Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen im Mundraum

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Oberflächen im Mundraum insbesondere ein Verfahren zum Reinigen von Zähnen, Zahnzwischenräumen und Zahnfleisch im Mundraum.

Im Bereich der Zahnreinigung wird fortlaufend nach Verbesserungen der Reinigung gesucht. Die herkömmliche Reinigung mit einer Zahnbürste und Zahncreme hat eine Mehrzahl von Nachteilen.

Die üblichen Zahncremes besitzen bis zu 20% abrasive Bestandteile, wobei die abrasiven Bestandteile zusammen mit einem zu hohen Andruck der Bürste durch den Verwender zu einem massiven Abtrag von Zahnmaterial im Laufe der Zeit führen können. Bei der steigenden durchschnittlichen Lebenserwartung führt dies mittlerweile dazu, dass im Alter Zähne regelrecht kaputtgeputzt sind und hieraus Probleme erwachsen.

Zudem hat die Zahnbürste den Nachteil, dass hierdurch insbesondere bei nicht sachgerechtem Putzen das Zahnfleisch geschädigt werden kann, so dass Paratontose ein häufiges Problem ist. Der überwiegende Teil des die Verschmutzung ausbildenden Biofilms befindet sich unmittelbar oberhalb bzw. unterhalb des Zahnfleisches, weshalb die Reinigung am bzw. neben dem Zahnfleisch eine große Bedeutung hat. Diese ist für Zahnbürsten besonders schwierig weil die Bürste mit dem Zahnfleisch in Kontakt kommt und dieses irritiert.

Darüber hinaus ist das Putzen mit der Zahnbürste und Zahnpasta aus mundhygienischer Sicht nicht ausreichend, da insbesondere die Zahnzwischenräume (bis zu 40 % der zu reinigende Oberfläche) und die Zahnfleischtaschen nicht ausreichend gesäubert werden weil die Zahnbürste diese Stellen nicht erreicht.

Die sich durch bakterielle Prozesse bildende Plaque (=oraler Biofilm), aus welcher sich in späteren Stadien Zahnstein bildet, ist ein vergleichsweise gut haftender und auch gut aneinanderhaftender Verschmutzungsfilm, der sich nicht ohne weiteres ablösen lässt, selbst wenn er im direkten Kontakt mit der Zahnbürste abgereinigt wird, aber schon gar nicht in den Zahnzwischenräumen, in welche die Zahnbürste nur bedingt bzw. gar nicht vordringen kann.

Die herkömmliche Reinigung mit der Zahnbürste macht daher zusätzliche Reinigungsmaßnahmen notwendig, beispielsweise die Verwendung von Zahnseide oder Zwischenzahnbürsten, um in den Zahnzwischenräumen, insbesondere die Bereiche, an denen die Zähne aneinander stehen, zu reinigen, aber auch die Zahnzwischenräume. Auch bei der Verwendung von Zahnseide ist jedoch eine gewisse Fehlanwendungsmöglichkeit gegeben, denn insbesondere kann auch mit Zahnseide das Zahnfleisch verletzt werden, insbesondere im Bereich der Interdentaltaschen, in denen die bakterielle Belastung besonders hoch ist. Dies kann unter anderem zu Zahnfleischentzündungen führen.

In der Vergangenheit wurde eine Vielzahl von Anläufen unternommen, eine Reinigung in anderer Weise zu gestalten. So ist es zum Beispiel bekannt, die Zwischenräume auch mit Wasserstrahlgeräten zu reinigen. Hierbei hat sich gezeigt, dass die Wasserstrahlgeräte früherer Zeiten zwar eine Reinigung bewirken konnten, jedoch durch die Härte des Strahls das Zahnfleisch leicht beschädigt werden konnte. Heutige Geräte sind bezüglich der Strahlleistung deutlich reduziert worden, so dass eine Schädigung des Zahnfleisches nicht mehr unmittelbar herbeigeführt wird, jedoch ist die Reinigungsleistung hierdurch auch so schlecht geworden, dass diese Geräte weitgehend unwirksam sind.

Darüber hinaus wurden viele Versuche unternommen sogenannte Ultraschallbürsten zur Verfügung zu stellen, bei denen eine Schwingung der Zahnbürste, welche der Reinigung dient und letztlich zusammen mit Zahnpaste wiederum eine abrasive Reinigung bewirkt, mit Ultraschwingungen überlagert wird, welche angeblich einen Reinigungseffekt bewirken sollen. Es hat sich allerdings gezeigt, dass derartige Zahnbürsten nicht in der Lage sind, den Ultraschall so im Mundraum einzukoppeln, dass eine Putzwirkung überhaupt nachweisbar wäre. Derartige sogenannte Ultraschallzahnbürsten sind somit gegenüber einer üblichen Handzahnbürste nicht wesentlich besser.

Andere elektrische Zahnbürsten, bei denen der Bürstenkopf kreisende oder vibrierende Bewegungen macht, haben zwar häufig eine Andruckkontrolle, letztlich führen aber auch diese Bewegungen zu einem abrasiven Putzen. Aus der DE 20 2016 101 191 Ul ist ein Bürsten köpf für eine elektrische Zahnbürste bekannt, der den Zahn allseitig umgreifen soll und an dem Borsten für die Reinigung angeordnet sind. Aus der US 3,401,690 A ist eine Reinigungsvorrichtung bekannt, bei der Ultraschall über eine Klampe, welche zumindest einen Zahn übergreift, über eine Flüssigkeit auf eine Oberfläche aufgebracht wird.

Aus der US 2005/091,770 A ist eine Zahnbürste bekannt, welche wie eine normale elektrische Zahnbürste arbeitet, aber zudem noch einen Ultraschallerzeuger besitzt, der akustische Energie in eine Reinigungsflüssigkeit einbringen soll.

Aus der US 2017/0189,149 Al ist ein System bekannt, mit dem Zähne mit einer Ultraschallvorrichtung aufgehellt werden sollen. Hierfür ist ein Mundstück vorgesehen, welches jeweils ein Volumen für den Oberkiefer und den Unterkiefer aufweist, wobei in dem Mundstück, den Zähnen zugewandt Ultraschallerzeuger angeordnet sind, welche Ultraschallenergie auf die Zahnüberfläche aufbringen können.

Hierdurch soll ein Effekt erzeugt werden, der als Ultrasound Streaming bekannt ist, wobei ausgeführt wird, dass die Temperatur kontrolliert werden muss und zudem auch verhindert werden muss, dass sich Bläschen bilden, da diese die Übertragung des Ultraschalls behindern. Hierbei soll eine Frequenz von 20 kHz bis 100 kHz angewendet werden, wobei hier gezielt eine Kavitation herbeigeführt werden soll, so dass sich Dampfbläschen bilden, welche an der Oberfläche des Zahnes implodieren, wobei hierbei lokale Temperaturen von bis zu 5000 Kelvin und lokale Drücke bis 1000 Atmosphären entstehen sollen.

Hierbei ist nachteilig, dass die eingebrachten Energien so hoch sind, dass eine Schädigung des Gewebes praktisch unausweichlich ist.

Aus der W02007/060644 A2 ist ein Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Biofilm durch sogenanntes Micro Streaming bekannt. Hierbei sollen Gasbläschen durch Ultraschall in Resonanz versetzt werden, was zu einem Reinigungseffekt führen soll. Durch die Ultraschallanregung sollen die Gasbläschen in eine Vibration versetzt werden, welche eine akustische Strömung in einem kleinen Bereich in der Nähe des Bläschens induziert. Diese akustische Strömung ist auch als „Micro Streaming" bekannt. Diese Microströmung soll Scherkräfte erzeugen, die in der Lage sind, den Biofilm zu entfernen. Die entsprechenden Gasbläschen können vorgefertigt sein und insbesondere können diese Bläschen auch in einer Phosphorlipid- oder Protein-Umgebung erzeugt werden, um sie zu stabilisieren.

Aus der W02009/077291 A2 ist ebenfalls ein Verfahren zum Heranführen von antimikrobiellen Reagenzien an einen Biofilm bekannt, wobei hierbei Gasbläschen in einer Kunststoffumhüllung in einen Behandlungsraum eingebracht werden, die Kunststoffumhüllung anschließend mit Ultraschall zerstört wird und die Bläschen so freigesetzt werden. Die Gasbläschen wiederum werden durch die Ultraschallfrequenz so angeregt, dass sie vibrieren und nach Erreichen einer maximalen Amplitude der Vibration kollabieren und dadurch den Biofilm aufreißen.

Aus der W02010/076705 Al ist eine Zahnbürste bekannt, die neben Borsten einen Ultraschallerzeuger enthält, der Ultraschall in einen Behandlungsraum einbringt, wobei zusätzlich Microbläschen eingebracht werden. Hierbei kann, muss jedoch keine Kavitation erzeugt werden.

Aus der WO2020/212214 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Zahnbürste mit einer Wasserstrahleinrichtung gekoppelt sein soll, wobei die Wasserstrahleinrichtung derart gesteuert sein soll, dass beim Führen der Zahnbürste an den Interdentalbereichen vorbei ein Wasserstrahl die Interdentalbereiche spült. Hierzu sollen geeignete Beschleunigungs-, Ge- schwindigkeits- oder Wegsensoren eingesetzt werden.

Aus der WO 2020/212248 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem ebenfalls eine Wasserstrahleinrichtung mit einer Zahnbürste gekoppelt ist, wobei eine Steuerungseinrichtung vorhanden ist, welche eine Annahme trifft, wo sich das Reinigungsgerät im Mund befindet, wobei vorbestimmte Daten und verwenderspezifische Daten verwendet werden, wobei die Daten unter anderem Daten bezüglich der Reinigungstätigkeit des Verwenders oder des Betriebes des Reinigungsgerätes umfassen und dazu verwendet werden, eine Annahme über den Ort zu treffen um beim Erreichen eines Interdentalbereiches diesen mit dem Wasserstrahl zu spülen.

Bei den bekannten Verfahren ist von Nachteil, dass sich in Versuchen herausgestellt hat, dass die Reinigung mit (implodierenden) Bläschen alleine nicht ausreichend ist. Entweder ist die Reinigungsleistung zu gering oder die Reinigungsleistung ist höher, allerdings wird bei einer höheren Reinigungsleistung, die keineswegs ausreichend sein muss, ein Energiebereich erreicht, der nicht sicher ist, da bei diesen Energiebereichen Kavitation auftreten kann, welche punktuell zu einer Zerstörung sowohl des Zahnfleisches als auch des Zahnmaterials führten kann. Um eine solche Zerstörung auszuschließen, muss dieser Bereich recht weiträumig vermieden werden, wodurch die Reinigungsleistung ineffektiv ist. Bei der Kombination von Microbläschen mit herkömmlichen Zahnbürsten werden letztlich nur die Nachteile beider Technologien kombiniert.

