專利名稱：增進牙周組織細胞活性的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種牙齒保健的方法及其裝置，尤其涉及一種增進牙周組織細胞活性的方法及其裝置。
背景技術：
請參考圖1，圖1是人類牙齒10及牙周組織12的結構剖面圖。一般而言，牙周組織12通常指牙齒周圍支持的組織，包括牙周韌帶121、齒槽骨122、牙齦123及牙骨質IM 等，牙周組織是用作支持及穩固牙齒的組織，使牙齒能發揮最有效的咀嚼功能。牙周組織的損壞，其中最常見的癥狀包括牙齦發炎(gingivitis)、牙齦與齒槽骨的萎縮(gingival atrophy)。這些缺陷時常會造成美觀上的問題、敏感以及牙齒搖動的困擾，長時間下來就很容易轉變成牙周病(periodontal disease)。目前醫學研究中指出，牙周組織12的損壞大多是由存留在牙頸部(dental neck)的牙菌斑所引起。當牙菌斑(dental plaque)開始釋放毒素時，就會侵犯牙齒周圍的支持組織，當這些細菌大量繁殖蔓延，就會開始造成牙齦的疼痛，嚴重的時候會化膿 (suppuration)，若不處理、持續惡化，牙齒所附著的骨骼會慢慢流失，牙齒開始搖動，最后牙齒就會逐一脫落。 現有的牙醫技術對于組織損壞的處理，基本上是以降低口腔內的細菌及減少牙周組織(牙齦、牙周韌帶等)的發炎現象為主。通常采用手術刮除口腔內的細菌、搭配抗生素及消炎藥。或在治療的同時，以雷射光照射口腔內部，以達到殺菌以及抑制生物膜(biofilm)的形成。然而，手術刮除治療具有侵入性，必須由醫師直接進行操作，且容易產生，例如牙齦萎縮，牙根暴露，對冷熱敏感等后遺癥。而雷射光的高能量，雖然可抑制口腔內的細菌及生物膜的生長，但近距離長時間照射，會對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷。因此，需要對照射能量加以管控，較佳應在醫師或專業人員指導下進行操作，并不適合作為日常預防保健使用。因此，有需要提供一種不會對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷，適合提供一般人日常牙齒預防保養的方法以及裝置，以達到保健牙齒組織的目的。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種增進牙周組織細胞活性的方法，其不會對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷，以達到保健牙齒組織的目的。本發明的另一目的在于提供一種增進牙周組織細胞活性的裝置，其不會對牙齒、 牙周或其它口腔組織造成損傷，以達到保健牙齒組織的目的。本發明提供一種增進牙周組織細胞活性的方法，其包括以至少一個發光二極管 (Light Emitting Diode, LED)光源，照射口腔區域中至少一顆牙齒的牙周組織，其照射能量介于0. 1焦耳/平方厘米(J/cm2)到10焦耳/平方厘米之間。在本發明的一實施例中，上述的牙周組織包括齒槽骨(alveolar bone)細胞，發光
4二極管光源的光照波長為415 士 25納米(nm)，且照射能量介于0.2焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。在本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括齒槽骨細胞，發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。在本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括齒槽骨細胞，發光二極管光源的光照波長為635 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。在本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙齦纖維母細胞(Gingival Fibroblast, GF),發光二極管光源的光照波長為415士25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。在本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙齦纖維母細胞，發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。在本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙齦纖維母細胞，發光二極管光源的光照波長為635 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。