专利名称：牙科复合材料施涂器及相关方法
技术领域：
本发明通常涉及牙科器械，以及更具体地涉及用于将牙科复合材料施涂到牙齿上 的振动施涂器。
背景技术：
用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的器械是已知的。但是复合材料的一个缺陷是 它们倾向于或多或少粘附到用于对其施涂或成形的器械上。因此(通过实例说明)复合材 料具有从蛀洞边缘脱开、非均勻分配到牙齿表面上以及在分配过程中形成气泡的倾向。为此，研发了克服在施涂复合材料中出现的挑战性缺陷的器械。例如，已知的器械 可包括在器械工作末端上的诸如像TiN、或Teflon 的涂层，以便将复合材料粘附到末端上 的倾向最小化。其它器械可包括振动末端。但是在该类型的器械中，末端会以固定的频率 和/或振幅振动，在这种情况下，当材料粘度达到预定水平(特定材料的性质)时材料会粘 附到末端。例如，器械会以预定的、固定输出振动频率施涂复合材料。起初，凭借器械与材 料的接合，材料粘度降低到可接受水平。但是在接合预定的时长后，材料的粘度会达到一定 的水平，在该水平材料粘附到器械的末端，这是不希望的。随后用户会被迫对整个器械进行 清洁或替换。类似的，对于预定的输出振动频率，根据器械末端插入到复合材料内的深度， 复合材料的粘度水平会存在差异，这也会导致具有特定粘度水平的部分材料的粘附。因此，希望提供一种牙科器械，其能克服与用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的 传统器械相关的这些和其它问题。
发明内容
本发明克服了此前已知的用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的施涂器的前述和 其它缺陷和不足。虽然将结合某些实施例对本发明进行描述，但是可以理解本发明并不限 于这些实施例。相反，本发明包括涵盖于本发明范围内的所有替换形式、改型和等同物。在一个实施例中，提供用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的一种施涂器。施涂器 具有细长主体和联接到细长主体以便将牙科复合材料施涂到牙齿上的末端。该施涂器还具 有用于振动末端的振动装置和用于感测牙科复合材料状况的传感器。控制器操作性地联接 到振动装置和联接到传感器，并且配置成响应于由传感器所感测到的状况来自动改变振动 装置的输出频率。在特定的实施例中，传感器配置成感测牙科复合材料的粘度。例如，传感 器可配置成感测由牙科复合材料施加到末端上的力。控制器可配置成响应于由牙科复合材料施加到末端上的力的所感测到的减小来 降低输出频率。另外的或可选的，控制器可配置成响应于由牙科复合材料施加到末端上的 力的所感测到的增大来增加输出频率。在具体实施例中，细长主体限定施涂器的纵向轴线， 且传感器配置成感测由牙科复合材料施加到末端上的垂直于施涂器纵向轴线的力。另外的 或可选的，传感器可配置成感测由牙科复合材料施加到末端上的通常平行于纵向轴线或沿 着纵向轴线的力。另外的或可选的，控制器可具有若干预定的操作算法，且每一算法限定所感测到的状况和输出频率之间的特定关系。振动装置可以大约80Hz到大约500Hz范围内的输出频率操作以便振动末端。另 外的或可选的，振动装置可以大约0. Imm到大约0. 5mm范围内的输出振幅操作以便振动末 端。在一个具体实施例中，末端是大体球形，且振动装置以大约IOOHz到大约500Hz范围内 的频率操作以便振动大体球形的末端。振动装置可以大约0. 05mm的振幅操作以便振动大 体球形的末端。末端可释放地联接到细长主体以便由此允许用另一末端来将其替换。在一个具体实施例中，施涂器由电池供电，且施涂器还具有位于细长主体内的用 于将电池容纳于其内的隔室。末端可包括刷子或可转动部分的其中之一，上述配置成在末 端振动过程中将牙科复合材料分配到牙齿上。在另一实施例中，提供用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的一种施涂器。施涂器 具有手柄以及若干末端，每一末端选择性地配置成联接到手柄以便将牙科复合材料施涂到 牙齿上。振动装置振动所联接的末端，以及传感器感测被施涂到牙齿上的牙科复合材料的 粘度。控制器操作性地联接到振动装置和联接到传感器，并且配置成响应于由传感器所感 测到的粘度来自动改变振动装置的输出频率。例如，传感器可配置成感测由牙科复合材料施加到所联接末端上的力，且控制器 配置成响应于由传感器所感测到的力来自动改变输出频率。