In die Mundhöhle einfahrbare Behandlungsvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behandlungsvorrichtung, insbesondere Zahnbleichinstrument, zur Bestrahlung eines photoreaktiven und/oder -katalysierbaren Wirkstoffs in der Mundhöhle mit Licht, mit einem in die Mundhöhle einführbaren, mit einem Handgriff verbindbaren Arbeitskopf, der Lichtabgabemittel zur Bestrahlung des Wirkstoffs mit den Wirkstoff aktivierendem Licht sowie Positioniermittel zur Positionierung des Arbeitskopfs an einer Kontur, insbesondere einer Zahnflanke, in der Mundhöhle aufweist.
Aufgrund unterschiedlicher Ernährungsgewohnheiten (z.B. durch Tee- oder Kaffeekonsum), durch Tabakkonsum oder teilweise als Folge von Erkrankungen, operativen Eingriffen, Entzündungen im Dentalbereich oder nach einer Wurzelspitzenresektion usw. können Verfärbungen an Zähnen auftreten. Derartige Verfärbungen, die in der Regel am Zahnschmelz und am Dentin auftre ten, sind für die betroffene Person störend, weshalb sich in den vergangenen Jahren zahlreiche Verfahren zum Bleichen bzw. Aufhellen von Zähnen etabliert haben, bei denen auf die Zahnoberfläche ein Bleichmittel einwirkt, welches insbesondere durch Redoxreaktionen mit den die Verfärbung verursachenden Substanzen den Zahn wieder aufhellt. Häufig werden bei solchen Verfahren Substanzen eingesetzt, die Radikale oder beispielsweise atomaren Sauerstoff freisetzen, wie z.B. Peroxide.
Bei zusätzlicher thermischer Unterstützung durch Lampen spricht man von so genannten photothermischen Bleachingverfahren. Dabei werden meist Lampensysteme eingesetzt mit hoher Strahlungsleistung: z.B. Halogenlampen mit 380 bis 500 Nanometer nach Filterung mit einer Intensität von 400 bis 1000 mW/cm<2> oder Plasma-Lichtbogenlampen (Argon, Xenon) mit Wellenlängen von 430 bis 505 Nanometer nach Filterung und einer Intensität von 1600 bis 2000 mW/cm<2>.
Aus der DE 203 07 294 U1 ist eine zahnbürstenähnliche Gerätschaft bekannt, die an Stelle des bei einer Zahnbürste üblichen Borstenfeldes einen spangenförmigen Bestrahlungskopf aufweist. Dieser Bestrahlungskopf kann über die Zähne geschoben werden und bestrahlt die Zähne mit geeignetem Licht, um eine Bleichung der Zähne zu erreichen. Bei dieser unmittelbaren Bestrahlung ohne Zuhilfenahme eines Bleichmittels bestehen jedoch die oben genannten Nachteile.
Weiterhin sind im Stand der Technik diverse Zahnbürsten bekannt, die Beleuchtungseinrichtungen aufweisen, mittels derer verschiedene Bereiche der Mundhöhle einschliesslich der Zähne zu verschiedenen Zwecken beleuchtet werden können, vgl. DE 20 2005 015767 U1 , DE 20 2004 001004 U1 , DE 20 2004 004628 U1 , DE 295 17 758 U1 oder US 5,030,090. Diese bekannten Zahnbürsten sind jedoch nicht zum Bleichen der Zähne vorgesehen; die eingesetzten Lichtquellen sind dabei hinsichtlich Wellenlängenbereich und Lichtintensität auch nicht geeignet, eine Zahnbleichung herbeizuführen.
Weiterhin ist aus der WO 2007/036290 A1 ein Zahnbleichinstrument zur Bestrahlung eines photoreaktiven bzw. -katalysierbaren Bleichstoffs in der Mundhöhle mit Licht bekannt, das nach einer Ausführungsform zahnbürstenartig ausgebildet ist und ein Borstenfeld aufweist, dessen Borsten als Lichtleiter fungieren und an ihren freien Enden das zur Aktivierung des Bleichstoffs notwendige Licht abgeben. Der das Borstenbüschel tragende Arbeitskopf sitzt auf einem stab- bzw. rohrförmigen Arbeitskopfträger, der mit einem den Antriebsmotor für das Borstenfeld tragenden Handgriff verbunden ist. Durch den stabförmigen Arbeitskopfträger lässt sich das Zahnbleichinstrument leicht in die Mundhöhle einführen und dort in an sich vertrauter Weise wie eine Zahnbürste über die Zähne führen.
