KONKAVE ZAHNBüRSTE

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Schweizer Patentanmeldung Nr. 1540/06, die am 27. September 2006 eingereicht wurde und deren ganze Offenbarung hiermit durch Bezug aufgenommen wird.

Die Erfindung betrifft Zahnbürsten mit medi- zinisch vorteilhaft gestaltetem Bürstenkopf sowie Verfahren zur Herstellung solcher Zahnbürsten und deren Verwendung.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorschläge bekannt, die Konstruktion von Zahnbürsten zu verbessern um so ein verbessertes Putzergebnis zu erzielen und / oder die Konstruktion von Zahnbürsten zu vereinfachen.

Ein mangelhaftes Putzergebnis kann auf ver- schieden Ursachen zurückgeführt werden, insbesondere ungenügende Konstruktion der Zahnbürste und / oder falsche bzw. mangelhafte Benutzung durch den Anwender. Kritisch sind dabei insbesondere die Zahnzwischenräume, der Bereich der Zahnhälse sowie Anwender mit besonders empfind- liehen Zähnen.

US 6 554 614 beschreibt eine Zahnbürste mit zentraler Nabe und einer Vielzahl von darauf befestigten Borsten, welche i) gegeneinander konvergieren und ii) insgesamt gesehen eine spitz zulaufende Konfiguration aufweisen wenn sie in Rotation versetzt werden. Der Bürstenkopf zeigt also bei Benutzung eine nach aussen gewölbte (konvexe) Kontaktfläche.

US 2003/0048533 beschreibt eine Zahnbürste mit einem flexibel-elastischen Kopf, welcher Borsten trägt. Dabei weisen die freien Enden der Borsten im belastungsfreien Zustand entlang der Längs- oder Querachse der Zahnbürste ein generell konkaves Profil auf.

WO 2005/006915 beschreibt, unter anderem, eine Zahnbürste mit unterschiedlich langen und dicken Borsten, wobei die Kontaktfläche im Ergebnis „gezackt" ist. Die vorstehend genannten Druckschriften ad- ressieren das Problem der ungenügenden Reinigungswirkung herkömmlicher Zahnbürsten. Dabei werden die Probleme der unterschiedlichen Zahnoberflächen und deren optimale Reinigung teilweise diskutiert. Auch wird das Problem der Reinigung des interdentalen Bereiches angesprochen. Die Dokumente sprechen zumindest Teilweise die Probleme der einfachen Fertigung, der Reinigung der Zahnbürste und der leichten Anwendung an.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Zahn- bürste mit einem Bürstenkopf gemäss dem Oberbegriff zu schaffen, dessen verbesserte Konstruktion zu einem verbesserten Putzergebnis führt.

Insbesondere soll sich ein gutes Putzergebnis bei geringem Druck auf die Zähne erzielen lassen. Des Weiteren soll das Putzergebnis, insbesondere im Bereich der Zahnzwischenräume verbessert werden.

Des Weiteren soll das Putzergebnis an den Zahnhälsen, besonders bei erhöhter Empfindlichkeit, verbessert werden. Des Weiteren soll eine Zahnbürste zur Verfügung gestellt werden, bei der dem Anwender eine optimale Kontrolle ermöglicht wird, so dass die Zähne sehr bewusst und selektiv gereinigt werden können.

Dabei sollen die Fertigungstechniken und der Aufbau einfach sowie die Herstellungskosten der Zahnbürste gering sein.

Es wurde nun gefunden, dass eine Zahnbürste umfassend einen inelastischen Bürstenkopf an dessen zahn- putzseitiger Oberfläche eine Reinigungsstruktur mit konkaver Oberfläche hervorsteht, die vorstehend umrissenen Aufgaben löst. Vorteilhafte Ausführungsformen dieser

Zahnbürste sind in den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung angegeben sowie den Zeichnungen zu entnehmen.

Des Weiteren werden Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Zahnbürste offenbart sowie verschiedene Anwendungsbereiche der erfindungsgemässen Zahnbürste.

Die Erfindung wird nachstehend im Detail er- läutert. Dabei haben die im Zusammenhang mit dieser Erfindung benutzten Begriffe haben die nachstehend dargelegte Bedeutung, sofern sich aus dem direkten Zusammenhang keine abweichende Bedeutung ergibt.

Eine Zahnbürste besteht aus einem Bürstenkopf aus welchem auf einer Seite eine Reinigungsstruktur hervorsteht und einem Griff, welcher mit dem Kopf über einen Hals verbundenen ist. Unter Bürstenkopf wird im Folgenden der Bereich verstanden, der die Reinigungsstruktur trägt. Der Griffbereich ist der Bereich, der im Anwendungsfall vom Benutzer gegriffen wird. Der Hals ist der zwischen Kopf und Griff gelegene Bereich.