Aus der DE 42 08 664 Al ist eine Düsenkopfanordnung für Mundduschen bekannt mit einem einen Tunnel bildenden Düsenkopf, wobei der Düsenkopf innenseitig mit einer Vielzahl von Spritzdüsen ausgebildet ist, die nacheinander durch Steuerventile mit unter Druck stehender Flüssigkeit einer Druckpumpe beaufschlagt werden.

Aus der US 2012/0003601 Al ist eine Zahnreinigungsvorrichtung bekannt mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Spritzstrahles, welche mittels eines Piezoelements eine Flüssigkeit unter Drucksetzt und auf einen zu reinigenden Zahn richten kann und zudem eine Erkennungseinrichtung zur Erkennung eines Zahnhygiene-Markers. Die Vorrichtung ist hierbei sehr voluminös und kaum für eine Endanwender-Verwendung geeignet.

Aus der US 2019/0110875 Al ist ein Verfahren zum Reinigen von Zähnen bekannt, bei dem eine Flüssigkeit alternieren ausgestoßen und angesaugt werden soll, wobei auf einer Seite einer Zahnreihe die Flüssigkeit ausgestoßen werden soll und auf der anderen Seite alternierend eingesaugt werden soll, wobei dies durch Ventile gesteuert wird, welche wechselnd den einen oder den anderen Transportweg öffnen. Bei diesem Verfahren ist von Nachteil, dass es nicht funktioniert, da die schnelle Alternierung die gewünscht ist an der Trägheit der Flüssigkeit einerseits und dem Reibungswiderstand in den Leitungen andererseits scheitert.

Aus der US 2019/0236236 Al ist eine mechanisch angetriebene Munddusche bekannt, bei der gepulste Flüssigkeitsstrahlen erzeugt werden und mithilfe einer manuell geführten Düse in herkömmlicher weise über die Zähne geführt wird. Hierbei ist wie bei manuell geführten Zahnbürsten der Nachteil, dass eine Vielzahl von Verwenderfehlern möglich sind, welche unter anderem zu einer massiven Schädigung des Zahnfleisches führen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, und insbesondere von Zahn- und Zahnfleischoberflächen und Zahnzwischenräumen zu schaffen, welches einfach, schnell und sicher und dazu effektiv und in ungefährlicher Weise den Biofilm von Zahnfleisch, den Zahnzwischenräumen und den Zähnen ablöst und zudem angenehm in der Anwendung ist.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Es ist eine weitere Aufgabe eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine effektive Reinigung von Zahn- und Zahnfleischoberflächen und Zahnzwischenräumen zu schaffen, welche einfach, schnell und sicher und dazu effektiv und in ungefährlicher Weise den Biofilm von Zahnfleisch, den Zahnzwischenräumen und den Zähnen ablöst und angenehm in der Anwendung ist.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 33 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung sieht vor, eine zu reinigende Oberfläche einen Druckstrahl bzw. Druckimpuls einer vorbestimmten Stärke und Geschwindigkeit durch zumindest eine Düse in Richtung der zu reinigenden Oberfläche zu senden, wobei durch die Natur der Flüssigkeit bedingt bzw. des flüssigen Mediums bedingt, der Druckstoß, welcher ein geringes Volumen an Flüssigkeit in das Flüssigkeitsvolumen einführt, sich durch die Flüssigkeit fortpflanzt zu einer zu reinigenden Oberfläche.

In einer vorteilhaften Weiterbildung werden dabei strömungsmechanische Effekte genutzt. , Insbesondere werden hierbei im weitesten Sinne ringförmige Strömungen bzw. Wirbel genutzt. Die Effekte, welche von derartigen Strömungen und Wirbeln erzeugt werden können sollen nachfolgend beschrieben werden. Über entsprechende Düsengeometrien einerseits und die Einhaltung bestimmter Randbedingungen bezüglich der Menge und Geschwindigkeit eines ausgestoßenen Mediums lassen sich torusförmige geschlossene Wirbelfäden, nachfolgend vereinfacht Torus oder in der Mehrzahl Tori genannt erzeugen. Eine derartige Strömung oder ein derartiger Wirbel führt im einfachsten Fall dazu, dass eine Strömung quer zu einer reinigenden Oberfläche auftritt, nachdem der Torus durch das umgebende Medium bis an die zu reinigende Oberfläche gelangt ist. Eine derartige Strömung kann für sich gesehen schon in der Lage sein, ein Ablösen von Biofilm bzw. Plaque zu bewirken.

Befinden sich Feststoffpartikel innerhalb der ausgestoßenen Flüssigkeit und/oder im umgebenden Medium, werden diese mit dem Wirbel bzw. Torus mitgerissen und entsprechend ebenfalls über die zu reinigende Oberfläche bewegt, was den Reinigungseffekt naturgemäß verstärkt. Hierbei können derartige Feststoffpartikel in einfacher Weise mitgerissen werden, oder vom Torus mitgeführt werden, so dass ein Partikel auch mehrfach über eine Oberfläche geführt wird. Hierbei rotiert der Partikel oder rotieren die Partikel mit bzw. in dem Torus oder um den Torus herum. Somit kann ein Partikel mehrfach über die Oberfläche streichen und mittels der Scherkräfte Biofilm entfernen. Dies ist ein Unterscheid zu einem Strahl bzw. Jet, bei dem Ein Partikel nur einmal über die Oberfläche geführt wird.

Je nach Relativgeschwindigkeit durch das umgebende Medium bzw. Rotationsgeschwindigkeit des Torus kann zudem Kaltdampf innerhalb des Torus entstehen. In diesem Fall wird neben den bereits beschriebenen Effekten zusätzlich der Torus bzw. die Kaltdampfbläschen an der Oberfläche kollabieren, was einen weiteren Strömungseffekt durch Querströmungen bewirkt.

Torusförmige geschlossene Wirbelfäden bestehen aber auch ohne Kaltdampf. Partikel werden auch durch ihren Strömungswiderstand an der zu reinigenden Oberfläche entlang bewegt. Der Strömungswiderstand der Partikel steigt mit ihrer Größe und damit steigen auch die Scherkräfte die auf den Biofilm wirken wenn ein Partikel an dessen Oberfläche entlang bewegt wird.

Die Düsen könne hierbei grundsätzlich im Querschnitt kreisrund sein, aber auch jede andere Form besitzen zum Beispiel etwa elliptisch sein oder schmal schlitzförmig, sternförmige oder generell unregelmäßige ausgebildet sein. Dementsprechend sind auch die geschlossenen Wirbelfäden nicht zwangsweise kreisrund und damit keine Tori nach der Definition.

Für diese Düsengeometrien kann als Ersatzdurchmesser der hydraulische Durchmesser angewandt werden Dh=4*A/P A=Querschnittsfläche, P=benetzter Umfang. Der kreisrunde Torus ist vorteilhaft, weil er besonders stabil ist und sich weit in die Flüssigkeit ausbreitet ohne merkliche Formveränderung.

Die Stabilität der geschlossenen Wirbelfäden anderer Geometrien kann aber durchaus ausreichend für die geforderte Reinigungsdistanz sein und eine Anpassung an die Zahngeometrie ermöglichen.

Es wurde erkannt, dass bei einem Verhältnis der Länge des ausgestoßenen Flüssigkeitszylinders zu seinem Durchmesser bis maximal 4 sich diese Tori bilden.

Bei einem Verhältnis darüber, bis etwa 10 liegt ein Mischbereich vor, wobei die Grenzen hier nicht scharf sind.

Bis wohin genau der Mischbereich geht und wo ein reiner Strahl vorliegt ist fließend und daher nicht genau zu bestimmen.

Es wird verwiesen diesbezüglich auf D.G. Akhmetov „Vortex Rings" ISBN 978-3-642-05015- 2, insbesondere auf die Bilder 3.6 und 3.7.

Bild 3.7 zeigt die Zusammenhänge recht deutlich wobei Up*t die sog. Slug Length, also die Zylinderlänge des ausgestoßenen Fluids ist. Up=Geschwindigkeit des Fluids, t= Ausstoßzeit D= Düsendurchmesser.

Bei Up*t/D=2 sieht man einen klaren Torus, bei 3,8 (etwa 4) ist es immer noch ein Torus während bei 8 bereits eine Mischung aus einem Torus und einem Strahl vorliegt, also eine Mischform, welche auch sekundäre kleinere Wirbel enthält.

Fig.3.6 aus demselben Buch zeigt dass ab Up*t/D=3.8 die Zirkulation praktisch nicht mehr in den Torus geht.

Torusringe haben unter anderem auch den Vorteil, dass sie einen großen Abstandsbereich zwischen Düse und zu reinigender Oberfläche überbrücken können.

Torusringe können auch noch viel größere Distanzen überbrücken als für den hier angegebenen Zweck notwendig sind. In der freien Flüssigkeit legen Tori mit Kaltdampf bei Düsen- durchmessern um 1,5mm bis zu etwa 30 bis 50mm zurück. Dies bedeutet, dass mittels Tori eine zu reinigende Oberfläche mit Sicherhit in jedem Fall erreicht wird.

Erfindungsgemäß kann die Reinigungsflüssigkeit zurückgesaugt und im Prozess wieder verwendet werden, wobei die Rücksaugung über die Ausstoßöffnung der Düse, über benachbart zur Düse angeordnete Rücksaugöffnungen oder zentrale Rücksaugöffnungen erfolgt und die Flüssigkeit dem Prozess wieder zugeführt wird. Die Erfinder haben erkannt, dass ohne eine Rücksaugung zu viel Flüssigkeit in den Mundraum gelangen kann und dies für den Verwender unangenehm sein kann, zudem haben die Erfinder erkannt, dass das Verfahren effizienter betrieben werden kann, wenn die Flüssigkeit im gleichen Prozess wieder verwendet wird.

Die Düsen des selben Shuttle können auch zeitlich versetzt betrieben werden um die Leckageverluste der Dichtlippen zu verringern und den Flüssigkeitsanteil möglichst konstant zu halten.

Erfindungsgemäß kann es vorgesehen sein, eine zu reinigende Oberfläche oder einen Teilbereich derselben mit einem geschlossenen Flüssigkeitsvolumen zu umgeben und innerhalb dieses geschlossenen Flüssigkeitsvolumens eine Düse oder mehrere Düsen anzuordnen. Die Rücksaugung kann innerhalb und oder außerhalb des abgeschlossenen Volumens erfolgen. Somit kann die Rücksaugung innerhalb des geschaffenen abgeschlossenen Volumens und/oder außerhalb, also im Mundraum erfolgen, im Mundraum kann Flüssigkeit die aufgrund unvermeidlicher Undichtigkeiten vorhanden ist Rückgesaugt werden.