在本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙周纖維母細胞(Periodontal Fibroblast，PF)，發光二極管光源的光照波長為415 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙周纖維母細胞，發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙周纖維母細胞，發光二極管光源的光照波長為635nm士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙周韌帶(Periodontal Ligmant, PL)細胞，發光二極管光源的光照波長為415 士 25納米，且照射能量介于0. 2焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙周韌帶細胞，發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于0. 2焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，上述的牙周組織包括牙周韌帶細胞，發光二極管光源的光照波長為635 士 25納米，且照射能量介于0. 5焦耳/平方厘米到6焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，上述增進牙周組織細胞活性的方法還包括以多個發光二極管光源，同時照射口腔區域中的多顆牙齒的牙周組織，且相鄰兩發光二極管光源所發出的光，照射范圍有部分重疊，使每顆牙齒的牙周組織的照射能量均介于0. 5焦耳/平方厘米到6焦耳/平方厘米之間。本發明的一個實施例中，發光二極管光源的照射位置，是在牙齒與此牙齒的牙齦的交接處。本發明還提供一種一種增進牙周組織細胞活性的裝置，其特征在于，所述裝置包括本體和光照部，所述本體具有內表面、外表面以及連接部，共同定義出牙齒容置槽，用以套置于齒列上，所述光照部設置于所述本體上，具有多個發光二極管光源，設置于所述內表
5面及所述外表面，所述這些光二極管光源的照射能量，實值介于0. 1焦耳/平方厘米(J/ cm2)到10焦耳/平方厘米之間。根據上述實施例，本發明提出一種使用具有特定波長與照射能量的發光二極管光源，對牙周組織進行照射，以增進牙周組織細胞活性的方法及其裝置。由于所采用的發光二極管光源，輻射能量較低，直接照射并不會對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷，適合提供一般人日常牙齒預防保養的方法及其裝置，可達到保健牙周組織的目的。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
圖1是人類牙齒及牙周組織的結構剖面圖。圖2是根據本發明一個實施例，所示的一種發光二極管照射裝置的結構示意圖。圖3A到圖3F是根據本發明的較佳實施例，所示的一系列牙周組織細胞的粒線體活性試驗結果分析圖。4A到圖41是根據本發明的較佳實施例，所示的齒槽一系列牙周組織細胞內堿性磷酸酶試驗的結果分析圖。圖5A到圖5F是根據本發明的較佳實施例，所示的一系列牙周組織光照后細胞增生試驗的結果分析圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的增進牙周組織細胞活性的方法及其裝置其具體實施方式
、方法、步驟、結構、特征及功效，詳細說明如后。本發明通過采用適當的光照條件與光照方式來增進牙周組織細胞活性，一旦牙周組織細胞活性增高，可促使損傷的牙周組織復原，對于未被損傷細胞的生理機能也可因而獲得強化，因此可提供一般人日常牙齒預防保養的方法，達到牙齒保健的目的。此處所定義的牙周組織細胞至少包括齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞。都可利用本發明方法加以活化，從而促進牙齒健康。在光照條件部分，本發明利用發光二極管作為光源，以特定照射能量，對牙周組織進行照射，以增進牙周組織細胞活性，促進牙周組織細胞增生。為達到日常預防保健的目的，本發明選用的能量范圍控制在足以促進牙周組織細胞活化，同時避免對牙周組織細胞有不良影響的照射能量，即介于0.1焦耳/平方厘米到10 焦耳/平方厘米之間。此能量的選擇依據將在以下通過實驗數據加以說明。另外，發光二極管光源的發光波長，為根據牙周組織細胞的不同，以及照射能量的差異，可有不同的最佳照射波長。一般而言，以發光波長415士25納米的藍光、575士25納米的黃光、以及635士25 納米的紅光波長范圍尤佳。本發明發光二極管光源的波長范圍也可為多種不同波長光的組合，可對不同牙周組織細胞產生不同程度的活化與增生效果，因此可全方位促進牙齒組織的保健。