Diese bekannte Gerätschaft erlaubt zwar in günstiger Weise gleichermassen eine Verteilung des Bleichstoffs auf den Zähnen sowie eine Bestrahlung des Bleichstoffs mit Licht zu dessen Aktivierung. Allerdings ist trotz des an sich recht aufwendigen Aufbaus dieses Zahnbleichinstrument nicht für alle Behandlungsaufgaben gleichermassen geeignet. Beispielsweise kann eine Bleichung in den Zahnzwischenräumen oder eine Aktivierung des Wirkstoffs in engen Kanälen nur schwer erreicht werden. Zudem kommt es bei ungeschickter Handhabung oftmals zu unterschiedlichen Bestrahlungsintensitäten, da das Borstenfeld unter unterschiedlich starkem Druck ausbaucht und sich dadurch der Abstand zwischen den Lichtabgabemitteln und der zu behandelnden Oberfläche verändert.
Zum anderen ist die Behandlungsvorrichtung nicht für unterschiedliche Benutzer, deren Erwartungen und Vorlieben gleichermassen geeignet.
Der vorliegenden Erfindung liögt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und letzteren in vorteilhafter Weise weiterbildet. Insbesondere soll eine kostengünstig herstellbare, einfach aufgebaute Behandlungsvorrichtung geschaffen werden, die verschiedenste Behandlungsaufgaben lösen kann und trotz kostengünstiger Gestaltung an diverse Anwendungszwecke anpassbar ist. Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Es wird also vorgeschlagen, die Behandlungsvorrichtung aus mehreren Bausteinen zusammenzusetzen, die individuell austauschbar sind, so dass eine einfache Anpassbarkeit an verschiedene Anwendungszwecke ohne Ersatz des ganzen Geräts einfach möglich ist und insbesondere die teureren Bausteine durch verschiedene Aufsätze für mehrere Anwendungszwecke und/oder -personen genutzt werden können. Erfindungsgemäss besitzt die Behandlungsvorrichtung einen modularen Aufbau mit einer Wechselkopfeinrichtung. Hierbei ist der Handteil als Taschenlampe ausgebildet, die eine Lichtquelle zum Abstrahlen des zur Aktivierung des Wirkstoffs benötigten Lichts sowie Energieversorgungsmittel zur Speisung der Lichtquelle mit Energie aufweist.
Andererseits ist ein den Arbeitskopf umfassender Aufsatzteil vorgesehen, der einen stabförmigen Arbeitskopfträger mit einem endseitigen Kupplungsabschnitt zum form- und/oder reibschlüssigen, lösbaren Ankuppeln des Aufsatzteils an die Taschenlampe im Bereich des Lichtaustritts der Taschenlampe und/oder der Lichtabstrahlung von der Taschenlampe, sowie Lichtleit- und/oder Lenkmittel zur Wirkverbindung der Lichtquelle der Taschenlampe mit den Lichtabgabemitteln des Arbeitskopfes aufweist. Die Verwendung einer einfachen, an sich standardmässigen Taschenlampe reduziert die Herstell kosten der Behandlungsvorrichtung beträchtlich, da derartige Taschenlampen als Massenprodukt günstig gefertigt werden, und überdies auch ohne Aufsatzteil beispielsweise zur ärztlichen Inspektion der Mundhöhle verwendet werden können.
Das lösbare Aufsetzen eines den Arbeitskopf tragenden Aufsatzteils auf eine derartige Taschenlampe ermöglicht es in einfacher Weise, die von der Taschenlampe vorgesehene Lichtabgabe in der gewünschten Weise zur Bestrahlung des Behandlungswirkstoffes zu konditionieren, insbesondere durch einen geeignet ausgebildeten Arbeitskopf in der gewünschten Weise in der Mündhöhle abzustrahlen. Überdies kann so in kostengünstiger weise ein Basisteil, das von der genannten Taschenlampe gebildet wird, durch Verwendung mehrerer, für sich kostengünstiger Aufsatzteile für verschiedene Benutzer individualisiert werden dahingehend, dass jeder Benutzer "sein" Aufsatzteil verwendet, so dass für eine ganze Benutzergruppe ein einziges Basisteil ausreicht.