施涂器可以是这样的，即控 制器具有若干预定的操作算法，且每一算法限定所感测到的粘度和输出频率之间的特定关系。还在另一实施例中，提供使用施涂器将牙科复合材料施涂到牙齿上的方法，所述 施涂器具有施涂器主体、联接到细长主体的用于施涂牙科复合材料的末端、以及用于振动 末端的振动装置。该方法包括在将牙科复合材料施涂到牙齿上的同时振动末端以及感测由 末端接合的牙科复合材料的状况。响应于牙科复合材料的所感测到的状况而自动改变振动 装置的输出频率。在一个具体实施例中，感测牙科复合材料的状况包括感测其粘度。还在另 一具体实施例中，感测牙科复合材料的状况包括感测由牙科复合材料施加到末端上的力。该方法包括在振动末端的同时相对于末端的另一部分转动末端的第一部分。另外 的或可选的，该方法可包括以大约80Hz到大约IOOHz范围内的频率振动末端。该方法可包 括响应于牙科复合材料粘度的所感测到的减小或增大来分别降低或增加输出频率。该方法 可包括维持其相应于大约0. 2N的所感测力的输出频率。另外的或可选的，该方法包括从 施涂器的若干操作算法中进行选择，且每一算法限定所感测到的状况和输出频率之间的关 系。从附图和关于附图的描述可明了本发明的上述以及其它的目的和优势。
结合入本说明书并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例，并且该附 图连同上面给出的对本发明的大体描述以及下面给出的详细说明一起用于解释本发明。图1是根据本发明一个实施例的牙科施涂器的透视图；图2是示出图1所示施涂器的示例性使用的透视图；图3是类似于图2的示出图1-图2所示施涂器的末端的可选实施例的视图；图3A是图1-图2所示施涂器的末端的另一可选实施例的透视图4是图1-图2所示施涂器的示意性正视图；图5-图7是图1、图2和图4所示施涂器的示例性操作算法的示意图。
具体实施例方式参照附图，且具体参照图1至图3以及图3A，示出了用于将牙科复合材料12施涂 到牙齿14上的为施涂器10形式的示例性牙科器械，在此术语“施涂”通常包括将牙科复合 材料12成形、均勻施涂或其它处理到牙齿14上。施涂器10包括限定施涂器10手柄并且 通常沿着纵向轴线18延伸的细长主体16。末端20联接到细长主体16的纵向端并且配置 成在末端20振动的过程中将复合材料12施涂到牙齿14上。为此，末端20可采取若干不 同形式的其中一种。例如，并且并不限定于此，末端20可具有为大体球形(图1，图2和图 4)、常规圆锥形、常规圆柱形或任意其它合适选择形状的工作端。此外，如图3A所示，末端20”可具有为刷子形式的工作端，其配置成提供对被施涂 到牙齿14上的复合材料12的均勻施涂(smoothing)功能。或者可选或另外的，末端可为 可转动末端20’的形式(图3)，其中末端20’具有相对于末端20’的主体部分20b转动的 端部20a。末端20由合适的选择材料制成，诸如像不锈钢或塑料材料，且可具有由氮化钛 (TiN)或聚四氟乙烯(“PTFE”)制成的涂层，或者其可根本就没有涂层。适用于本发明的施 涂器10的示例性末端在系列号为10/736，262的美国专利申请(转让给本申请的受让人) 中有所描述，且其公开内容通过全文参考明确结合于此。在所示实施例的一个方面，以及进一步参照图4，末端20和细长主体16之间的联 接是可释放的，这样根据用户的特定需求，末端20可容易地与其它末端互换。为此，末端20 和细长主体16之间的可释放联接包括固定若干叉头26的可转动卡箍25，叉头26继而夹 住末端20的基部27。这种联接是示例性的，而不意旨进行限定，相反可选择其它类型的联 接，并且仍然落入本发明的范围内。附图所示实施例的末端20是可振动的。为此，施涂器10包括位于细长主体16内 的振动装置30，其操作性地联接到末端20以便将输出振动频率和输出振动振幅给予到末 端20。例如，但是不进行限制，振动装置30可采取偏心元件31的形式，偏心元件31由依次 连接到电动机33的轴32驱动。在该方面，轴32的转动导致偏心元件31的转动，偏心元件 31的转动继而导致细长主体16的振动。在该示例性实施例中，振动从细长主体16传递到 末端20，由此导致末端20的振动。本领域的那些技术人员将容易认识到上述类型的振动装 置30及其组件仅仅是示例性的，而不意旨进行限制，振动装置30可采取其它合适的选择形 式，并且仍落入本发明的范围内。具体参照图1和图4，振动装置30由电源供电，在该实施例中，电源为电池40的形 式，电池40容纳于位于细长主体16内的电池隔室42内，且可通过盖子43放置和取出电池 40。电池40将电力提供给电动机33，电动机33继而通过振动装置30可操作地联接到末端 20。同样位于细长主体16内的开关44选择性地接通和关闭电路(未示出)，由此为振动装 置30供电和断电。在该方面，施涂器10的可选预期用途包括在末端20未进行振动(也就 是开关44处于“断开”位置)的同时操纵末端20以便施涂复合材料12。应该注意，为施涂 器10供电的示例性电池40使得施涂器10比使用外部电源的传统装置更轻便。但是可以 预期施涂器10的可选实施例可具有不同类型的电源，其可位于或不位于细长主体16内。