在光照方式上，鑒于本發明在預防保健上的效果、便利性與實用性，本發明采取在適當的照射位置處同時照射一顆以上牙齒的牙周組織細胞，可以使得多處牙周組織細胞同時活化，以縮短照射時間，提升使用者的使用意愿。照射時間例如在10秒鐘至20分鐘之間。舉例而言，可使用牙套式的光照模塊來達到此目的。任何本領域普通技術人員，均可在了解本發明的實施方式下，采用各種不同的光照模塊設計。本案在此處舉一個實例，請參考圖2所示，然而此實例并不用以限制本發明方法的實施方式。圖2所示的一種發光二極管照射裝置200，其包括本體201、光照部202及電源供應單元203。在本實施例中，本體201為U型結構，具有相對的內表面201a及外表面201b。 內表面201a及外表面201b之間，具有一個連接部201c，用以和內表面201a及外表面201b 共同定義出一個牙齒容置槽201d;可用來套置在使用者的上頌(或下頌)齒列(maxillary or mandibular teeth)。該本體的尺寸與材質設計，較佳可以讓使用者的嘴唇在套置此裝置時仍可自然閉上，以方便日常保健上的頻繁使用。光照部202，設置在本體201上，具有至少一個發光二極管光源，例如多個光源 202a,202b,202c和202d，分別設置在內表面201a及外表面201b。發光二極管光源2(^a、202b、202C和202d的設置是在本體套置在牙齒上時，位于牙齦及牙齒交界處附近，可使牙周組織的照射達到較好的效果。由于光源所發射的光一般呈扇形發散，例如可使用120度發散的光源。因此發光二極管光源2(^a、202b、202c和202d 與牙齒的距離，較佳可以使相鄰兩光源所發射的光線有部分重疊，以使每顆牙齒的光照均勻。發光二極管光源20加、202b、202c和202d的選用功率雖無特別限制，但應符合本發明的照射能量要求，即大約介于0.1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間，以避免對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷。其中照射時間依據不同發光二極管光源與照射能量要求，而有所差異。較佳的照射時間，大約在10秒鐘至20分鐘之間，此照射時間也適于日常保健之用。另外，發光二極管光源2(^a、202b、202c和202d也可依據實際需求同時開啟或部分開啟，以選擇性地對牙齒及牙齦組織提供全面性或區域性的光源照射，達到增進牙周組織細胞活性的效果。接著以上述方法對牙周組織細胞(包括齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞)進行體外的(in vitro)照射，并進行細胞活性試驗及細胞再生試驗， 來證實上述方法確實具有促進牙周組織細胞活性及增進牙周組織細胞再生的功效。試驗方法及結果詳述如下
一、細胞活性試驗 (1)細胞粒線體活性試驗
以牙周細胞粒線體(mitochondria)活性表現及細胞堿性磷酸酶(Alkaline Phosphatase, ALP)活性作為檢驗細胞活性的指標。首先以依照不同牙周組織細胞的生理特性，采用三種不同波長的發光二極管光源(波長實質為652納米的紅光發光二極管光源、 波長實質為590納米的黃光發光二極管光源、和波長實質為415納米的藍光發光二極管光源)，以及多種不同的照射能量，分別對含齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞進行照射與培養。再利用MTT分析法以活細胞代謝物還原劑(3-4，5-cimethylthiazol-2-yl)-2, 5-diphenyl tetrazolium bromide)分別測量含齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞內粒線體的活性變化。實際試驗結果請參考圖3A 到圖3F
圖3A是根據本發明的較佳實施例，所示的齒槽骨細胞的粒線體活性試驗結果分析圖。 橫軸代表不同的照射能量(0. 5焦耳/平方厘米、5焦耳/平方厘米和10焦耳/平方厘米); 縱軸為齒槽骨細胞，經過三天培養后的活性比值，其是將所測量的粒線體活性除以未經光照的控制組的粒線體活性平均值。根據測量結果，可觀察到，采用藍光發光二極管光源照射齒槽骨細胞，在照射能量為0. 5焦耳/平方厘米時，粒線體的活性有最佳表現。若采用紅光或黃光發光二極管光源進行照射，在照射能量為5焦耳/平方厘米時，有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較， 可促進細胞活性將近2倍。圖;3B和圖3C根據本發明的較佳實施例，所分別示出的牙齦纖維母細胞粒線體活性試驗結果分析圖。其中，圖3B和圖3C的牙齦纖維母細胞，是分別以不同光照射能量進行照射(圖3B為2.5焦耳/平方厘米；圖3C為5焦耳/平方厘米)。橫軸代表光照射后的培養天數；縱軸代表細胞數量的吸光值(Optical Density, 0D)。