Insbesondere ermöglicht es der modulare Aufbau der Behandlungsvorrichtung mit einer Wechselkopfeinrichtung jedoch, die Behandlungsvorrichtung in einfacher Weise an verschiedene Anwendungsfälle und Aufgabenstellungen anzupassen, ohne jedes Mal die teuren Komponenten, wie Lichtquelle, Energieversorgung etc., austauschen bzw. erneut bereitstellen zu müssen. In Weiterbildung der Erfindung umfasst die Wechselkopfeinrichtung eine Vielzahl von Aufsatzteilen mit unterschiedlich ausgebildeten Arbeitsköpfen, jedoch gleichartig ausgebildeten Kupplungsabschnitten, so dass wahlweise ein Aufsatzteil mit einem jeweils geeigneten Arbeitskopf auf bzw. an dieselbe Taschenlampe setzbar ist.
Der Kupplungsabschnitt der Aufsatzteile kann hierbei grundsätzlich verschieden ausgebildet und an die jeweilige Gestaltung des Taschenlampenkopfes angepasst sein. In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung besitzt der Kupplungsabschnitt des Aufsatzteils formschlüssig wirkende Verbindungsmittel, die an eine Kontur des Lampenkopfs der Taschenlampe formangepasst und mit der genannten Kontur in Halteeingriff bringbar sind. Beispielsweise kann der Kupplungsabschnitt Verschraubungsmittel umfassen, mittels derer er am Lampenkopf der Taschenlampe festgeschraubt werden kann. Insbesondere können als Formschlussmittel Steckverbindungsmittel vorgesehen sein, die ein einfaches Aufstecken bzw. Anstecken des jeweiligen Aufsatzteiles auf die Taschenlampe ermöglichen.
Um eine ausreichend feste Verbindung zu ermöglichen, die auch den bei der Anwendung auftretenden Biegebeanspruchungen standhält, kann der Kupplungsabschnitt Rast- und/oder Schnappverbindungsmittel umfassen, so dass das jeweilige Aufsatzteil mit der Taschenlampe verrastbar bzw. auf diese aufschnappbar ist. Alternativ oder zusätzlich können Klemmverbindungsmittel vorgesehen sein, die den Kupplungsabschnitt des Aufsatzteiles ausreichend fest an dem Taschenlampenkopf festklemmen. Je nach Ausbildung der Taschenlampe kann der Kupplungsabschnitt unterschiedliche Gestaltungen besitzen. Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung kann der Kupplungsabschnitt des Aufsatzteils eine Aussenpassungskontur aufweisen, die an die Innenkontur eines stirnseitig am Taschenlampenkorpus angeordneten Lampenkopfrings formangepasst ist.
Bei dieser Gestaltung kann das Aufsatzteil in einfacher Weise stirnseitig in den genannten Lampenkopfring eingesteckt bzw. eingedreht werden, so dass eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Aufsatzteil und dem Taschenlampenkorpus hergestellt wird. Durch das Einstecken in die Innenkontur des Lampenkopfrings kann eine insgesamt schlanke Bauweise erzielt werden, die ein angenehmes Einführen des Behandlungsinstruments in die Mundhöhle erlaubt, die eine nur geringfügige Öffnung der Lippen erfordert.
Alternativ oder zusätzlich kann der Kupplungsabschnitt des Aufsatzteiles auch eine Innenpassungskontur aufweisen, die an eine Aussenkontur am Taschenlampenkorpus formangepasst ist, so dass das Aufsatzteil sozusagen muffenartig über den Taschenlampenkopf stülpbar ist. Hierdurch kann in einfacher Weise eine vollständige Einkoppelung des vom Taschenlampenkopf abgegebenen Lichts in den Aufsatzteilkorpus sichergestellt werden.
Die Taschenlampe selbst, die den Handteil der Behandlungsvorrichtung bildet, kann grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Vorteilhafterweise umfasst sie einen insgesamt länglichen, etwa stabförmigen Taschenlampenkorpus, der an seinem einen Ende den Taschenlampenkopf trägt, an dem die Lichtquelle vorgesehen ist. Vorteilhafterweise ist auch der Taschenlampenkopf im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und/oder - grob gesprochen - einigermassen kontinuierlich an den Taschenlampenkorpus formangepasst, so dass die Taschenlampe insgesamt einen stabförmigen Korpus besitzt, wobei der Taschenlampenkorpus im Durchmesser nicht wesentlich über den Durchmesser des restlichen Korpus übersteht.
Im Inneren des Taschenlampenkorpus ist dabei vorteilhafterweise die Energieversorgung für die Lichtquelle untergebracht, wo bei im Inneren des Taschenlampenkorpus insbesondere ein Akku bzw. eine Batterie als Energiespeicher angeordnet sein kann.
