Оральное приспособление
Изобретение относится к спортивным защитным приспособлениям полости рта. Защитное приспособление содержит базовый элемент, имеющий U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя. Базовый элемент содержит верхний и нижний каналы для введения верхнего и нижнего рядов зубов пользователя. Элемент зацепления с зубами объединен с каждым каналом и изготовлен из материала, который может быть адаптирован или отформован пользователем в соответствии с формой его рта. Ударопоглощающее средство объединено с базовым элементом и служит для поглощения ударной нагрузки. Ударопоглощающее средство содержит открытые каналы в базовом элементе, которые действуют аналогично воздушным пружинам. Базовый элемент преимущественно изготовлен из полиэтилена, перемешанного с составляющим до 10% EVA (сополимер этилена и винилацетата). Добавка EVA делает защитное приспособление более гибким. Элемент зацепления с зубами сделан из EVA. Техническим результатом изобретения является повышение прочности и эффективности рассеивания энергии удара. 4 н. и 22 з.п. ф-лы, 38 ил.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию орального или внутриротового приспособления и способа изготовления такого приспособления.
Настоящее изобретение, в частности, имеет отношение к созданию орального приспособления, которое представляет собой спортивное защитное приспособление, предназначенное для защиты зубов пользователя во время спортивных мероприятий, таких как бокс, футбол и регби. Поэтому для удобства далее изобретение будет описано со ссылкой именно на такое применение. Однако следует иметь в виду, что возможно и более широкое применение изобретения. Например, изобретение может быть расширено и на случай приспособления, которое представляет собой ортодонтическое приспособление.
Предпосылки к созданию изобретения
Уже известны спортивные внутриротовые защитные приспособления. Обычно их делают с использованием пресс-формы или слепка ротовой полости пользователя, после чего отливают индивидуально по этому слепку защитное приспособление, которое предназначено для специфического рта пользователя. Несмотря на то, что такие защитные приспособления совершенно очевидно хорошо подогнаны к форме рта пользователя, легко понять, что такой способ изготовления спортивных защитных приспособлений является дорогостоящим, так как каждое защитное приспособление изготовлено на заказ по форме рта конкретного пользователя. Массовое производство спортивных защитных приспособлений часто не обеспечивает точную подгонку и защиту, что снижает эффективность применения. Это ограничивает распространение таких приспособлений, несмотря на то, что существует четкая необходимость в создании эффективного массового спортивного защитного приспособления.
Другим недостатком существующих заказных и массовых спортивных защитных приспособлений является то, что они являются относительно мягкими и часто обеспечивают только ограниченную защиту передних зубов. Если нанести удар по лицевой стороне внутриротового защитного приспособления, то защитное приспособление будет деформироваться, так что динамическая нагрузка от удара будет приложена к передним зубам. Это может приводить к повреждению или выбиванию передних зубов. Было бы лучше, если бы усилие передавалось на все зубы, а в особенности на задние зубы, которые особенно прочно закреплены в челюсти.
Совершенно очевидно, что желательно создать защитное приспособление, которое обладает повышенной прочностью и жесткостью, позволяющими передавать усилие в направлении назад, так чтобы сила (удара) распределялась по всем зубам, а в особенности была приложена к задним зубам. Очевидно также, что желательно создать защитное приспособление, которое имело бы посадку, аналогичную заказному защитному приспособлению, но при массовом производстве, с возможностью индивидуальной подгонки в домашних условиях.
Желательно также создать защитное приспособление, которое обладает высокой эффективностью рассеивания энергии удара. Это позволить снизить потенциал повреждения или травмы пользователя.
Задачей настоящего изобретения является создание спортивного защитного приспособления, которое позволяет уменьшить по меньшей мере некоторые описанные выше недостатки известных ранее устройств.
Краткое изложение изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается оральное приспособление для введения в рот пользователя, которое содержит базовый элемент, имеющий в целом U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя, причем базовый элемент имеет по меньшей мере один канал, в который может быть введен верхний или нижний ряд зубов пользователя, элемент зацепления с зубами, объединенный с каждым каналом, изготовленный из материала, который пользователь может адаптировать или формовать в соответствии с индивидуальной конфигурацией рта пользователя, и ударопоглощающее средство, объединенное с базовым элементом и/или с элементом зацепления с зубами, для поглощения ударной нагрузки.
Приспособление может быть спортивным защитным приспособлением, при этом базовый элемент может быть более жестким, чем элемент зацепления с зубами.
Таким образом, верхний и нижний элементы зацепления с зубами могут быть отформованы в соответствии с формой зубов и челюстей индивидуального пользователя за счет нагревания выше их температуры размягчения и затем введения в рот пользователя.
Базовый элемент придает определенную степень жесткости и прочности на удар внутриротовому защитному приспособлению. Это содействует передаче (распространению, распределению) силы удара на полную площадь поверхности защитного приспособления. Поглотители ударов (амортизаторы) позволяют поглощать или рассеивать по меньшей мере часть силы удара при помощи внутриротового защитного приспособления вместо передачи к челюсти, в особенности в височно-нижнечелюстные сочленения и внутрь черепа.
Несмотря на то, что EVA (сополимер этилена и винилацетата) является предпочтительным материалом для изготовления элементов зацепления с зубами, может быть использован любой термопласт, имеющий подходящую температуру размягчения. Указанные элементы становятся пластичными (мягкими) при температуре ниже 100°С, так что они могут быть размягчены, например, за счет погружения в кипящую воду.
