專利名稱：發光的口腔用具以及使用方法
技術領域：
本發明涉及處理口腔的方法和設備，包括諸如發光牙刷和發光口含件的發光的口腔用具。
背景技術：
在口腔中具有很多細菌和其它微生物。盡管微生物的存在不表示不健康狀態，但是如果不注意這些微生物的話，那么將會帶來多種不希望的影響，包括口腔疾病和美容受損。牙齒變色、齲齒形成、牙周炎和牙齒掉落都是可能的后果。
口腔細菌在牙齒和其它組織的表面上形成蝕斑、無色粘膜，并且這些蝕斑形成細菌產生毒素。隨著時間的推移，蝕斑開始與其它材料結合并且硬化成粗糙的疏松沉積結石。最后的結果是表現為牙齦腫脹、出血和牙齦纖維膨大的牙齦發炎(牙齦炎)。另外，蝕斑和結石的生長可導致牙齦移離牙齒，在牙齒和牙齦之間形成細菌可滋生的空穴。細菌毒素還可牙齦組織甚至導致骨質疏松。
這樣，牙周牙齦疾病和早期齲齒的防止和治療需要在口腔的所有區域內有效殺滅細菌或者抑制生長。特別是，在牙齦組織和齒根表面的接合部內以及在牙釉質表面下殺滅細菌是重要的，并且利用常規裝置來實現是困難的。
在市場上可獲得到的、用于防止牙周疾病的牙刷、牙膏、漱口液和/或包含化學抗菌劑的口腔沖洗器的應用僅是部分成功的。另外，在組織損傷開始后，常規的治療對于改變結果是無效的。
另外，口腔可存在多種其它病癥，可是或者可不是細菌生長的直接結果，包括舌病、唾腺和小舌下腺管發炎、受損神經、口腔疼痛、喉嚨痛/扁桃腺炎、牙齒超敏和牙齒脫色。這些和其它病癥可受益于一種新的口腔治療方式。
這樣，在本領域中需要一種改進的口腔治療，其能夠有效地殺滅和/或抑制微生物、有助于改變細菌破壞性影響和/或提供在口腔中或者口腔周圍或者與口腔相關的病癥的治療。
發明內容
本發明提供了在口腔中、通過口腔或者口腔周圍治療組織的方法和設備。本發明還包括用于在口腔中進行光照治療的發光的口腔應用器。
在一個方面，本發明提供一種口腔光照治療應用器，該口腔光照治療應用器具有尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體，所述主體包括至少一個能夠用光線治療輻射照射口腔一部分的輻射發射元件。該應用器可在口腔內以多個不同的頻帶發射輻射，和/或照射多個區域。
在本發明的另一個方面，口腔應用器可與口腔的至少一部分的形狀相符。例如，口腔應用器主體可是順從的以有助于與口腔的至少一部分形狀相符和/或適于在使用者的牙齒和牙齦之間定位。
該口腔應用器可包括多個基本上使在至少一個波長范圍內的光線治療輻射透過的硬毛。在一個實施例中，硬毛可用作與輻射發射器光耦合的波導以接收和傳播來自于輻射發射器的輻射。硬毛也可用于根據硬毛增大的形狀和/或設置在硬毛中的用于散射輻射的分散劑來散射光線。另外，硬毛可具有能夠在硬毛不與口腔表面接觸的情況下阻止光傳送到口腔的光折射性能。
在本發明的另一個方面，口腔應用器可包括用于主要將輻射輸送到除牙齒以外的組織的光學元件。例如，在口腔應用器包括硬毛的情況下，輻射可在不與硬毛平行的方向上被發射。
在其它方面，本發明提供通過利用具有至少一個所選擇的波長部分的輻射照射受者口腔的至少一部分以產生生物刺激效果的生物刺激方法。例如，生物刺激效果可在被照射部分中提高血液和淋巴微循環、刺激牙髓中的血液循環、提高局部巨噬細胞活性、提高纖維原細胞、造骨細胞和成牙質細胞增殖、殺死在口腔中的至少一種細菌、真菌和病毒、使得口腔pH值正常化、在受者的血液微循環系統內殺死病毒、導致所選擇的新陳代謝血液部分的光誘發破壞、減少牙齦出血、減小牙齒超敏、減小牙齒和喉嚨疼痛、導致牙周和骨再生、植入連接、保留牙釉質、防止齲齒、齒根管殺菌、防止發炎和防止牙周疾病和治愈。在另一個實施例中，輻射的多個療程被管理以達到所選擇的總輻射劑量，從而提供生物刺激。
在一個相關的方面中，通過在多個療程中利用1mW/cm2至10mW/cm2的范圍中的輻射功率照射口腔以在被照射的組織中沉積在1焦耳/平方厘米至1000焦耳/平方厘米的范圍內的輻射劑量，最好在10焦耳/平方厘米至100焦耳/平方厘米的范圍內的輻射劑量來達到生物刺激效果。每一個可持續10秒至1000秒或者如果需要的話可更長的療程可被重復直至總治療輻射劑量，例如在X焦耳/平方厘米至X焦耳/平方厘米的范圍內的總輻射劑量，最好在X焦耳/平方厘米至X焦耳/平方厘米的范圍內的總輻射劑量被沉積在口腔組織中。
在另一個方面，生物刺激輻射主要針對口腔中的軟組織，例如面部組織。在一些實施例中，口腔被照射以將輻射劑量沉積在具有皮膚病或者美容病癥的面部皮膚下，諸如痤瘡。
在另一個方面，本發明提供一種牙齒治療方法，該牙齒冶療方法包括將無毒生色團施加到口腔并且在一個療程中將低輻射劑量輸送到生色團。輻射可具有在無毒生色團的吸收帶中的波長并且劑量可低于生色團正常響應的功率密度。在隨后的療程中，重復施加輻射的步驟直至生色團被刺激。生色團最好是牙齒增白劑和增亮劑和/或殺菌劑，在一個實施例中，牙齒增白劑和增亮劑和/或殺菌劑以生色團位于其上的膜的形式被施加。作為一個附加步驟，熱和/或附加生色團可被施加到口腔。
在本發明的另一個方面中，利用在被內生光敏劑吸收的頻譜中的光輻射直接使得口腔光褪色。最好，內生生色團是存在于牙質中的牙斑。
根據下面參照附圖的詳細描述可以進一步理解本發明，下面對附圖進行簡要說明。
根據下面參照附圖的詳細描述可以進一步理解本發明，在附圖中圖1示出了本發明的發光牙刷；圖2A示出了本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖2B是圖2A中所示的實施例的另一個圖；圖3示出了本發明的發光口含件；圖4示出了本發明的發光口含件的另一個實施例；圖5示出了本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖6示出了具有傳熱元件的發光牙刷的另一個實施例；圖7示出了具有加熱器的發光牙刷的另一個實施例；圖8示出了具有傳熱頭框的發光牙刷的另一個實施例；圖9示出了在一個方向上引導輻射的發光牙刷的另一個實施例；圖10示出了在不同方向上引導輻射的圖9的發光牙刷；圖11示出了在不同方向上引導輻射的圖9的發光牙刷；圖11A示出了本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖12示出了能夠在多于一個方向上引導輻射的本發明的發光牙刷；
圖13示出了能夠在多個方向上引導輻射的本發明的發光牙刷；圖14示出了圖13的發光牙刷的另一個實施例；圖15示出了圖13的發光牙刷的另一個實施例；圖16示出了圖13的發光牙刷的另一個實施例；圖17示出了圖13的發光牙刷的另一個實施例；圖18示出了能夠在舌部引導輻射的本發明的發光口含件的另一個實施例；圖19示出了能夠定位在牙齒和臉頰之間的本發明的發光口含件的另一個實施例；圖20示出了能夠將輻射輸送到口腔底面的本發明的發光口含件的另一個實施例；圖20A示出了具有光學元件的本發明的發光口含件；圖21示出了具有有源光學硬毛的本發明的發光牙刷；圖22示出了本發明的有源光學硬毛；圖23示出了本發明的有源光學硬毛的另一個實施例；圖24示出了本發明的有源光學硬毛的另一個實施例；圖25示出了本發明的有源光學硬毛的另一個實施例；圖26示出了本發明的有源光學硬毛的另一個實施例；圖27A示出了具有傳感器和控制器的本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖27B是圖27A的發光牙刷的另一個圖；圖28示出了具有振動機構的本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖29示出了本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖30示出了具有發電裝置的本發明的發光牙刷的另一個實施例；圖31示出了反射率對波長的圖表；圖32是光耦合劑的圖表；圖33是光進入牙齒結構的示意圖；圖34示出了輻射進入牙釉質、牙質和牙髓；圖35是在照射前和后的反射率對波長的圖表；圖36是不同外觀光學密度對波長的圖表；圖37示出了與本發明的發光的口腔用具結合使用的牙齒增白帶；以及圖38示出了本發明的發光的口腔用具的另一個實施例。
具體實施例方式
本發明涉及用于照射使用者口腔以在口腔中、通過口腔或者口腔周圍治療病癥的發光的口腔用具。本發明的口腔用具例如可包括發光牙刷、發光口含件或者其它各種類型的適于插入口腔中的發光探頭。
參見圖1、2A和2B，本發明所涉及的發光牙刷(LETB)10的一個實施例包括具有硬毛14的頭部分(刷頭)12，或光能的其它輸送系統，以及握持部分16。頭部分最好包括至少一個光輻射源18并且還可隨意地包括其它零件，諸如高反射表面20和傳感器22。光輻射源也可被安裝在握持部分中。
雖然在某些實施例中，頭部分12和握持部分16可隨意地被形成為一個單元，但是在其它實施例中，握持部分和主體部分是以可移除和可更換的方式彼此接合的以便于清潔和/或更換。握持部分16可包括電源32，(諸如電池)，以及控制開關34和隨意的控制電子。圖2B示出了包含可保護內部部件的框架38的頭部分12的更詳細圖，并且所述框架38可隨意地由熱傳導材料構成，諸如金屬、陶瓷、藍寶石、高導熱性復合材料(諸如具有碳纖維的塑料)，以便于提供從光源18與外部環境之間的熱傳輸。頭部分12還可包含硬毛14和用于從電源32向光輻射源18供電的引線39。
如下面更詳細地描述的，輻射源18可為以單頻帶寬度產生輻射的獨立源或者以多個截然不同的頻帶寬度產生輻射的獨立源。或者，輻射源18可包括多個光源，例如，發光二極管(LED)的矩陣或陣列，以相似或不同的頻帶寬度產生輻射。輻射源可為多波段光源，諸如多色LED。在一些實施例中，輻射源可為寬頻帶源(諸如燈)，并且可隨意地與用于在一個或多個期望頻帶寬度中選擇輻射的一個或多個濾光器相連接。
圖3示出了發光口含件(LEMP)24，所述發光口含件24包括具有光輻射源18的主體部分26。如所示的，主體部分26的尺寸被制定并構成得可至少部分地適放在使用者的口腔中。另外，主體包括被構成得與使用者口腔的至少一部分一致的表面。在一個實施例中，發光口含件可包括構成得用于布置得與牙齒(包括門牙、前磨齒和/或磨牙)28相對的表面。所述表面也可被構成得與牙齒和口腔壁之間的口腔部分相吻合。表面可與之適配的其它主體部分包括使用者的舌、使用者的嘴頂部(硬腭和/或軟腭)，和/或口腔底部(例如，使用者的舌下部)。
口含件24最好可包括允許使用者抓住所述口含件的柄30，并且可包括電源(諸如電池)，以及控制開關。在一個實施例中，柄還包括用于輸送或從口腔中去除物質的路徑31。例如，路徑31可提供空氣的入口和/或出口、處理劑和/或藥物的輸送，以及水的排出。
圖4示出了包含兩個限定了通常為“U”形主體部分的基本平行的耙27的發光口含件24的另一個實施例。每個耙27最好都具有至少一個光輻射源18，最好具有多個光輻射源18，當主體被放置在使用者口腔中時所述光輻射源用于照射臉頰和面部組織。各種其它形狀也是可用的，所述形狀包括例如，以與運動形嘴部防護裝置相似的方式圍繞使用者牙齒兩側的口含件。光輻射源可被設置在所述口含件的內側上以便于對牙齒和牙齦提供光照治療輻射或者光輻射源可朝向外部設置以便于對臉頰和面部組織進行光照治療。
設置在本發明的發光的口腔裝置中的光輻射源可最好包括能夠在大約280nm-100000nm的范圍內以大約1-50000mW/cm2范圍內的功率密度和1mW-10W的總功率下進行電磁輻射的多種輻射源。一種優選輻射源是LED或在1-20個不同波長下發射的LED-矩陣輻照器。用于口腔裝置的輻射源最好是小型、高效、低成本的并且可提供所需波長和功率。在一個優選實施例中，所述輻射源的輸出頻譜最好應在大約280nm-12000nm的范圍內并且具有大約10mW-1W范圍內的功率。在整個申請中術語“光”和“輻射”可互通使用，從而涵蓋光線療法中可使用的光輻射的整個光譜范圍，例如，大約280nm-100000nm的范圍，并且不局限于可見光譜。所述輻射源的尺寸最好應足夠小以便于封裝于口腔裝置中并且可充分地由電池充電至少1到15分鐘。
在一個實施例中，光輻射源是包含發光二極管(LED)和LED變體(諸如邊緣發射LED(EELED)、表面發射LED(SELED)或高亮度LED(HBLED))的固態發光裝置(SSL)。LED可基于不同材料的，諸如AlInGaN/AlN(從285nm發射)、SiC、AlInGaN、GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN、BaN、InBaN、AlGaInP(在NIR和IR中發射)，等。LED還包括有機LED，所述有機LED由作為活性材料的聚合物構成并且具有廣發射光譜。輻射源可為LED，諸如LED壓模成型、具有透明限制區域的LED、光子學晶體結構、或諧振腔發光二極管(RCLED)。
其它可行性包括超發光二極管(SLD)或最好可提供廣發射光譜源的LED。另外，也可使用激光器二極管(LD)、波導管激光器二極管(WGLD)、以及垂直腔表面發射激光(VCSEL)。用于LED的相同材料可用于二極管激光器。其它可行性包括具有激光器二極管泵浦的纖維激光器(FL)。具有來自于LD、LED或電流/電壓源的電或光泵的熒光固態光源(FLS)也可作為輻射源。FLS可為具有電泵的有機纖維。
諸如白熾燈、熒光燈、微鹵化物燈或其它適合的燈等的燈也可用于本發明。燈可提供用于白色、紅色、NIR和IR輻射的輻射源。對于5-100微米的范圍來說，可使用量子串級激光器(QCL)或遠紅外發光二極管。本領域中普通技術人員應理解的是，取決于尺寸、功率要求、要求的處理狀況以及其組合，各種輻射源可為光學裝置提供所需的光輻射。
LED、激光器二極管、或顯微鏡用燈可產生高達高于所產生的光能20倍的熱能。為了調節不合需要的廢熱，發光的口腔裝置可包括熱傳輸和/或冷卻機構。例如，示例性發光牙刷的頭部分12可至少部分地由用于消散輻射源所產生的熱量的熱傳導材料制成。例如，參照圖2B，頭部分12可包括頭框架38，所述頭框架38是用具有高導熱性和/或良好熱容量的材料構成的，并且于輻射源18熱連接以便于從中吸取熱量。該框架可延伸到頭的外表面，在牙刷的使用期間可接觸唾液或組織。本領域中普通技術人員應理解的是，多種材料可提供所需的熱傳輸，諸如包含鋁、銅或其合金的金屬、陶瓷和復合材料，諸如具有高導熱性成分的塑料(諸如碳纖維)。在一個實施例中，通過從框架到與發光牙刷或發光口含件相接觸的相鄰組織和/或唾液熱傳輸使得熱量被去除。該熱量可用于口腔組織和/或涂覆于一部分口腔組織上的膏體的溫和加熱，以提供輔助或增強的治療作用。
在本發明的另一個方面中，熱量可沿發光牙刷的頭部分被傳輸到柄部分并且消散到周圍環境中(例如，操作者的手中)。圖5示意性地示出了本發明一個實施例的發光牙刷，所述發光牙刷具有頭部分12、柄部分16、以及包含在頭部分中的至少一個輻射源18。例如由具有高導熱性的材料構成的細長元件形狀的熱傳輸元件19(例如，熱管)在一端處與輻射源熱連接而在另一端處與一部分柄熱連接以便于向所述柄傳輸所述源產生的熱量。熱傳輸元件與之相連接柄的部分可隨意地具有波紋表面，以促進向周圍環境中(例如，使用者的手中)的熱傳輸。
參照圖6，在另一個實施例中，本發明技術所涉及的光照治療口腔裝置可包括熱傳輸元件70，熱傳輸元件70向其中可儲存相轉移材料的容器72傳輸輻射源產生的熱量。所述相轉移材料，例如冰、蠟、或其它適合材料吸收熱量，從而改變其狀態，例如從液相改變為氣相或者從固相改變為液相，從而消散熱量。所述相轉移材料最好具有大約30到50℃范圍內的熔化或蒸發溫度。