Die Lichtquelle der Taschenlampe kann dabei grundsätzlich unterschiedlich ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine einfache Glühlampe Verwendung finden. Bevorzugt jedoch ist, dass die Lichtquelle der Taschenlampe zumindest ein LED-Element aufweist, das Licht gewünschter Wellenlänge gezielt stirnseitig abstrahlt. Um die Strahlleistung zu verbessern, kann der Lichtquelle ein Spiegel und/oder Reflektor am Taschenlampenkorpus zugeordnet sein, der eine im wesentlichen vollständige Abstrahlung des Lichts vom Taschenlampenkorpus sicherstellt.
Je nach verwendetem Wirkstoff kann die Behandlungsvorrichtung Licht unterschiedlicher Wellenlängenbereiche abstrahlen. Zur Aktivierung eines wenigstens einen Photokatalysator enthaltenden Bleichmittels kann die Behandlungsvorrichtung Licht in einem Wetlenlängenbereich von 450 bis 480 Nanometer, vorzugsweise etwa 460 Nanometer abgeben. Bei diesem Wellenlängenbereich tritt vorteilhafterweise eine Abkühlung des bestrahlten Bleichmittels ein.
Hinsichtlich der abgegebenen Lichtleistung kann die Behandlungsvorrichtung ebenfalls grundsätzlich verschieden ausgebildet sein. Gemäss einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Lichtabgabemittel des Aufsatzteils und/oder die Lichtquelle des Handteils derart ausgebildet, dass die vom Arbeitskopf abgegebene Lichtleistung unter einem Watt, bevorzugt zwischen 1 mW/cm<2> und 25 mW/cm<2> beträgt.
Um die von der Taschenlampe abgegebene Lichtleistung möglichst vollständig zum Arbeitskopf des Aufsatzteils zu bringen, besitzt das Aufsatzteil vorteilhafterweise geeignete Lichtleit- bzw. -lenkmittel zur Wirkverbindung der Lichtquelle der Taschenlampe mit den Lichtabgabemitteln des Arbeitskopfes, wobei vorteilhafterweise die genannten Lichtleit- bzw. -lenkmittel in den Arbeitskopfträger des Aufsatzteils integriert sein können. ln Weiterbildung der Erfindung kann dabei insbesondere zumindest ein Kern des Arbeitskopfträgers aus einem lichtleitenden und/oder transparenten Material bestehen. Beispielsweise können Lichtleitfasern in den Korpus des Arbeitskopfträgers eingearbeitet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Korpus des Arbeitskopfträgers zumindest in einem Kernbereich aus einem lichtleitenden Kunststoff gefertigt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann der Arbeitskopfträger auch rohrförmig und/oder hohl ausgebildet sein, so dass das von der Taschenlampe abgegebene Licht durch den rohrförmigen Innenraum des Arbeitskopfträgers zum Arbeitskopf hin geleitet wird. Hierbei kann ggf. der rohrförmige Hohlraum wandungsseitig verspiegelt sein, beispielsweise mit einer lichtreflektierenden Folie belegt sein, um Leitungsverluste zu vermeiden. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Innenraum vorzugsweise im Bereich unter dem Arbeitskopf zumindest ein Spiegel und/oder ein Reflektor vorgesehen sein, der das durch den Innenraum des Arbeitskopfträgers geleitete Licht umlenkt und/oder auf den Arbeitskopf leitet bzw. aus dem Arbeitskopf herausstrahlt.
Je nach Behandlungszweck können Aufsatzteile mit verschiedenen Arbeitsköpfen Verwendung finden. In Weiterbildung der Erfindung kann das Sortiment an Wechselköpfen zumindest ein Aufsatzteil umfassen, bei dem die Lichtabgabemittel am Arbeitskopf eine vorzugsweise ebene Lichtaustrittsfläche umfassen, wobei ggf. die Positioniermittel einen über die Lichtaustrittsfläche vorspringenden Abstandshalter zum Aufsetzen auf eine Zahnflanke und Führen der Lichtaustrittsfläche in einem vorbestimmten Abstand über den Zahnflanken aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Aufsatzteil vorgesehen sein, bei dem die Lichtabgabemittel von einer sich keilförmig oder konisch verjüngenden Spitze des Arbeitskopfes gebildet sind. Eine solche Lichtabgabespitze erlaubt es in besonders vorteilhafter Weise, den Wirkstoff auch in Zahnzwischenräu men, Zahnfleischtaschen oder ggf. auch in Wurzelkanälen zu aktivieren. Um Verletzungen zu vermeiden, kann die Spitze des Arbeitskopfes ggf. eine Abrundung und/oder Abschrägung aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Aufsatzteil vorgesehen sein, bei dem der Arbeitskopf eine borstenfeld- und/oder schwammartige Weichstruktur zum Ausbringen und Verreiben des photoreaktiven und/oder -katalysierbaren Wirkstoffs auf den Zähnen aufweist. Die Weichstruktur kann dabei von einem schwammartigen oder weichgummiartigen elastischen Kissen gebildet sein. Vorteilhafterweise kann die Weichstruktur auch ein Borstenfeld mit Borstenbüscheln aufweisen, wobei vorteilhafterweise zumindest ein Teil der Borstenbüschel als Lichtleiter ausgebildet ist, in die zumindest ein Teil des von der Taschenlampe abgestrahlten Lichts einspeisbar und von denen ein entsprechender Teil des genannten Lichts an den freien Enden der Borstenbüschel abstrahlbar ist.