Слой термопластичного материала, например EVA, может иметь толщину от 1 до 4 мм, а преимущественно от 1 до 3 мм, например около 2 мм. EVA имеет походящий уровень пластичности и формуемости при его нагревании до температуры размягчения.
Для обеспечения повышенной стабильности непрерывный слой термопластичного материала преимущественно покрывает главным образом полную поверхность базового элемента.
Следовательно, непрерывный слой также покрывает промежуточную область базового элемента между верхним и нижним каналами, например внешние стенки фланцев, а также каналов. Слой облицовывает базовый элемент таким образом, чтобы прочно и надежно закрепить элементы зацепления с зубами на базовом элементе без расслаивания. Это позволяет решить проблему сцепления EVA с базовым элементом.
Однако следует иметь в виду, что такое построение не является обязательным, причем слой может быть непрерывным, но может не покрывать всю поверхность базового элемента.
В описании настоящего изобретения термин "входить в зацепление" имеет широкое значение и не должен означать "удерживать" или "фиксировать".
Ударопоглощающее средство преимущественно содержит одну или несколько заданных сжимающихся областей, объединенных с базовым элементом. Возможное ударопоглощающее средство может также иметь сжимающиеся области, предусмотренные в элементах зацепления с зубами.
В соответствии с предпочтительным вариантом ударопоглощающее средство содержит один или несколько зазоров, образованных в базовом элементе. Поглотители ударов могут иметь вид одного или нескольких открытых или закрытых воздушных каналов, образованных в базовом элементе. Эти воздушные каналы могут идти от внешней стороны базового элемента через базовый элемент до внутренней стороны базового элемента.
Таким образом, защитное приспособление содержит не только материал для поглощения удара, но и также дополнительную "воздушную пружинную" систему, которая обеспечивает поглощение удара во многом аналогично пластинчатым пружинам (листовым рессорам) в автомашине. Наличие зазоров обеспечивает лучшее поглощение удара, чем полностью сплошной материал. При этом поглощение удара происходит спокойно и внутриротовое защитное приспособление нагружается постепенно. Увеличение силы удара не приводит к полному сжатию или смятию, так как сила, которая необходима для сжатия поглотителей удара, возрастает экспоненциально с ростом упругой деформации, аналогично возрастанию степени провисания. Эта характеристика позволяет поглощать существенное количество энергии, передаваемой при сильном ударе.
Открытые каналы могут иметь высоту в диапазоне 0.5-10 мм, а преимущественно 1.5-5 мм. Открытые каналы могут иметь длину в диапазоне 0.5-30 мм.
Ударопоглощающее средство преимущественно имеет вид открытых сбоку каналов, образованных на концах (или в непосредственной близости от них) имеющего главным образом U-образную форму базового элемента, и/или имеет вид по меньшей мере одного фронтального открытого канала, образованного во фронтальной секции базового элемента.
Фронтальные открытые каналы могут иметь длину в диапазоне 2-10 мм, а преимущественно 4-8 мм.
Боковые открытые каналы преимущественно образованы на концах (или в непосредственной близости от них) имеющего главным образом U-образную форму базового элемента и имеют длину в диапазоне 10-20 мм.
Слой термопластичного материала может иметь одно или несколько отверстий, которые соответствуют по меньшей мере одному или нескольким открытым каналам, образованным в базовом элементе.
При необходимости слой термопластичного материала может закрывать отверстия открытых каналов, чтобы образовывать закрытое пространство. Это создает избыточное давление воздуха при прогибе, так как внешнее EVA покрытие, если оно закрывает "воздушные пружины", повышает давление воздуха при прогибе.
Базовый элемент может быть изготовлен из пластика, а преимущественно из материала, являющегося нетермопластичным ниже ориентировочно 100°С, имеющего заданную степень гибкости. Базовый элемент преимущественно является главным образом жестким при температурах 90°С-95°С, то есть не является пластичным и не может быть отформован (деформирован) пользователем в кипящей воде.
Базовый элемент преимущественно содержит полиэтилен, полиуретан, полипропилен и сантоприн. В преимущественном варианте базовый элемент содержит полиэтилен, например полиэтилен высокой плотности.
Базовый элемент может содержать 10% или меньше термопластичного материала в сочетании с нетермопластичным материалом. Нетермопластичным материалом преимущественно является полиэтилен, а термопластичным материалом является EVA. EVA может присутствовать в диапазоне 4-8% от веса базового элемента, а преимущественно составлять около 5%.
Таким образом, базовый элемент может содержать материал, имеющий большую упругость, чем полиэтилен. Добавление EVA в материал базового элемента повышает его упругость. Это может также повышать сцепление базового элемента с элементом зацепления с зубами.
В соответствии с первым вариантом базовый элемент имеет внутренний и внешний фланцы, взаимосвязанные при помощи перемычки, которые совместно ограничивают верхний и нижний каналы, в которые входят верхний и нижний ряды зубов пользователя, причем верхний элемент зацепления с зубами установлен поверх базового элемента в верхнем канале, а нижний элемент зацепления с зубами установлен поверх базового элемента в нижнем канале.
В соответствии с другим вариантом базовый элемент имеет внутренний и внешний фланцы, взаимосвязанные при помощи перемычки, которые совместно ограничивают верхний канал, в который при использовании входят верхние зубы, причем элемент зацепления с зубами установлен поверх базового элемента в верхнем канале. Это защитное приспособление устанавливают только поверх верхних зубов. Такие защитные приспособления в виде верхней дуги наиболее часто используют в спортивных применениях.