盡管上述熱傳輸元件的示例是參考發光牙刷作出的，但是本領域中普通技術人員應理解的是，所述熱傳輸元件可用在本發明的任何口腔裝置中。具體地，這些熱傳輸元件可用于儲存熱量或將來自于發光口含件中的輻射源中的熱量傳輸到相鄰組織、柄和/或周圍環境中。
在一些實施例中，發光的口腔裝置可包括用于在例如對于目標部分進行光照治療輻射時加熱口腔中所述目標部分的加熱器。溫熱療法在一些治療方式中是有用的并且當與光照治療相組合時提供附加效應或共生效應。圖7示出了布置在本發明一個實施例所涉及的發光牙刷的頭部分12中的電加熱器40，為了促進從加熱器向相鄰組織中的熱傳輸，頭框架38可具有圖8中所示的波紋形狀。
在一些實施例中，由輻射源提供熱量。在本發明的一個方面中，加熱器40是不同于產生光照治療輻射的輻射源(例如輻射源18)的輻射源。在另一個方面中，可用與用于提供光照治療輻射的相同輻射源提供熱量。例如，在這樣的實施例中，輻射源可產生廣頻帶輻射，或在兩個或多個頻帶寬度下輻射，以使得至少一個頻帶寬度適用于加熱口腔組織。或者，可使用多個輻射源，其中至少一個輻射源提供適合波長范圍內的輻射以便于深度加熱組織。示例性深度加熱輻射包括具有約0.38到0.6微米范圍內或約0.8到100微米范圍內的輻射。本領域中普通技術人員應理解的是，多種電加熱器或非電加熱器可與本發明的口腔裝置結合使用。
取決于期望的治療方式，從本發明的口腔裝置中輸送的光輻射可被選擇性地指引到口腔的不同區域。圖9到16示意性地示出了用于選擇性地治療不同組織區域的本發明技術所涉及的發光牙刷的各種實施例。圖9示出了單向性實施例，其中由輻射源產生的光輻射通過硬毛本身基本被引導到作為正與組織相接觸的大量硬毛的相同區域中。在使用中，輻射將主要朝向硬組織(例如，使用者的牙齒)被引導。另外，圖10示出了這樣一個實施例，其中光輻射被引導到遠離硬毛的方向，以便于主要照射軟組織，諸如臉部組織，例如，臉頰內部的組織。圖11示出了本發明所涉及的發光牙刷的另一個實施例，所述發光牙刷具有用于將來自于裝置前面(例如，沿基本垂直于硬毛的方向)的光能輻射引導到使用者光腔的選擇部分中的光源。該實施例尤其適用于選擇性地照射使用者咽喉區域的軟組織。
在本發明的一個方面中，至少一部分輻射沿不同于朝向牙齒的硬組織的方向被發射。這可由本發明的發光牙刷通過沿除圍繞硬毛或其延伸部分的周圍部分限定的橫截面區域表示的方向以外的方向發射輻射而實現。圖11A示出了具有硬毛14的發光牙刷的頭部分12。如所示的，硬毛的周圍部分限定了可從硬毛處向外延伸以形成柱84的區域82。最好，由發光牙刷發射的用于主要治療軟組織的光輻射不會橫穿柱84。
在另一個實施例中，光輻射可從同一個口腔裝置中沿多個方向被引導(如各個圖中由方向箭頭5所示的)。例如，本發明的發光牙刷可包括兩組LED，如圖12中所示的，以使得一組可沿基本平行于硬毛的方向照射，而另一組可沿相反方向照射。圖13示出了離開圖12裝置的輻射的方向。
圖14示出了具有從裝置的任意一側離開的輻射的另一個多方向性發光牙刷(硬毛沿紙面方向)。圖15示出了朝向前端引導并且沿硬毛方向的輻射。最后，圖16示出了三個方向上的實施例，而圖17示出了五個方向上的發光牙刷(前側、兩側、頂部和底部)。
多方向性發光的口腔裝置的示意性示例同樣適用于本發明的發光口含件。如圖3和圖4中所示的，光輻射可從發光口含件24的主體部分26中朝向口腔中或口腔周圍的各種結構或組織類型被引導。圖18示出了被設計得用于將輻射引導到舌周圍的發光口含件。該實施例適用于治療舌的疾病，諸如過度細菌生長。在另一個實施例中，發光口含件可被設計得用于治療牙齒、牙齦、和/或臉頰組織。在該實施例中，朝向臉頰(口腔壁)、牙齦、和/或牙齒組織選擇性地引導光能。在另一個實施例中，如圖20中所示的，來自于發光口含件的光輻射可朝向舌下面的軟組織或口腔的其它部分被引導，以便于支撐例如口腔藥物或維他命輸送。藥物或維他命23可以液體形式例如通過開口31被輸送到粘膜中，同時光源18將輻射引導到藥物和粘膜上。該輻射可被選擇得用于增加粘膜的滲透性以便于增強藥物的攝取和滲透于口腔組織中。或者，另外，所述輻射可激活所述藥物以獲得更好的治療效果。可在醫師的診室或在家中使用這樣一種藥物輸送方法。
可以多種方式控制發射光輻射所沿的方向。在一個實施例中，可如此設置光輻射源18，即，使得輻射產生朝向目標組織的傳播。這可通過將光輻射源布置在口腔裝置的表面處或附近并且將所述表面布置得連接于目標組織而實現。在另一個實施例中，光學元件，例如反射或折射元件可于輻射源相連接以便于選擇性地引導由所述源發射出的輻射。所述光學元件可包括，例如，可轉動的鏡子、棱鏡、和/或擴散器，所述光學元件朝向目標組織引導光輻射。例如，參照圖20A，本發明一個實施例所涉及的發光牙刷10可包括隨意地于可轉動的鏡子11相連接的輻射源18，所述可轉動的鏡子11沿多個硬毛14引導源18所發射出的輻射，如箭頭5a所指示的，或者沿基本于硬毛相反的方向引導源18所發射出的輻射，如箭頭5b所指示的。
除提供單個或多方向光輻射以外，本發明的口腔裝置還可提供單個或多波段的光輻射。例如，一些治療方式可要求單波長波段，諸如單藍顏色(400-430nm的中央波長)、單綠顏色(540-560nm的中央波長)、單紅顏色(620-635nm，660的中央波長)、或NIR單色(800-810nm的中央波長)。或者，可使用這些或其它不同波長波段的組合，包括兩個、三個、或多個不同的光輻射波段。例如，兩個獨立的波長波段可用于更有效地治療相同的癥狀或治療兩種不同的癥狀。
可以多種方式獲得多種不同的波長波段。在本發明的一個方面中，廣波段輻射源于光學元件結合使用以過濾出不合需要的波長。例如，濾光器可從廣譜中去除除頻譜的藍色和紅色部分以外的所有波長。在本發明的另一個方面中，使用多個輻射源可獲得多個不同的波段，每個輻射源都提供期望波段中的光輻射。在另一個方面中，可使用產生多個不同波段的一個輻射源。作為示例，單個LED可用于產生兩個或多個不同的波長波段。輻射能量的熒光轉換可用于產生輔助波長。作為另一個示例，二極管泵送纖維激光器可用于產生兩個波長，一個對應于泵送纖維的二極管激光器，而另一個對應于纖維激光器波長。
在該口腔用具的一些實施例中，最好可改變波長波段。這可由本發明的發光牙刷通過使用可移除的頭部分而實現。每個頭部分都可包括產生不同波長的光線的輻射源。因此使用者可通過在可移除的頭部分中進行選擇而選擇期望的波長波段。或者，所述頭部分可包括廣波段光源并且可移除的頭部分可包括用于隔離期望的波長波段的濾光器。
如上所述的，本發明的發光牙刷的各個實施例都包括用于執行以下功能的硬毛，所述功能包括(但不局限于)硬組織和軟組織的機械清潔、按摩、血液循環活化作用、軟組織的擠壓以提供光穿透作用、以及改進的光傳輸。例如，作為本發明發光牙刷的頭部分12的部分切除側視圖的圖21示出了與頭部分12相連接的多個硬毛14，所述頭部分12最好由基本透明的材料構成以便于在由輻射源18所產生的至少一個頻帶寬度內輻射。另外，硬毛14最好可有助于引導光能和/或有助于光輻射傳輸到組織中，最好具有最小化損失。在將輻射源所產生的能量耦合于口腔組織中時提供最小化損失增強了輻射源的使用效率并且使得與操作本發明的發光牙刷和口含件相關的成本最小化。
圖22示出了硬毛，在下文中稱之為“活性硬毛”，所述硬毛具有由透明材料形成的細長主體48，所述細長主體48在近端49處與輻射源18(諸如LED或二極管激光器)相嚙合、襯底50、光反射元件52。硬毛與輻射源18通過光膠水或其它適合機構的直接光耦合有利地增強了輻射與硬毛的耦合，這可用作用于將輻射傳輸到其遠端62以便于輸送到使用者口腔中的波導。光反射元件52(例如，鏡子)將沿與硬毛不同的方向發射的光線引導到硬毛中，從而增強硬毛與光源的光耦合。例如，反射元件52可用于將來自于LED的邊緣發射輻射耦合于硬毛中。在一個實施例中，襯底50和光學元件52借助于其高反射表面引導光能。這種設計有利地使得從LED中的光線萃取以及其輸送到口腔組織最大化。
在一個實施例中，每個硬毛都可隨意地連接于輻射源18，而在另一個實施例中，每個硬毛都可連接于獨立LED。例如，每個硬毛都可基本與獨立輻射源18互相對準(圖22)。為了有助于所述嚙合，硬毛14可早期近端49處被形成得用于接收輻射源18的發射表面。
在一些實施例中，硬毛14用作用于將輻射從輻射源引導到使用者口腔中的一部分的波導。例如，圖23示意性地示出了具有高折射性芯部54和低折射性覆層56的硬毛。光輻射通過芯部54被引導并且被覆層56吸收。當光能到達敞開的硬毛尖端58時，解除輻射。本實施例允許輻射被引導到與硬毛尖端58相接觸的組織。為了進一步幫助光輻射向組織的傳輸，可使得硬毛尖端的折射系數與目標組織的折射系數相配。例如，由于空氣折射系數與硬毛折射系數之間的差異，硬毛14可通過內反射主要吸收光輻射。只有當硬毛接觸組織時，才解除光輻射量方面的增加。
在本發明的一些實施例中，硬毛的形狀被構成得可控制選擇點處輻射的泄漏。例如，圖24示出了光學環形式的硬毛14的另一個實施例。環的兩端都與光輻射源18相連接。除完全擾亂或幾乎完全內反射效應允許光線泄漏的彎曲處的光線以外，光線通常被吸收在所述環中。所述彎曲可被布置在目標組織區域中以輸送光輻射。所述硬毛還增強了裝置的視力保護特征，這是由于硬毛可確保光線僅在選定部分處發射，例如，僅在與口腔組織相接觸的部分處發射。當關注視力保護時，允許通過完全內反射于與之接觸的組織中進行光線萃取的這樣一種活化硬毛尤其可用于高功率發光牙刷。因此本發明的發光牙刷可包括由上述硬毛形成的一束硬毛。
所述硬毛可具有有助于控制光輻射泄漏的其它形狀。圖25示出了允許在具有最大曲率的點處的光線泄漏60的螺旋硬毛。圖26示出了從基底向具有受控頂錐角的較小尖部62延伸的圓錐類型硬毛。當輻射射線從基底朝向尖部橫貫硬毛時，在硬毛與周圍環境的分界面處的其入射角增加，因此在諸如點60a、60b、60c、和60d的某些點處，輻射從硬毛中泄漏。
在另一個實施例中，最好以分散的方式釋放光能并且通過摻雜硬毛或提高輻射源的發射光譜而減少熱點的形成。例如，硬毛可包括分散于其中的熒光材料，當受到光輻射時所述熒光材料將發熒光。或者，可使用產生激光的材料(諸如染料)摻雜硬毛。
基于針對硬毛所述的構思，本發明的發光口含件的主體也可被設計得允許輻射的可控泄漏或分散。例如，光線可被包含在除選擇點外的口含件主體內和/或可包括光線分散材料。
本發明的口腔用具還可包括用于監控口腔內的治療和/或診斷條件的傳感器。圖27A和圖27B分別示出了包含一個或多個熒光檢測組件42的診斷發光牙刷的牙刷頭的切開側視圖和底視圖。每個組件最好都包含可連接于電子檢測系統的濾光器和感光微芯片。所述檢測組件檢測到的熒光信號可提供有關于牙周中細菌濃度、硬組織(齲損傷)、唾液或霉菌病的信息以及有關于增白和增亮的信息。可使用另一種熒光信號進行包含癌癥的不同粘膜病的早期診斷。在一個實施例中，口腔用具可包括用于根據熒光信號為使用者指示何時治療已完成或條件已檢測的信號機構。在另一個實施例中，在本發明的LETB或LEMP中可包含反射計。例如，通過LED的光學感應電流可用于反射光檢測。在另一個實施例中，可使用分離的LED和光電探測器測量不同波長下的反射。可使用反射進行齲齒、硬組織的增白和增亮和/或黏膜疾病的診斷。在其它實施例中來自于LETB或LEMP的光線可用于前齒的齲齒診斷。約450到約800nm范圍內的波長可用于此目的。
傳感器也可為使用者提供各種其它信息，諸如，感測并告知使用者治療期何時完成、口腔用具何時被適當地布置、口腔用具何時與組織相接觸、和/或處理區域中的溫度是否升高到預定水平以上。傳感器也可與控制器結合使用以提供治療期的自動反饋控制。在一個例證性實施例中，控制器與診斷傳感器相連接以便于根據來自于傳感器的信號控制輻射源。在另一個任意實施例中，控制器可與傳感器相組合以便于僅當口腔用具與組織相接觸時發出輻射。
圖27A和圖27B示出了設置在本發明發光牙刷中的控制器43。本領域中普通技術人員應該理解的是，可使用諸如微型開關、微控制器和其它模擬或數字裝置等各種控制器以調節發光的口腔用具的各種零件和治療參數。
在另一個實施例中，本發明的口腔用具可包括用于輔助治療的各種零件。例如，發光牙刷或發光口含件可包括振動機構，諸如機械或超聲振動器，用于輔助機械清洗。圖28示出了具有機械振動器44的發光牙刷。振動器所產生的振動不僅可用于更好的牙齒清洗而且還可用于增強光線療法。例如，所述振動可增加光線透入到軟組織中和/或增加在細胞和/或細菌上的光線治療效果。所述增強的一種機構是對于光線治療的更好的氧輸送。圖29示出了具有用于形成電場、磁場、化學體現、和/或低水平非失速同位素輻射的輔助組件46的發光牙刷。組件46可為帶電元件、磁體、化學容器、同位素容器等。
在另一個實施例中，本發明可包括用于更有效地將輻射輸送到組織的反射表面。當輻射被輸送到目標區域時，一些輻射可由組織表面反射，導致流失輻射。為了節約該反射的能量，本發明的口腔用具可包括高反射表面，所述高反射表面將至少一部分反射的輻射返回給組織。例如，圖1中所示的發光牙刷包括用于增強輻射輸送效率的反射表面20。發光口含件的組織面對表面也可相似地為反射性的。
本發明的口腔用具可包括用于驅動光源和/或其它組件的電源32(圖28)，所述電源32可包括一次性電池、可充電電池和/或與電容器相結合的太陽能電池。或者，動力可部分地或完全來自于口腔用具的移動。例如，圖30示出了具有以可移動的方式設置在繞組35中的磁棒33的發光牙刷。在刷牙期間發光牙刷的前后移動可產生用于供應電源、其它組件和/或可充電電池的電需求的電能。
本發明技術所涉及的口腔用具可用于單式或復式治療程序，例如，持續數周或一個月的每天兩次。本發明的口腔用具可與多種處理劑(諸如生色團和光耦合器)結合使用，以提高效率。這些試劑可為包括用于涂覆到口腔和口腔用具(諸如發光牙刷或發光口含件)上的處理劑的口腔用具系統一部分。在一個實施例中，處理劑以膏體、膜、液體漱口水、噴霧或其組合的形式被涂覆于口腔。
生色團(或光敏劑)用作用于增強微生物的光力殺滅和光熱力殺滅以及牙齒增白增亮的處理劑。生色團包括固有光受體，所述固有光受體誘發和/或增強鏈式光化反應，導致組織中氧化氮、純態氧和其它根的產生。優選的生色團包括無毒的那些(即，可在不用特殊光線的情況在細菌或組織上沒有反應的濃度下被提供的那些生色團)。用在本發明中的示例性外生生色團包括染料亞甲藍、靛青綠、ALA-增育細胞的卟啉感應器-、礦物光催化劑和光敏劑TiO2、毫微粒、球殼狀碳分子、管狀結構的烯(tubulene)、碳黑以及其它相似的處理劑。
在口腔和周圍組織中還存在內生生色團。當受到它們吸收波段中光輻射時這些生色團自然產生與上述外生種類相似的根產品的物質。示例性內生生色團包括紫菜堿類原卟啉、糞卟啉、以及鋅原卟啉。用于卟啉的吸收波段包括藍光，對于更小的程度來說，包括綠光和紅光。其它內在生色團包括細胞色素，諸如細胞促生劑(cytogem)、細胞卟啉(cytoporphyrin)、膽紅素和分子氧。