Um eine leichtere Führung des Arbeitskopfes über die Zahnflanken und/oder das Zahnfleisch zu erlauben, kann in vorteilhafter Weise zumindest ein Aufsatzteil vorgesehen sein, bei dem der Arbeitskopfträger an seinem dem Kupplungsabschnitt abgewandten Ende eine Kröpfung aufweist, die den Arbeitskopf trägt, der durch die Kröpfung gegenüber der Längsrichtung des stabförmigen Arbeitskopfträgers mit einer Hauptfläche unter einem Winkel von 30[deg.] bis 120[deg.], vorzugsweise 60[deg.] bis 95[deg.], geneigt ist.
Der Arbeitskopf kann zur Abgabe des Lichts Lichtkanäle in Form von kaminförmigen Aussparungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Arbeitskopf eine zumindest teilweise lichtdurchlässige und/oder lichtleitend ausgebildete Lichtabgabewandung aufweisen, durch die hindurch das zum Arbeitskopf geführte Licht durch diesen hindurch gestrahlt wird.
Besonders von Vorteil ist es, wenn die Behandlungsvorrichtung als Zahnbleichinstrument ausgebildet ist, das zur Aktivierung eines Bleichmittels ausgebildet ist, das wenigstens einen Photokatalysator enthält, so dass die Lichtaktivierung des Bleichmittels in kürzester Zeit erfolgen kann. Besonders günstig hat es sich herausgestellt, wenn der Photokatalysator als Nanopartikel ausgebildet ist. Nanopartikel haben den Vorteil, dass sie eine grosse Oberfläche aufweisen und damit günstige katalytische Eigenschaften besitzen. Darüber hinaus sind sie in grossen Mengen verfügbar und aufgrund ihrer geringen Grösse weisen sie keine negativen mechanischen Eigenschaften für den Zahn auf. Unter Nanopartikel versteht man Teilchen mit einem Durchmesser von etwa 1 Nanometer bis mehrere hundert Nanometer hinauf bis zu etwa 1 [mu]m.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Photokatalysator ein Halbleiter ist, wobei es sich in diesem Fall als günstig herausgestellt hat, wenn die Nanopartikel bzw. Halbleiter aus der Gruppe ZnO2, Si, [sigma]-Sn oder TiO2 kommen. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Nanopartikel Anatas sind. Bei Anatas handelt es sich um Titandioxid mit einem kubisch raumzentrierten Gitter, das besonders günstige Eigenschaften zur Erzeugung von Aktivsauerstoff aufweist. Alternativ können Partikel in Form von Rutil oder Brookit vorgesehen sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 : ein schematisches Flussdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des mit einem Photokatalysator versehenen Bleichmittels und dessen Reaktion bei Lichtbestrahlung,
Fig. 2: eine perspektivische, schematische Darstellung einer als Zahnbleichinstrument ausgebildeten Behandlungsvorrichtung nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung mit einer Taschenlampe als Handteil sowie einem damit verbindbaren Aufsatzteil mit einem Arbeitskopf zur Zahnflankenbestrahlung, Fig. 3: eine Seitenansicht des Zahnbleichinstruments aus Fig. 2, die die Taschenlampe mit dem Aufsatzteil verbunden zeigt, und
Fig. 4: eine schematische Seitenansicht diverser, verschieden ausgebildeter Aufsatzteile, die im Wechsel auf den als Taschenlampe ausgebildeten Handteil aufsetzbar ist.