Базовый элемент может иметь некоторую степень гибкости, чтобы адаптироваться к размеру зубной дуги пользователя. В частности, он может иметь вырез или канавку во внешнем фланце, которая позволяет регулировать расположение противоположных сторон базового элемента.
Ушко для языка может быть образовано на внутреннем фланце базового элемента, причем это ушко расположено главным образом по центру для обеспечения правильного положения языка пользователя в ходе использования.
Более того, базовый элемент может быть снабжен дыхательными отверстиями, образованными в нем для облегчения дыхания пользователя при использовании приспособления.
Приспособление может дополнительно содержать установочное средство для правильной установки в заданное положение челюстей в элементе зацепления с зубами, в ходе подгонки орального приспособления. Установочное средство может иметь скобу, выполненную снаружи на слое термопластичного материала. Эта скоба может быть изготовлена из каучука.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается оральное приспособление для введения в рот пользователя, причем указанное приспособление включает в себя:
- базовый элемент, имеющий в целом U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя, причем базовый элемент содержит по меньшей мере один канал, в который могут быть введены верхний или нижний ряд зубов пользователя, при этом базовый элемент изготовлен из полиэтилена с наличием менее 10% по весу термопластичного материала,
- элемент зацепления с зубами, установленный поверх базового элемента в каждом канале, изготовленный из термопластичного материала, который позволяет пользователю его адаптировать или формовать в соответствии с индивидуальной формой рта пользователя.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления описанного выше орального приспособления, который содержит операции формования базового элемента из жесткого материала в ходе первой операции формования в первой пресс-форме, создания одного или нескольких поглощающих удар зазоров в базовом элементе, удаления базового элемента из первой пресс-формы и введения его во вторую пресс-форму, имеющую большую полость пресс-формы, и формования непосредственного (сплошного) слоя термопластичного материала на поверхности базового элемента, чтобы образовать верхний и нижний элементы зацепления с зубами, которые могут быть индивидуально подогнаны под рот пользователя, причем этот слой охватывает (облицовывает) базовый элемент таким образом, что образуется прочный и надежный слой термопластичного материала на базовом элементе.
Слой термопластичного материала преимущественно получают за счет литьевого формования из EVA во второй пресс-форме.
Таким образом, оральное приспособление может быть отформовано при помощи двухоперационного процесса литьевого формования. Более конкретно базовый элемент может быть изготовлен за счет литьевого формования в первой пресс-форме, причем после его формования базовый элемент извлекают из первой пресс-формы и закрывают во второй пресс-форме, в которой производят литьевое формование слоя, охватывающего базовый элемент. Таким образом, элементы зацепления с зубами охватывают или окружают базовый элемент, за счет чего они прикреплены к базовому элементу.
Альтернативно может быть использован процесс совместного литьевого формования, в котором базовый элемент и слой материала формуют в одной и той же пресс-форме. При помощи второй или последующей операции литьевого формования, проводимых после первой операции литьевого формования, весь базовый элемент покрывают слоем EVA. Этот процесс не требует перемещения базового элемента во вторую пресс-форму.
Подробное описание изобретения
Оральное приспособление в соответствии с настоящим изобретением может иметь различные формы. Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания его предпочтительных вариантов, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи. Приведенное детальное описание позволяет заинтересованным лицам осуществить практическую реализацию изобретения.
На фиг.1 показано трехмерное изображение спереди орального приспособления в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показано трехмерное изображение сзади орального приспособления, показанного на фиг.1.
На фиг.3 показан вид сбоку с вырывом приспособления, показанного на фиг.1.
На фиг.4 показано трехмерное изображение спереди базового элемента приспособления, показанного на фиг.1.
На фиг.5 показано трехмерное изображение сзади базового элемента приспособления, показанного на фиг.1.
На фиг.6 показано трехмерное изображение спереди орального приспособления в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.7 показано трехмерное изображение сзади орального приспособления, показанного на фиг.6.
На фиг.8 показан вид сбоку с вырывом приспособления, показанного на фиг.6.
На фиг.9 показано трехмерное изображение спереди базового элемента орального приспособления, показанного на фиг.6.
На фиг.10 показано трехмерное изображение сзади базового элемента орального приспособления, показанного на фиг.9.
На фиг.11 показан вид сбоку с вырывом базового элемента, показанного на фиг.9.
На фиг.12 показан вид в перспективе базового элемента для внутриротового защитного приспособления в соответствии с настоящим изобретением, снабженного системой поглощения ударов.
На фиг.13 показан вид сзади защитного приспособления, показанного на фиг.12.
На фиг.14 показан вид сбоку защитного приспособления, показанного на фиг.12 и на фиг.13.
На фиг.15 показан вид сбоку другого варианта базового элемента для внутриротового защитного приспособления в соответствии с настоящим изобретением, имеющего поглотители ударов с "воздушными пружинами".
На фиг.16 показан вид сверху защитного приспособления, показанного на фиг.15.
На фиг.17 показано трехмерное изображение еще одного варианта защитного приспособления, где можно видеть отверстия в термопластичном слое, которые соответствуют отверстиям поглотителя ударов с "воздушной пружиной" в базовом элементе, а также показан элемент жесткости (скоба), идущий спереди вокруг термопластичного слоя.
На фиг.18 показан вид сбоку защитного приспособления, показанного на фиг.17.