本發明可使用的另一種處理劑是光耦合劑。這些成分通過減少組織表面處的光線散射量提供了增加的光進入底層組織的能力。示例性光耦合劑包括甘油；葡萄糖；丙二醇；聚乙二醇；聚乙二醇；x-射線對比劑(trazograph-60、trazograph-76、Verografin-60、Verografin-76、以及Hypaque-60)；蛋白質(血色素、白蛋白)；以及其組合。光耦合劑也可與諸如乙醇和水等添加劑結合使用(例如，乙醇、甘油和水)。圖31示出了在通過點滴針對兔眼在進行活體內葡萄糖分配時所測量的鞏膜組織的反向散射的明顯減少(透光度的增加)。由于齒齦組織的相似結構，在牙齒清潔的程序中使用包含光耦合劑的牙膏可在幾分鐘(2-3分鐘)內相同的光耦合。在圖32中示出了一些耦合劑、它們的折射率以及pH值。從圖32中可看出的是，一些光耦合劑的使用，除散射的有效減小之外，還可將規格化口腔中的pH(6.5-6.9)因此使得齒齦和牙床的腫脹最小化。
其它處理劑還可包括減感劑(例如，檸檬酸鈉和硝酸鉀)；膠凝劑(例如，氯化鈉和甘油)，膠粘粘結材料(例如，CARBOPPOL 974NF)；以及傳統牙膏。還可將用于穩定或調節口腔內pH水平的材料增加為處理劑。
本發明的口腔用具可用于在口腔中和周圍的多種光中發熒光治療和光照治療。這些治療基于輸送具有功率密度在1至10000mW/cm2的范圍中的280至3000納米之間的光能而產生的并且被統稱為生物刺激的幾種生理現象。在一個優選實施例中，利用1焦耳/平方厘米至1000焦耳/平方厘米的范圍內的能量流實施生物刺激，在更優選的實施例中，能量流的范圍為10焦耳/平方厘米至100焦耳/平方厘米。
生物刺激例如可包括由于內生卟啉、生色團和組織分子氧吸收光導致增大牙齦、舌部、唾腺和唾腺管、扁桃腺、聲帶、嘴唇、臉頰、口周面部皮膚和其它組織的血液和淋巴微循環。光吸收可產生光刺激一氧化氮(NO)，一氧化氮(NO)使得血管和/或淋巴管擴張并且還可導致Ca2+存儲在細胞線粒體中以及在脈管平滑肌細胞中刺激依賴Ca2+的ATP酶，導致光衰減交感血管收縮神經活性。這些過程刺激組織排泄功能；內皮細胞和內皮白細胞增殖潛能；以及有助于口腔上皮細胞、牙齦組織、神經組織、皮膚膠原質和其它組織的再生的新毛細網的形成。另外，光治療和加熱結合作用還可刺激上述組織和腺的血液和淋巴微循環。
其它效果包括由于通過牙釉質和牙質的波導光傳播導致光集中在牙髓中而刺激牙髓中的血液微循環以及導致鈣離子從牙髓通過蛋白質流到牙釉質的流量相應增大，這有助于鈣離子充填氫氧磷灰石結構中的空隙。
生物刺激還可包括增大局部(口腔和周圍組織)巨噬細胞活性以及促進纖維原細胞、造骨細胞和成牙質細胞增殖。這可導致上皮細胞、膠原質、神經組織和硬牙齒組織再生。另一個重要的優點可是殺死細菌、真菌和病毒。該效果是由于光作用在內生卟啉、分子氧、合并的外生染料、礦物光敏劑和/或礦物光催化劑上造成的。
另一個希望的效果是由于細菌活度減小和口腔損傷(口腔炎)治愈而導致口腔pH正常，這導致口腔組織腫脹和滲透壓力減小。
所述的系統化有益(生物刺激)效果也可通過血液和淋巴照射改善免疫活性。特別是，生物刺激可提高血液和淋巴巨噬細胞的免疫活性，產生過氧化物和一氧化氮；紅細胞膜彈性以及淋巴細胞增殖活性。其它整體效果可包括人類生理周期規律的光誘發控制。
本發明的口腔用具可用于多種其它光照治療，包括利用光輻射直接照射口腔區域。發光牙刷和發光口含件可用于照射口腔中的硬和/或軟組織，帶有或者沒有附加處理步驟，諸如加熱、振動和施加治療劑，諸如生色團和光耦合劑。
在一個實施例中，發光牙刷和/或發光口含件可通過照射硬和/或軟口腔組織處理牙質問題，諸如牙齦出血、牙齒超敏性、牙齒疼痛、骨問題、牙釉質劣化、齲齒、根管發炎和牙周問題。治療可包括直接照射問題區域，在一些情況下利用加熱或者生色團進行輔助治療。
作為本發明的另一個特征，口腔用具可使用多個不同的波段作為治療的部分，這是由于在一些情況下多個波段可提供較大的整體效果。例如，盡管藍光對卟啉刺激很有效時，但由于血液吸收和生理組織對光的散射而導致藍光滲透深度不高。通過將藍光和其它的波段結合(諸如綠光和紅光)，綠光和紅光可更容易滲透組織但刺激卟啉的效果差，可使得整體治療更有效。多個波段也可用于刺激不同的物質和從幾個源產生生物刺激。在一個實施例中，藍光和綠光可用于刺激卟啉(400-430納米)而紅光(例如630納米)和/或NIR(例如1060納米或者1268納米)可用于光刺激分子氧。在一些情況下，依賴提供協同效應的幾種治療可帶來更有效的整體治療。
本發明的口腔用具還具有一個優點，這是由于它們可以低劑量重復使用。不同于很少次數執行的高功率治療，本發明可用作日常個人護理方式的一部分。結果是有效提供治療的總劑量，但不需要看醫生或者牙醫的時間和金錢。
因此，本發明的口腔用具所提供的光照治療可為多種異常癥狀和疾病提供恢復和/或預防。特別是，這里所用的術語“光照治療”包括對異常癥狀的治療和使用者生理的改善。這樣有益的改善還可包括健康和美容改善，如下面描述的牙科減少牙齦出血。牙齦出血通常是由上皮細胞和其它相關組織的增殖不足導致的。本發明口腔用具可提供光照射和緩慢加熱以增加纖維原細胞增殖，導致有助于阻止牙齦出血的上皮細胞、膠原質和其它相關組織再生。光接受體包括內生卟啉、生色團和分子氧，因此以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、生色團和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射口腔黏液和下面組織是優選的。藍光(400-430納米)對于卟啉刺激是很有效的；綠光(540-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激卟啉。特別是，可以下列波長刺激糞卟啉402±20(在最大≈480消失)、4950±20、540±30(在最大≈17消失)、580±30(在最大≈6消失)、623±20納米；對于生色團在414±20(在最大≈70消失)下的細胞促生劑(cytogem)(cytochromoxidase的彌補性基團)、439±20(在最大≈117消失)、446±20(在最大≈10消失)、534±20(在最大≈11消失)、598±20(在最大≈16消失)、635±20納米(在最大≈9消失)，以及在415±20(在最大≈160消失)的細胞卟啉(cytoporphyrin)、520±20(在最大≈9消失)、560±20(消失≈21)、580±20(在最大≈11消失)、617±20、646±20納米(在最大≈1消失)。在細菌中發現的細胞卟啉(cytoporphyrin)是對光是很敏感的。包含在細菌和真菌中的原卟啉(Protoporphyrin)IX可在下列波長下被刺激410±20(在最大≈270消失)、540±20(在最大≈15消失)、556±20(在最大≈15消失)、600±20(在最大≈6消失)、631±20(在最大≈5消失)。
分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由加熱器提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在血液和淋巴微循環中產生協同效應。
牙齒超敏性的減小。牙齒敏感通常是由飲料和/或唾液成分導致的滲透壓力造成流體通過牙質管朝向牙齒中的神經末梢移動加快引起的。牙齒超敏取決于由口腔液體pH值低導致暫時或者永久牙釉質礦化降低造成的牙釉質疏松。對于酸性的口腔液體pH(4.0-5.0)，牙釉質滲透率增大3-4倍。因此，牙釉質光誘發再次礦化的方法有助于牙齒超敏的減小。殺死細菌由于pH正常化和低齒齦腫脹以及施加在超敏牙齒成分上的低的滲透壓力也能夠導致牙齒超敏的減小。因此，以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、生色團和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射牙齒表面是優選的。藍光(400-430納米)對于細菌卟啉刺激是很有效的；綠光(530-580納米)和紅光(600-700納米)也能夠刺激細菌中的卟啉并且通過根產生殺死它們。綠光(540-580納米)和紅光(600-650納米)能夠刺激牙髓卟啉以及增加牙髓中的血液和淋巴微循環，從牙髓通過蛋白質流到牙釉質的鈣離子流相應增大，有助于鈣離子充填羥磷灰石結構中的空隙。溶解在組織和牙髓中的分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。由加熱器提供的適當高溫也能夠在血液和淋巴微循環中產生協同效應。可通過提供外生生色團和在對應于生色團的波長下照射來更有效地殺菌；特別是，對于濃度為0.01-1.0％的亞甲藍(MB)染料，在660±10納米和5-1000mW/cm2的功率密度照射；或者對于濃度為0.01-1.0％的靛青綠(ICG)染料，在805±5納米和5-1000mW/cm2的功率密度下照射。
牙齒疼痛的減少大部分是由于管壁的內皮細胞上的光受激NO作用和通過光減毒交感神經血管收縮神經活性誘發的血管和/或淋巴管的擴張導致的改進的牙髓血和淋巴微循環而實現的。神經活性的直接光感應抑制也是可行的。因此，要求以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射牙齒表面。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)能夠刺激牙髓卟啉以及增加牙髓中的血液和淋巴微循環。溶解在組織和牙髓中的分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。由電加熱器(或LED輻射加熱)提供的高達43℃的適當高溫也能夠在周期為0.5到3分鐘的牙齒清潔程序中在血液和淋巴微循環中產生協同效應。
牙周和骨再生以及植入物連接大部分是由于光線和/或組合的光線和熱作用誘發的巨噬細胞活性的增加、纖維原細胞的增加、造骨細胞和成牙質細胞增殖導致的。增加的血液和淋巴微循環也提高了組織生長和再生。因此以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射牙齒和牙周組織將產生巨噬細胞活性的增加、纖維原細胞的增加、造骨細胞和成牙質細胞增殖，以及增加的血液和淋巴微循環的根本責任。藍光(400-430納米)對于卟啉刺激是很有效的；綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激卟啉。分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在巨噬細胞活性、纖維原細胞、造骨細胞和成牙質細胞增殖，以及增加的血液和淋巴微循環中產生協同效應。
釉質的重新礦質化。釉質的脫礦質主要是由于口腔液體的低PH值引起的。光和軟加熱刺激了齒齦的血液和淋巴微循環，因此增加了鈣離子從牙髓通過蛋白質流到牙釉質的流量；鈣離子充填氫氧磷灰石結構中的空隙。殺死細菌導致PH值正常化因此防止釉質的脫礦質。因此，需要以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射牙齒。藍光(400-430納米)對于細菌的卟啉刺激是很有效的；綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激細菌中的卟啉并且通過根產生殺死它們。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激牙髓卟啉并且增加牙髓中的血液和淋巴微循環和相應增加鈣離子從牙髓通過蛋白質流到牙釉質的流量，這有助于鈣離子充填氫氧磷灰石結構中的空隙。溶解在組織和牙髓中的分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在血液和淋巴微循環中產生協同效應。聲學電泳(Sonophoresis)和/或電泳將有助于增加血液和淋巴流動，并有助于Ga和P元素在硬牙齒組織中的穩定分配。通過外生生色團的施加和在與生色團相對應的波長下照射可實現更有效的細菌殺滅(如果需要的話)；特別是，對于濃度為0.01-1.0％的亞甲藍(MB)染料，在660±10納米和5-100mW/cm2的功率密度照射；或者對于濃度為0.01-1.0％的靛青綠(ICG)染料，在805±5納米和5-100mW/cm2的功率密度下照射。
齲齒的防止主要是由于鏈球菌突變體細菌而導致的。因此，通過光和內生卟啉、和/或細胞色素、和/或分子氧、和/或外生染料、和/或礦質光敏劑、和/或包含在口腔中的礦質光催化劑引起的光動力學效應進行細菌殺滅是用于齲齒防止和復原的技術。光和熱引起牙髓和齒齦中血液和淋巴微循環以及增加從唾液流到牙釉質的鈣流量也防止齲齒。因此，需要以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射牙齒。藍光(400-430納米)對于細菌的卟啉刺激是很有效的；綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激細菌中的卟啉并且通過根產生殺死它們。綠光(540-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激牙髓卟啉并且增加牙髓中的血液和淋巴微循環和相應增加鈣離子從牙髓通過蛋白質流到牙釉質的流量，這有助于鈣離子充填氫氧磷灰石結構中的空隙。溶解在組織和牙髓中的分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在血液和淋巴微循環中產生協同效應。聲學電泳(Sonophoresis)和/或電泳將有助于增加血液和淋巴流動，并有助于Ga和P元素在硬牙齒組織中的穩定分配。通過外生生色團的施加和在與生色團相對應的波長下照射可實現更有效的細菌殺滅(如果需要的話)；特別是，對于濃度為0.01-1.0％的亞甲藍(MB)染料，在660±10納米和5-100mW/cm2的功率密度照射；或者對于濃度為0.01-1.0％的靛青綠(ICG)染料，在805±5納米和5-100mW/cm2的功率密度下照射。可在碳毫微粒或毫微管，例如碳黑、球殼狀碳分子等寬波段(300-900納米)刺激下和/或通過提供與MB和/或ICG染料相混合的光催化劑(例如TiO2毫微粒)而提供非常有效和非特定和其它根產品。
也可通過光和內生卟啉，尤其是原卟啉(Protoporphyrin)IX，和/或分子氧、和/或包含在牙髓中的外生染料通過局部血液和淋巴微循環引起的光動力學效應實現牙根管殺菌和防止發炎。由于波導傳播，導致光集中在牙髓中，因此增強光動力學效應并且刺激牙髓中的血液和淋巴微循環。光還提高巨生物體的免疫活性，這產生對于微生物的主要防范的SO和NO責任。因此，需要以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射牙齒。綠光(540-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激牙髓卟啉以產生用于殺滅細菌的根，提高巨生物體的免疫活性，并且增加牙髓中的血液和淋巴微循環。溶解在組織和牙髓中的分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在血液和淋巴微循環中產生協同效應。聲學電泳(Sonophoresis)和/或電泳將有助于增加血液和淋巴流動，滲透到牙根管和尖部的光可防止或減少與細菌生長有關的炎癥。