由測量結果可以看出，采用藍光發光二極管光源照射牙齦纖維母細胞，在照射能量為2. 5焦耳/平方厘米時有最佳表現；若采用紅光或黃光二極管光源進行照射，則在照射能量為5焦耳/平方厘米時，粒線體活性會有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進細胞活性近2倍。圖3D和圖3E根據本發明的較佳實施例，所分別示出的牙周纖維母細胞粒線體活性試驗結果分析圖。其中，圖3D和圖3E的牙齦纖維母細胞，是分別以不同光照射能量進行照射(圖3D為2. 5焦耳/平方厘米；圖3E為5焦耳/平方厘米)。橫軸代表光照射后的培養天數；縱軸為活性比值，其是將所測量的粒線體活性除以未經光照的控制組的粒線體活性平均值。由測量結果可以看出，采用藍光發光二極管光源照射牙齦纖維母細胞，在照射能量為2. 5焦耳/平方厘米時，粒線體活性會有最佳表現。若以用紅光或黃光發光二極管光源進行照射，則照射能量為5焦耳/平方厘米時，粒線體活性會有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進細胞活性近2倍。圖3F是根據本發明的較佳實施例，所示的牙周韌帶細胞的粒線體活性試驗結果分析圖。橫軸代表不同實驗組的照射能量(0. 5焦耳/平方厘米、2焦耳/平方厘米和5焦耳/平方厘米);縱軸為活性比值，其是將實驗組所測量的粒線體活性，除以未經光照的控制組的粒線體活性平均值。根據測量結果，采用上述三種不同波長的發光二極管光源照射后的牙周韌帶細胞，經過三天培養后，可觀察到光刺激對牙周韌帶粒線體活性表現的影響。其中，牙周韌帶細胞粒線體的活性表現。在采用藍光發光二極管光源進行照射時，照射能量為0.5焦耳/ 平方厘米時，有最佳表現。在采用紅光與黃光發光二極管光源進行照射時，以照射能量為2 焦耳/平方厘米時，有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進細胞活性將近2倍。(2)細胞內堿性磷酸酶試驗
依照不同牙周組織細胞的生理特性(phenotype)，采用三種不同波長的發光二極管光源(波長實質為652納米的紅光發光二極管光源、波長實質為590納米的黃光發光二極管光源、和波長實質為415納米的藍光發光二極管光源)，以及多種不同的照射能量，分別對含齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞進行照射與培養。再分別測量含齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞內堿性磷酸酶的活性變化。由于細胞內的堿性磷酸酶在特定環境下，能催化對硝基苯磷酸酯 (p-nitrophrnylatephosphate)反應；而所生成的對硝基苯酚陰離子(p-nitrophrnylate anion)在405納米有最大吸光波峰。故可通過檢驗細胞內部的p-nitrophrnylate anion 得到堿性磷酸酶的活性值。實際試驗結果請參考圖4A到圖41。圖4A到圖4C是根據本發明的較佳實施例，所分別示出的齒槽骨細胞內堿性磷酸酶試驗的結果分析圖。試驗的分組方式，是先采用，三種不同光源進行分組(圖4A到圖4C 分別為波長實質為652納米的紅光發光二極管光源、波長實質為590納米的黃光發光二極管光源、和波長實質為415納米的藍光發光二極管光源)。采用相同波長的實驗組中，又分別采用0. 1焦耳/平方厘米、0. 5焦耳/平方厘米、5焦耳/平方厘米和10焦耳/平方厘米四種不同照射能量來對齒槽骨細胞進行照射。經過培養后，進行齒槽骨細胞內堿性磷酸酶濃度微克/細胞(μ g/cell)的測量。其中，橫軸代表不同的培養天數；縱軸為齒槽骨細胞內堿性磷酸酶的濃度。由圖4A到圖4C可看出，不論采用藍光發光二極管光源、紅光發光二極管光源或黃光發光二極管光源，對齒槽骨細胞進行照射，都能顯著地增進堿性磷酸酶的活性。另外，采用藍光照射齒槽骨細胞，在照射能量為0. 5焦耳/平方厘米時，可達到最佳表現；采用紅光或黃光照射齒槽骨細胞，在照射能量為5焦耳/平方厘米時，可達到最佳表現。圖4D到圖4F是根據本發明的較佳實施例，所分別示出的牙齦纖維母細胞內堿性磷酸酶試驗的結果分析圖。首先采用實值為0. 5焦耳/平方厘米、2焦耳/平方厘米和5焦耳/平方厘米三種照射能量，來進行分組(圖4D到圖4F)。每一實驗組再分別以紅光發光二極管光源、黃光發光二極管光源、和藍光發光二極管光源，對牙齦纖維母細胞進行照射。經過培養后，進行牙齦纖維母細胞內堿性磷酸酶濃度的測量。其中，橫軸代表不同的培養天數；縱軸為活性比值，其是將所測量的牙齦纖維母細胞內堿性磷酸酶的濃度，除以未經光照的控制組的牙齦纖維母細胞內堿性磷酸酶的濃度平均值。由圖4D到圖4F可以看出，不論采用藍光發光二極管光源、紅光發光二極管光源或黃光發光二極管光源，對牙齦纖維母細胞進行照射，都能促進細胞分泌(secret)堿性磷酸酶。