstück (28) im Abstand von diesem umsehließt und daß eine flüssigkeitsdichte Verbindung (32) zwischen der Hülle und dem Verbindungsstück an einer einem Längsschwingungsknoten entsprechenden Stelle des Verbindungsstückes vorgesehen ist.

— 4 -

12.) Apparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Hülle 00) an ihrem vom Bürstenteil (12) entfernten Ende einen Schlitz (>4) hat, der einen Stift (48) im Griffstück (24) lösbar aufnimmt.

15.) Apparat nach einem der Ansprüche 9 his 12, da d u r c h gekennzeichnet , daß das Verbindungsstück (28) ein akustischer Impedanzwandler ist, der die vom magnetostruktiven Teil erzeugten Vibrationen verstärkt.