Zudem kann die Rücksaugung im Mundraum auch am Ende einer Behandlung stattfinden. Insbesondere können mit einer Rücksaugung aus dem Mundraum am Ende der Behandlung auch Speichel und Reinigungsflüssigkeit abgesaugt werden um das Reinigungsgerät sicher und ohne Verschmutzung von Kleidung und aus dem Mund herauslaufender Flüssigkeit zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird ein Reinigungsfluid, und insbesondere ein Reinigungsfluid mit Partikeln periodisch eingesaugt und ausgestoßen, wobei die Fluidwege im Nahbereich der Zähne, d.h. insbesondere mit einem Abstand von < 3cm von der Düse zur Zahnoberfläche liegen.

Ziel ist es, einen periodischen gepulsten Strahl durch einen oder mehrere Düsen zu erzeugen, welcher auf die zu reinigende Oberfläche gerichtet ist und schon aufgrund der Form der Zähne, insbesondere im Bereich der Zahnzwischenräume aber auch durch eine Veränderung des Ausstoßwinkels orthogonal bis tangential zum Zahn gerichtet sein kann.

Hierdurch werden die Zahnoberfläche aber auch das Zahnfleisch gereinigt, wobei auch die Zahnzwischenräume und die Zahnfleischtaschen gereinigt werden. Die Periodizität bezieht sich hier auf die Periode des Vorganges des immer wiederkehrenden Einsaugens und Ausstoßens. Dies bedeutet ausdrücklich nicht, dass dies mit einem konstanten Zeitabstand geschieht. Ein Einsaugen und Ausstößen in regelmäßigen Intervallen ist genauso von der Erfindung umfasst, wie ein Einsaugen und Ausstößen in stochastischen Zeitintervallen.

Erfindungsgemäß ist es in einer Weiterbildung vorgesehen, einen abgeschlossenen Behandlungsraum zu schaffen, wobei ein kissenartiges Element oder Dichtelement ein Reinigungsfluidvolumen vor der Düse schafft, insbesondere durch elastische Dichtlippen, die um die Düsen oder ein Düsen-Array angeordnet sind und zudem elastisch dichtend auf den Zähnen aufliegen. Insbesondere kann sich das Dichtkissen an die Oberflächen anpassen. Hierbei ist mit Abdichten bzw. dem Schaffen eines Flüssigkeitsvolumens nicht gemeint, dass dieses Volumen absolut flüssigkeitsdicht ist, ein Austritt von Flüssigkeit ist in einem gewissen Rahmen unvermeidbar und kann ohne weiteres in Kauf genommen werden.

Es kann auch vorteilhaft sein, wenn ein Austritt von Flüssigkeit aber nicht von Partikeln in einem gewissen Rahmen stattfindet, weil sich so Partikel im Reinigungsfluidvolumen aufkonzentrieren können, was wiederum zu mehr reinigenden Partikeln pro Puls und Düse führt und damit zu einer besseren Reinigungsleistung führen kann. Die Aufkonzentration kann dabei durch die Dichtlippen geschehen, wenn diese die Partikel stärker zurückhalten als das Fluid. Die Partikel müssen dann nur in geringerer Konzentration mit dem frischen Reinigungsfluid zugeführt werden, was wiederum vorteilhafterweise ein Verstopfen der Zuleitungen erschwert bzw. verhindert.)

Dem entsprechend kann das Kissen aufgrund seiner Elastizität zumindest den größten Teil des durch die Düse einströmenden Volumens auffangen, eine vollständige Dichtheit ist im Übrigen auch nicht ausgeschlossen. Im Idealfall verliert somit das geschlossene Volumen zwischen Düse und zu reinigender Oberfläche keine Reinigungsflüssigkeit und idealerweise kann die Reinigungsflüssigkeit durch das Einsaugen und Ausstößen so unendlich oft wiederverwendet werden, für den jeweiligen zu reinigenden Strahl. Da in der Realität jedoch Verluste des Reinigungsfluides unvermeidlich erscheinen, beispielsweise durch Zahnzwischen- räume oder Undichtheiten der Dichtlippen aufgrund der Oberflächenform der zu reinigenden Oberfläche, welche durch einen Zustrom von Reinigungsflüssigkeit ausgeglichen werden müssen, ist der Zustrom insgesamt größer als das Volumen.

Der Zustrom kann hierbei durch die jeweilige Düse selbst erfolgen oder durch das jeweilige Düsen-Array selbst erfolgen, so dass durch die Düse oder die Düsen ein mittlerer Fluidstrom fließt. Das abgeschlossene Volumen kann jedoch auch von anderer Stelle aus mit einer ausreichenden Menge an Reinigungsflüssigkeit aufgefüllt werden, wobei in diesem Fall der über eine Periode gemittelte Fluidstrom durch die Düse gleich Null ist.

Erfindungsgemäß kann der Ausstoß des Strahls über die Düse erfolgen und die Einsaugung ebenfalls über die Düse, über andere Düsen oder Ventile oder nur über Ventile bzw. Einsaugöffnungen.

Die Düsenform kann wie bereits ausgeführt von einem kreisrunden Querschnitte abweichen und jede andere Form besitzen. Im Längsschnitt kann de Düse zylindrisch bzw. ohne Divergenz oder Konvergenz der begrenzenden Wände ausgebildet sein, aber auch konisch ausgebildet sein.

In Figur 29 ist aus D.G. Akhmetov „Vortex Rings" ISBN 978-3-642-05015-2 beispielsweise ein Torusgenerator abgebildet, welcher eine konische Düse aufweist. Dies kann zu einer besseren Effizienz in der Ablösung führen.

Bei der für die Erzeugung des Torus und oder des Strahles notwendigen Pulsung betragen die Antriebsfrequenzen der Pulsung zwischen 1 Hz und 50 kHz, Insbesondere 1 Hz und 30 kHz und insbesondere 1 Hz bis 1 KHz.

Insbesondere bei der Erzeugung eines Strahles beträgt die Pulsungsfrequenz vorzugsweise zwischen 1Hz und 1kHz, insbesondere 30Hz und 300 Hz bevorzugt >50Hz.

Insbesondere bei der Erzeugung des Torus beträgt die Pulsungsfrequenz vorzugsweise zwischen 1Hz und 20khz, vorzugsweise 50 Hz bis 1kHz und weiter bevorzugt 50 Hz bis 300 Hz. Pulsungsfrequenzen von >50Hz sind durchaus sinnvoll, weil man auf diese Weise eine kurze Reinigungszeit bei angenehmer Shuttlegröße (Anzahl der Düsen) erreichen kann.

Die Pulslängen betragen beispielsweise von 0,03 Millisekunden bis 1 Sekunde.

Insbesondere bei der Erzeugung eines Strahles betragen die Pulslängen 0,3ms-lsec, vorzugsweise 0,3ms - 500ms, weiter bevorzugt 0,3 bis 100ms, noch weiter bevorzugt 0,3 bis 20ms und insbesondere 0,3ms-5ms.

Insbesondere bei der Erzeugung eines Torus können die Pulslängen kürzer sein und insbesondere, 0,03ms-3ms, insbesondere 0,07ms bis 0,7ms, bevorzugt 0,1ms bis 0,4ms . Die hängt auch von der Größe des Torus ab.

Bei der Verwendung von Partikeln sind Partikel von 1 pm bis 0,5 mm einsetzbar.

Die Strömungsgeschwindigkeit insgesamt aus der Düse kann zwischen 15-100 m/s liegen, wobei bei Jets Geschwindigkeiten von 15-40m/s verwendet werden, da man darüber sicher schädigt und darunter nicht reinigt.

Bei der Erzeugung von Tori kann die Geschwindigkeit in der Düse höher und auch die maximalen Drücke in der Düsenkammer können kurzfristig viel höher liegen, insbesondere bei sehr kurzen Pulsen, weil ja dann die kinetische Energie in die Kaltdampfblase übergeht und damit die effektive Geschwindigkeit des Fluids im Torus und damit am Zahn viel geringer ist.

Die angestrebte Partikeldichte im abgeschlossenen Volumen liegt vorzugsweise unter 30 Volumenprozent, insbesondere unter 20 Volumenprozent und insbesondere unter 15 Volumenprozent bezogen auf die Flüssigkeit die sich im abgeschlossenen Volumen befindet.

Die angestrebte Partikeldichte in der Ausgangsreinigungsflüssigkeit welche in der Vorrichtung gefördert wird liegt vorzugsweise unter 10 Volumenprozent, insbesondere unter 5 Volumenprozent, jeweils auf bezogen auf das Volumen der Reinigungsflüssigkeit.

Das erfindungsgemäße abgeschlossene Volumen, welches über entsprechende Dichtlippen oder andere Dichtelemente abgeschlossen werden kann, hat sich für die Erfinder als hilfreich herausgestellt, da es für viele Menschen unangenehm ist, wenn der Mund mit Reinigungsflu- id gefüllt ist und insbesondere das Fluidvolumen noch zunimmt und beim Herausnehmen des Gerätes Reinigungsfluid, welches noch vorhanden ist, aus dem Mund läuft oder Kleidung beschmutzt.

Erfindungsgemäß wird dem entsprechend das Reinigungsfluid innerhalb des abgeschlossenen Volumens gehalten, wobei nach der Beendigung des Reinigungsvorganges über die bereits beschriebene erfindungsgemäße Rücksaugung, die im abgeschlossenen Volumen befindliche Reinigungsflüssigkeit auch vollständig abgesaugt werden kann.

Das abgeschlossene Volumen kann hierbei um einen oder mehrere Zähne geschaffen werden, um einen Kieferast geschlossen werden oder beispielsweise abhängig von der Zahnform um unterschiedlich geformte Zähne herum, beispielsweise dass ein Volumen um Backenzähne herum geschaffen wird, ein Volumen im Eckzahnbereich und ein Volumen im Schneidezahnbereich.

Es kann auch ein Gesamtvolumen für einen gesamten Kiefer geschaffen werden mit entsprechenden Düsen-Arrays, wobei jedoch zwischen den unterschiedlich geformten, das Volumen begrenzenden Bereichen, welche auch die Düsen tragen, beispielsweise Trennwände oder Trennstege, insbesondere elastische Trennwände oder Trennstege vorgesehen sind.

Die Ausgestaltung ist somit flexibel möglich, wobei jedoch allen Möglichkeiten gemeinsam ist, dass das abgeschlossene Volumen das Fluid um die Oberfläche hält und die Fluidmenge im Mund in erheblicher Weise reduziert.