牙周炎問題防止和復原也是由于通過內生卟啉、和/或分子氧、和/或外生染料、和/或礦質光敏劑、和/或包含在牙周損害中的礦質光催化劑通過產生活性(純態)氧和其它根導致的光在細菌上的致命效應而實現的。光還提高巨生物體的免疫活性，這產生對于微生物的主要防范的SO和NO責任。光和軟加熱刺激了血液和淋巴微循環，因此刺激了內皮細胞增殖潛能和有助于保持齒齦附于牙齒的新毛細管網的形成。因此，光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，齲齒的防止)。
軟組織治療本發明的口腔用具的另一個優點是它們允許定向輻射。在以下描述的一些情況中，最好主要對于軟組織進行光輻射，諸如舌組織、神經組織、咽喉組織、脈管組織、毛囊、皮脂囊、皮脂腺、面部皮下脂肪、面部肌肉組織、淋巴系統、膠原質、色素斑、和/或包括其它面部組織和其它口腔組織的其它組織。本發明的口腔用具可通過選擇發射光輻射的方向而將輻射朝向這些組織區域定向。例如，為了輻射面部組織，可將光輻射源布置在發光牙刷或發光口含件的外圓周上。與只沿硬毛方向(朝向牙齒的硬組織)輻射的傳統牙刷不同，這些用具提供的輻射可如此定向，即，使得發出的輻射穿透口腔的粘膜內層從而將光線療法輸送到使用者的軟面部組織中。
另外，本發明的口腔用具允許使用光輻射源從口腔內部治療過去從口腔外部治療的某些病癥。例如，取代通過輻射作用皮膚而治療痤瘡的方法，本發明的口腔用具可從口腔內部向外部直接朝向目標組織輻射。因此，光能更易于穿透組織從而在低能量級下進行治療并減少組織損傷的危險。這種類型治療的優選范圍在280納米到1400nm的范圍內，更好的是，在590納米到1300nm的范圍內。
由于通過內生卟啉、和/或分子氧、和/或外生染料、和/或礦質光敏劑、和/或包含在牙周損害中的礦質光催化劑通過產生活性(純態)氧和其它根導致的光在病毒和細菌上的致命效應而在治療口腔粘液炎癥(口腔炎-嘴角處的表面腐蝕和開裂、由于單純皰疹病毒引起的口腔粘膜的急性感染和起泡、臉頰、舌和唇上伴有淺度潰瘍的口腔炎)方面的提高。光還提高巨生物體的免疫活性，這產生對于微生物的主要防范的SO和NO責任。光和軟加熱刺激了血液和淋巴微循環，因此刺激了內皮細胞增殖潛能。光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，齲齒的防止)。
由于通過內生卟啉、和/或分子氧、和/或外生染料、和/或礦質光敏劑、和/或包含在牙周損害中的礦質光催化劑通過產生活性(純態)氧和其它根導致的光在微生物上的致命效應而在治療舌病(黑舌病-舌面上褐色毛皮狀斑的存在，由具有微生物和一些色素的肥大絲狀乳頭構成；有苔舌-由脫屑上皮、碎屑、細菌、真菌等構成的發白或發黃的層覆蓋的舌)方面的提高。光還提高巨生物體的免疫活性，這產生對于微生物的主要防范的SO和NO責任。光和軟加熱刺激了血液和淋巴微循環，因此刺激了內皮細胞增殖潛能。光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，齲齒的防止)。
唾液腺和小舌下腺管的恢復，所述小舌下腺管在舌下襞上向口中打開(ducts of Rivinus)。使用與口腔炎和舌病相同的恢復機構。光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，齲齒的防止)。
口腔中的疼痛減少大部分是由于管壁的內皮細胞上的光受激NO作用和通過光減毒交感神經血管收縮神經活性誘發的血管和/或淋巴管的擴張導致的改進的牙髓血和淋巴微循環而實現的。神經活性的直接光感應抑制也是可行的。
主要由鏈球菌突變體細菌的生長(扁桃腺的扁桃體發炎，尤其是腭扁桃體；濾胞性扁桃體炎，尤其影響小囊的扁桃腺炎；薄壁組織扁桃腺炎；尤其影響扁桃腺的整個實體的急性扁桃體炎；膿皰性扁桃體炎，體現為膿皰的形成)引起的喉嚨痛、咽痛、急性或慢性扁桃體炎等的改進。所述改進是由于通過內生卟啉、和/或分子氧、和/或外生染料、和/或礦質光敏劑、和/或包含在牙周損害中的礦質光催化劑通過產生活性(純態)氧和其它根導致的光在微生物上的致命效應而實現的。光還提高巨生物體的免疫活性，這產生對于微生物的主要防范的SO和NO責任。光和軟加熱刺激了血液和淋巴微循環，因此刺激了內皮細胞增殖潛能。光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，牙齒，6)。使用在620-640納米下刺激的低濃度ALA增育細胞的卟啉感應器進行的ALA相關治療可用于抑制增殖癥或粘液上皮細胞、腺毛生長、口腔組織(齒齦、腺毛、舌、咽喉)中的微生物菌落。具體地，可提供咽真菌病的治療。
主要由肺炎鏈球菌引起的竇炎。使用與咽痛和扁桃腺炎相同的恢復機構。光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，齲齒的防止)。
喉炎和其它聲帶炎癥的恢復。使用與咽痛、扁桃腺炎和竇炎相同的恢復機構。光功率密度、日劑量和波長與防止齲齒所使用的相同(見，齲齒的防止)。
通過增加的巨噬細胞和纖維原細胞增殖活動和光和/或組合的光和熱作用誘發的新膠原質產生使得嘴唇和臉頰周圍的皮膚結構、彈性改善以及皺紋減少(即，皮膚恢復)。增加的血液和淋巴微循環也提高了組織生長和再生。光功率密度、日劑量和波長與用于牙周和骨再生以及植入物連接所使用的相同(見，牙周和骨再生以及植入物連接)。
痤瘡的改善治療。由于紅光的高滲入深度，可提供臉頰組織向皮脂腺提供所需的輻射劑量，從而在引起皮脂腺中細菌集中的痤瘡上產生致命光效果。細菌卟啉的光線刺激將產生選擇性地殺滅這些細菌的活性(單態)氧和其它根。因此，最好以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于細菌卟啉的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射口腔內部的臉頰。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)也可穿透臉頰組織并且刺激細菌卟啉以產生殺滅細菌的根。與利用紅光和/或NIR輻射相組合，通過向痤瘡處提供適當的光敏劑(例如，亞甲藍、靛青綠、ALA等)可增強痤瘡的治療效果。
通過光和/或組合光和熱作用而使得毛囊中血液和淋巴微循環的正常化可提供毛發生長控制。以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射口腔組織將產生用于脈管擴張的根并相應地增加血液和淋巴微循環。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)穿透臉頰組織并刺激卟啉和細胞色素。分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在增加的血液和淋巴微循環中產生協同效應。毛發生長控制例如可包括通過使用一次或隨時間變化的輻射次數選擇性地破壞多個毛囊而使得毛發去除或減少。
脈管的改善治療可與增加的巨噬細胞和纖維原細胞增殖活動和光和/或組合的光和熱作用誘發的新膠原質和上皮細胞的產生有關。以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射口腔組織將產生用于巨噬細胞活動的增加、纖維原細胞增殖和膠原質生長的根。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)穿透臉頰組織并刺激卟啉和細胞色素。分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在巨噬細胞活動、纖維原細胞增殖和膠原質生長中產生協同效應。
口周皮炎治療是由于巨噬細胞的光改進免疫活性和光刺激血液和淋巴微循環導致的上皮細胞增殖潛能實現的。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)穿透臉頰組織并刺激卟啉和細胞色素。分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在巨噬細胞活動和增加的血液和淋巴微循環中產生協同效應。
在包括齒齦、牙齒、嘴唇和舌的口腔組織以及控制口腔組織功能的其它神經中可通過神經細胞線粒體中的Ca2+儲存和隨后這些細胞中的Ca2+-依附ATPase的活動實現受損三叉神經面神經外圍受體的修復。通過光和/或組合光和熱作用而誘發的血液和淋巴微循環的增加對于神經組織再生來說也應是重要的。光功率密度、日劑量和波長與用于口周皮炎治療所使用的相同(見，口周面部皮膚)。
口腔組織的疼痛減少大部分是由于管壁的內皮細胞上的光受激NO作用和通過光減毒交感神經血管收縮神經活性誘發的血管和/或淋巴管的擴張導致的改進的牙髓血和淋巴微循環而實現的。神經活性的直接光感應抑制也是可行的。在該處理中可涉及以下神經使嘴角處的口腔粘膜和頰皮膚受神經支配的頰神經；使牙齒、骨膜和齒齦受神經支配的次級和超級牙槽神經；使咽喉、舌和下顎-舌肌肉，以及口腔底部黏膜受神經支配的舌咽神經、舌下神經、和舌神經；使咽喉肌肉和黏膜受神經支配的次級、循環和超級喉部神經；使咀嚼肌受神經支配的咬肌神經。光功率密度、日劑量和波長與用于牙齒疼痛減少所使用的相同(見，牙齒疼痛減少)。
在人體組織免疫活性上的有益作用，尤其是通過血液和淋巴巨噬細胞的光改進免疫活性而實現的，所述改進產生過氧化物和一氧化氮；紅血球膜彈性和淋巴球增殖活動。光受體為內生卟啉、細胞色素和分子氧。因此，應在1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、生色團和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射通過血管適當供應的口腔黏液和下面組織。藍光(400-430納米)對于卟啉刺激是很有效的；綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)也能夠刺激卟啉。特別是，可以下列波長刺激糞卟啉402±20(在最大≈480消失)、495±20、540±30(在最大≈17消失)、580±30(在最大≈6消失)、623±20納米；對于生色團在414±20(在最大≈70消失)下的細胞促生劑(cytogem)、439±20(在最大≈117消失)、430±20(在最大≈117消失)、446±20(在最大≈10消失)、534±20(在最大≈11消失)、598±20(在最大≈16消失)、635±20納米(在最大≈9消失)，以及在415±20(在最大≈160消失)的細胞卟啉(cytoporphyrin)、520±20(在最大≈9消失)、560±20(消失≈21)、580±20(在最大≈11消失)、617±20、646±20納米(在最大≈1消失)。原卟啉(Protoporphyrin)IX可在下列波長下被刺激410±20(在最大≈270消失)、504±20(在最大≈15消失)、556±20(在最大≈15消失)、600±20(在最大≈6消失)、631±20(在最大≈5消失)；分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。。
晝夜節律的控制。470nm下的藍光可影響人類的晝夜節律并且可適用于具有生物學紊亂節律的任何人。可能的光受體是血液膽紅素和/或糞卟啉。應在1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于膽紅素吸收(455±20nm)和/或糞卟啉I和III吸收(402±20nm、470±20nm、540±20nm、580±20nm、632±20nm)波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射通過血管適當供應的口腔黏液和下面組織。在本發明的一些實施例中，提供了可用于在早晨通過具有選定波長例如藍光(或其它生物刺激性光)照射使用者口腔并且在晚上通過具有另一個波長例如紅光(或具有鎮靜效用的光)照射使用者口腔的發光牙刷，從而幫助調節使用者的生理節奏周期。
血液的代謝成分的可控破壞，尤其是由于紅血球的正常或病理衰變導致的appearingin血流的膽紅素，允許避免諸如膽紅素血癥等病癥。在1-1000mW/cm2的功率密度和0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量和450-460納米的波長下照射通過血管適當供應的口腔黏液和下面組織是優選的。
通過光力學效應通過例如ALA、血卟啉等適當的光力學劑的表面敷用(例如，針對口腔黏膜)或靜脈注射殺滅血液微循環系統中的病毒。用于這種治療對于通過血管適當供應的口腔黏液和下面組織的照射最好在1-1000mW/cm2的功率密度和0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量和與所使用的光力學劑的吸收波譜相對應的波長下進行。對于ALA應用，這些波長對應于糞卟啉IX的吸收波段(409±20nm、503±20nm、538±20nm、555±20nm、576±20nm、600±20nm、632±20nm)；而對于血卟啉衍生物(HPD)來說，波長為620±20nm。
唇疾病也可通過光和/或組合光和熱作用治療。以1-1000mW/cm2的功率密度和以對應于卟啉、細胞色素和分子氧的波長的0.06-30焦耳/平方厘米的日劑量照射口腔組織將產生用于巨噬細胞活動的增加、纖維原細胞增殖和膠原質生長的根。綠光(530-580納米)和紅光(600-650納米)穿透臉頰組織并刺激卟啉和細胞色素。分子氧可在波長580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm和1268±20nm下被光刺激。在持續時間為0.5-3分鐘的牙齒清潔過程中由專用加熱器(或LED電流加熱)提供達到43℃的適當高溫也是希望的以在巨噬細胞活動、纖維原細胞增殖和膠原質生長中產生協同效應。
藥物輸送。照射口腔中的軟組織，特別是舌下區域可提高藥物輸送到血流中的效率。光輻射形成NO核素，所述NO核素導致血管擴張因此可增加布置在組織表面上的藥劑的吸收率和效率。在一個實施例中，藥物被放置在舌下并且光輻射被指向相鄰的軟組織。另一種更復雜的藥物輸送包含化學治療成分的原地活化作用，所述化學治療成分在非激活狀態下可通過輻射容易地擴散到口腔組織中。例如，非激活形式下的所述藥劑可在通過選定波長的輻射活化之后被分配到或者的口腔組織中。
本發明口腔用具的另一種使用是牙齒增白和亮白。當今所有的牙齒增白技術都是以過氧化物的漂白效應為基礎的。牙齒顏色是由其結構和獲得薄膜、牙釉質、牙質的光學性質限定的。所有這些成分通常都對顯示出斑駁外觀而負有責任。圖33示出了牙齒中的示范性光分布。應該注意的是，超過30％的光到達了牙質而超過30％的光到達了牙髓。牙齒的裝飾性外觀取決于來自于牙釉質和牙質的反射。外源性和/或內源性染色導致牙齒的顏色。通常，聚集并牢固地粘在牙齒表面上的蛋白質層上的諸如鞣酸類、其它食用色素、以及煙的聚酚等化合物形成獲得薄膜的外源性染色，通常可使用牙刷將其機械地去除。牙齒的本色由光散射和牙質及牙釉質-牙質接合處的光學性質確定。隨著年齡的增長，包含在牙質中的許多蛋白質(包括膠原質)由于分子結構中的改變變得更加發黃。這種隨年齡而改變的呈色是內源性呈色的示例。對于煙癮大的抽煙者來說，愛喝咖啡的人和愛喝紅酒的人來說，食物色素可滲透到牙齒深度，深至牙釉質甚至深至牙質，因此可能通過機械清潔去除，并且應被認為是內源性的。飲用水中氟過剩或四環素的長時期使用導致的一些系統損害是內源性呈色的其它示例。為了漂白內源性牙斑，通常使用基于氧化或酶類應用的化學方法。