當照射能量為0.5焦耳/平方厘米時，采用藍光來對于牙齦纖維母細胞進行照射，可達到最佳表現；當照射能量為2焦耳/平方厘米時，采用紅光來對于牙齦纖維母細胞進行照射，可達到最佳表現；當照射能量為5焦耳/平方厘米時，采用黃光來對于牙齦纖維母細胞進行照射，可達到最佳表現。圖4G到圖41是根據本發明的較佳實施例，所分別示出的牙周纖維母細胞內堿性磷酸酶試驗的結果分析圖。首先采用實值為0. 5焦耳/平方厘米、5焦耳/平方厘米和10 焦耳/平方厘米三種照射能量，來進行分組(4G到圖41)。每一實驗組再分別以紅光發光二極管光源、黃光發光二極管光源、和藍光發光二極管光源，對牙周纖維母細胞進行照射。經過培養后，進行牙周纖維母細胞內堿性磷酸酶濃度的測量。其中，橫軸代表不同的培養天數；縱軸為活性比值，其是將所測量的牙齦纖維母細胞內堿性磷酸酶的濃度，除以未經光照的控制組的牙齦纖維母細胞內堿性磷酸酶的濃度平均值。由圖4G到圖41可看出，不論采用藍光發光二極管光源、紅光發光二極管光源或黃光發光二極管光源，對牙周纖維母細胞進行照射，都能促進細胞分泌堿性磷酸酶。尤其是藍光發光二極管光源在照射能量實質為0. 5焦耳/平方厘米；紅光及黃光發光二極管光源在照射能量實質為5焦耳/平方厘米時，細胞活性可達到最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進細胞堿性磷酸酶分泌近2倍。二、細胞再生試驗
以光照后細胞增生的數量，作為增進細胞再生的指標。首先以依照不同牙周組織細胞的生理特性，采用三種不同波長的發光二極管光源(波長實質為652納米的紅光發光二極管光源、波長實質為590納米的黃光發光二極管光源、和波長實質為415納米的藍光發光二極管光源)，以及多種不同的照射能量，分別對含齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞進行照射與培養。再分別利用細胞計數器，測量含齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞內粒線體的細胞增生密度。實際試驗結果請參考圖5A到圖5F。圖5A是根據本發明的較佳實施例，所示出的齒槽骨細胞光照后細胞增生試驗的結果分析圖。橫軸代表不同的照射能量(分別為0. 5焦耳/平方厘米、5焦耳/平方厘米和 10焦耳/平方厘米)；縱軸為齒槽骨細胞密度比值，其為光照實驗組齒槽骨細胞數除以未經光照的控制組的齒槽骨細胞數平均值。根據測量結果，可觀察到，采用藍光發光二極管光源照射齒槽骨細胞，在照射能量為0. 5焦耳/平方厘米時，對齒槽骨細胞的增生有最佳的促進作用；若采用紅光與黃光發光二極管光源進行照射，則在照射能量為5焦耳/平方厘米時，有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進齒槽骨細胞數量增生將近1. 5倍。圖5B和圖5C根據本發明的較佳實施例，所分別示出的牙齦纖維母細胞光照后細胞增生試驗結果分析圖。其中，圖5B和圖5C的牙齦纖維母細胞分別以不同光照射能量進行照射(圖5B為0. 5焦耳/平方厘米；圖5C為5焦耳/平方厘米)。橫軸代表光照射后的培養天數；縱軸為牙齦纖維母細胞密度比值，其為光照實驗組牙齦纖維母細胞數除以未經光照的控制組的牙齦纖維母細胞數平均值。根據測量結果，可觀察到，采用藍光發光二極管光源照牙齦纖維母細胞，在照射能量為0. 5焦耳/平方厘米時，對牙齦纖維母細胞的增生有最佳的促進作用；若采用紅光與黃光發光二極管光源進行照射，則在照射能量為5焦耳/平方厘米時有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進牙齦纖維母細胞數量增生將近1. 4倍。圖5D和圖5E根據本發明的較佳實施例，所分別示出的牙周纖維母細胞光照后細胞增生試驗結果分析圖。其中，圖5D和圖5E的牙齦纖維母細胞分別以不同光照射能量進行照射(圖5D為0. 5焦耳/平方厘米；圖5E為5焦耳/平方厘米)。橫軸代表光照射后的培養天數；縱軸為牙周纖維母細胞密度比值，其為光照實驗組牙周纖維母細胞數除以未經光照的控制組的牙周纖維母細胞數平均值。
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根據測量結果，可觀察到，采用藍光發光二極管光源照射牙周纖維母細胞，在照射能量為0. 5焦耳/平方厘米時，對牙周纖維母細胞的增生有最佳的促進作用；若采用紅光與黃光發光二極管光源進行照射，則在照射能量為5焦耳/平方厘米時有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進牙周纖維母細胞數量增生將近2倍。圖5F是根據本發明的較佳實施例，所示的牙周韌帶細胞光照后細胞增生試驗的結果分析圖。橫軸代表不同的照射能量(分別為0. 5焦耳/平方厘米、5焦耳/平方厘米和 10焦耳/平方厘米)；縱軸為牙周韌帶細胞密度比值，其為光照實驗組牙周韌帶細胞數除以未經光照的控制組的牙周韌帶細胞數平均值。