Wie bereits ausgeführt, gibt es auch bezüglich der Flüssigkeitsführung eine Mehrzahl erfindungsgemäßer Varianten.

Bei einer ersten Variante wird aus einer Düsenöffnung ein Strahl ausgestoßen und nach erfolgtem Ausstoß des Strahls Flüssigkeit über die Düse zurückgesaugt, um das Volumen innerhalb des geschlossenen Volumens bzw. die Flüssigkeitsmenge innerhalb des geschlossenen Volumens möglichst konstant zu halten. Da der Ausstoß des Strahls als Druckstoß erfolgt, ergibt sich hieraus, dass die Rücksaugung einen längeren Zeitraum in Anspruch nehmen wird als das Ausstößen. Bei einer weiteren Variante ist eine Düsenöffnung vorhanden, durch welche der Flüssigkeitsstrahl ausgestoßen wird, wobei zur Füllung des abgeschlossenen Volumens das Reinigungsfluid zunächst über eine gesonderte Zuströmöffnung eingeführt wird, jedoch das Erzeugen des Druckstoßes und das Rücksaugen der Flüssigkeit erfolgt auch hier über die Düse.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform erfolgt der Ausstoß der Flüssigkeit über die Düsenöffnung, wobei jedoch benachbart zur Düsenöffnung eine Rücksaugöffnung vorhanden ist, so dass bei dem Anlegen eines Unterdrucks auf den Bereich der Düse, die Flüssigkeit sowohl durch die Düse als auch durch die benachbarte Rücksaugöffnung zurückgesaugt wird. Die Rücksaugöffnung besitzt hierfür vorzugsweise ein einfaches, beispielsweise Membranventil , welches beim Ausstößen der Flüssigkeit die Rücksaugöffnung verschließt und beim Anlegen eines Unterdrucks zum Zwecke der Rücksaugung öffnet. Anstelle einer Rücksaugöffnung können selbstverständlich auch eine Mehrzahl von Rücksaugöffnungen vorhanden sein, diese können beispielsweise ringförmig oder dergleichen um die Ausstoßdüse herum angeordnet sein.

Bei einer weiteren Variante wird die letztgenannte Variante mit der als zweites genannte Variante kombiniert, so dass in diesen Fällen eine oder mehrere Zuströmöffnungen zum Füllen des Volumens zumindest eine Düse zum Erzeugen des Druckstoßes und zumindest eine Rücksaugöffnung vorhanden sind.

Die vorgenannten Varianten sind darüber hinaus auch mit einer Schließvorrichtung für die Düse kombinierbar, welche die Düse schließt, wenn entweder Flüssigkeit zuströmt oder Flüssigkeit rückgesaugt wird. Grundsätzlich ist es nach der Erfindung erwünscht, dass die Rücksaugung möglichst schnell erfolgt und möglichst nicht viel länger als das Ausstößen, da ansonsten der Reinigungsvorgang zu viel Zeit verbraucht. Insbesondere die Verwendung eines Ventils und zudem die Verwendung einer geeigneten Rücksaugöffnung geeigneter Größe oder einer Mehrzahl von Rücksaugöffnungen erlaubt ein schnelles Einsaugen.

Die grundsätzliche Reinigung erfolgt durch die Düsen. Entsprechend der Fluiddynamik kann bei der Erzeugung von Jets gegebenenfalls auf der Rückseite des Druckstoßes eine Zone eines zum Druckstoß niedrigeren Drucks bis hin zu einem Unterdrück entstehen, so dass die zu reinigende Oberfläche von einem Druckwechsel beaufschlagt wird. Es hat sich gezeigt, dass diese Vorgehensweise nicht nur zu einer wirkungsvollen Beschädigung des Biofilms führt, sondern auch zu dessen wirkungsvollem Ablösen, da die Scherkräfte, die durch den Druckwechsel erzeugt werden, so stark sind, dass der Biofilm nicht haften bleibt und sich nicht wieder schließt, sondern in die Reinigungsflüssigkeit überführt wird.

Der Druckstoß kann hierbei so stark sein, dass es auf der Unterdruckseite zu einem Übergang in die Dampfphase kommt, so dass Kaltdampfbläschen erzeugt werden. Diese kollabieren durch den Druckausgleich, wenn sie die Zahnoberfläche erreicht haben und ihr Volumen wird dem entsprechend wieder mit Flüssigkeit aufgefüllt. Der sich hieraus ergebende Micro- Streaming-Effekt ist für die Reinigung nicht zwingend notwendig, kann sie aber, so er auftritt, durchaus unterstützen.

Es hat sich zudem überraschend herausgestellt, dass eine geringe Menge von organischen oder mineralischen Zugschlag- bzw. Zusatzstoffen den Reinigungseffekt noch verbessert, wobei diese mineralischen Zuschlagstoffe nicht in der Weise abrasiv wirken wie dies bei einer Zahnbürste und mechanischen Reibbewegungen stattfindet, sondern durch ihre kinetische Energie einen Beitrag leisten. Hierbei liegt, wie oben bereits ausgeführt, der Anteil in der Ausgangsreinigungsflüssigkeit unter 10 Vol.-% und in dem abgeschlossenen Volumen unter 30 Vol.-%.

Das Verfahren kann vorsehen, aus einer Mehrzahl von Düsen, die in einem Düsenshuttle zusammengefasst sind, die Flüssigkeit auszustoßen bzw. die Druckpulse zu erzeugen, wobei ein solcher Düsenshuttle ein oder mehrere Zähne allseitig umgreift, also in etwa umgekehrt U-förmig (Backenzähne) oder doppel-I-förmig (Schneidezähne) ausgebildet ist und dieser Shuttle über die Zähne geführt wird, beispielsweise von den Weisheitszähnen in Richtung zu den Schneidezähnen, wobei auch mehrere Shuttle vorhanden sein können, so dass die Schneidezähne von einem Shuttle gereinigt werden und die Backenzähne von einem anderen Shuttle.

Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass eine einfache, sichere und schonende Reinigung der Zähne, der Zahnzwischenräume und des Zahnfleischbereiches erzielt wird, welche eine weniger abrasive, ggf. sogar nicht abrasive effektive Reinigung gewährleistet.

Die Erfindung betrifft somit insbesondere ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen, insbesondere von Zähnen, Zahnzwischenräumen und Zahnfleisch, wobei mit zumindest einer Anordnung umfassend zumindest eine Düse ein gepulster Flüssigkeitsstrom auf die zu reini- gende Oberfläche gerichtet wird, wobei zumindest ein Anteil der Flüssigkeit rückgesaugt und im Kreislauf geführt wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass ein Druckpuls, der in einem Flüssigkeitsvolumen durch eine Düse erzeugt wird, die eine definierte Menge einer Flüssigkeit in das Flüssigkeitsvolumen eindüst einen durch das Flüssigkeitsvolumen hindurch sich bewegenden Druckstoß erzeugt, der an einer zu reinigenden Oberfläche Scherspannungen erzeugt. Zudem ist von Vorteil, dass die Gesamtmenge der im Mundraum vorhandenen Flüssigkeit begrenzt werden kann und zudem die Flüssigkeit wieder verwendet werden kann, so dass die Einsatzmenge der Reinigungsflüssigkeit begrenzt werden kann.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die rückgesaugte Flüssigkeitsmenge im Wesentlichen der zugeführten Flüssigkeitsmenge entspricht die über die zumindest eine Düse zugeführt wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass noch besser sichergestellt ist, dass die Flüssigkeitsmenge nicht zu hoch wird.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine zu reinigende Oberfläche oder ein Teilbereich derselben mit einem geschlossenen Flüssigkeitsvolumen umgeben wird wobei innerhalb dieses geschlossenen Flüssigkeitsvolumens eine Düse oder mehrere Düsen angeordnet werden.

Hierbei ist von Vorteil, dass durch die Schaffung eines abgeschlossenen Volumens oder eines umschlossenen Raumes im Bereich einer zu reinigenden Oberfläche oder einer Teilfläche derselben ein besserer und quasi geschlossener Flüssigkeitskreislauf geschaffen wird. Zudem können sic hierbei gerichtete Strömungen ergeben, die das Reinigungsergebnis einerseits und den Zustand der Reinigungsflüssigkeit bezogen auf Gasbläschen verbessern

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Rücksaugung innerhalb und/oder außerhalb des umschlossenen Raumes erfolgt, so dass die Rücksaugung innerhalb des umschlossenen Raumes und/oder außerhalb, also im Mundraum erfolgt.

Bei einer Rücksaugung außerhalb des umschlossenen Raumes bzw. des abgeschlossenen Volumens ist von Vorteil, dass die Rücksaugung zumindest zum Teil zentral erfolgen kann und dann auch Speichel und aus unvermeidlichen Undichtigkeiten ausgetretene Reinigungsflüssigkeit mit umfasst wird, so dass der Mundraum vor allem auch am Ende des Reini- gungsprozesses leergesaugt werden kann und/oder während der Reinigung durch langsame kontinuierliche Rücksaugung auf einem konstanten als angenehm empfundenen Volumen gehalten werden kann.

Bei der Rücksaugung innerhalb des umschlossenen Raumes wird vorteilhafter Weise die Reinigungsflüssigkeit zurückgewonnen und wieder eingesetzt.

Die Kombination beider Rücksaugungen, also innerhalb des abgeschlossenen Volumens und außerhalb desselben vereint die Vorteile.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Menge der rückgesaugten Flüssigkeit der Menge der durch eine oder mehrere Düsen in den umschlossenen Raum eingebrachten Menge maximal +/- 20 vol.-% entspricht.

Hierbei ist von Vorteil, dass der Flüssigkeitsstrom ggf. unter Berücksichtigung vom Lecks der Dichtung des umschlossenen Raumes besonders gut beherrscht werden kann.

In einer Weiterbildung wird in dem Flüssigkeitsvolumen ein Strahl mit einem Bereich hohen Drucks und einem diesem nacheilenden Bereich niedrigeren Drucks bezogen auf den Umgebungsdruck der Flüssigkeit im Volumen erzeugt.

Hierbei ist von Vorteil, dass offenbar durch den dadurch entstehenden Druckwechsel, Strömungswechsel erzeugt werden welche wiederum Scherspannungen erzeugen können.

In einer Weiterbildung wird der Druckpuls so stark gewählt, dass der Bereich des niedrigeren Drucks Kaltdampfbläschen erzeugt und mitreißt.