使用來自本發明的口腔設備的光學輻射可提供有效的牙齒增白和亮白。使用發光牙刷的另一優點在于可在使用者的家中同時預防和治療牙周疾病、齲齒、和其它口腔疾病，這主要是基于細菌的有效殺滅和病變治療。
該口腔設備可提供基于以下的釉質和牙質中的色心漂白的示例性機構；1)短波長(300-500nm)直接光漂白；2)在960±20nm，和/或1200-12000nm，更優選為1450±150nm，和/或1890±250nm和/或2400-3200nm；9000-12000nm可用于光熱漂白；以及3)在釉質和牙質中單態氧的直接光和光化學產生，這是按以下方式實現的，即，使用由組織中的氧在580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm、1268±20nm處的光吸收，和/或在300-900nm內的對應于感光劑的吸收頻帶的選擇性波長處的光吸收，這是由于對于內原性的和/或外界施加的感光劑和/或光催化劑的光動態效應，(FDA((美國)食品及藥物管理局)批準的染料、和/或碳黑(接枝共聚物)、球殼狀碳分子(碳納米顆粒)、和/或管狀碳分子(碳納米管)、和/或TiO2納米顆粒)。
圖34示出了基于釉質棱柱和牙質小管的波長效應的牙齒結構和在釉質和牙質之間的光路。在一個方面中，本發明利用該效應以便直接將輻射引入到牙齒深處，從而治療牙質結構和壓髓中的固有斑點。在一些實施例中，本發明的口腔設備對牙質中的斑點進行光輻射。本發明的一個主要優點在于，可以不僅在牙齒表面，而且在硬的組織(釉質和牙質)內的一定深度中產生例如單態氧的活性根，并且由此有效地漂白了固有的顏料。牙質的波導結構(光子晶體)使得可將光會聚到狹窄的牙質小管(直徑為1-5微米)內，牙質小管由水和成牙質細胞填充，成牙質細胞周圍是有機材料(膠原)。本發明對于漂白大塊光吸收劑的特別特征由于減小了大塊光吸收部分并增加了反向散射因此提供了不僅牙齒的增白，而且還提供了牙齒亮白。還可使用光生物刺激以便借助對于牙料和壓髓的定目標輻射從而使得牙質進行新的生長，由此增強了牙深部結構的美觀。另外，每天使用低劑量的輻射可使得牙齒恢復原先狀態。
在另一實施例中，本發明的光學設備用于照射牙齒以便減小在釉質和牙質中的斑點；該牙齒由此可增白和亮白。在一個實施例中，利用波長頻帶大約在300-1350nm中的輻射對牙齒進行光學照射。該口腔設備還可包括更佳清潔的機械振動器和/或用于感光劑的電泳的電極。此外，可使用用于檢測來自釉質的反射光和/或熒光的光檢測器和微型芯片，以便監控牙齒顏色。
利用電加熱器或大于大約800nm到大約100000nm(100微米)的輻射可進行加熱，使用該加熱可有助于增白和亮白。使用光學輻射是特別有利的，這是因為可進行深部的選擇性的加熱。通過選擇適當的波長，可將牙齒加熱到預定的深度，并且利用熱誘導的漂白和擴散，可破壞色心并從釉質上除去色心。斑點可從牙齒上發散除去并且溶解在唾液或鹽水中(如果存在的話)。優選的波長范圍包括960±20nm，和/或1200-12000nm；更優選為1450±150nm，和/或1890±250nm和/或2400-3200nm。
本發明的口腔設備還可僅使用固有的光吸收劑來直接對牙齒進行光漂白。或者，可使用上述的內源性的載色體以便提供牙齒增白和亮白的有效性。載色體(和其它治療試劑)可應用于牙齒并隨后照射牙齒。
對于MB的效率和紅光照射以便漂白由茶、咖啡、或紅酒作用引起的外界色素，已經建立了直接的實驗模型。作為適當的模型，選擇了用于假牙修復的丙烯酸塑料材料。使用了厚度為3毫米的片材。借助茶、咖啡、或紅酒的滴落形成片材斑點，并且隨后該樣品自然干燥1-2小時。對于光漂白重要的是，該樣品不應完全干燥，而且應保持一定的濕度。
提供快速制備時間段的更簡單的模型基于使用高質量的白紙。對于這種模型，在幾分鐘內施加幾滴的茶、咖啡、或紅酒溶液已經足夠。在制備所述的帶斑點的牙齒的實驗模型之后，進行光漂白使用。首先，帶斑點的樣品浸滲在1％MB染料水溶液內幾分鐘。使用光纖CCD光柵分光計LESA-7，在400-800nm范圍內測量這種樣品的背反射光譜。這些光譜作為對于經光漂白的樣品的基線。經光漂白的樣品在10分鐘內接受功率密度為20mW/cm2的He-Ne(633nm)的照射。
在圖35和36中示出了對于咖啡斑點的結果。在照射之前所接收的光譜示出了咖啡吸收頻帶的極大值在450nm處并且MB在650nm附近具有兩個極大值。在10分鐘的激光照射之后，光譜明顯變化。由于兩個載色體的光漂白，并且由此使得咖啡引起的和MB引起的光吸收明顯下降，因此光譜變得平滑，在可見光范圍內具有大約大于兩倍的反射性(散射)。因此，使得該樣品增白和亮白。
圖36所示的差動表觀光密度光譜使得可評估光漂白的效率，對于咖啡和MB的吸收頻帶而言該效率明顯更大。該負數值暗示了模型的反射率在照射的作用下增加。
應當注意到，對于所有進行實驗的食物色素(茶、咖啡、或紅酒)，可獲得相似的結果。白紙模型同樣非常適用，并且對于用于漂白不同原因形成的目標斑點感光劑活性的快速實驗，可推薦使用白紙模型。
在另一實施例中，牙質斑點可借助在該斑點的吸收范圍內的直接光照射來進行選擇性地光漂白。與常規的牙齒增白不同，本發明可使得使用者選擇波長范圍，該范圍的中心在該斑點的吸收光譜附近，范圍在280-800nm。該結果為在非常特定的波長頻帶內實現了增白和亮白。
另一方面，參照圖37，本發明提供了由柔性薄膜78形成的牙齒增白條76，其設置有至少一個載色體80，該載色體可由適當波長的輻射激活。薄膜78具有足夠的柔性，以便其設置在受檢者的牙齒上，并且該薄膜優選為包括本領域已知的粘接劑以便有助于其在治療過程中與牙齒接觸。薄膜78可由本領域已知的材料制成并且具有大約20-1500微米的厚度，并且該厚度更優選為在大約50-1000微米的范圍內。在一些實施例中，該薄膜是聚合物基體，例如環氧乙烷基體，其可任選地包括增塑劑，例如丙二醇和聚乙二醇。載色體80優選為是非過氧化物的載色體，并且可以是例如用于牙齒增白的上述任何的載色體。載色體80可按各種不同的方式結合到薄膜78中。例如，其可分散到薄膜的聚合物基體中，或作為薄膜分散在薄膜表面上。
在本發明的另一方面中，所披露的生物刺激和/或牙齒光治療是用于對已知功率密度的光治療輻射(1-10次治療，治療間隔1-30天)有正常反應的情況。然而，本發明向患者提供了一系列的短暫間隔的治療過程，其中每一過程提供這樣的一種治療輻射，其功率密度低于治療依據常規規程所需的一般功率密度。該方法可包括以下步驟，選擇對應用于口腔的已知功率密度的光治療輻射有正常反應的情況，并且對患者使用一系列的短暫間隔的治療過程。每一過程提供的功率密度低于治療該患者情況所需的一般功率密度。所述的一系列的短暫間隔的治療過程可繼續進行，直到借助該系列的治療過程的累積效應使得患者的情況有所改善。向患者的皮膚表面施加的功率密度在大約1-100mW/cm2之間，并且其至少取決于被治療的情況和輻射的波長。優選的是，在牙齒或粘膜表面上的能量在10mW/cm2和10W/cm2之間。在一秒到一小時的時間段內可應用該輻射。能通量在大約1-1000J/cm2的范圍內，并且優選的是范圍為大約10-100J/cm2。在許多實施例中，LETM或LEMP(激光電磁脈沖)的發射面積在大約0.1-100cm2的范圍內，并且所發送的能量在1mW-10W的范圍內，優選為在10mW-1W的范圍內。該功率可使用高效光源來發送，例如如上所述的情況，電源較小，例如電池或墻壁上的插座電源。
可使用多種制造技術以便形成依據本發明教示的口腔發光設備。例如，參照圖38，多個發光光源18以本領域已知的方式外延地形成在基片74上，例如GaAS基片。例如，每一光源可作為具有重復單元的半導體異質結構來形成，其成分可按本領域已知的方式來選擇，以便在一個或多個所需波長頻帶內產生輻射。沿大致平行刷毛方向發出輻射的附加光源還可按相似的方式形成在薄片的相反側面上。刷毛14可與基片表面直接連接或借助中間元件來連接。該基片隨后可至少部分地容納在牙刷頭12的一部分內，該牙刷頭優選為由對于該光源所產生的輻射大致可透射的材料制成。形成牙刷頭的材料還可展示出高導熱性，以便有助于輻射源的冷卻。LED(發光二極管)結構可由作為二維單獨LED基體的薄片或與二極管激光棒相似的一維LED棒分開而形成。在另一實施例中，刷毛束可由單獨的活性刷毛形成。
雖然已示出并描述了本發明的基本特征，但是應該理解的是，在不脫離本發明精神或保護范圍的前提下，本領域中普通技術人員可作出各種替代、修正、和改變。因此，所有這些修正或改變都包含在以下權利要求中所限定的本發明的保護范圍內。
權利要求
1.一種口腔光照治療應用器，其包括尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體，以及至少一個與主體耦合以用在至少一個所需頻帶內的光線治療輻射照射口腔一部分的輻射發射器。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于，主體適于與口腔的至少一部分的形狀相符。
3.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在光照治療過程中適于至少在使用者的牙齒和牙齦之間定位或者在光照治療過程中適于覆蓋使用者的舌部的至少一部分的主體。
4.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，發射器在至少兩個獨立的頻帶中發射輻射。
5.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備適于在不同方向上引導輻射，并且適于將輻射引導到從牙齒、臉頰、舌、上腭、喉嚨和面部組織、淋巴組織、血液、腺、囊、膠原質和色素沉著的組中選擇的口腔的至少一個部分。
6.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，發射器還包括能夠輸送可穿透口腔的粘液襯層的輻射和將光照治療能量輸送到面部組織區域的至少一個輻射源。
7.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于控制從波長、功率、脈沖寬度和治療時間的組中選擇的用于照射口腔的至少一個參數的控制器。
8.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中接觸口腔的一部分的多個硬毛，諸如接觸一個或者多個受者牙齒。
9.如權利要求8所述的設備，其特征在于，硬毛對于在至少一個波長范圍內的光線治療輻射基本上是透過的，硬毛還可包括散射劑以散射輻射。
10.如權利要求8所述的設備，其特征在于，硬毛對于光線治療輻射基本上是透過的，并且可至少部分涂有反射材料。
11.如權利要求8所述的設備，其特征在于，硬毛的形狀適于控制光分配并且可具有從圓錐、錐形、曲線和螺旋形狀的組中選擇的至少一個形狀。
12.如權利要求8所述的設備，其特征在于，硬毛還包括一個或者多個熒光、發光或者發激光的元件。
13.如權利要求8所述的設備，其特征在于，硬毛被裝在可拆下和更換的刷頭中。
14.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，發射器包括從發光二極管、超發光二極管、激光二極管、垂直腔表面發射激光器、纖維激光器、熒光固態源和燈的組中選擇的輻射源。
15.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在不同方向上選擇性地引導輻射的光學元件，該光學元件可包括至少一個折射或者反射元件。
16.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括選擇用于光照治療的輻射頻帶的光學濾波器。
17.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括運動或者接觸或者診斷傳感器和基于來自于傳感器的信號控制輻射源的控制器。
18.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個導熱元件，并且導熱元件可從輻射源吸熱。
19.如權利要求18所述的設備，其特征在于，導熱元件是相變材料。
20.如權利要求18所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于對口腔的一部分加熱的加熱器。
21.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括與輻射發射器光耦合的光散射器以將散射輻射輸送到口腔。
22.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將聲能輸送到目標組織部位的超聲波發生器。
23.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將間歇壓力施加到目標組織部位的振動元件。
24.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括送藥口。
25.如上述任何一個權利要求所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將光照治療輻射改向到目標組織部位的能量反射器。
26.一種口腔光照治療應用器，其包括尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體并且主體適于與口腔的至少一部分的形狀相符，以及至少一個與主體耦合以用光線治療輻射照射口腔一部分的輻射發射器。
27.如權利要求26所述的設備，其特征在于，發射器還包括具有在至少兩個獨立的頻帶中的波長部分的至少一個輻射源。
28.如權利要求26所述的設備，其特征在于，發射器還包括發射不同輻射頻帶的至少兩個輻射源。
29.如權利要求26所述的設備，其特征在于，發射器還包括從發光二極管、超發光二極管、激光二極管、垂直腔表面發射激光器、纖維激光器、熒光固態源和燈的組中選擇的至少一個輻射源。
30.如權利要求26所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于控制從波長、功率、脈沖寬度和治療時間的組中選擇的用于照射口腔的至少一個參數的控制器。
31.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在不同方向上引導輻射的光學元件。
32.如權利要求31所述的設備，其特征在于，所述設備適于將輻射引導到從牙齒、臉頰、舌、上腭、喉嚨和面部組織、淋巴組織、血液、腺、囊、膠原質和色素沉著的組中選擇的口腔的至少一個部分。
33.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括選擇用于光照治療的輻射頻帶的光學濾波器。
34.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括接觸傳感器和基于來自于接觸傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