Der Bürstenkopf (1) (bzw „Kopf") der erfindungsgemässen Bürste ist inelastisch. Damit soll zum Ausdruck gebracht werden, dass bei der normal angewandten Bürstenkraft (1- 10 Newton, bevorzugt 2 - 4 Newton) keine Verformung des Bürstenkopfes beobachtet wird. Diese In- elastizität wird durch geeignete Materialwahl und -stärke erreicht und kann der Beschreibung / den Beispielen entnommen werden. Mit Reinigungsstruktur (4) werden die Elemente bezeichnet, welche für die Reinigung der Zähne verwendet werden. Dies können Borsten, Borstenbüschel, weichelastische Elemente oder Kombinationen der vorstehend genannten sein. Die Reinigungselemente sind bevorzugt pa- rallel zueinander angeordnet. Bevorzugt besteht die Reinigungsstruktur aus einem oder mehreren Borstenbüscheln; besonders bevorzugt aus einem Borstenbüschel.

Unter Oberfläche (5) der Reinigungsstruktur wird die Fläche verstanden, welche im Anwendungsfall mit den Zähnen im Kontakt steht. Erfindungsgemäss ist die O- berfläche der Reinigungsstruktur konkav und wird durch den Krümmungsradius r definiert. Dies impliziert, dass die Oberfläche sich kontinuierlich ändert und frei von Stufen oder Sprüngen ist. Der Radius r kann für die Längs- und Querrichtung entweder identisch sein (wodurch sich eine kugelförmige Oberfläche ergibt) oder unter- schiedliche Werte annehmen (wodurch sich eine ellipsoide Oberfläche ergibt) . Bevorzugt ist eine kugelförmige Oberfläche. Der Radius r der Kugel, welcher die Krümmung der konkaven Oberfläche der Reinigungsstruktur beschreibt, liegt im Bereich von 10 - 500 mm, bevorzugt im Bereich von 15 - 250 mm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 25-150 mm.

Die konkave Oberfläche der Reinigungsstruktur wird durch den Zuschnitt und / oder die Befestigung und / oder die Form der Frontfläche des Kopfes erzeugt (vgl. Fig.2). In einer Ausführungsform ist die Länge der Borsten / Borstenbüschel unterschiedlich und so angeordnet, dass sich eine konkave Oberfläche ergibt. In einer alternativen Ausführungsform werden gleich lange Borsten / Borstenbüschel unterschiedlich Tief in den Kopf einge- bracht, so dass sich eine konkave Oberfläche ergibt. In einer alternativen Ausführungsform werden gleich lange Borsten / Borstenbüschel mit gleicher Tiefe in den Kopf eingebracht; wobei die Frontfläche des Kopfes selbst konkav ist, so dass eine konkave Oberfläche resultiert. Die- se alternativen Ausführungsformen können auch miteinander kombiniert werden. Diese Möglichkeiten zur Erzeugung der konkaven Oberfläche seien nochmals zusammengefasst : a: konstante Tiefe t und unterschiedliche Länge 1 der Borsten; b: konstante Länge 1 der Borsten in unterschiedli- eher Tiefe t; in dieser Ausführungsform z.B. in einem e- lastischen Material (7) eingebettet; c: Borsten von konstanter Länge 1 in konstanter Tiefe t befestigt, die

Frontfläche (6) des Kopfes ist konkav gekrümmt, Krümmungsradius r.

Unter Frontfläche (6) des Kopfbereiches wird die Fläche verstanden, an der die Reinigungsstruktur, insbesondere Borsten und / oder weichelastische Elemente, angebracht ist. Die Frontfläche ist 3 - 180 mm2 gross, bevorzugt 7 - 80 mm2, ganz besonders bevorzugt 12 - 50 mm2. Die Form der Grundfläche, aus welcher die Reini- gungsstruktur hervorsteht kann variieren, bevorzugt ist sie rund oder ellipsoid, besonders bevorzugt rund.

Die Befestigung der Reinigungsstruktur im

Kopf kann mit den gängigen, dem Fachmann vertrauten Techniken erfolgen. So können Borsten entweder einzeln oder in Büscheln im Kopf befestigt werden. Die Befestigung kann beispielsweise durch umspritzen mit Kunststoffmasse erfolgen. Die Kunststoffmasse zum umspritzen kann identisch mit dem für den Kopf verwendeten Material sein. Alternativ kann diese Kunststoffmasse aus elastischem Mate- rial (7) bestehen, so dass sich für die Reinigunsstruktur eine federnde Lagerung ergibt. Sofern die Reinigungsstruktur aus Borstenbüschel (n) besteht, kann diese auch mittels Anker im Kopf befestigt werden.