Hierbei ist von Vorteil, dass die durch Unterdrück entstanden Kaltdampfbläschen durch den Druckausgleich mit der umgebenden Flüssigkeit an der zu reinigenden Oberfläche kollabieren. Hierdurch werden zusätzliche Scherkräfte durch Mikroströmungen der Flüssigkeit in das Bläschenvolumen erzeugt, welche den Reinigungseffekt verstärken können.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass ein Verhältnis von Strahllänge des zylindrischen Fluidstrahles zu Strahldurchmesser von bis 10 und insbesondere unter 6 und insbesondere unter 4 eingestellt wird, so dass Torusringe erzeugt werden. Hierbei ist von Vorteil, dass Torusringe in besonders guter Weise eingesetzt werden können um unterschiedliche Distanzen von der Düse zur zu reinigenden Oberfläche zu überbrücken. Zudem haben Torusringe im Gegensatz zu Kavitation den Vorteil, dass sie zwar eine gute Reinigungswirkung, insbesondere auch durch Mikrostreaming infolge der Eigenströmung und der Zuströmung im Falle des Kollabierens entfalten, zudem aber auch in der Lage sind Partikel mitzureißen oder Mitzuführen und damit eine Reinigung über Scherkräfte zu bewirken. Im Falle eines Kollabierens der Kaltdampfblase oder -Bläschen setzen die Torusringe eine Energie frei, die weit davon entfernt ist schädigend zu wirken.

In einer Weiterbildung wird eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Düsen verwendet.

Hierbei ist von Vorteil, dass eine größere Fläche pro Zeit gereinigt werden kann.

In einer Weiterbildung werden die Düsen bei nicht ebenen Oberflächen oder abhängig von einem Abstand zur Oberfläche so betrieben werden, dass die Pulsstärke und oder die Menge des aus der Düse ausgestoßenen Flüssigkeit geregelt wird, wobei bei einem größeren Abstand die Pulsstärke und/oder die Pulsdauer und/oder die Pulsfrequenz und/oder die Fördermenge erhöht wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass zum Beispiel in den zahnfleischnahen Bereichen der Zahnzwischenräume mit mehr Energie oder einer größeren Menge an strömender Flüssigkeit gereinigt wird, so dass der Reinigungseffekt an die zu erwartende Menge an Verunreinigungen einerseits oder die Entfernung zur Düse andererseits angepasst wird. Gleichzeitig werden Bereiche, die weniger beabstandet sind, wie z.B. die Zahnflanken mit geringerer Energie beaufschlagt.

In einer Weiterbildung wird die zumindest eine Düse um eine Ruhelage herum in X - (Zahnhochachse) und oder Y - (Zahnquerachse) und oder Z Richtung (auf den Zahn zu) oszilliert.

Hierbei ist von Vorteil, dass eine Oszillation um die X und/oder Y Richtung einerseits die Überdeckung durch eine Düse erhöht, zum anderen kann hierdurch eine zu punktuelle Energieeinbringung vermieden werden, zudem können hierdurch weitere Strömungseffekte und dadurch Scherspannungen erzeugt werden, wie auch durch eine Oszillation in Z-Richtung. In einer Weiterbildung wird die zumindest eine Düse an den Zähnen und/oder dem Zahnfleisch entlanggeführt.

Hierbei ist von Vorteil, dass dadurch mit der zumindest einen Düse nacheinander alle zu reinigenden Flächen behandelt werden.

In einer Weiterbildung werden eine Mehrzahl von Düsen zu einer Düsenanordnung (Shuttle) zusammengefasst, wobei die Düsen so angeordnet werden, dass sie zumindest über die Höhe eines Zahnes und des angrenzenden Zahnfleisches angeordnet sind, wobei die Düsenstrahlauftreffflächen der einzelnen Düsen sich überdecken oder bei oszillierenden Düsenanordnungen sich überdecken.

Hierbei ist von Vorteil, dass die gesamte Fläche, die zu reinigen ist zumindest von einer Reinigungslinie über die Höhe vom gingivalen zum okklusalen Bereich gereinigt wird, wobei durch die Überdeckung eine lückenlose Reinigung sichergestellt ist.

In einer Weiterbildung wird über die Höhe eines Zahnes vom gingivalen zum okklusalen Bereich eine unterschiedliche Düsendichte pro Fläche der Anordnung verwendet, wobei in den Bereichen, in denen die Anordnung weiter von der zu reinigenden Fläche beabstandet ist, wie den Zahnfleischtaschen und den Zahnzwischenräumen im Zahnfleischbereich insbesondere den Papillen eine höhere Anzahl von Düsen verwendet wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass die Bereiche, die schwerer zu erreichen sind, tiefer liegen oder typischerweise eine höhere Verschmutzungsbeladung aufweisen eine intensivere Reinigung erfahren.

In einer Weiterbildung sind je eine Mehrzahl von Düsen in einer Shuttleeinrichtung zusammengefasst sind, wobei die Shuttleeinrichtung zumindest den Bereich eines Zahnes und des angrenzenden Zahnfleisches umgekehrt U-förmig umgreift.

Hierbei ist von Vorteil, dass eine Mehrzahl von Düsen gemeinsam bewegt und gemeinsam mit der zu pulsenden Flüssigkeit versorgt werden. Zudem ist es hierdurch einfach möglich, sowohl die gingivalen Bereiche als auch die inneren und äußeren Zahnflanken, die Zahnzwischenräume von innen und außen und die Kaufläche zu reinigen. In einer Weiterbildung wird die Shuttleeinrichtung über die Zähne mit einer Bewegungseinrichtung bewegt.

Hierbei ist von Vorteil, dass hierdurch nach erfolgter Reinigung eines Bereichs, der benachbarte Bereich gereinigt wird. Hierdurch kann die Zahl der Düsen und der Versorgungsleitungen begrenzt werden. Beispielsweise können zwei Shuttleeinrichtungen je pro Kiefer verwendet werden.

In einer Weiterbildung werden 10 bis 100 Düsen bzw. Austrittsöffnungen pro Shuttleeinrichtung verwendet.

Hierbei ist von Vorteil, dass mit einer solchen Anzahl eine ausreichende Reinigungsleistung gegeben ist und der Bauraum nicht zu groß wird.

In einer Weiterbildung wird pro Düse eine kinetische Eingangs-Pulsenergie von bis zu 16 mJ bei großen Tori und insbesondere 10 mJ bei Strahlen verwendet.

Hierbei ist von Vorteil, dass die Energie des Pulses im Mundraum nicht zu hoch wird und Gewebe oder Zahnmaterial schädigen könnte, wobei die Ausgangsenergie von der Düsenform, Reibungsverlusten etc. abhängt.

In einer Weiterbildung beträgt die gesamte Pulsenergie pro Mundstück bei einer Mehrzahl von Shuttleeinrichtungen bzw. Düsenanordnungen und Düsen bei der Erzeugung von Tori 200 bis 800 mJ, insbesondere 300 bis 600 mJ und bei der Erzeugung von Strahlen 200 bis 500 mJ, insbesondere 200 bis 300 ml

Hierbei ist von Vorteil, dass die Gesamtenergie so niedrig ist, dass einerseits keine Gewebeschäden entstehen können. Zudem wird der apparative Aufwand außerhalb und innerhalb des Mundraumes so gering gehalten, dass eine miniaturisierte Ausbildung möglich ist.

In einer Weiterbildung beträgt die Energie pro Zeiteinheit zwischen 12.000 und 100.000 mJ/s. Hierbei ist von Vorteil, dass neben den oben genannten Vorteilen die Gesamtenergie so niedrig ist, dass während der Behandlungsdauer eine zu starke Erwärmung der Flüssigkeit im Mundraum unterbleibt.

In einer Weiterbildung wird mit einer Pulsfrequenz zwischen 50 und 200 Hz gepulst.

Bei diesen Frequenzen ist von Vorteil, dass eine hohe Einwirkungsdichte und dadurch eine gute Reinigung gewährleistet wird.

In einer Weiterbildung wird der Abstand der Düse zu einer zu reinigenden Oberfläche so eingestellt, dass er bei der Verwendung von Strahlen bis 10 mm und bei der Verwendung von Tori bis 20mm beträgt.

Hierbei ist von Vorteil, dass in diesem Bereich eine gute Reinigungswirkung erzielt wird, ohne das Gewebe zu belasten.

In einer Weiterbildung wird der Auftreffwinkel des Strahles und/oder des Torus auf der Oberfläche am Zahn so eingestellt, dass er von senkrecht bis tangential reicht.

Hierbei ist von Vorteil, dass eine gute Reinigungswirkung erzielt wird, da die Verschmutzungen von der Kaufläche weg typischerweise zunehmen.

In einer Weiterbildung wird der Eingangsdruck der Strahlflüssigkeit bei dem Erzeugen von Strahlen vor der Düse auf 0,1 bis 2 MPa, vorzugsweise 0,12 bis 0,5 MPa eingestellt, bei der Erzeugung von Tori wird der Eingangsdruck der Flüssigkeit vor der Düse auf 0,1 bis 4 MPa eingestellt.

Hierbei ist von Vorteil, dass die Düsen ausreichend mit Reinigungsflüssigkeit versorgt werden, Rückströmeffekte an der Düse minimiert werden und die Pulsung ohne zu großen Kraftaufwand betrieben werden kann.

In einer Weiterbildung enthält die Reinigungsflüssigkeit 0,1 - 5 Volumen-% Partikel. Hierbei ist von Vorteil, dass eine solch geringe Menge an Partikeln zu einer deutlich verbesserten Reinigungsleistung führen kann. Trotzdem ist die Menge so gering, dass ein abrasiver Einfluss auf Gewebe oder Zahnmaterial ausbleibt.

In einer Weiterbildung werden als Partikel mineralische Partikel verwendet.

Hierbei ist von Vorteil, dass mineralische Partikel eine ausreichend hohe Härte besitzen, erprobt und bewährt sind und die Umwelt nicht belasten.

In einer Weiterbildung werden Partikel mit einer Partikelgröße von 20 - 120 pm bei der Erzeugung von Tori mit einer Partikelgröße von bis 0,5mm, insbesondere unter 0,3mm verwendet.

Hierbei ist von Vorteil, dass diese Größe für den Reinigungseffekt einerseits und für eine ausreichende kinetische Energie ausreicht. Zudem ist eine solche Größe nicht störend für den Verwender.

In einer Weiterbildung wird, um die Flüssigkeitsmenge im Volumen konstant zu halten ein Anteil der Flüssigkeit aus dem Volumen abgesaugt, welche im Wesentlichen der zugeführten Flüssigkeitsmenge entspricht die über die zumindest eine Düse zugeführt wird.