通过控制器50 (在图4中示意示出)来控制振动装置30的操作，振动装置30可 操作地联接到控制器50。在具体实施例中，控制器50可位于细长主体16内，但是其仅仅 是示例性的，而不意旨进行限制。控制器50控制末端20振动的输出频率和输出振幅。在 具体实施例中，振动装置30的输出振动频率在音速范围内，并且例如可为大约80Hz到大约 500Hz的范围内。此外，输出振动振幅可在大约0.05mm到大约0.5mm的范围内，且更具体 的，例如可在大约0. Imm到大约0. 5mm的范围内。在该方面，可由施涂器10的用户选择不 同的输出振动频率，以便适应不同类型的复合材料12，例如，具有不同类型触变性的复合材 料。由控制器50响应于复合材料12的所感测到的状况来自动调节末端20的输出振 动频率。为此，施涂器10包括操作性地联接到控制器50并且在该实施例中位于末端20附 近的传感器60。该实施例的传感器60配置成在将复合材料12施涂到牙齿14上时感测复 合材料12的粘度。更具体的，在该实施例中，传感器60位于末端20的基部27附近，并且 具有位于细长主体16内的一对示意性示出的感测元件60a、60b。第一感测元件60a配置 成感测由复合材料12施加到末端20上的与纵向轴线18成直角(也就是，通常垂直于纵向 轴线18)的力。第二感测元件60b配置成感测由复合材料12施加到末端20上的平行于纵 向轴线18或沿着纵向轴线18的力。在末端20与复合材料12振动接合后，感测元件60a、 60b的其中之一或两者偏斜一定的量，该量与复合材料12施加到末端20上的预定的力相 关。在使用中，传感器60产生到控制器50的相应于所感测力的信号，且控制器50响应于 该信号自动改变振动装置30的输出频率，以及因此改变末端20的输出频率。本领域的那 些技术特将容易意识到，可选的，传感器60可选择其它形式和/或位于不同于附图所示的 位置。在具体实施例中，所感测力可指示复合材料12粘度的增加。在这种情况下，控制 器50通过增加末端20的输出频率而对所感测力作出响应，增加末端20的输出频率继而有 效地将粘度减小到希望的预定水平。在另一具体实施例中，所感测力可指示复合材料12粘 度的减小，在这种情况下，控制器50通过降低末端20的输出频率而对所感测力作出响应。 该输出频率的降低继而有效地将复合材料12的粘度增加到希望的预定水平。复合材料12 的希望的预定粘度水平可相应于施加到末端20上的所感测力，例如大约0. 2N。这种希望的 预定粘度水平会相应于一定的粘度水平，在该粘度水平下材料的切应力允许传统的复合材 料12容易分配到牙齿上且不易于粘附到末端20的表面上。继续参照图1和图4，以及进一步参照图5至图7，施涂器10可具有几种操作模式， 且每一操作模式与控制器50的一种操作算法相关联，并且每一操作算法建立复合材料12 的所感测到的状况(例如，粘度)和输出频率之间的关系。更具体的，附图示出三种不同的 这种操作算法66、67、68，每一操作算法与由复合材料12施加到末端20上的所感测到的力 和输出频率相关。在该方面，每一算法66、67、68可相应于不同类型的复合材料12，诸如低 粘度材料、高粘度材料、用于牙罩冠或嵌入物的粘固粉材料、或者凹坑或裂缝密封材料等。为了便于根据算法66、67、68其中之一操作施涂器10，施涂器10设有合适定位的 接口 70 (在附图中示意示出)，该接口允许用户(例如牙医)在几种算法66、67、68中进行 选择(例如依赖于为牙科手术所选的复合材料12的特定流动特性)。如在示例性算法66、 67,68中所示，在大约IOOHz到大约150Hz范围内的输出频率通常相应于0. 2N的所感测力，发现该0. 2N的所感测力继而相应于复合材料12的希望水平的粘度和切应力，如上所述。这 样施涂器10的操作可包括基于所感测力来自动调节输出频率，以便维持大约0. 2N的所感 测力。