根據測量結果，可觀察到，采用藍光發光二極管光源照射牙周韌帶細胞，在照射能量為0. 5焦耳/平方厘米時，對牙周韌帶細胞的增生有最佳的促進作用；若采用紅光與黃光發光二極管光源進行照射，則在照射能量為5焦耳/平方厘米時有最佳表現。若與未經光照的控制組相比較，可促進牙周韌帶細胞數量增生將近1. 7倍。綜上所述，根據測量結果，采用本發明實施例所提供的方法及裝置，對牙周組織細胞進行照射，確實可促進牙周組織細胞活性提高，促進細胞分化，并進而刺激牙周組織細胞增生。而且，當采用藍光發光二極管光源照射牙周組織細胞時，其增進齒槽骨細胞活性， 并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于0. 2焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間； 且最佳照射能量為0. 5焦耳/平方厘米。增進牙齦纖維母細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于1焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為2. 5 焦耳/平方厘米。增進牙周纖維母細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于1 焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為2. 5焦耳/平方厘米。增進牙周韌帶細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于0. 2焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為0. 5焦耳/平方厘米。當采用黃光和紅光發光二極管光源進行照射時，其增進齒槽骨細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為5焦耳/平方厘米。增進牙齦纖維母細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為5焦耳/平方厘米。增進牙周纖維母細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為5焦耳/平方厘米。增進牙周韌帶細胞活性，并促進細胞增生的有效照射能量，實質介于0. 5焦耳/平方厘米到6焦耳/平方厘米之間；且最佳照射能量為2焦耳/平方厘米。值得一提的是，根據試驗顯示，由于本發明實施例是采用低功率發光二極管進行照射，光照能量所造成的溫度變化，均在細胞可容許的范圍內。因此，在提高細胞活性，刺激組織細胞再生的同時，并不會產生明顯的熱效應而影響細胞的正常生理表現。另外，通過分析光照后牙周細胞(齒槽骨細胞、牙齦纖維母細胞、牙周纖維母細胞及牙周韌帶細胞)的細胞程序凋亡(apoptosis)結果，還可發現，照射能量超過10焦耳/平方厘米以上，才有可能對牙周細胞造成明顯傷害。還顯示采用本發明實施例所提供的方法及裝置，并不會造成牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷。具有安全性高，操作簡便的技術優勢，適合提供給一般人日常牙齒的預防保養。
根據上述實施例，本發明是提出一種使用具有特定波長與照射能量的發光二極管光源，對牙周組織進行照射，以增進牙周組織細胞活性，促進牙周組織細胞增生的方法及其裝置。由于所采用的發光二極管光源，輻射能量較低，直接照射并不會對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷，適合提供給一般人日常牙齒的預防保養，可達到保健牙齒組織的目的。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種增進牙周組織細胞活性的方法，其特征在于，所述方法包括以至少一個發光二極管光源，照射口腔區域中一顆以上牙齒的牙周組織，其照射能量介于0.1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
2.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括齒槽骨細胞，所述發光二極管光源的光照波長為415 士 25納米，且照射能量介于0. 2焦耳 /平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。
3.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括齒槽骨細胞，所述發光二極管光源的光照波長為575士25納米，且照射能量介于1焦耳/ 平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