Hierbei ist von Vorteil, dass währen des Reinigungsvorganges insgesamt weniger Flüssigkeit in den Mundraum eingebracht wird und dadurch der Reinigungsvorgang für den Verwender angenehmer ist.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen des vorgenannten Verfahrens wobei zumindest eine Düse oder zumindest eine Anordnung mit einer Mehrzahl von Düsen vorhanden ist, wobei die zumindest eine Düse ausgebildet ist zum Ausstößen eines Flüssigkeitsstrahles und wobei zumindest eine Rücksaugeinrichtung vorhanden welche zum Zurücksaugen zumindest eines Teiles der durch die zumindest eine Düse ausgestoßenen Flüssigkeit ausgebildet ist. Eine Weiterbildung sieht vor, dass an zumindest einem Düsengehäuse zumindest ein Dichtelement vorhanden ist. welches zum Anliegen an einer zu reinigenden Oberfläche ausgebildet ist so dass ein kissenartiger umschlossener Raum vor der Düse ausgebildet wird.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass das zumindest eine Dichtelement durch eine oder mehrere elastische Dichtlippen ausgebildet ist, die um die Düsen oder das oder die Düsengehäuse angeordnet sind und zudem ausgebildet sind um elastisch dichtend auf der zu reinigenden Oberfläche aufzuliegen.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass an einer äußeren, einer zur reinigenden Oberfläche zugewandten austrittsseitigen Fläche des Düsengrundkörpers das oder die Dichtelemente angeordnet sind, wobei die Dichtelemente mehrteilig oder als ein einziges umlaufendes Dichtelement ausgebildet sind und insbesondere gummielastisch ausgebildet sind.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass eine Mehrzahl von Düsen zu einer Düsenanordnung in einem Düsengehäuse zusammengefasst sind, wobei die Düsen so angeordnet werden, dass sie zumindest über die Höhe eines Zahnes und des angrenzenden Zahnfleisches angeordnet sind.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass sich die Düsenstrahlauftreffflächen der einzelnen Düsen überdecken oder bei oszillierenden Düsenanordnungen sich überdecken.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass je eine Mehrzahl von Düsen in einer Düsenanordnung zusammengefasst sind, wobei die Düsenanordnung zumindest den Bereich eines Zahnes und des angrenzenden Zahnfleisches umgekehrt U-förmig umgreift.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass die Dichtelemente bzw. Dichtlippen hohl ausgebildet sind um mit der Reinigungsflüssigkeit oder anderen Fluiden aufgeblasen zu werden.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass das Düsengehäuse eine Mehrzahl übereinander liegende Düsenöffnungen 21 in den (Kiefer-) Seiten bzw. den Zahnflanken gegenüberliegend und eine Mehrzahl nebeneinander liegende Düsenöffnung am Boden, einer Zahnkrone gegenüber liegend besitzt. Eine Weiterbildung sieht vor,, dass die seitlichen Düsengehäuse an einem Basisdüsengehäuse mittels elastischer oder gelenkiger Verbindungen, insbesondere gummielastischer Verbindungen, angelenkt sind, um insbesondere an ein Gebiss anpassbar zu sein.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass Düsengehäuse für eine oder mehrere oder alle Düsen je ein Zulauf für Reinigungsflüssigkeit vorgesehen ist.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass das Düsengehäuse so ausgebildet ist, dass ein Zuströmkanal vorhanden ist, in den die Düsenöffnung auf ihrer Rückseite mündet, wobei benachbart zur Düsenöffnung eine Rücksaugöffnung vorgesehen ist, mit welcher aus dem umschlossenen Raum Flüssigkeit in den Zuströmkanal rückgesaugt werden kann.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass ein Ventil vorgesehen ist, welches beim Zuströmen von Flüssigkeit und insbesondere dem Ausstößen von Flüssigkeit aus der Düsenöffnung die Rücksaugöffnung sperrt, so dass die Reinigungsflüssigkeit lediglich aus der Düsenöffnung geregelt ausgestoßen wird.

Eine Weiterbildung sieht vor,, dass die Dichtlippen so ausgebildet sind, dass Partikel nicht aus dem umschlossenen Raum gelangen können jedoch Reinigungsflüssigkeit, so dass ein Austritt von Flüssigkeit aber nicht von Partikeln in einem gewissen Rahmen stattfindet, so dass Partikel im Reinigungsfluidvolumen aufkonzentriert werden.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen hierbei:

Figur 1: eine Düse stark schematisiert, zeigend einen Schnitt durch die Düsenaustrittsöffnung und dem darüber liegenden Flüssigkeitsraum;

Figur 2: die Isobaren im Raum, zeigend die Druckverteilung mit einem Überdruck- und einem Unterdruckbereich;

Figur 3: den grundsätzlichen Aufbau einer Düse;

Figur 4: eine Düse mit ausgetretenem Druckstoß und hierdurch erzeugtem Kaltdampf; Figur 5: eine Mehrzahl von Reinigungsbildern, zeigend die Reinigungswirkung nach 2,

4 und 8 Sekunden;

Figur 6: ein Diagramm, zeigend die Reinigungsleistung mit unterschiedlichen Gehalten an Reinigungspartikeln;

Figur 7: eine Übersicht, zeigend die Reinigungsleistung nach 1 und 2 Sekunden mit einem Punktstrahl;

Figur 8: die Reinigungsleistung im Interdentalbereich.

Figur 9: stark schematisiert die Anordnung von Dichtelementen um eine eine Zahnreihe umgreifende Düsen Anordnung;

Figur 10: eine weitere Ausführungsform der entsprechenden Anordnung für Backenzähne;

Figur 11: eine Ausführungsform des umschlossenen Raumes für Schneidezähne;

Figur 12: die Anordnung nach Figur 11 in unterschiedlichen Schnitten und Ansichten;

Figur 13: stark schematisiert eine Düse und ein abgeschlossenes Volumen mit den Flüssigkeitsrichtungen;

Figur 14: die Anordnung nach Figur 13 mit getrenntem Zulauf;

Figur 15: die Anordnung nach Figur 13 mit einer Rücksaugöffnung mit Ventilklappe;

Figur 16: die Anordnung nach Figur 15 mit einer getrennten Zuführung;

Figur 17: eine weitere Ausführungsform der Düse mit einem Schließmechanismus;

Figur 18: die Ausführungsform nach Figur 17 mit einem getrennten Zulauf;

Figur 19: die Ausführungsform nach Figur 17 mit einer Absaugöffnung; Figur 20: eine Tabelle mit Binärcodes der Varianten der Düsenanordnung;

Figur 21: das Einsaugen und Ausstößen durch die Düse bezüglich eines Volumenzeitverlaufs bzw. Druck-Zeitverlaufs;

Figur 22: der Druck-Zeitverlauf bei einer Düse mit vorhandener Absaugöffnung bzw. Rücksaugöffnung;

Figur 23: stark schematisiert der Reinigungsmechanismus;

Figur 24a-d: die Reinigungsmechanismen bei scherenden Partikeln;

Figur 25: stark schematisiert eine Düsenanordnung, die über einen Volumenspeicher und bistabile Feder angetrieben werden;

Figur 26: der Zusammenhang zwischen Strahl und Rotation abhängig von der Dauer nach D.G. Akhmetov „Vortex Rings" ISBN 978-3-642-05015-2;

Figur 27: die Visualisierung von Vortex Ringen abhängig von einer Dauer der Strahlausstoßung nach D.G. Akhmetov „Vortex Rings" ISBN 978-3-642-05015-2;

Figur 28: das Layout eines Torusgenerators nach D.G. Akhmetov „Vortex Rings" ISBN 978-3-642-05015-2;

Figur 29: das Bild einer Mischform von Strahl und Torus mit Partikeln.

Figur 1 zeigt stark schematisiert den Aufbau einer Düse 1, wobei die Düse 1 im Bereich des Auslasses, bezogen auf die Auslassrichtung, geschnitten ist, so dass nur eine halbe Düse 1 gezeigt ist. Unterhalb der schrägen Fläche befindet sich der Flüssigkeitsraum innerhalb der Düse 1 und darüber befindet sich das Flüssigkeitsvolumen, welches an einer zu reinigenden Oberfläche angeordnet ist.

In Figur 2 sind mit den entsprechenden Linien gleichen Druckes (Isobaren) die unterschiedlichen Druckverhältnisse gezeigt, die in der Flüssigkeit herrschen, wenn ein entsprechender Druckstoß durch die Düse 1 ausgestoßen wird. Man erkennt hierbei, dass ein vorauseilender Bereich hohen Drucks von einem Bereich niedrigerem Drucks gefolgt wird, wobei sich die Drücke hierbei relativ auf den Umgebungsdruck beziehen.

Kommt ein solcher Druckstoß an einer zu reinigenden Oberfläche an, entsteht durch den hohen Druck zunächst ein kurzer pulsartiger Verdrängungseffekt, der durch den Druckpuls hervorgerufen wird. Hierbei ist der Druckunterschied vom Umgebungsdruck zum Druckpuls wirksam.

Die nacheilende Zone des Unterdrucks führt zu einem deutlich stärkeren Druckunterschied an der zu reinigenden Oberfläche, da der Druck hier niedriger als der Umgebungsdruck ist.

Nachdem der Niederdruckbereich der zu reinigenden Oberfläche angekommen ist, folgt anschließend wieder der Druckausgleich auf den Umgebungsdruck, was ebenfalls wieder zu entsprechenden Strömungen führt.

Diese sehr schnelle Folge von vergleichsweise starken Strömungswechseln führt offenbar zu Scherkräften an der Oberfläche, welchen ein Biofilm nicht widerstehen kann, so dass er punktuell geöffnet und abgerissen wird.

Da nicht nur einzelne Druckpulse auf die Oberfläche gerichtet werden, sondern die Druckpulse mit einer Frequenz von beispielsweise 50 - 200 Hz von der zumindest einen Düse 1 ausgesendet werden, wird eine so hohe Anzahl von Druckunterschieden erzeugt, dass der Biofilm dem nicht widerstehen kann.

Der abgelöste Biofilm kann mit einer Quergrundströmung innerhalb des Flüssigkeitsvolumens, die jedoch keinen eigenen Reinigungseffekt bewirkt, fortgeschwemmt werden.

Figur 3 zeigt stark schematisiert den grundsätzlichen Aufbau einer Düse 1, wobei die dort gezeigte Düse 1 ein Düsengehäuse 2 besitzt.

Das Düsengehäuse 2 besitzt im Bereich einer austrittsseitigen Fläche 4 eine Austrittsöffnung 5. Das Düsengehäuse 2 ist hohlzylindrisch ausgebildet, wobei die austrittsseitige Fläche 4 den Hohlzylinder austrittsseitig abschließt. Auf einer dieser gegenüberliegenden eintrittsseitigen Fläche 6 ist eine Betätigungsöffnung 7 angeordnet.