在使用中，可由用户选择算法66、67、68的其中之一。例如，针对特定类型的复合 材料12，用户可选择算法68(图7)。当施涂器10将复合材料12接合到牙齿14上时，由传 感器60对由复合材料12施加到末端20上的力进行感测，传感器60继而产生指示所感测 力的信号到控制器50。如果所感测力在可接受范围内(例如，大约0.2N)，控制器50则指 导振动装置30继续以相同或类似的输出频率和振幅来振动末端20。另一方面，如果所感 测力例如指示不可接受的高粘度(例如，所感测力大于0. 2N的量超过某个阈值)，则控制 器50响应于从传感器60接受到的信号指导振动装置30增加输出频率，直到材料12的粘 度减小到相应于大约0. 2N的所感测力的水平。例如，且具体参照图7，所感测力可为大约0. 7N。在该方面，控制器50可指导振动 装置30以大约IlOHz的频率振动末端20，例如以便获得0. 2N的所感测力的目标值，且其很 可能相应于复合材料12的希望粘度水平。相反，如果所感测力例如指示不可接受的低粘度 (例如，所感测力小于0. 2N的量超过某个阈值)，则控制器50响应于从传感器60接受到的 信号指导振动装置30降低末端20振动的输出频率，直到复合材料12的粘度增加到相应于 大约0. 2N的所感测力的水平。在该实施例的一个方面，控制器50可指导对振动装置30的输出频率以与保证复 合材料12具有期望的性质相一致的加速速率或减速速率进行任何调节，如由特定所选算 法预测的那样。例如，这种可控的加速或减速会是希望的，例如，以便防止复合材料12的粘 度的任意超量或突然的下降，上述超量或突然的下降是由随着时间推移输出频率的以其它 方式较大增加或降低造成的。虽然已经通过本发明的一个或多个实施例的描述解释说明了本发明、并且相当详 细地描述了实施例，上述实施例并不意旨将本发明的范围限定或以任意方式限制到上述细 节。在此所示和描述的各个特征可单独使用或可任意组合使用。附加的优势和改型对于本 领域的那些技术人员而言将是容易显现的。因此本发明的更宽泛方面并不限于所示和所述 的具体细节、代表性的设备和方法、以及示例性实施例。因此，在不脱离通常发明性理念限 定的范围下，可对上述细节进行变更。
权利要求
1.用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的振动施涂器，所述施涂器包括细长主体；联接到所述细长主体以便将牙科复合材料施涂到牙齿上的末端；用于振动所述末端的振动装置；用于感测牙科复合材料状况的传感器；以及控制器，其操作性地联接到所述振动装置以及联接到所述传感器，且配置成响应于由 所述传感器所感测的状况来自动改变所述振动装置的输出频率。
2.根据权利要求1所述的施涂器，其特征在于，所述传感器配置成感测牙科复合材料 的粘度。
3.根据权利要求1或2所述的施涂器，其特征在于，所述传感器配置成感测由牙科复合 材料施加到所述末端上的力。
4.根据权利要求3所述的施涂器，其特征在于，所述控制器配置成响应于由牙科复合 材料施加到所述末端上的力的所感测到的减小来降低所述输出频率。
5.根据权利要求3所述的施涂器，其特征在于，所述控制器配置成响应于由牙科复合 材料施加到所述末端上的力的所感测到的增加来增加所述输出频率。
6.根据权利要求3至5任一项权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述细长主体限定 施涂器的纵向轴线，所述传感器配置成感测由牙科复合材料施加到所述末端上的在垂直于 所述纵向轴线的方向上的力。
7.根据权利要求3至5任一项权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述细长主体限定 施涂器的纵向轴线，所述传感器配置成感测由牙科复合材料施加到所述末端上的在通常平 行于所述纵向轴线或沿着所述纵向轴线的方向上的力。
8.根据任一前述权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述振动装置可操作以便以大 约80Hz到大约500Hz范围内的频率振动所述末端，优选以大约IOOHz到大约500Hz范围内 的频率振动所述末端。
9.根据任一权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述振动装置可操作以便以大约 0. 05mm到大约0. 5mm范围内的振幅振动所述末端，优选以大约0. Imm到大约0. 5mm范围内 的振幅振动所述末端。