Der in Fig. 1 gezeigte Ablauf soll den Reaktionsmechanismus bzw. den zum Bleichen erforderlichen katalytischen Zyklus verdeutlichen. In einem ersten Schritt trifft Licht im UV-nahen Bereich auf beispielsweise ein Anatasteilchen. Aufgrund der Halbleitereigenschaft und der Anregung durch das Licht wird ein Elektron aus dem nichtleitenden Band in das leitende Band angeregt. Es kommt zur Bildung eines Elektrons im Leitband und eines Lochs im nichtleitenden Band. Sowohl das Elektron als auch die Elektronenlücke wandern an die Oberfläche. Dort kann es zu einer Übertragung des Elektrons an Luftsauerstoff kommen und zur Bildung eines Superoxidradikals bzw. nimmt die Elektronenlücke ein Elektron eines Hydroxylions in wässriger Lösung auf. Die Hydroxylionen liegen aufgrund der Autoprotolyse von Wasser bzw. der basischen Komponente in ausreichender Menge vor.
In weiterer Folge katalysiert dieses Hydroxylradikal den HaO Zerfall. Wenn nun noch eine basische Komponente anwesend ist, wird die linke Seite der Figur, also die Bildung des Hydroxylradikals begünstigt. Die Reaktion mit dem Superoxidradikal 02 ist von untergeordneter Bedeutung. Sind die Nanoteilchen zu gross, so kommt es innerhalb der Partikel zu Rekombinationen der Elektronen und Elektronenloch- bzw. -lückenpaare und damit wird die Erzeugung von Radikalen in der Lösung unterbunden. Daher haben auch grössere Partikel, z.B. bei der Verwendung von herkömmlich gekauftem feinpulvrigem Titandioxid, keinen Bleicheffekt. Die Lebensdauer der Radikale in basischer Lösung ist darüber hinaus höher als in saurem Milieu. Daher ist das leichtbasische Milieu weiter bevorzugt.
Titandioxidnanopartikel sind Halbleiter mit einer Bandlückenenergie von ca. 3 eV, was einer Anregungswellenlänge von etwa 400 Nanometer entspricht. Wie bereits beschrieben, können kleine Teilchen bereits den H2[theta]2-Zerfall und die thermische Anregung eines Zerfalls des H2O2 bewirken. Dieser Zerfall kann technisch auf einfache Weise nicht gesteuert werden. Abgesehen vom chemischen Angriff auf Zahn- und Zahnschmelz würde bereits vor dem Auftragen des Gels der Zerfall des H2O beginnen und der gewünschte Bleicheffekt würde nicht mehr ausreichend gewährleistet sein. Bei einer erfindungsgemässen Anwendung mit 5 %igem H2O2 und Anatasnanopartikel wird bei normalen Bedingungen kein Zerfall beobachtet.
Wird hingegen das Gel mit UV-nahem Licht bestrahlt, beginnt der Zerfall nach einigen Sekunden, d.h. der quantitative Zerfall kann gesteuert werden durch die entsprechende Steuerung der Lichtzufuhr bzw. der Lichtleistung und Lichtenergie. Eine Steuerung ist einerseits durch die Optimierung der Wellenlänge und den prozentualen Anteil der Nanopartikel möglich. Typischerweise weisen Nanopartikel der erfindungsgemässen Art (z.B. Anatas) eine spezifische Oberfläche von 70 bis 120 m<2>/g auf. Das Verfahren läuft vollständig ohne Erwärmung und daher treten auch keine thermischen Schädigungen des Zahns oder Zahnfleisches auf.
Die Aktivierung des Bleichmittels kann dabei vorteilhafterweise durch eine als Zahnbleichinstrument 1 ausgebildete Behandlungsvorrichtung 2 erfolgen, wie sie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist. Dieses Zahnbleichinstruments 1 umfasst einen als Taschenlampe 60 ausgebildeten Handteil 3, an dem ein Aufsatzteil 40 umfassend einen röhr- bzw. stabförmigen Arbeitskopfträger 4 und einen daran befestigten Arbeitskopf 5 lösbar befestigt werden kann.
Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, umfasst die Taschenlampe 60 einen im wesentlichen zylindrischen, stabförmigen und/oder länglichen Taschenlampenkorpus 61 , der von einem Gehäuse gebildet wird, das an einem stirnseitigen Ende durch einen Gehäusedeckel 62 verschlossen werden kann. Im Inneren des Taschenlampenkorpus 61 ist eine Energieversorgung 14, vorzugsweise in Form eines Energiespeichers wie Batterien oder Akkus, untergebracht. Durch die elektrische Energieversorgung 14 wird eine Lichtquelle 30 gespeist, die in einem Taschenlampenkopf 63 angeordnet ist, der an dem dem Gehäusedeckel 62 gegenüberliegenden stirnseitigen Ende des Taschenlampenkorpus 61 angeordnet ist.