Innerhalb der Düse 1 schließt sich an die Austrittsbohrung 5 ein kegelartiges Volumen 9 an. Gegenüber der Austrittsöffnung 5 wird das kegelförmige Volumen 9 von einer kreisscheibenförmigen Membran 10 abgeschlossen. Die Membran 10 wird an ihrem Platz von einem hohlzylindrischen Betätigungsanschluss 11 gehalten, welcher vorzugsweise von hinten in den Düseneinsatz 3 die eintrittsseitige Fläche 6 und die Betätigungsöffnung 7 durchgreifend eingeschraubt ist.

Um das kegelförmige Volumen 9 mit aus der Austrittsöffnung 5 auszustoßender Flüssigkeit zu versehen, ist zumindest eine, gegebenenfalls jedoch eine Mehrzahl von Bohrungen 12 vorhanden, welche beispielsweise von einer Rückseite der Düse 1 in das kegelförmige Volumen 9 ragen vorhanden. An die Bohrungen 12 sind Druckleitungen (nicht gezeigt) angeschlossen, welche das Düsenvolumen mit unter Druck stehender Flüssigkeit derart versorgen, dass eine das kegelförmige Volumen 9 verkleinernde Bewegung der Membran 10 zu einem Ausstoß von Flüssigkeit mit einem vorgegebenen Druck und einer vorgegebenen Geschwindigkeit führt, die entgegengesetzte Rückbewegung der Membran jedoch vorzugsweise keine Flüssigkeit durch die Austrittsöffnung 5 zurücksaugt.

Hierzu können die Bohrungen 12 oder die zuführenden Druckleitungen auch mit Ventilen derart versehen sein, dass während des Druckstoßes die Bohrungen 12 gegen eine Rückströmung gesperrt sind, so dass die gesamte Membranbewegung, die auf das kegelförmige Volumen 9 wirkt, die Flüssigkeit lediglich aus der Austrittsöffnung 5 ausdrückt.

Figur 4 zeigt perspektivisch eine Düse 1, aus welcher ein Druckstoß ausgestoßen wird mit einem nachfolgenden Kaltdampffeld, welches durch das Unterdruckfeld entsteht, indem entsprechend sich durch den Unterdrück Dampfbläschen bilden. Hierbei kann festgestellt werden, dass die Geschwindigkeit des Unterdruckfeldes etwa zwischen 15 und 40 m/s beträgt, wobei der Kaltdampf vor dem Kollaps durch Druckausgleich bis zu 8 mm zurücklegen kann.

Diese Entfernung ist so groß, dass es gelingt, sofern Kaltdampfbläschen entstehen, diese ebenfalls an die zu reinigende Oberfläche zu führen. Durch die kollabierenden Kaltdampfbläschen wird ein weiterer Strömungseffekt, das sogenannte Micro-Streaming verursacht, welcher die Reinigungswirkung noch verbessern kann. Hierbei ist im Gegensatz zu durch Ultraschall erzeugten Bläschen jedoch von Vorteil, dass der Kollaps der Kaltdampfbläschen ganz erkennbar nicht so viel Energie freisetzt, dass es zu Schäden an der zu reinigenden Oberfläche kommen könnte.

In Figur 5 wird die Reinigungsleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Beispiels gezeigt, wobei die aus den Düsen 1 ausgestoßenen Flüssigkeiten, die den Druckpuls erzeugen, in diesem Fall destilliertes Wasser, mit 5 g pro 100 ml entsprechend etwa 4 Volumen-% mineralische Partikel enthielt. Es hat sich herausgestellt, dass bei einer Partikelkonzentration in der Flüssigkeit von 10 - 100 g/l mit etwa 0,4 bis 4 Volumen-% und einer Partikelgröße von 10 bis 250 pm die Reinigung unterstützt wird, ohne einen abrasiven Effekt derart auszulösen, dass die Zahnoberfläche oder einer Zahnfleischoberfläche negativ beeinträchtigt würde.

Bei der Gegenüberstellung wurden in vivo Biofilme verwendet, welche eingefärbt wurden. Hierbei wurden zum Teil die Interdentalbereiche überstrichen und man erkennt, insbesondere in der Mitte oben und in der Mitte unten sowie rechts oben, dass nach jeweils 4 bzw. 8 Sekunden mit dem Testaufbau mit einer Düse 1 eine massive Reinigungsleistung erbracht wurde.

Aus Figur 6 ergibt sich in einem weiteren Beispiel bei unterschiedlichen Reinigungszeiten der Zusammenhang zwischen der Menge an Partikeln der bereits erwähnten Größe gegenüber der gereinigten Fläche. Man erkennt hierbei, dass bei sehr kurzen Reinigungszeiten mit einer zunehmenden Anzahl von Partikeln sich die Reinigungsleistung deutlich verbessert, wobei bei steigenden Reinigungszeiten ersichtlich ist, dass schon relativ geringe Gehalte an Partikeln zu einer Steigerung der Reinigungsleistung führen.

Bei einer Reinigungsdauer von 1000 Millisekunden wird die Reinigungsleistung durch die Partikel schon bei geringen Gehalten sehr stark gesteigert, während sie bei einer Partikeldichte von 4 g auf 100 ml Flüssigkeit offenbar die Zahnoberfläche in der gewählten Zeit komplett gereinigt ist und eine Verdoppelung der Partikel keine nennenswerte Verbesserung der Reinigungsleistung zu leisten vermag.

Hieraus kann geschlossen werden, dass bei einer längeren Reinigungszeit die Partikeldichte in der auszustoßenden Flüssigkeit deutlich abgesenkt werden kann. Figur 7 zeigt die Ergebnisse von Reinigungsversuchen, bei denen ein künstlicher Biofilm auf einem Echtzahn appliziert wurde und mit einer einzelnen Düsenanordnung mit Druckpulsen beaufschlagt wurde. Deutlich ist zu erkennen, dass nach 2 Sekunden Reinigung eine Verstärkung der Reinigungsleistung stattgefunden hat.

In Figur 8 ist ebenfalls ein Biofilm auf Echtzähne dargestellt, wobei hierbei der Interdental bereich beaufschlagt wurde. Man erkennt, dass die Reinigungsleistung auch im Interdental bereich schon nach derart kurzen Reinigungsdauern deutlich ist.

Um die Reinigungsleistung an der Zahnoberfläche und am Zahnfleisch und in den Interdentalbereichen, insbesondere im Bereich der Zahnhälse, zu optimieren, ist es vorteilhaft, wenn eine Mehrzahl von Düsen 1 in einer Düsenanordnung 39 zusammengefasst sind.

Beispielsweise kann eine Mehrzahl von Düsen 1 vom Zahnfleischbereich bis zur Kaufläche verteilt über die Zahnhöhe angeordnet sein. Da insbesondere im Bereich der Kaufläche und der Zahnflanken die Verschmutzung durch Biofilm üblicherweise etwas geringer ist als im Bereich der Zahnhälse und der Interdentalbereiche sowie der Zahnfleischtaschen, kann die Zahl über die Höhe auch variiert werden, so dass beispielsweise mehr Düsen pro Fläche in den stärker verschmutzen Bereichen angeordnet sind.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann hierzu vorgesehen sein, dass zudem, unabhängig von der Anzahl oder Verteilung der Düsen 1, eine Abstandsmessung mit geeigneten Sensoren durchgeführt wird, so dass bei größeren Abständen der Düsen zu einer zu reinigenden Oberfläche und insbesondere zu den Interdentalbereichen im Bereich der Zahnhälse die Düsen 1 in anderer Weise angesteuert werden und insbesondere beispielsweise die Frequenz erhöht wird oder das Ausstoßvolumen an Flüssigkeit erhöht wird, so dass eine größere Tiefenwirkung und Reichweite bzw. Wurfweite der Strahlen bzw. Druckpulse erzielt wird.

Derartige Düsenanordnungen 39 können zum Beispiel in Form eines sogenannten Shuttles angeordnet sein, welches einen Zahn und das benachbarte Zahnfleisch umgibt und nach einer vorgegebenen Reinigungsdauer oder stetig mit geringer Geschwindigkeit beispielsweise von den Backenzähnen zu den Schneidezähnen geführt wird oder umgekehrt und hierbei die Zähne, die Interdentalbereiche, die Interdental bereiche im Bereich der Zahnhälse und das anliegende Zahnfleisch überstreicht. In Figur 9 ist stark schematisiert eine Ausführungsform zu sehen, welche mit einem abgeschlossenen Volumen im Bereich der zu reinigenden Oberfläche arbeitet. Hierfür sind an einer Düsenanordnung 39, d.h. einer Abfolge von Düsen 1, Dichtelemente 25 in der Form von Dichtlippen 28 angeordnet. Die Dichtlippen 28 schließen den Bereich um die Düsenanordnung 39 hierbei ab, so dass wie bei einem Luftkissen ein Flüssigkeitskissen entsteht, jedoch mit dem Unterschied, dass hierbei Flüssigkeit nicht nach außen austreten soll.

Dem entsprechend ist in dieser vereinfachten Ausführungsform stark schematisiert ein Düsengehäuse 20 gezeigt (im Schnitt), welches eine Düsenöffnung 21 besitzt, wobei das Düsengehäuse 20 hier vereinfacht mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet ist.

An einer äußeren, einer zur reinigenden Oberfläche 22 zugewandten, austrittseitigen Fläche 23 des Düsengehäuses 20 sind im Bereich von Außenkanten 24 entsprechende Dichtelemente 25 vorgesehen. Die Dichtelemente 25 können auch als ein einziges umlaufendes Dichtelement 25 ausgebildet sein und sind gummielastisch ausgebildet, so dass sie sich einerseits der Geometrie einer zu reinigenden Oberfläche 22 anpassen als auch in der Lage sind, einen gewissen Innendruck der Flüssigkeit 26 in dem umschlossenen Raum 27 zu gewährleisten.

Die Dichtelemente 25 können insbesondere als umlaufende Dichtelemente 25 bzw. umlaufende Dichtlippen 28 ausgebildet sein, welche sich von austrittseitigen Fläche 23 des Düsengehäuses 20 weg erstrecken. Die Dichtelemente 25 bzw. Dichtlippen 28 können hierbei mit einer gewissen Eigensteifigkeit ausgebildet sein, so dass die Grundform des umschlossenen Raumes 27 gebildet und gehalten wird.