35.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括診斷傳感器和基于來自于診斷傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
36.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個從發射器吸熱的導熱元件。
37.如權利要求36所述的設備，其特征在于，導熱元件包括流體傳熱介質。
38.如權利要求36所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用作散熱器的手柄。
39.如權利要求36所述的設備，其特征在于，導熱元件包括相變材料。
40.如權利要求36所述的設備，其特征在于，所述設備還包括利用來自于所述設備的廢熱對口腔的一部分加熱的傳熱元件。
41.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括與輻射發射器光耦合的光散射器以將散射輻射輸送到口腔。
42.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括穿過應用器主體的氣路腔以在光照治療過程中有助于使用者呼吸。
43.如權利要求1所述的設備，其特征在于，主體是順從的以有助于與口腔的一部分形狀相符。
44.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中至少定位在使用者的牙齒和牙齦之間的采用口含件形式的主體。
45.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在覆蓋使用者舌部的至少一部分的位置的主體。
46.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在相對于口腔的一個固定位置的主體。
47.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備的結構是這樣的，在應用器放置在嘴內后，來自于發射器的輻射可穿透口腔的粘液襯層的輻射和將光照治療能量輸送到面部組織區域。
48.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將聲能輸送到目標組織部位的超聲波發生器。
49.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將間歇壓力施加到目標組織部位的振動元件。
50.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括送藥口。
51.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將光照治療輻射改向到目標組織部位的能量反射器。
52.一種口腔光照治療應用器，其包括尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體，以及至少一個與主體耦合以用在至少兩個獨立頻帶中的光線治療輻射照射口腔一部分的輻射發射器。
53.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括具有在至少兩個獨立的頻帶中的波長部分的至少一個輻射源。
54.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括發射不同輻射頻帶的至少兩個輻射源。
55.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括從發光二極管、超發光二極管、激光二極管、垂直腔表面發射激光器、纖維激光器、熒光固態源和燈的組中選擇的至少一個輻射源。
56.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括選擇用于光照治療的輻射頻帶的光學濾波器。
57.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括選擇多個用于光照治療的輻射頻帶的多個光學濾波器。
58.如權利要求1所述的設備，其特征在于，頻帶重疊。
59.如權利要求1所述的設備，其特征在于，頻帶不重疊。
60.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在不同方向上引導輻射的光學元件。
61.如權利要求60所述的設備，其特征在于，所述設備適于將輻射引導到從牙齒、臉頰、舌、上腭、喉嚨和面部組織、淋巴組織、血液、腺、囊、膠原質和色素沉著的組中選擇的口腔的至少一個部分。
62.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個硬毛。
63.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛對于在至少一個波長范圍內的光線治療輻射基本上是透過的。
64.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛與發射器耦合以接收和傳播來自于發射器的輻射。
65.如權利要求62所述的設備，其特征在于，所述設備還包括散射劑以散射輻射。
66.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛至少部分涂有反射材料。
67.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛的形狀適于控制光散射。
68.如權利要求67所述的設備，其特征在于，硬毛具有從圓錐、錐形、曲線和螺旋形狀的組中選擇的至少一個形狀。
69.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛的形狀適于傳送輻射。
70.如權利要求69所述的設備，其特征在于，硬毛具有從圓錐、錐形、曲線和螺旋形狀的組中選擇的至少一個形狀。
71.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛還包括從熒光、發光或者發激光的元件的組中選擇的至少一個元件。
72.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛被裝在可拆下和更換的刷頭中。
73.如權利要求62所述的設備，其特征在于，硬毛是透光的并且與輻射發射器耦合以接收和傳送輻射。
74.如權利要求72所述的設備，其特征在于，透光硬毛的光折射性能被選擇以在硬毛不與牙齒或者口腔表面接觸的情況下阻止光傳送到口腔。
75.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括運動傳感器和基于來自于運動傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
76.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括接觸傳感器和基于來自于接觸傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
77.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括診斷傳感器和基于來自于診斷傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
78.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個從發射器吸熱的導熱元件。
79.如權利要求78所述的設備，其特征在于，導熱元件包括流體傳熱介質。
80.如權利要求78所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用作散熱器的手柄。
81.如權利要求78所述的設備，其特征在于，導熱元件包括相變材料。
82.如權利要求78所述的設備，其特征在于，所述設備還包括利用來自于所述設備的廢熱對口腔的一部分加熱的傳熱元件。
83.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括與輻射發射器光耦合的光散射器以將散射輻射輸送到口腔。
84.如權利要求83所述的設備，其特征在于，散射器包括具有部分蝕刻的包覆層的透光元件。
85.如權利要求1所述的設備，其特征在于，主體的尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體并且主體適于與口腔的至少一部分的形狀相符。
86.如權利要求85所述的設備，其特征在于，主體是順從的以有助于與口腔的一部分形狀相符。
87.如權利要求85所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中至少定位在使用者的牙齒和牙齦之間的采用口含件形式的主體。
88.如權利要求85所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在覆蓋使用者舌部的至少一部分的位置的主體。
89.如權利要求1所述的設備，其特征在于，主體是順從的以有助于與口腔的一部分形狀相符。
90.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中至少定位在使用者的牙齒和牙齦之間的采用口含件形式的主體。
91.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在覆蓋使用者舌部的至少一部分的位置的主體。
92.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在相對于口腔的一個固定位置的主體。
93.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備的結構是這樣的，在應用器放置在嘴內后，來自于發射器的輻射可穿透口腔的粘液襯層的輻射和將光照治療能量輸送到面部組織區域。
94.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將聲能輸送到目標組織部位的超聲波發生器。
95.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將間歇壓力施加到目標組織部位的振動元件。
96.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括送藥口。
97.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將光照治療輻射改向到目標組織部位的能量反射器。
98.一種口腔光照治療應用器，其包括尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體；以及至少一個與主體耦合以用光線治療輻射照射口腔一部分的輻射發射器，發射器能夠將輻射輸送到一個面部組織區域。
99.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括具有在至少兩個獨立的頻帶中的波長部分的至少一個輻射源。
100.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括發射不同輻射頻帶的至少兩個輻射源。
101.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括從發光二極管、超發光二極管、激光二極管、垂直腔表面發射激光器、纖維激光器、熒光固態源和燈的組中選擇的至少一個輻射源。
102.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括選擇用于光照治療的輻射頻帶的光學濾波器。
103.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括選擇多個用于光照治療的輻射頻帶的多個光學濾波器。
104.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在不同方向上引導輻射的光學元件。
105.如權利要求104所述的設備，其特征在于，所述設備適于將輻射引導到從牙齒、臉頰、舌、上腭、喉嚨和面部組織、淋巴組織、血液、腺、囊、膠原質和色素沉著的組中選擇的口腔的至少一個部分。
106.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備的結構是這樣的，在應用器放置在嘴內后，來自于發射器的輻射可穿透口腔的粘液襯層的輻射和將光照治療能量輸送到面部組織區域。
107.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個硬毛。
108.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛對于在至少一個波長范圍內的光線治療輻射基本上是透過的。
109.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛是透光的并且與發射器耦合以接收和傳播來自于發射器的輻射。
110.如權利要求107所述的設備，其特征在于，所述設備還包括散射劑以散射輻射。
111.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛至少部分涂有反射材料。
112.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛具有從圓錐、錐形、曲線和螺旋形狀的組中選擇的至少一個形狀。
113.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛的形狀適于在硬毛和口腔的一部分接觸后傳送輻射。
114.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛還包括從熒光、發光或者發激光的元件的組中選擇的至少一個元件。
115.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛被裝在可拆下和更換的刷頭中。
116.如權利要求107所述的設備，其特征在于，硬毛是透光的并且與輻射發射器耦合以接收和傳送輻射。
117.如權利要求116所述的設備，其特征在于，透光硬毛的光折射性能被選擇以在硬毛不與牙齒或者口腔表面接觸的情況下阻止光傳送到口腔。
118.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括運動傳感器和基于來自于運動傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
119.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括接觸傳感器和基于來自于接觸傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