Wie Figur 2 zeigt, ist der Taschenlampenkopf 63 ebenfalls zylindrisch bzw. länglich ausgebildet und im wesentlichen an die Kontur des Taschenlampenkorpus 61 angepasst, wobei der Taschenlampenkopf 63 im Durchmesser nur geringfügig grösser als der Taschenlampenkorpus 61 ausgebildet ist.
Der Taschenlampenkopf 63 umfasst dabei stirnseitig einen vorspringenden Lampenkopfring 35, der die Strahlungsoptik der Taschenlampe einfasst. Die in dem genannten Taschenlampenkopf 63 angeordnete Lichtquelle 30 umfasst vorteilhafterweise zumindest eine LED, die Licht der gewünschten Wellenlänge abstrahlt und von einem nicht näher gezeigten Reflektor und/oder Spiegel rückseitig umgeben und/oder frontseitig von einem Optikelement wie einer Linse abgedeckt sein kann, die in der Zeichnung nicht näher dargestellt sind. Ein Betätigungsschalter 64, der in der gezeichneten Ausführungsform in Form eines Druckknopfes ausgebildet ist, erlaubt es, die Lichtquelle 30 ein- und auszuschalten.
Das Aufsatzteil 40 umfasst einen im wesentlichen rohrförmigen bzw. stabförmigen Arbeitskopfträger 4, der an seinem einen stirnseitigen Ende einen Kupplungsabschnitt 41 aufweist, mittels dessen das Aufsatzteil 40 biege- und drehfest an der Taschenlampe 60 befestigt werden kann. In der gezeichneten Ausführungsform ist dabei der Kupplungsabschnitt 41 in Form von Steckverbindungsmitteln 42 ausgeführt, die eine Aussenpassungskontur 43 aufweisen, die passgenau in die Innenkontur des zuvor genannten Lampenkopfrings 35 eingesteckt werden kann, so dass der Aufsatzteil 40 fest am Taschenlampenkopf
63 gehalten ist.
An seinem gegenüberliegenden Ende weist der genannte Arbeitskopfträger 4 eine Kröpfung 42 auf, die den Arbeitskopf 5 mit dem genannten Arbeitskopfträger 4 verbindet. In der gezeichneten Ausführungsform gemäss den Figuren 2 und 3 wird der Arbeitskopf 5 von einer im wesentlichen ebenen Lichtabstrahl fläche 43 gebildet, die die Lichtabgabemittel 12 des Aufsatzteils bildet. Positioniermittel 44 in Form eines zentrisch über die genannte Lichtabgabefläche 43 vorspringenden Vorsprungs 45 erlauben es, die genannte Lichtabstrahlfläche 43 in einem vorbestimmten Abstand über die Zähne bzw. Zahnflanken zu führen. Durch die vorgenannte Kröpfung 42 ist die genannte Lichtabstrahlfläche 43 gegenüber der Längsachse des Arbeitskopfträgers 4 unter einem Winkel von etwa 90[deg.] geneigt.
Der stabförmige Arbeitskopfträger 4 ebenso wie die Kröpfung 42 und der Arbeitskopf 5 selbst können insgesamt aus einem lichtleitenden Kunststoff gefertigt sein. Alternativ kann auch nur der Kern des genannten Aufsatzteils 40 lichtleitend ausgebildet sein, beispielsweise Lichtleitfasern eingearbeitet haben. Alternativ oder zusätzlich kann das Aufsatzteil 40 auch rohrförmig bzw. hohl ausgebildet sein, so dass das von der Taschenlampe 60 abgestrahlte Licht durch den Hohlraum in den Aufsatzteil 40 geleitet wird, dessen Innenwandung hierbei verspiegelt ausgebildet sein kann, um Lichtverluste vor dem Arbeitskopf 5 zu vermeiden.
Wie Figur 4 verdeutlicht, ist das in den Figuren 2 und 3 gezeigte Aufsatzteil 40 Teil einer Wechselkopfeinrichtung 70, die eine Vielzahl von Aufsatzteilen 40 umfasst, die jeweils verschieden ausgebildete Arbeitsköpfe 5 besitzen, jedoch gleichartig ausgebildete Kupplungsabschnitte 41 umfassen. Wie Figur 4a zeigt, kann in einfachster Ausbildung das Aufsatzteil 40 einen den Arbeitskopfträger 4 schlicht fortsetzenden zylindrischen Arbeitskopf 5 mit einer stirnseitigen Lichtaustrittsfläche 43 umfassen. Weiterhin kann ein Aufsatzteil 40 vorgesehen sein, das einen sich ambossartig erweiternden Arbeitskopf 5 besitzt, der eine konkav gewölbte, vorzugsweise an eine Zahnkontur angepasste Lichtabstrahlfläche 43 aufweist, wie dies Figur 4b zeigt.