Darüber hinaus können die Dichtelemente 25 bzw. Dichtlippen 28 hohl ausgebildet sein, um beispielsweise mit der Reinigungsflüssigkeit 26 aufgeblasen zu werden, so dass die Dichtelemente 24 ihre Form, die sie im Betrieb haben sollen, erst nach dem Aufpumpen, beispielsweise mit der Reinigungsflüssigkeit 26 oder durch die Reinigungsflüssigkeit 26 oder durch andere Fluide, die gesondert zugeführt werden, erreichen.

In einer einfachen Ausgestaltung, insbesondere zum Reinigen im Bereich der Backenzähne (Figur 10), besitzt das Düsengehäuse 20 beispielsweise fünf übereinander liegende Düsenöffnungen 21 in den (Kiefer-) Seiten bzw. den Zahnflanken 29 gegenüberliegend und vier nebeneinander liegende Düsenöffnung 21 am Boden, einer Zahnkrone 30 gegenüber liegend (nur angedeutet) und die entsprechenden Dichtelemente 25, welche den entsprechenden umschlossenen Raum 27 abschließen.

In Figur 11 ist dies noch einmal genauer zu sehen, wobei bei einer solchen Ausführungsform die seitlichen Düsengehäuse 20 an einem Basisdüsengehäuse 31 mittels elastischer oder gelenkiger Verbindungen 32, beispielsweise gummielastischer Verbindungen 32, angelenkt sind, um insbesondere angenehm an ein Gebiss anpassbar zu sein.

Im Schneidezahnbereich unterscheidet sich eine solche Ausführungsform insbesondere durch gegebenenfalls die Form der Dichtelemente 25, aber gegebenenfalls auch durch die Winkelung der Düsengehäuse 20 und des Basisdüsengehäuses 31, um eine Anpassung an den Schneidezahnbereich zu erzielen, wie dies auch in Figur 12 ersichtlich ist. Wobei im Schneidezahnbereich gegebenenfalls das Basisdüsengehäuses 31 auch ohne Düsen 1 ausgebildet sein kann, wenn durch die Düsenöffnungen 21 in den Düsengehäusen 20, welche sich hierbei gegenüber liegen, eine ausreichende Anströmung eines Schneidezahns (Figur 12, rechts) gewährleistet ist.

Um erfindungsgemäß den umschlossenen Raum 27 nicht mit Flüssigkeit aufzufüllen, ohne diese Flüssigkeit geregelt wieder abzuführen, ist in einer Ausführungsform die erfindungsgemäße Rücksaugung vorgesehen. Im einfachsten Fall (Figur 13) wird die Flüssigkeit durch die Düse 1 bzw. die Düsenöffnung 21 ausgestoßen in den umschlossenen Raum 27 und anschließend wieder durch die Düsenöffnung 21 rückgesaugt. Um zu ermöglichen, dass der umschlossene Raum 27 nicht allein mit einer oder mehreren Düsen 1 gefüllt werden muss, bevor der eigentliche Reinigungsbetrieb beginnt, kann gemäß Figur 14 im Düsengehäuse für eine oder mehrere oder alle Düsen 1 je ein Zulauf 36 vorgesehen sein.

In einer weiteren Ausführungsform (Figur 15) ist, um die Rückstromleistung zu erhöhen, das Düsengehäuse 20 so ausgebildet, dass ein Zuströmkanal 33 vorhanden ist, in den die Düsenöffnung 21 auf ihrer Rückseite 33 mündet, der somit die Düsenöffnung 21 mit Reinigungsfluid 26 versehen kann, wobei benachbart zur Düsenöffnung 21 eine Rücksaugöffnung 34 vorgesehen ist, mit welcher aus dem umschlossenen Raum 27 Flüssigkeit 26 in den Zuströmkanal 33 rückgesaugt werden kann. Es ist ein Ventil 35 vorgesehen, welches beim Zuströmen von Flüssigkeit 26 und insbesondere dem Ausstößen von Flüssigkeit 26 aus der Düsenöffnung 21 die Rücksaugöffnung 34 sperrt, so dass die Reinigungsflüssigkeit 26 lediglich aus der Düsenöffnung 21 geregelt ausgestoßen wird. Wird anschließend im Zuströmkanal 33 die Strömungsrichtung umgekehrt und dadurch ein Unterdrück erzeugt, wird Flüssigkeit 26 aus dem umschlossenen Raum 27 sowohl über die Düsenöffnung 21 als auch über die Rücksaugöffnung 34 in den Zuströmkanal 33 zurückgesaugt.

Es kann beispielsweise für ein Düsengehäuse 20 eine Rücksaugöffnung 34 vorgesehen sein, welche dann gegebenenfalls größer und gegebenenfalls schlitzförmig ausgebildet ist (nicht gezeigt). Es kann aber auch benachbart zu einer oder mehreren Düsenöffnungen oder allen Düsenöffnungen 21 je eine Rücksaugöffnung 34 vorgesehen sein.

Es können auch für jede Düsenöffnung 21 mehrere Rücksaugöffnungen 34 vorgesehen sein, welche beispielsweise in einem Ringmuster um die Düsenöffnung 21 herum angeordnet sind.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ebenfalls ein Zuströmkanal 33, eine Rücksaugöffnung 34 mit Ventil 35 vorhanden, wobei jedoch der Zuströmkanal 33 mit einem getrennten Zulaufkanal 36 ausgebildet ist.

Auch hier gilt, dass in diesem Fall ein Zulaufkanal 36 für ein ganzes Düsengehäuse mit einer oder mehreren Düsenöffnungen 21 bzw. Düsen 1 vorhanden sein kann, ein Zulaufkanal 36 für eine oder mehrere oder alle Düsenöffnungen 21 vorhanden sein kann oder auch mehrere Zulaufkanäle 36 pro Düsenöffnung 21 vorhanden sein können.

Bei wiederum einer weiteren Ausführungsform ist eine Düsenöffnung 21 mit einem Schließmechanismus 37 versehen, welcher in der Lage ist, die Düsenöffnung 21 zu verschließen, wobei der Schließmechanismus 37 beispielsweise von der Rückseite der Düsenöffnung 21 diese verschließt, um beispielsweise bestimmte Düsen 2 getrennt anzusteuern oder gewisse Steuerzeiten zwischen Ansaugen und Absaugen einzustellen.

Diese Ausführungsform gemäß Figur 17 kann auch mit einem getrennten Zulaufkanal 36 und einer getrennten Zulauföffnung 38 ausgebildet sein (Figur 18), darüber hinaus kann diese Ausführungsform auch mit einer Rücksaugöffnung 34 mit Ventil 35 gemäß Figur 19 ausgeführt sein, wobei auch wiederum die Kombination mit Zulaufkanal 36, Zulauföffnung 38 und Rücksaugöffnung 34 mit Ventil 35 möglich ist und entsprechend hier das zuvor über die Zahl der Zulauf- und Abströmöffnung Gesagte sinngemäß gilt. Die entsprechenden Permutationen, die hierbei möglich sind, lassen sich der Tabelle entsprechend Figur 20 entnehmen. Hierbei bedeutet G = getrennter Zulauf, S= Schließer und V = Ventil. 0 bedeutet nicht vorhanden, 1 bedeutet vorhanden.

In Figur 21 ist eine Druck-Zeit-Kurve gezeigt, die das Ausstößen aus einer Düse und das Rücksaugen im zeitlichen Ablauf zeigt. Die Darstellung ist hierbei lediglich qualitativ gezeigt, es ist jedoch ersichtlich, dass die Ausstoßphase Ta kürzer als die Einsaugphase ist, so dass Reinigungsimpulse nicht in einer beliebigen Geschwindigkeit abgegeben werden können.

Bei der Verwendung einer Rücksaugöffnung 34 mit Ventil 35 verkürzt sich die Einsaugphase Te gegenüber der Ausstoßphase signifikant, so dass hierbei eine größere Abfolge von Reinigungsimpulsen möglich ist.

Bei einer Anordnung mit mehreren Rücksaugöffnungen 34 verkürzt sich die Einsaugphase Te noch einmal deutlich, so dass hiermit eine noch höhere Reinigungspulsabfolge möglich ist. Dies ist insbesondere deshalb von Vorteil, da es angestrebt wird, die Zahnreinigung in möglichst kurzer Zeit und trotzdem mit hoher Effektivität durchzuführen, um dem Verwender einen zeitlichen Mehrwert gegenüber herkömmlichen Zahnreinigungen zu leisten.

Zudem hat die Anordnung einer Rücksaugöffnung einen weiteren Vorteil, es wird hierdurch nämlich eine im zeitlichen Mittel gerichtete Strömung innerhalb des abgeschlossenen Raumes oder umschlossenen Raumes 27 gebildet, welcher möglicherweise in der Reinigungsflüssigkeit enthaltene Luftblasen leichter wieder ausspült.

Da insbesondere Partikel enthalten sein können, wird die Reinigungsleistung auch durch die Partikel und den Partikelstrom bestimmt. Da die Partikel eine höhere Dichte haben als das umgebende Fluid, bewegt sich zwar die Flüssigkeit, wenn sie auf die Oberfläche trifft, tangential von der Oberfläche weg, die Partikel hingegen treffen auf die Oberfläche und schädigen den Biofilm bzw. Plaque und leisten hierbei einen Beitrag zu dessen Abtrag (Figur 23).

Mögliche Reinigungseffekte sind in den Figuren 24a - 24d gezeigt, wobei hierbei zu sehen ist, wie Partikel und Plaque direkten physischen Kontakt haben, wobei der Partikel durch die Strömung parallel zur Oberfläche einen Strömungswiderstand erfährt, welcher den Partikel weiterbewegt und einen Teil des Plaque löst, wenn der Partikel an diesem anhaftet. Darüber hinaus kann es auch sein, dass der Plaque erst deformiert wird und dann teilweise abreißt (Figur 24b) oder der Plaque kann direkt durch lokale Kontaktkräfte mit dem Partikel abreißen, welche durch scharfe Partikel kanten auch einen Schneideffekt haben können (Figur 24c). Es können zudem auch gemischte Fälle auftreten, wobei vorhergehende Partikel den Plaque soweit geschädigt haben (Figur 24d), dass ein weiteres Partikel zur Ablösung eines Stücks Plaque führt.

Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren ein sanftes, aber sehr effektives Verfahren zur Reinigung von Oberflächen, insbesondere Zähnen und dem anliegenden Zahnfleisch geschaffen wird, welche in effektiver und einfacher und darüber hinaus auch schneller Weise die Zähne und das Zahnfleisch reinigt, zuverlässig Biofilme entfernt und zudem anwenderfreundlich ist, da dieses Verfahren Anwenderfehler, wie einen zu hohen Putzdruck und ähnliches vermeidet.