120.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括診斷傳感器和基于來自于診斷傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
121.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個從發射器吸熱的導熱元件。
122.如權利要求121所述的設備，其特征在于，導熱元件包括流體傳熱介質。
123.如權利要求121所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用作散熱器的手柄。
124.如權利要求121所述的設備，其特征在于，導熱元件包括相變材料。
125.如權利要求121所述的設備，其特征在于，所述設備還包括利用來自于所述設備的廢熱對口腔的一部分加熱的傳熱元件。
126.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括與輻射發射器光耦合的光散射器以將散射輻射輸送到口腔。
127.如權利要求126所述的設備，其特征在于，散射器包括具有部分蝕刻的包覆層的透光元件。
128.如權利要求1所述的設備，其特征在于，主體的尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體并且主體適于與口腔的至少一部分的形狀相符。
129.如權利要求128所述的設備，其特征在于，主體是順從的以有助于與口腔的一部分形狀相符。
130.如權利要求128所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中至少定位在使用者的牙齒和牙齦之間的采用口含件形式的主體。
131.如權利要求128所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在覆蓋使用者舌部的至少一部分的位置的主體。
132.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在相對于口腔的一個固定位置的主體。
133.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將聲能輸送到目標組織部位的超聲波發生器。
134.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將間歇壓力施加到目標組織部位的振動元件。
135.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括送藥口。
136.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將光照治療輻射改向到目標組織部位的能量反射器。
137.一種口腔光照治療應用器，其包括尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體；以及至少一個與主體耦合以沿著多個方向用光線治療輻射照射口腔一部分的輻射發射元件。
138.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個沿著不同方向發光的輻射發射元件。
139.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括在不同方向上引導輻射的光學元件。
140.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備適于將輻射引導到從牙齒、臉頰、舌、上腭、喉嚨和面部組織、淋巴組織、血液、腺、囊、膠原質和色素沉著的組中選擇的口腔的至少一個部分。
141.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括在不同方向上傳送的至少兩個輻射源。
142.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括具有在至少兩個獨立的頻帶中的波長部分的至少一個輻射源。
143.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括發射不同輻射頻帶的至少兩個輻射源。
144.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于控制從波長、功率、脈沖寬度和治療時間的組中選擇的用于照射口腔的至少一個參數的控制器。
145.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括從發光二極管、超發光二極管、激光二極管、垂直腔表面發射激光器、纖維激光器、熒光固態源和燈的組中選擇的至少一個輻射源。
146.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個硬毛。
147.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛對于在至少一個波長范圍內的光線治療輻射基本上是透過的。
148.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛與發射器耦合以接收和傳播來自于發射器的輻射。
149.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛至少部分涂有反射材料。
150.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛具有從圓錐、錐形、曲線和螺旋形狀的組中選擇的至少一個形狀。
151.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛的形狀適于在硬毛和口腔的一部分接觸后傳送輻射。
152.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛還包括從熒光、發光或者發激光的元件的組中選擇的至少一個元件。
153.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛被裝在可拆下和更換的刷頭中。
154.如權利要求146所述的設備，其特征在于，硬毛是透光的并且與輻射發射器耦合以接收和傳送輻射。
155.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個硬毛，并且來自于發射元件的輻射的至少一部分在不平行于硬毛的方向上被發射。
156.如權利要求15所述的設備，其特征在于，透光硬毛的光折射性能被選擇以在硬毛不與牙齒或者口腔表面接觸的情況下阻止光傳送到口腔。
157.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括運動傳感器和基于來自于運動傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
158.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括接觸傳感器和基于來自于接觸傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
159.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括診斷傳感器和基于來自于診斷傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
160.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個從發射器吸熱的導熱元件。
161.如權利要求160所述的設備，其特征在于，導熱元件包括流體傳熱介質。
162.如權利要求160所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用作散熱器的手柄。
163.如權利要求160所述的設備，其特征在于，導熱元件包括相變材料。
164.如權利要求160所述的設備，其特征在于，所述設備還包括利用來自于所述設備的廢熱對口腔的一部分加熱的傳熱元件。
165.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括與輻射發射器光耦合的光散射器以將散射輻射輸送到口腔。
166.如權利要求165所述的設備，其特征在于，散射器包括具有部分蝕刻的包覆層的透光元件。
167.如權利要求1所述的設備，其特征在于，主體的尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體并且主體適于與口腔的至少一部分的形狀相符。
168.如權利要求167所述的設備，其特征在于，主體是順從的以有助于與口腔的一部分形狀相符。
169.如權利要求167所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中至少定位在使用者的牙齒和牙齦之間的采用口含件形式的主體。
170.如權利要求167所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在覆蓋使用者舌部的至少一部分的位置的主體。
171.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括適于在光照治療過程中放置在相對于口腔的一個固定位置的主體。
172.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備的結構是這樣的，在應用器放置在嘴內后，來自于發射器的輻射可穿透口腔的粘液襯層的輻射和將光照治療能量輸送到面部組織區域。
173.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將聲能輸送到目標組織部位的超聲波發生器。
174.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將間歇壓力施加到目標組織部位的振動元件。
175.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括送藥口。
176.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將光照治療輻射改向到目標組織部位的能量反射器。
177.一種口腔光照治療應用器，其包括尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內的主體；多個細長形狀并且具有縱向軸線的硬毛，硬毛與主體接合并且適于刷使用者的牙齒；以及至少一個與主體耦合以用光線治療輻射照射口腔中除了與硬毛接觸的組織以外的一部分的輻射發射元件。
178.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個沿著不同方向發光的輻射發射元件。
179.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括照射與硬毛接觸的組織區域和口腔中不接觸改設備的一部分的發射器。
180.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個照射與硬毛接觸的牙齒組織和牙齒組織周圍的牙齦組織的發射器。
181.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括具有在至少兩個獨立的頻帶中的波長部分的至少一個輻射源。
182.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括發射不同輻射頻帶的至少兩個輻射源。
183.如權利要求1所述的設備，其特征在于，發射器還包括從發光二極管、超發光二極管、激光二極管、垂直腔表面發射激光器、纖維激光器、熒光固態源和燈的組中選擇的至少一個輻射源。
184.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括與輻射發射器光耦合的光散射器以將散射輻射輸送到口腔。
185.如權利要求184所述的設備，其特征在于，散射器包括具有部分蝕刻的包覆層的透光元件。
186.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個透光硬毛。
187.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛與輻射發射元件光耦合。
188.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛與發射器耦合以接收和傳播來自于發射器的輻射。
189.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛至少部分涂有反射材料。
190.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛具有從圓錐、錐形、曲線和螺旋形狀的組中選擇的至少一個形狀。
191.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛的形狀適于在硬毛和口腔的一部分接觸后傳送輻射。
192.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛還包括一個或者多個熒光、發光或者發激光的元件。
193.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛被裝在可拆下和更換的刷頭中。
194.如權利要求186所述的設備，其特征在于，硬毛是透光的并且與輻射發射器耦合以接收和傳送輻射。
195.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括多個硬毛，并且來自于發射元件的輻射的至少一部分在不平行于硬毛的方向上被發射。
196.如權利要求195所述的設備，其特征在于，透光硬毛的光折射性能被選擇以在硬毛不與牙齒或者口腔表面接觸的情況下阻止光傳送到口腔。
197.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括運動傳感器和基于來自于運動傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
198.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括接觸傳感器和基于來自于接觸傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
199.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括診斷傳感器和基于來自于診斷傳感器的信號控制輻射發射器的控制器。