На фиг.19 показан вид сзади защитного приспособления, показанного на фиг.17 и на фиг.18.
На фиг.20 показано трехмерное изображение сзади варианта, показанного на фиг.17-19.
На фиг.21 показано трехмерное изображение спереди варианта, показанного на фиг.17-20.
На фиг.22 показано трехмерное изображение сзади предпочтительного варианта защитного приспособления, имеющего верхний и нижний элементы зацепления с зубами.
На фиг.23 показан вид спереди защитного приспособления, показанного на фиг.22.
На фиг.24 показан вид сбоку защитного приспособления, показанного на фиг.22 и на фиг.23.
На фиг.25 показано трехмерное изображение сзади двойного внутриротового защитного приспособления в соответствии с другим вариантом.
На фиг.26 показано трехмерное изображение спереди защитного приспособления в соответствии с другим вариантом изобретения, где можно видеть удлинение, прикрепленное к элементу жесткости, к которому может быть привязан удлинительный шнур для крепления внутриротового защитного приспособления к лицевому защитному приспособлению или к спортивному шлему.
На фиг.27 показан вид сверху варианта, показанного на фиг.26.
На фиг.28 показан вид снизу варианта, показанного на фиг.26 и на фиг.27.
На фиг.29 показан вид сзади варианта, показанного на фиг.26-28.
На фиг.30 показан вид сбоку варианта, показанного на фиг.26-29.
На фиг.31 показан вид спереди варианта, показанного на фиг.26-30.
На фиг.32-37 показаны другие варианты внутриротового защитного приспособления в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.38 показан вид сверху другого варианта.
На фиг.1-5 позицией 1 обозначено приспособление в целом, которым может быть спортивное внутриротовое защитное приспособление в соответствии с настоящим изобретением.
В общих чертах, защитное приспособление 1 содержит базовый элемент 2, имеющий элементы зацепления с зубами 3, 4, установленные на верхней и нижней поверхностях элемента 2, так что этот вариант представляет собой двойное дуговое приспособление. Одинарное дуговое защитное приспособление, которое надевают поверх верхних зубов, будет описано здесь ниже со ссылкой на другие чертежи.
В общих чертах, базовый элемент 2 имеет U-образную конфигурацию, дополнительную к U-образной форме (зубной) дуги пользователя. Базовый элемент 2 имеет центральную перемычку 5, а также внутренний и внешний фланцы 6 и 7, выступающие соответственно вверх и вниз по внутренним и внешним краям перемычки 5. Перемычка 5 и фланцы 6 и 7 совместно образуют верхний и нижний каналы 10 и 11, в которые входят соответственно верхний и нижний элементы зацепления с зубами 3 и 4.
Базовый элемент 2 изготовлен из главным образом жесткого пластика, такого как полиэтилен, который был признан наиболее подходящим материалом. Он имеет высокую степень жесткости, твердости и долговечности, однако все еще позволяет создавать некоторый ограниченный изгиб, например, для подгонки к различной ширине дуг различных пользователей. Полиэтиленом может быть полиэтилен высокой плотности (HDPE). Подходящий полиэтилен высокой плотности может быть закуплен у таких поставщиков, как, например, Exxon Mobil Chemical Company. Этот материал обычно поставляется в виде полимера. Температура размягчения полимера составляет около 212°F.
Элементы зацепления с зубами 3, 4 образованы при помощи слоя термопластичного материала, такого как EVA (сополимер этилена и винилацетата), который охватывает и капсулирует элемент 2. Этот слой имеет толщину от 1 мм до 3 мм, а типично около 2 мм. EVA размягчается при нагревании до температуры от 90°С до 95°С. Это позволяет его формовать (деформировать) для соответствия дуге и зубам пользователя, как это обсуждается далее более подробно.
В показанном варианте слой EVA нанесен по всей площади поверхности базового элемента и облицовывает базовый элемент полностью, без разрывов, то есть без каких-либо зазоров или промежутков.
EVA обладает свойствами сцепления с полиэтиленом базового элемента. Кроме того, соединение слоя EVA с базовым элементом усиливается за счет того, что этот слой полностью охватывает базовый элемент и простирается по полной поверхности базового элемента. Это повышает стойкость к расслоению двух материалов во время использования
Каждый из элементов зацепления с зубами 3, 4 также имеет в общих чертах U-образную конфигурацию в виде сверху, которая дополняет общую форму базового элемента 2. Каждый из элементов 3, 4 также имеет в общих чертах U-образное поперечное сечение, с нижней стенкой 15 и двумя боковыми стенками 16 и 17. Форма и ширина каналов, образованных в базовом элементе 2 и в элементах 3, 4, выбраны таким образом, чтобы позволить использовать приспособление для большого числа пользователей.
Кроме того, приспособление также содержит V-образную канавку или вырез 35 в верхней поверхности внешнего фланца 7. Этот вырез 35 выполняет важную функцию, позволяющую производить регулировку внутрь или наружу ветвей U-образного элемента, без искривления приспособления 10. Это позволяет использовать приспособление с одними и теми же размерами для пользователей с различными размерами дуг.
Защитное приспособление имеет ушко для языка 25, которое позволяет держать язык пользователя в центральном положении в ходе использования приспособления. Защитное приспособление также имеет несколько отверстий 30, образованных в его центральной области, которые позволяют пользователю дышать ртом. Это часто требуется при участии в спортивных мероприятиях.