Um beispielsweise in Zahnzwischenräumen das Bleichmittel aktivieren zu können, kann ein sich keilförmig verjüngender Arbeitskopf 5 an dem Arbeitskopfträger 4 angeformt sein, vgl. Figur 4c. Wie die Figuren 4d, 4e und 4f zeigen, können auch Aufsatzteile 40 mit sich konisch verjüngenden, eine Spitze bildenden Arbeitsköpfen 5 Verwen dung finden, wobei bei den Ausführungen nach Figur 4d und Figur 4e die Spitzen kugelförmige Abrundungen tragen.
Die Ausführungen der Figuren 4g, 4h, 4i, 4j und 4k zeigen gemeinsam eine Kröpfung 42 zwischen dem Arbeitskopfträger 4 und dem Arbeitskopf 5, wobei letzterer in ähnlicher Weise jeweils eine ebene Lichtabstrahlfläche 43 aufweist, die zur Längsrichtung des Arbeitskopfträgers 4 geneigt ist. Wie die Figuren 4g bis 4k zeigen, kann dabei je nach Anwendungsfall der Kröpfungswinkel und/oder die Länge der Kröpfung jeweils unterschiedlich sein und der Arbeitskopf 5 unterschiedlich gross ausgebildet sein.
Eine weitere Ausführung des Aufsatzteils 40 zeigt die Figur 41, nach der der Arbeitskopf 5 eine Weichstruktur 6 in Form eines Borstenfeldes 7 nach Art einer Zahnbürste trägt, wobei das genannte Borstenfeld 7 aus einer Vielzahl von Borstenbüscheln 8 bestehen kann, die auf einem Borstenträger 9 befestigt sind.
Der genannte Arbeitskopf 5 trägt dabei als Weichstruktur 6 ein Borstenfeld 7, das in der gezeichneten Ausführung im wesentlichen eine runde Kontur besitzt und eine Vielzahl von Borstenbüscheln 8 umfasst. Die genannten Borstenbüschel 8 sind dabei auf einem im wesentlichen plattenförmigen, in der gezeichneten Ausführung kreisrunden Borstenträger 9 befestigt.
Gemäss Figur 41 bestrahlt die in die Taschenlampe integrierte Lichtquelle 30 über den Arbeitskopfträger 4 die Unterseite des Borstenträgers 9. Einerseits wird hierdurch Licht in die Borstenbüschel 8 eingekoppelt. Die Borstenbüschel 8 sind in Durchgangsausnehmungen in dem Borstenträger 9 befestigt, beispielsweise darin eingeklebt oder verschweisst. Die der Lichtquelle 11 zugewandten Enden der Borstenbüschel 8 dienen als Lichteingang, während die freien Enden der Borstenbüschel 8 als Lichtausgang dienen, von dem das eingekoppelte Licht abgestrahlt wird. Die Borstenbüschel 8 selbst dienen als Lichtleiter.
Andererseits ist der Borstenträger 9 selbst zumindest bereichsweise, insbesondere zwischen den Borstenbüscheln 8 lichtdurchlässig und/oder lichtleitend ausgebildet, so dass von der Lichtquelle 11 auch die zwischen den Borstenbüscheln 8 verbleibenden Zwischenräume des Borstenfeldes 7 mit Licht beschienen werden. Hierdurch kann zwischen den Borstenbüscheln 8 eingelagertes Bleichmittel aktiviert werden, während mit dem Borstenfeld 7 das Bleichmittel auf den zu behandelnden Zähnen verrieben wird.
Um die Lichtbeaufschlagung des Borstenträgers 9 bzw. des Borstenfeldes 7 auch bei begrenzter Leistung der Lichtquelle 11 zu optimieren, ist in Weiterbildung der Erfindung in dem Aufsatzteil 40 unter den Arbeitskopf 5 ein Reflektor integriert, der in der auf der dem Borstenfeld 7 abgewandten Seite des Borstenträgers 9 angeordnet ist und das Licht auf den Borstenträger 9 bzw. das Borstenfeld 7 lenkt. Der Reflektor kann aus einer auf der Innenseite verspiegelten Schale beispielsweise in Form einer beschichteten Folie bestehen.