200.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括至少一個從發射器吸熱的導熱元件。
201.如權利要求200所述的設備，其特征在于，導熱元件包括流體傳熱介質。
202.如權利要求200所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用作散熱器的手柄。
203.如權利要求200所述的設備，其特征在于，導熱元件包括相變材料。
204.如權利要求200所述的設備，其特征在于，所述設備還包括利用來自于所述設備的廢熱對口腔的一部分加熱的傳熱元件。
205.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備的結構是這樣的，在應用器放置在嘴內后，來自于發射器的輻射可穿透口腔的粘液襯層的輻射和將光照治療能量輸送到面部組織區域。
206.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備適于將輻射引導到從牙齒、臉頰、舌、上腭、喉嚨和面部組織、淋巴組織、血液、腺、囊、膠原質和色素沉著的組中選擇的口腔的至少一個部分。
207.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將聲能輸送到目標組織部位的超聲波發生器。
208.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將間歇壓力施加到目標組織部位的振動元件。
209.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括送藥口。
210.如權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備還包括用于將光照治療輻射改向到目標組織部位的能量反射器。
211.一種生物刺激方法，其包括利用具有至少一個所選擇的波長部分的輻射照射受者口腔的至少一部分以產生所需的生物刺激效果。
212.如權利要求211所述的方法，其特征在于，所述照射步驟包括使得受者口腔中的軟組織暴露在所述輻射下。
213.如權利要求211所述的方法，其特征在于，所述照射步驟包括使得面部組織暴露在所述輻射下。
214.如權利要求211所述的方法，還包括在多個療程中在所述口腔的所述部分上施加所述輻射以為所述部分提供所選擇的總輻射劑量。
215.如權利要求211所述的方法，還包括在每一個所述療程中選擇供給的輻射功率使之小于10W。
216.如權利要求211所述的方法，還包括選擇每一個所述療程的時間使之在10秒至1000秒的范圍內。
217.如權利要求211所述的方法，其特征在于，所述生物刺激效果在被照射部分中提高血液和淋巴微循環、刺激牙髓和牙齦中的血液循環、提高局部巨噬細胞活性、提高纖維原細胞、造骨細胞和成牙質細胞增殖、殺死在口腔中的至少一種細菌、真菌和病毒、使得口腔pH值正常化、在受者的血液微循環系統內殺死病毒、導致所選擇的新陳代謝血液部分的光誘發破壞、減少牙齦出血、減小牙齒超敏、減小牙齒和喉嚨疼痛、導致牙周和骨再生、改善植入、牙冠和充填連接、保留牙釉質、防止齲齒、齒根管殺菌、防止發炎和防止牙周疾病和治愈。
218.如權利要求211所述的方法，其特征在于，所述生物刺激效果包括在口腔粘液發炎疾病、舌病方面的防止和改善、唾腺和小舌下腺管的發炎復原，以及減小口腔組織、喉嚨痛、咽痛、急性或者慢性扁桃腺炎的疼痛、竇炎復原、聲帶發炎復原和可從口腔接近的組織的防癌。
219.如權利要求211所述的方法，其特征在于，還利用尺寸和形狀適于放置在口腔中并且裝有輻射源以照射口腔的口腔用具。
220.如權利要求211所述的方法，所述照射步驟包括將具有所選擇的波段的輻射引導到受者口腔的一個區域以使得一定輻射劑量沉積在面部皮膚下方以提供皮膚病治療。
221.如權利要求220所述的方法，其特征在于，所述皮膚病治療包括治療面部毛囊、表皮、血管、腫塊、肌肉、皮下脂肪、膠原質的治療、痤瘡的改善、頭發生長控制、皺紋減少、皮膚結構改善、膚色改善、油性改善、皮膚提升、嘴唇結構和彈性改善、嘴唇疾病的治療、口周臉頰和嘴唇血管的改善和口周皮炎治療。
222.如權利要求221所述的方法，所述照射步驟包括在多個療程中將所述輻射引導到口腔以使得一定輻射劑量沉積在面部皮膚下方足以提供皮膚病治療。
223.如權利要求222所述的方法，還包括在每一個所述療程中選擇供給的輻射功率使之小于10W。
224.如權利要求211所述的方法，還包括選擇所述波長部分以使口腔中被照射的牙齒基本上將所述輻射引導到牙髓、牙根和牙尖中的任何部位。
225.如權利要求211所述的方法，還包括選擇所述波長部分使之在0.38至0.6微米的范圍內以在粘液襯層以下的一定深度處控制口腔組織的加熱。
226.如權利要求211所述的方法，還包括選擇所述波長部分使之在0.8至100微米的范圍內以在粘液襯層以下的一定深度處控制口腔組織的加熱。
227.如權利要求211所述的方法，還包括選擇所述波長部分使之在0.6至1.3微米的范圍內以治療面部組織。
228.如權利要求211所述的方法，其特征在于，所述照射步驟包括在受者的生理周期中在第一選擇時間利用在第一波寬內的波長部分的輻射照射受者口腔的至少一部分，以及在受者的生理周期中在第二選擇時間利用在第二波寬內的波長部分的輻射照射受者口腔的至少一部分。
229.如權利要求211所述的方法，還包括檢測來自于所述被照射部分的診斷信號以監測治療結果。
230.一種治療受者血液的方法包括使得受者口腔的至少一部分暴露在具有所選擇的波長部分的輻射下以照射在口腔脈管系統中流動的血液。
231.如權利要求230所述的方法，還包括利用裝有一個或者多個輻射源的口腔應用器照射口腔。
232.如權利要求230所述的方法，還包括選擇所述波長部分使之在280nm至1.8微米的范圍內。
233.如權利要求230所述的方法，還包括選擇所述波長部分使之在280nm至400nm的范圍內。
234.如權利要求230所述的方法，還包括選擇所述波長部分使之在300nm至320nm的范圍內。
235.如權利要求230所述的方法，還包括在單獨的療程中利用所述輻射照射口腔以在每一個療程中使在1mW至10mW的范圍內的輻射功率被供給到口腔。
236.如權利要求230所述的方法，其特征在于，所述輻射功率在1mW至1W的范圍內。
237.如權利要求230所述的方法，其特征在于，還包括在足夠長的時間內照射受者口腔以在一個或者多個治療周期內使得受者血液的整個體積基本上暴露在所述輻射中。
238.如權利要求230所述的方法，其特征在于，所述輻射殺死血液中的病原體。
239.如權利要求238所述的方法，其特征在于，所述病原體是細菌和病毒的任何一種。
240.如權利要求230所述的方法，還包括將一種光中熒光劑引入到受者循環系統中并且選擇一種或者多個所述波長部分以刺激所述劑。
241.一種生物刺激方法，其包括將一種生物相容化合物施加到受者口腔的至少一部分中，利用具有至少一個所選擇的波長部分的輻射照射所述口腔部分，其中，所述化合物在所述波長部分下具有適于提高所述輻射與所述口腔部分光耦合的折射率。
242.如權利要求241所述的生物刺激方法，其特征在于，所述化合物在所述波長部分下具有適于進一步增強所述光耦合的透光度。
243.如權利要求241所述的生物刺激方法，其特征在于，所述化合物具有適于進一步增強所述光耦合的進入所述口腔部分中的穿透性。
244.如權利要求241所述的方法，其特征在于，所述波長部分在280納米至2.7微米的范圍內。
245.如權利要求241所述的方法，其特征在于，所述折射率在1.3至1.8的范圍內。
246.如權利要求241所述的方法，還包括選擇所述化合物使之具有在10kDa至1000kDa的范圍內的分子重量。
247.如權利要求241所述的方法，其特征在于，所述化合物響應于暴露在所述輻射下發熒光。
248.如權利要求241所述的方法，其特征在于，所述化合物是液體。
249.如權利要求241所述的方法，其特征在于，所述化合物是凝膠。
250.一種為患者輸送藥物的方法，其包括照射患者的口腔區域，將藥物供給到所述被照射區域中的至少一部分。
251.如權利要求250所述的方法，其特征在于，所述照射步驟增強藥物在口腔脈管系統中的滲透。
252.如權利要求250所述的方法，其特征在于，所述照射步驟刺激供給的藥物。
253.如權利要求250所述的方法，其特征在于，所述供給步驟包括將藥物注入到口腔組織中。
254.如權利要求250所述的方法，其特征在于，所述供給步驟包括使得藥物與口腔粘膜接觸。
255.一種治療面部組織的方法，其包括從口腔內照射所述面部組織的至少一部分。
256.一種改善皮膚外觀的方法，其包括在口腔內照射組織。
257.如權利要求256所述的方法，其特征在于，改善皮膚外觀包括痤瘡的改善、皺紋減少、皮膚結構改善、膚色改善和皮膚提升中的至少一種。
258.一種牙齒治療方法，其包括將無毒生色團施加到口腔；在一個療程中將低輻射劑量輸送到生色團，輻射具有在無毒生色團的吸收帶中的波長并且劑量低于生色團正常響應的功率密度；以及在隨后的療程中，重復施加輻射的步驟直至生色團被刺激。
259.如權利要求258所述的方法，其特征在于，生色團是牙齒增白劑。
260.如權利要求258所述的方法，其特征在于，生色團是殺菌劑。
261.如權利要求258所述的方法，其特征在于，施加生色團的步驟還包括在至少一個牙齒上施加薄膜，所述薄膜用作生色團的載體。
262.如權利要求258所述的方法，其特征在于，在一個療程中施加在生色團上的輻射的功率密度為1mW至10W。
263.如權利要求258所述的方法，其特征在于，在一個療程中施加在生色團上的輻射的功率密度為10mW至1W。
264.如權利要求258所述的方法，其特征在于，在一個療程中施加在生色團上的輻射的波長為300納米至1300納米。
265.如權利要求258所述的方法，其特征在于，在一個療程中施加在生色團上的輻射的波長為400納米至900納米。
266.如權利要求258所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在口腔的一部分施加第二生色團接著以對應于第二生色團的吸收波段的波段將第二光學輻射劑量輸送到第二生色團。
267.如權利要求266所述的方法，其特征在于，對應于所述生色團的所述輻射劑量基本上被同時輸送。
268.如權利要求266所述的方法，還包括利用具有在兩個生色團的所述吸收波段中的波長部分的輻射照射口腔以使每一個生色團吸收一部分輻射。
269.如權利要求258所述的方法，其特征在于，所述方法還包括以對應于第二生色團的吸收波段的波段將第二光學輻射劑量輸送到第二生色團。
270.如權利要求269所述的方法，其特征在于，第二生色團是外生生色團。
271.如權利要求269所述的方法，其特征在于，第二生色團是內生生色團。
272.如權利要求269所述的方法，其特征在于，輸送所述輻射劑量包括利用具有在所述生色團的吸收波段中的波長部分的輻射照射口腔以使每一個生色團吸收一部分輻射。
273.如權利要求258所述的方法，其特征在于，所述方法還包括加熱口腔的目標區域。
274.如權利要求258所述的方法，其特征在于，第二波段的光輻射被施加以加熱口腔的目標區域。
275.一種使得牙齒的至少一部分增白的方法，其包括利用具有可被存在于牙齒中的至少一種生色團吸收的一個或者多個波長部分的光輻射直接使得牙齒的一個目標區域光褪色。
276.如權利要求275所述的方法，其特征在于，所述生色團在著色殘留物中。
277.如權利要求276所述的方法，其特征在于，所述著色殘留物存在于牙齒表面上。
278.如權利要求276所述的方法，其特征在于，所述著色殘留物存在于牙質內。
279.如權利要求276所述的方法，其特征在于，波段對應于從包括葡萄酒、咖啡、吸煙殘留物將其組合的組中選擇的牙齒著色物質的頻譜。
280.如權利要求258所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對目標區域加熱。
281.如權利要求280所述的方法，其特征在于，所述加熱的步驟還包括將輻射輸送到目標區域以提供加熱。
282.一種使得牙齒的至少一部分增白和增亮的方法包括利用在被牙斑或者牙齒結構吸收的頻譜中的光輻射使得牙齒的一個目標區域熱褪色。
283.一種使得牙齒的至少一部分增白和增亮的方法包括利用被存在于所述區域中的外生或者內生光敏劑吸收的頻譜中的光輻射使得牙齒的一個目標區域光褪色。
284.如權利要求283所述的方法，其特征在于，所述內生光敏劑是氧。
285.如權利要求282所述的方法，其特征在于，所述頻譜在580±20nm、630±20nm、760±20nm、1060±20nm或者1268±20nm的任何一個的范圍內。
286.如權利要求275所述的方法，其特征在于，所述生色團是包括有機分子的內生光敏劑。
287.如權利要求286所述的方法，其特征在于，所述波長部分在280-700納米的范圍內。
288.一種使得牙齒的至少一部分增白和增亮的方法包括使得牙齒的內部結構光敏化以使得所述結構復原。
289.如權利要求288所述的方法，其特征在于，所述光敏化步驟使得新的牙質在所述牙齒中生長。
290.如權利要求288所述的方法，其特征在于，所述光敏化步驟改善所述牙齒的牙釉質/牙質接合部。
291.一種牙齒增白帶，其包括適于施加在受者牙齒上的撓性薄膜，所述撓性薄膜包括聚合物基質，以及沉積在所述基質中的至少一個生色團，所述生色團響應于在所選擇的帶寬中的輻射被激勵以使得牙齒增白。
292.如權利要求291所述的牙齒增白帶，其特征在于，所述生色團包括非過氧化物增白劑。
292.如權利要求291所述的牙齒增白帶，其特征在于，所述薄膜能夠附著在受者牙齒上。
293.如權利要求291所述的牙齒增白帶，其特征在于，所述基質是由氧化乙烯形成的。
294.如權利要求291所述的牙齒增白帶，其特征在于，所述帶的厚度在20微米至1500微米的范圍內。
295.如權利要求291所述的牙齒增白帶，還包括一種增塑劑。
296.一種牙齒增白膜，其包括適于施加在受者牙齒上的撓性基體，以及沉積在所述基體的至少一個表面上的至少一個生色團，所述生色團能夠響應于具有所選擇的波長部分的輻射被激勵以使得與所述基體表面接觸的受者牙齒增白。
297.一種使得牙齒的至少一部分增白和增亮的方法包括利用具有可被施加在目標區域上的牙斑、牙齒結構或者外生生色團中的任何一個吸收的頻譜的光輻射照射牙齒的一個目標區域，以及利用在所述頻譜或者不同頻譜中由所述牙齒反射的輻射診斷牙齒顏色和反射率。
全文摘要
本發明披露了一種口腔光照治療應用器，該應用器的尺寸和形狀適于至少部分地安裝在使用者口腔內，并且具有細長形狀的與設備主體接合的多個硬毛。該應用器適于刷使用者的牙齒并且還包括至少一個與主體耦合以用光線治療輻射照射口腔中除了與硬毛接觸的組織以外的一部分的輻射發射元件。在一個實施例中，光照治療發射器照射與硬毛接觸的組織區域和口腔中不接觸硬毛的一部分。例如，該設備可包括至少一個照射與硬毛接觸的牙齒組織和牙齒組織周圍的牙齦組織的發射器。
文檔編號A61Q11/00GK1771073SQ200480009590
公開日2006年5月10日 申請日期2004年2月10日 優先權日2003年2月10日
發明者G·B·阿爾特舒勒, V·V·塔欽 申請人:帕洛瑪醫療技術公司