Дополнительной характеристикой защитного приспособления является то, что перемычка утолщается от передней части до точки в непосредственной близости от задней части базового элемента. После этой точки перемычка опять начинает утончаться. Это позволяет заполнить пространство между зубами верхней и нижней челюстей. Это в некоторой степени напоминает аэродинамический профиль и утолщает элемент. Эта характеристика описана более подробно в более ранних патентах США Nos. 5,259,762 и 5,624,257 на имя заявителя настоящего изобретения.
Защитное приспособление отформовано при помощи двухоперационного процесса литьевого формования. Базовый элемент отформован при помощи литьевого формования в первой пресс-форме из полиэтилена. Базовый элемент затем вынимают из первой пресс-формы и закрывают во второй пресс-форме, в которой наносят при помощи литьевого формования EVA слой на базовый элемент. Базовый элемент удерживают в заданном положении при помощи запирающих элементов, которыми являются шпильки. Очень важно, чтобы базовый элемент не двигался или не изгибался, когда на него наносят при помощи литьевого формования EVA слой. Нашли, что описанный выше базовый элемент полностью отвечает указанным требованиям.
В более ранних вариантах изделий указанного типа заявитель использовал для изготовления базового элемента полиэтилен высокой плотности без добавления каких-либо компонентов, перемешанных с ним. Однако теперь заявитель использует для изготовления базового элемента смесь, которая содержит 93-97% по весу полиэтилена и 3-7% по весу EVA. EVA вводят в полиэтилен на ранних этапах перемешивания. Заявитель обнаружил, что добавка EVA делает базовый элемент более гибким, все еще позволяя ему выполнять свою функцию.
Заявитель провел эксперименты с различными уровнями EVA и нашел, что базовый элемент, который содержит до 10% по весу EVA, позволяет получать удовлетворительные результаты. В настоящее время заявитель считает, что наличие заданного процента EVA в материале базового элемента позволяет получать лучшие результаты, чем в случае изготовления базового элемента только из полиэтилена. Однако если в базовом элементе содержится более 10% EVA, то базовый элемент становится слишком мягким и гибким.
Спортивное защитное приспособление может быть легко подогнано в домашних условиях. Это делают путем погружения защитного приспособления в кипящую воду, что вызывает размягчение EVA. Обычно для этого требуется всего несколько минут. Базовый элемент остается жестким при такой температуре. После этого защитное приспособление вводят в рот пользователя, где оно формуется в соответствии с дугой и зубами пользователя. При охлаждении до температуры тела во рту пользователя приспособление затвердевает в приданной ему форме и после этого плотно входит в рот пользователя.
Заявитель обнаружил, что полиэтилен и EVA хорошо совместимы друг с другом и не расслаиваются. Более того, когда приспособление подвергается изгибу в ходе его использования, то полиэтилен и EVA изгибаются вместе и не расслаиваются. Не желая связывать себя какой-либо теорией, заявитель все же полагает, что уровни теплового расширения указанных материалов обеспечивают их совместимость друг с другом. Кроме того, способность материалов к изгибу или растяжению у их сопряженных поверхностей является сопоставимой.
Слой EVA является относительно тонким, так что защитное приспособление занимает не слишком много места во рту пользователя. Это является важной характеристикой, которая позволяет пользователю говорить при введенном в рот защитном приспособлении. Возможность говорить является важной при участии в некоторых контактных видах спорта.
Второй вариант настоящего изобретения показан на фиг.5-11, при этом приспособление используют для ортодонтического лечения. Ортодонтическое приспособление главным образом соответствует показанному на фиг.1-5, за тем исключением, что оно не содержит дыхательных отверстий, например, для дыхания ртом, а базовый элемент 2 тоньше, например имеет толщину ориентировочно от 2 мм до 4 мм, так как к нему не предъявляются такие же требования относительно механической прочности, как к спортивному защитному приспособлению. Ортодонтическое приспособление используют для миофункциональной тренировки и выравнивания зубов. Миофункциональной тренировкой называют клиническую процедуру, которая направлена на коррекцию плохих оральных особенностей, например выпадения языка, дыхания ртом, неправильного глотания и т.п.
Такое приспособление при необходимости назначает дантист или ортодонт. Форма элементов 3, 4 до использования приспособления в общих чертах соответствует идеальному положению или "прикусу" зубов пациента. Для подгонки элементов 3, 4 к специфическим зубам пациента приспособление погружают в кипящую воду, чтобы размягчить элементы 3, 4 и затем ввести приспособление в рот пациента для деформирования (формования) элементов 3, 4 в соответствии со специфической формой рта пациента.
EVA материал, из которого изготовлены элементы 3, 4, обладает памятью, так что он возвращается к первоначальной форме при повторном нагреве. Частичный возврат к первоначальной форме происходит при нагревании до температуры от 60°С до 65°С, а полный возврат к первоначальной форме происходит при нагревании до температуры около 90°С.
Свойства памяти материала EVA позволяют использовать элементы 3, 4 для прогрессивной коррекции неправильного положения зубов пациента. Например, через определенные промежутки времени дантист обычно снимает приспособление и помещает его в воду при температуре от 60°С до 65°С, что приводит к частичному возврату элементов 3, 4 к их первоначальной форме. При повторной деформации слегка измененная геометрия приспособления позволяет прикладывать давление к зубам пользователя для корректировки их неправильного положения. Это может быть сделано несколько раз, пока зубы пациента не займут правильное положение или идеальное положение "прикуса".