Die Abmessungen der erfindungsgemässen Zahn- bürste entsprechen weitgehend den Abmessungen handelsüblicher Zahnbürsten; für die Oberfläche (5) und die Frontfläche (6) sind die Angaben jedoch dieser Beschreibung zu entnehmen.

Die Materialien für Griff, Kopf und Borsten sind allgemein dem Fachmann bekannt. Griff und Kopf können aus demselben Material bestehen; geeignete Materialien sind Holzwerkstoffe und Kunststoffe. Bevorzugt sind Kunststoffe auf Basis von Giessharzen, Polyamid und Polypropylen. Bevorzugt bestehen Griff, Hals und Kopf aus demselben Material.

Der Gegenstand der Erfindung ist sowohl bei manuell betätigbaren Zahnbürsten wie bei elektrisch betätigbaren Zahnbürsten (insbesondere solche mit einer oszillierenden Rundzahnbürste, wie sie beispielsweise aus der EP 1 138 222 A2 oder aus der EP 0 765 642 A2 bekannt sind) anwendbar. Die Zahnbürste kann daher eine manuelle Zahnbürste sein, bei der auch die Hand alle Putzbewegungen mechanisch durchführen muss; sie kann aber auch eine elektrisch betriebene Zahnbürste mit einer um ihre Längs- achse hin- und herschwenkenden Bürstenbewegung oder auch eine oszillierende Bürstenbewegung sein. Bevorzugt werden gemäss vorliegender Erfindung manuell betätigbare Zahnbürsten.

Der Gegenstand der Erfindung ist auch auf mo- dular aufgebaute Zahnbürsten übertragbar. Darunter werden Zahnbürsten verstanden, bei denen Kopf und Griff lösbar miteinander verbunden sind. Dadurch ist es möglich, verschiedene Köpfe auf der Zahnbürste zu verwenden um so verschiedenen, schwierigen Reinigungssituationen Rechnung zu tragen. Bei solchen modular aufgebauten Zahnbürsten kann die Verbindung von Kopf und Griff beispielsweise durch übliche Steck- Schraub- oder Bajonett-Verbindungen erfolgen. EP 1163861 offenbart eine Möglichkeit für ein geeignetes Verbindungssystem. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Kopf, Hals und Griff der Zahnbürste aus einem Stück gefertigt.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können verschiedene Ausführungsformen sowie die verschiedenen

Bereiche beliebig miteinander kombiniert werden. Des Weiteren können einzelne Ausführungsformen oder Bereiche entfallen.

Bei der Entwicklung der vorliegenden Zahnbürste wurden die nachstehend aufgeführten überlegungen einbezogen. Der zunächst simpel erscheinende Vorgang die

Zähne zu reinigen erweist sich bei genauerer Betrachtung als komplexes Problem, in dem neben der optimalen Zahnbürste auch die Fähigkeiten des Anwenders eine Rolle spielen. Es ist daher notwendig, die Zahnbürste so zu op- timieren, dass einerseits ein gutes Putzergebnis erzielt wird und andererseits der Anwender optimal unterstützt wird.

Die Mehrheit der zu reinigenden Zahnflächen ist konvex. Die beste Reinigungswirkung wird erzielt, wenn die Reinigungselemente senkrecht auf der zu reinigenden Fläche stehen. Diese senkrechte Position kann, zumindest näherungsweise, dadurch erzielt werden, dass die Oberfläche der Reinigunsstruktur konkav ist. Diese Oberflächenform scheint ausserdem eine verbesserte Kontrolle über die Zahnbürste zu ermöglichen. Dadurch ist es dem Anwender leichter möglich gezielt und „bewusst" seine Zähne zu reinigen, was wiederum das Putzergebnis verbessert .

Es wurde weiter beobachtet, dass Anwender häufig mit zu hohem Anpressdruck Zähne putzen. Diesem

Problem versucht man bisher dadurch zu begegnen weichere Reinigungselemente (z.B. weiche Borsten) zu verwenden o- der federnde Elemente im Hals der Zahnbürste zu integrieren. Beide Varianten zeigen Nachteile. Weiche Zahnbürsten führen zu einem Verbiegen der Borsten und damit verminderter Putzwirkung - was häufig durch einen erhöhten Druck kompensiert wird. Solche Zahnbürsten zeigen auch eine schnellere Abnutzung. Federnde Elemente in der Zahnbürste sind generell aufwendiger zu konstruieren und schwieriger zu reinigen. Eine verbesserte Reinigungswirkung kann ebenfalls nicht beobachtet werden. Es wurde nun überraschend Gefunden, dass Testpersonen bei Benutzung der erfindungsgemässen Zahnbürste dazu neigen mit geringerem und angemessenem Anpressdruck die Zähne zu reini- gen. Ohne sich an eine Theorie gebunden zu fühlen wird davon ausgegangen, dass diese eine Folge der verbesserten Kontrolle ist, die der Anwender bei der Benutzung der er-

findungsgemässen Zahnbürste hat. Der beschriebene Effekt des verminderten Anpressdruckes ist besonders vorteilhaft bei Anwendern mit empfindlichen Zähnen.