10.根据权利要求9所述的施涂器，其特征在于，所述振幅为大约0.05mm。
11.根据任一前述权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述末端可释放地联接到所述 细长主体，由此允许用另一末端替换所述末端。
12.根据任一前述权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述末端为大体球形。
13.根据任一前述权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述振动装置由电池供电，所 述施涂器进一步包括位于所述细长主体内的用于容纳所述电池的隔室。
14.根据任一前述权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述末端包括刷子或可转动部 分的其中之一，上述刷子或可转动部分的其中之一配置成在所述末端振动过程中将牙科复 合材料分配到牙齿上。
15.根据任一前述权利要求所述的施涂器，其特征在于，所述控制器具有若干预定的操 作算法，每一算法限定所感测状况和所述输出频率之间的特定关系。
16.用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的振动施涂器，所述施涂器包括手柄；若干末端，每一末端选择性地配置成联接到手柄，且每一联接末端适于将牙科复合材 料施涂到牙齿上；用于振动所述联接末端的振动装置；传感器，用于感测被施涂到牙齿上的牙科复合材料的粘度；以及控制器，其操作性地联接到所述振动装置和联接到所述传感器，且配置成响应于由所 述传感器所感测到的粘度自动改变所述振动装置的输出频率。
17.根据权利要求16所述的施涂器，其特征在于，所述传感器配置成感测由牙科复合 材料施加到所述联接末端上的力，所述控制器配置成响应于由所述传感器所感测到的力来 自动改变所述输出频率。
18.根据权利要求16或17所述的施涂器，其特征在于，所述控制器具有若干预定的操 作算法，每一算法限定所感测到的粘度和所述输出频率之间的特定关系。
19.一种使用施涂器将牙科复合材料施涂到牙齿上的方法，所述施涂器具有施涂器主 体、联接到施涂器主体的用于施涂牙科复合材料的末端、以及用于振动末端的振动装置，所 述方法包括在将牙科复合材料施涂到牙齿上的同时用振动装置振动末端；感测由末端接合的牙科复合材料的状况；以及响应于牙科复合材料的所感测到的状况来自动改变振动装置的输出频率。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，感测牙科复合材料的状况包括感测牙 科复合材料的粘度。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括响应于牙科复合材料的所感测到的粘度减小或增大来分别降低或增加输出频率。
22.根据权利要求19至21的任一项权利要求所述的方法，其特征在于，感测牙科复合 材料的状况包括感测由牙科复合材料施加到末端上的力。
23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括维持输出频率，使得所述输出频率相应于大约0. 2N的所感测力。
24.根据权利要求19至23的任一项权利要求所述的方法，进一步包括在振动末端的同时相对于末端的另一部分转动末端的第一部分。
25.根据权利要求19至M的任一项权利要求所述的方法，进一步包括以大约80Hz到大约500Hz范围内的频率振动末端。
26.根据权利要求19至25的任一项权利要求所述的方法，进一步包括从施涂器的若干操作算法中进行选择，每一算法限定所感测到的状况和输出频率之间 的关系。
全文摘要
本发明涉及牙科复合材料施涂器及相关方法。提供用于将牙科复合材料施涂到牙齿上的振动施涂器。施涂器具有细长主体和联接到细长主体以便将牙科复合材料施涂到牙齿上的末端。施涂器还包括用于振动末端的振动装置和用于感测牙科复合材料状况的传感器。控制器操作性地联接到所述振动装置以及联接到所述传感器，且配置成响应于由所述传感器所感测到的状况来自动改变所述振动装置的输出频率。
文档编号A61C5/00GK102090934SQ20101058362
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月8日 优先权日2009年12月10日
发明者B·基尔谢尔, M·达罗尔德 申请人:克尔霍公司