После достижения правильного положения зубов приспособление может быть опущено в воду при температуре от 90°С до 95°С, что возвращает его в первоначальное положение (к первоначальной форме). Затем приспособление может быть использовано в качестве удерживающего устройства, для удержания зубов в правильном положении, а также для проведения миофункциональной тренировки.
В вариантах, показанных на фиг.1-11, поглотители ударов с "воздушными пружинами" не показаны.
На фиг.12-21 показаны варианты настоящего изобретения для спортивных защитных приспособлений, которые содержат поглотители ударов с воздушными пружинами. Одинаковые или аналогичные элементы, показанные на различных чертежах, имеют одинаковые позиционные обозначения, если специально не указано иное.
Спортивное защитное приспособление имеет некоторые конструктивные характеристики, уже рассмотренные для приспособления, показанного на фиг.1-11. Такое приспособление содержит базовый элемент, изготовленный из полиэтилена, который покрыт слоем EVA материала. EVA материал размягчают путем опускания приспособления в горячую воду и затем вводят в рот пользователя для формования в соответствии с дугой и зубами пользователя.
Основное отличие этого варианта от рассмотренных ранее вариантов заключается в том, что этот вариант содержит только верхний канал, в который входит верхняя дуга пользователя. Такое защитное приспособление главным образом предназначено для использования в контактных видах спорта, где оно защищает от повреждения зубы и челюсть пользователя. В частности, такое защитное приспособление защищает уязвимые передние зубы и височно-челюстной (TMJ) сустав пользователя. Это приспособление не имеет нижнего канала для введения нижних зубов.
Другое отличие заключается в том, что это приспособление снабжено поглотителями ударов с "воздушными пружинами", предназначенными для поглощения ударной нагрузки.
Эти варианты снабжены промежутками 50, созданными в заднем фланце базового элемента, и передним промежутком 52, созданным в передней части приспособления, ниже переднего верхнего выреза. Эти промежутки 50, 52 образуют сжимающиеся области, которые способны поглощать ударную нагрузку.
На фиг.17-21 показан вариант, который имеет описанные выше воздушные пружины, а также имеет дополнительную скобу, которая установлена поверх слоя EVA, нанесенного поверх внешнего фланца. Обычно скобу формуют при помощи третьего процесса формования, в виде слоя термопластичного каучука, нанесенного на слой EVA. Таким образом, эта скоба главным образом принимает форму внешней поверхности защитного приспособления. Однако эта скоба выступает вниз, ниже нижнего края внешнего фланца, как это показано на чертежах. Кроме того, следует иметь в виду, что скобу используют только в верхнем дуговом приспособлении, где нет каналов для нижних зубов.
Функцией скобы в первую очередь является защита нижних зубов. Это происходит за счет того, что скоба спускается вниз и поэтому закрывает нижние зубы, когда приспособление введено в рот. Скоба также способствует правильной установке нижней челюсти как при использовании, так и при начальном формовании защитного приспособления. Более конкретно задняя часть скобы локализует и центрирует нижнюю челюсть сбоку. Передняя часть скобы образует установочную форму, которая позволяет правильно устанавливать передние зубы и нижнюю челюсть за счет благоприятной установки передних зубов непосредственно позади самой передней части скобы. В ходе первоначальной подгонки защитного приспособления пользователь формует нагретый EVA и материал скобы, чтобы оптимизировать положение нижней челюсти в соответствии с эффектом MORA.
Задняя часть скобы обеспечивает дополнительную защиту от боковых ударов за счет удержания скобой нижней челюсти от бокового смещения. Это создает характеристику, аналогичную характеристике двойного внутриротового защитного приспособления, но при менее громоздком приспособлении, имеющем большую степень свободы перемещения, однако все еще позволяющем поддерживать оптимальное дыхание, возможность говорить, а также защиту нижних передних зубов и челюсти.
На фиг.22-25 показаны предпочтительные варианты двойного внутриротового защитного приспособления в соответствии с настоящим изобретением, в котором воздушные пружины предусмотрены как в базовом элементе, так и в элементах зацепления с зубами, причем уменьшена длина между передней частью внутриротового защитного приспособления и задней частью внутриротового защитного приспособления.
Варианты, показанные на фиг.26-36, содержат ручку 60, выступающую вперед из центральной области внешнего фланца. Эту ручку используют для введения защитного приспособления в рот и затем для его извлечения, когда это требуется. Это случается в некоторых видах спорта, таких как американский футбол, в котором короткие промежутки времени интенсивного физического контакта чередуются с промежутками бездействия, когда пользователю более удобно вынимать защитное приспособление из своего рта. Ручка может иметь самую разную форму, причем ее высокая прочность не обязательна. Она только должна иметь такой размер и такую форму, которые позволяют пользователю легко захватить ее рукой.
Защитные приспособления, оборудованные поглотителями ударов с "воздушными пружинами", имеют базовые элементы с некоторой степенью гибкости. Этого достигают за счет включения отличающегося от полиэтилена компонента в материал (пластмассу), из которого делают базовый элемент, как это описано выше со ссылкой на фиг.1-5. Более конкретно указанный материал может иметь некоторое количество термопластичного материала, такого как EVA. Обычно пластики не содержат более 10% EVA по весу, а обычно более 4-8% по весу. Заявитель обнаружил, что добавка EVA в некоторой степени повышает гибкость базового элемента, что благоприятно сказывается при реакции на удар. В это же время базовый элемент все еще остается достаточно жестким для сохранения своей формы и формы защитного приспособления в целом.