Es wurde weiter beobachtet, dass Anwender mit empfindlichen Zahnhälsen Probleme beim Reinigen der Zähne haben. Hier zeigt sich eine überraschend bessere Verträglichkeit der erfindungsgemässen Zahnbürste. Ohne sich an eine Theorie gebunden zu fühlen wird davon ausgegangen, dass die verbesserte Verträglichkeit auf die Oberfläche der Reinigungsstruktur (konkav) und das veränderte Benutzerverhalten (geringer Anpressdruck) zurückzuführen ist. Beides führt dazu, dass Borsten weniger oder gar nicht seitlich verbiegen und so den Zahnhals nicht ungewollt und schmerzhaft berühren.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden durch die Figuren illustriert und im Folgenden näher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden folgende Bezugszeichen verwendet: (1) Kopf; (2) Hals; (3) Griff; (4) Reinigungsstruktur; (5) Oberfläche der Reinigungsstruktur; (6) Frontfläche des Kopfes; (7) elastische Masse; (8) Zahn; r Krümmungsradius der Oberfläche; t Tiefe der Reinigungsstruktur im Kopf. Es zeigen:

Fig. 1 eine Zahnbürste mit (1) Kopf; (2) Hals; (3) Griff; (4) Reinigungsstruktur (hier als Borstenbüschel) ; (5) Oberfläche der Reinigungsstruktur; (6) Frontfläche des Kopfes und

Fig. 2 den Schnitt durch einen Bürstenkopf der Bürste aus Fig. 1, wobei (1) Kopf; (4) Reinigungsstruktur; (5) Oberfläche der Reinigungsstruktur; (8) Zahn; (r) Krümmungsradius der Oberfläche; (t) Tiefe der Reinigungsstruktur im Kopf dargestellt sind.

Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Zahnbürste umfassend die Schritte (Verfahren A) Befestigen der Reinigungsstruktur im Bürstenkopf und anschlies- sendes Formen/kürzen/Beschneiden der Reinigungsstruktur zur Erzielung einer konkaven Oberfläche; oder (Verfahren B) Herstellung eines Reinigungselementes mit konkaver O- berfläche und Befestigung am Bürstenkopf; oder (Verfahren C) Befestigung des Reinigungselementes an einem kon- kaven Bürstenkopf. Bevorzugt wird die erfindungsgemässe Bürste nach Verfahren A durch Beschneiden von Borsten mittels eines kugelförmigen Schneidwerkzeugs hergestellt.

Die Erfindung betrifft in einem dritten As- pekt die Verwendung der erfindungsgemässen Zahnbürste zum Reinigen von natürlichen Zähnen und künstlichen Zähnen, wie Zahnimplantaten, Brücken oder Gebissen. Die Reinigung von künstlichen Zähnen ist dabei sowohl bei der Herstellung als auch beim Gebrauch durch den Anwender relevant. Die Reinigung künstlicher Zähne kann daher auch ausser- halb des Körpers erfolgen. Die Reinigung künstlicher Zähne dient vorrangig ästhetischen Zwecken.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Bei- spiele dargestellt. Diese Beispiele sollen die Erfindung illustrieren und sind nicht als Limitierung zu verstehen

Beispiel 1, Herstellung und Anwendung einer Zahnbürste : Eine Zahnbürste, Gesamtlänge 18 cm, mit einem kreisförmigen Borstenbüschel, Durchmesser 0.5 cm, wird nach bekannten Verfahren hergestellt. Anschliessend wird das Borstenbüschel mittels einer diamantenbesetzten Kugel bearbeitet, um so die zahnputzseitige Oberfläche auf eine konkave Form zu trimmen.

Die Zahnbürste gemäss Beispiel 1 bewirkt beim Anwender („zwingt" Ihn), mit wenig Kraft nur kleine Bewegungen auszuführen. Des Weiteren passt sie sich den buc- calen Flächen der Zähne (diese sind konvex) mittels des konkaven Bürstenfeldes optimal an. Dies maximiert den

Reinigungseffekt bei minimaler Traumatisierung der marginalen Gingiva. Bei handelsüblichen Zahnbüsten hingegen, welche die unterschiedlichsten Borstenfeldformen haben, führt falsche Zahnputztechnik (zuviel Anpressdruck und translatorische Bewegungen) kombiniert mit nicht anatomisch geformten Borsten oft zur Traumatisierung des Zahnfleischs im Frontzahnbereich.