4.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括齒槽骨細胞，所述發光二極管光源的光照波長為635士25納米，且照射能量介于1焦耳/ 平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
5.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙齦纖維母細胞，所述發光二極管光源的光照波長為415 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。
6.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙齦纖維母細胞，所述發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
7.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙齦纖維母細胞，所述發光二極管光源的光照波長為635士25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
8.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙周纖維母細胞，所述發光二極管光源的光照波長為415 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。
9.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙周纖維母細胞，所述發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
10.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙周纖維母細胞，所述發光二極管光源的光照波長為635 士 25納米，且照射能量介于1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
11.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙周韌帶細胞，所述發光二極管光源的光照波長為415 士 25納米，且照射能量介于0. 2焦耳/平方厘米到5焦耳/平方厘米之間。
12.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙周韌帶細胞，所述發光二極管光源的光照波長為575 士 25納米，且照射能量介于0. 5焦耳/平方厘米到6焦耳/平方厘米之間。
13.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述牙周組織包括牙周韌帶細胞，所述發光二極管光源的光照波長為635 士 25納米，且照射能量介于0. 5焦耳/平方厘米到6焦耳/平方厘米之間。
14.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述增進牙周組織細胞活性的方法還包括以多個發光二極管光源，同時照射所述口腔區域中的多顆牙齒的牙周組織，且相鄰兩發光二極管光源所發出的光，照射范圍有部分重疊，使每顆牙齒的牙周組織的照射能量均介于0. 1焦耳/平方厘米到10焦耳/平方厘米之間。
15.根據權利要求1所述的增進牙周組織細胞活性的方法，其特征是所述發光二極管光源的照射位置，是在所述牙齒與所述牙齒的牙齦的交接處。
16.一種增進牙周組織細胞活性的裝置，其特征在于，所述裝置包括本體和光照部，所述本體具有內表面、外表面以及連接部，共同定義出牙齒容置槽，用以套置于齒列上，所述光照部設置于所述本體上，具有多個發光二極管光源，設置于所述內表面及所述外表面，所述這些光二極管光源的照射能量，實值介于0. 1焦耳/平方厘米(J/cn^)到10焦耳/平方厘米之間。
全文摘要
本發明涉及一種增進牙周組織細胞活性的方法，包括以至少一個發光二極管(LightEmittingDiode，LED)光源，照射口腔區域中一顆以上牙齒的牙周組織，其照射能量介于0.1焦耳/平方厘米(J/cm2)到10焦耳/平方厘米之間。本發明還涉及一種應用該方法的裝置。本發明增進牙周組織細胞活性的方法及其裝置不會對牙齒、牙周或其它口腔組織造成損傷，以達到保健牙齒組織的目的。
文檔編號A61N5/06GK102441236SQ201110283509
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月22日 優先權日2010年10月9日
發明者何明樺, 洪儒生, 游翔行 申請人:何明樺, 捷盛科技股份有限公司, 洪儒生