Преимущество описанного выше спортивного защитного приспособления заключается в том, что когда защитное приспособление нагревают в воде, оно не изменяет или не теряет свою базовую форму (конфигурацию). Это происходит потому, что базовый элемент обладает достаточной прочностью и гибкостью, чтобы этому сопротивляться. Твердый базовый элемент прижимает слой термопластичного материала к зубам, в результате чего этот слой деформируется в соответствии с контурами зубов. Эти защитные приспособления при их массовом производстве все имеют один размер, но могут быть прекрасно подогнаны, что сопоставимо с изготовленными на заказ защитными приспособлениями, которые производят, снимая слепки рта и челюсти пользователя.
Дополнительное преимущество описанного выше защитного приспособления заключается в том, что оно может быть повторно отформовано для обеспечения оптимальной посадки, потерянной по тем или иным причинам. Для этого просто следует вновь нагреть защитное приспособление в кипящей воде и затем ввести в рот пользователя, где оно деформируется в соответствии с оптимальной посадкой. Известные ранее заказные спортивные защитные приспособления, насколько это известно заявителю, не позволяют это делать.
Дополнительное преимущество описанного выше защитного приспособления заключается в том, что оно может распределять усилие от удара, нанесенного в переднюю часть защитного приспособления, по всему объему защитного приспособления. Это происходит потому, что базовый элемент является достаточно жестким для того, чтобы не происходила локальная деформация в момент нанесения удара. Скорее все защитное приспособление целиком поглощает удар и имеет тенденцию к перемещению целиком в ответ на удар. За счет распределения силы удара скорее по всему рту пользователя, а не ее приложения к хрупким передним зубам, риск повреждения передних зубов существенно снижается. Задние коренные зубы (моляры) имеют несколько протяженных корней, причем они являются более прочными и толстыми, чем передние зубы. Поэтому они лучше могут выдерживать сильные удары. Многие известные ранее спортивные защитные приспособления не учитывали эту особенность. Они имели тенденцию к прогибу или местной деформации в ответ на фронтальный удар, передавая усилие удара непосредственно к передним зубам.
Дополнительное преимущество описанного выше защитного приспособления заключается в том, что перемычка имеет аэродинамический профиль на каждой стороне дуги, идущей от передней части в направлении к задней части дуги. Оба базовых элемента имеют аэродинамический профиль под термопластичным слоем, причем термопластичный слой также имеет такой профиль. Аэродинамический профиль заполняет пространство между верхними и нижними зубами и обеспечивает поддержку для TMJ сустава. Заявитель полагает, что эта характеристика содействует передаче усилия удара, нанесенного в переднюю часть челюсти, ко всем зубам, а от зубов через череп, вместо концентрации удара у TMJ, что могло бы повредить этот сустав. Жесткий базовый элемент, который не может быть легко деформирован, обеспечивает соответствующий уровень поддержки для сустава TMJ.
Еще одно дополнительное преимущество описанного выше защитного приспособления заключается в том, что оно может поглощать некоторую часть энергии удара. Это происходит при помощи воздушных пружин. Энергия, которая рассеивается таким образом, не передается через череп пользователя и пользователь менее подвержен болезненным ощущениям и/или вероятности получения травмы.
Несмотря на то, что был описан в качестве примера предпочтительный вариант осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки формулы изобретения.
1. Оральное приспособление для введения в рот пользователя, которое включает в себя:
базовый элемент, имеющий главным образом U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя, причем базовый элемент содержит по меньшей мере один канал, в который может быть введен верхний или нижний ряд зубов пользователя,
элемент зацепления с зубами, объединенный с каждым каналом, изготовленный из материала, который может быть адаптирован пользователем или отформован пользователем в соответствии с формой рта индивидуального пользователя, и
ударопоглощающее средство, объединенное с базовым элементом и/или с элементом зацепления с зубами, для поглощения ударной нагрузки.
2. Оральное приспособление по п.1, в котором базовый элемент имеет более высокую жесткость, чем элемент зацепления с зубами.
3. Оральное приспособление по п.1, в котором ударопоглощающее средство содержит одну или несколько заранее заданных сжимающихся областей, объединенных с базовым элементом и/или с элементом зацепления с зубами.
4. Оральное приспособление по п.1, в котором ударопоглощающее средство содержит один или несколько промежутков, созданных в корпусе базового элемента и/или в корпусе элемента зацепления с зубами.
5. Оральное приспособление по п.1, в котором ударопоглощающее средство содержит один или несколько воздушных каналов, образованных в базовом элементе, причем указанные воздушные каналы идут от внешней стороны базового элемента, через корпус базового элемента, до внутренней стороны базового элемента.
6. Оральное приспособление по п.5, в котором ударопоглощающее средство имеет вид боковых открытых каналов, имеющих высоту в диапазоне 0,5-10 мм и длину в диапазоне 0,5-30 мм, созданных на концах, или в непосредственной близости от них базового элемента.
7. Оральное приспособление по п.6, в котором боковые открытые каналы, которые расположены в непосредственной близости от концов базового элемента, имеют длину в диапазоне 10-20 мм.
8. Оральное приспособление по п.6, которое дополнительно содержит по меньшей мере один фронтальный открытый канал, имеющий длину в диапазоне 2-10 мм, выполненный в передней секции базового элемента.
9. Оральное приспособление по п.5, в котором элемент зацепления с зубами изготовлен из непрерывного слоя термопластичного материала, который капсулирует базовый элемент для прочного и надежного закрепления слоя термопластичного материала на базовом элементе.
10. Оральное приспособление по п.9, в котором слой термопластичного материала содержит одно или несколько отверстий, которые соответствуют по меньшей мере одному или нескольким воздушным каналам, созданным в базовом элементе.
11. Оральное приспособление по п.9, в котором слой термопластичного материала закрывает одно или несколько отверстий, которые соответствуют по меньшей мере одному или нескольким каналам, созданным в базовом элементе, а также закрывает внутреннее пространство, образованное каналами.
12. Оральное приспособление по п.9, в котором слой термопластичного материала представляет собой сополимер этилена и винилацетата, который размягчается при температуре 90-95°С, причем слой термопластичного материала, из которого образованы элементы зацепления с зубами, имеет толщину 1-3 мм.
13. Оральное приспособление по п.1, в котором базовый элемент образован из жесткого пластика, который не может быть адаптирован или отформован пользователем в кипящей воде, причем указанный жесткий пластик представляет собой не термопластичный материал или не термопластичный материал в сочетании с другими пластиками.
14. Оральное приспособление по п.13, в котором не термопластичный материал представляет собой полиэтилен, полиуретан, полипропилен или сантоприн.
15. Оральное приспособление по п.13, в котором жесткий пластик содержит другой пластик, который представляет собой термопластичный материал, составляющий до 10% или меньше по весу базового элемента.
16. Оральное приспособление по п.15, в котором базовый элемент содержит 3-8% по весу термопластичного материала, который представляет собой сополимер этилена и винилацетата, с балансом из полиэтилена.
17. Оральное приспособление по п.1, в котором базовый элемент имеет внутренний и внешний фланцы, взаимосвязанные при помощи перемычки, которые совместно ограничивают верхний и нижний каналы, в которые входят верхний и нижний ряды зубов пользователя, причем верхний элемент зацепления с зубами входит в верхний канал, а нижний элемент зацепления с зубами входит в нижний канал.
18. Оральное приспособление по п.16, которое дополнительно содержит ушко для языка на внутреннем фланце базового элемента, причем это ушко расположено главным образом по центру для обеспечения правильного положения языка пользователя в ходе использования, а также содержит вырез во внешнем фланце базового элемента, позволяющий адаптировать приспособление к различным размерам дуги, и содержит дыхательные отверстия, созданные в базовом элементе для облегчения дыхания пользователя при использовании приспособления.
19. Оральное приспособление по п.1, которое дополнительно содержит установочное средство для правильной локализации и установки в заданное положение челюстей в элементе зацепления с зубами, во время подгонки орального приспособления.
20. Оральное приспособление по п.19, в котором установочное средство содержит скобу, расположенную снаружи на элементе зацепления с зубами.
21. Оральное приспособление для введения в рот пользователя, которое включает в себя:
базовый элемент, имеющий в целом U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя, причем базовый элемент содержит по меньшей мере один канал, в который может быть введен верхний или нижний ряд зубов пользователя, причем базовый элемент изготовлен из полиэтилена с добавкой менее 10% по весу термопластичного материала,
элемент зацепления с зубами, установленный поверх базового элемента в каждом канале, изготовленный из термопластичного материала, который может быть адаптирован пользователем или отформован пользователем в соответствии с формой рта индивидуального пользователя.
22. Оральное приспособление по п.21, в котором базовый элемент изготовлен из полиэтилена с добавкой 3-8% по весу термопластичного материала.
23. Оральное приспособление по п.21, в котором базовый элемент изготовлен из полиэтилена высокой плотности с добавкой 4-6% по весу термопластичного материала, который представляет собой сополимер этилена и винилацетата, причем каждый элемент зацепления с зубами изготовлен из сополимера этилена и винилацетата.
24. Оральное приспособление по п.21, в котором базовый элемент имеет только верхний канал, в который входят верхние зубы пользователя.
25. Способ изготовления оральных приспособлений для введения в рот пользователя, который включает в себя следующие операции:
формование базового элемента из пластика при помощи первой операции формования, проводимой в первой пресс-форме, причем базовый элемент имеет главным образом U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя, при этом внутренний и внешний фланцы, которые взаимосвязаны при помощи перемычки, определяют совместно по меньшей мере один верхний и нижний каналы, в которые входят соответствующие ряды зубов пользователя;
создание одного или нескольких противоударных промежутков в базовом элементе; и
извлечение базового элемента из первой пресс-формы и введение его во вторую пресс-форму, имеющую большую полость пресс-формы, чем первая, и формование непрерывного слоя термопластичного материала на базовом элементе, чтобы образовать по меньшей мере один верхний и нижний элементы зацепления с зубами, которые выполнены с возможностью подгонки под размеры рта индивидуального пользователя, причем указанный слой облицовывает базовый элемент таким образом, чтобы прочно и надежно закрепить слой термопластичного материала на базовом элементе.
26. Базовый элемент для орального приспособления, предназначенного для введения в рот пользователя, имеющий главным образом U-образную форму, соответствующую контуру челюсти пользователя, причем базовый элемент содержит по меньшей мере один канал, в который может быть введен верхний или нижний ряд зубов пользователя, при этом базовый элемент дополнительно содержит ударопоглощающее средство, имеющее вид заранее заданных сжимающихся секций, для поглощения ударной нагрузки.
