Чистка зубов при помощи щетки. Устройство ручной и моторной щеток

15 Апреля в 17:32 1085 0


Устройство ручной и моторной щеток

Чистка зубов при помощи ручной зубной щетки является основным методом домашней индивидуальной гигиены полости рта. В классической щетке чистящий эффект производят кончики и боковые поверхности щетинок (волокон), которые прикреплены в перпендикулярном положении к жесткой поверхности. В конструкции щетки различают головку, ручку и стебель (шейку), их соединяющий (рис. 5.37).

Элементы дизайна мануальной зубной щетки.
Рис. 5.37. Элементы дизайна мануальной зубной щетки.

Головка щетки имеет «носок» и «пятку», переходящую в стебель. На головке щетки расположены щетинки, собранные в пучки, которые образуют ряды. Основная рабочая поверхность (рабочее поле) образована кончиками щетинок.

Прообразом современной зубной щетки считают деревянную жевательную палочку, называемую в разных языках мисвак, сивак или квесем. Мисвак изготавливается из здоровой прямой веточки (диаметром 0,8—1,0 см) дерева, имеющего антисептические и дезодорирующие свойства. Один кончик палочки разволокняют (разжевывают) и такой «кисточкой» чистят каждый зуб. Жевательные палочки обнаружены в культуре Древнего Египта (IV в. до н.э.), Древней Индии (VII в. до н.э.), в арабских странах (VIII в. н.э.). Мисвак и сегодня служит для гигиены полости рта более чем десяти миллионам человек, при этом, как показывают исследования, его профилактическая эффективность превышает таковую зубной щетки.

Первое свидетельство о появлении зубной щетки традиционной конструкции относится к 1490 г.: в Китае изготавливали деревянные щетки со свиной щетиной. В XVI в. щетки появились в Европе и в России (зубные «метлы»). Производство щеток в массовом масштабе началось в XVIII в. в Германии, Англии (1780 г., W.Addis), в 1857 г. открылась мануфактура N.H.Wadsworth — отца американских щеток.

В 1954 г. Басе предложил перечень критериев, характеризующих идеальную зубную щетку:
• эффективна, безопасна, удобна в манипуляциях;
• соответствует индивидуальным размерам полости рта и зубов;
• позволяет быстро чистить зубы и аэрировать полость рта;
• устойчива к сырости;
• прочная;
• недорогая.

Основными задачами использования зубной щетки является разрушение структуры мягких зубных отложений и смещение их фрагментов с подлежащей поверхности. Для этого рабочее поле щетки должно достичь загрязненной поверхности и щетинки должны передать от руки на поверхность зуба давление, достаточное для ее очищения, но не настолько значительное, чтобы травмировать ткани (десну, цемент, эмаль).

Возможности доступа волокон щетки к поверхностям зубов зависят от величины и формы головки, от ее расположения (наклона) по отношению к ручке, от конфигурации рабочего поля и т.д. Давление, прилагаемое к очищаемой поверхности, в соответствии с законами физики определяется как частное от силы и площади и потому зависит от нескольких факторов:
• от величины силы, которую человек прилагает к ручке щетки;
• от преобразований величины и направления этой силы на каждом этапе ее передачи: от руки -> к ручке щетки -> на стебель щетки -> к головке щетки -> на щетинки -> к очищаемой поверхности;
• от площади очищаемой поверхности и площади каждой контактирующей с ней щетинки.

Поэтому степень безопасности и эффективности щетки (как, впрочем, и другие ее свойства) зависит от характеристик каждого конструктивного элемента щетки.

Щетина

Способность щетинки передавать силу давления от своего основания на рабочую поверхность называют жесткостью (мягкостью). Жесткость щетины зависит:
• от свойств материала, из которого изготовлена щетинка;
• от диаметра щетинки (чем толще, тем жестче);
• от длины щетинки (чем короче, тем жестче).

Площадь контакта щетинки с очищаемой поверхностью зависит, в общем случае, от формы окончания щетинок. При цилиндрической, пирамидальной и конической форме окончания щетинки рабочей поверхностью могут стать не только плоскость грани, но и ее ребро, разделяющее плоскости, или вершина пирамиды (конуса). В таких случаях площадь рабочей поверхности минимальна, а давление — максимально и, чаще всего, травмирующее. При сферическом, округлом окончании давление распределяется более равномерно и безопасно.

Известны два основных типа материалов, применяемых для изготовления щетинок: натуральные (волос свиньи, лошади, барсука, козла) и синтетические (нейлон, полиэфиры).

Натуральная щетина — эластичный материал, при увлажнении становящийся более мягким. Диаметр щетинок из натурального материала подобрать по желанию практически невозможно — толщина щетинки колеблется от 0,05 до 0,5 мм в зависимости от того, из какой части покрова тела животного она взята — поэтому строго задавать жесткость натуральной щетки практически не удается. Натуральная щетина обрабатывается только резкой или рубкой, поэтому она всегда имеет плоское (горизонтальное или диагональное) окончание.

К тому же, по мере использования щетинки ломаются, что создает дополнительные «травмоопасные» пункты на разной высоте пучков. Ломкость свиной щетины ограничивает временной ресурс эффективной работы щетки пятью часами. Кроме того, к натуральной щетине можно предъявлять санитарные претензии: внутри каждого волоска есть открытый канал, на поверхности — сплошная «черепица» из чешуек, где могут беспрепятственно сохраняться и размножаться микроорганизмы.

Во время второй мировой войны натуральная щетина стала дорогой и недоступной для производителей щеток в Европе и США, так как импортируемая ранее из Китая и Сибири щетина стала использоваться для изготовления военной амуниции. Рынок стало завоевывать синтетическое нейлоновое волокно, апробированное при изготовлении щетки в 1938 г.

Одно из главных достоинств современного синтетического волокна — контролируемая степень жесткости. При стандартной длине волокна жесткость зависит от толщины волокна, которая, с точки зрения технолога, определяется диаметром отверстий, через которые выдавливают формируемую массу полимера. Принята следующая градация жесткости полимерной щетины щеток для взрослых, имеющих стандартную длину волокна 10,56 мм: очень мягкая, мягкая, средней жесткости, жесткая, очень жесткая (табл. 5.13).

Таблица 5.13. Жесткость полимерной щетины
Жесткость полимерной щетины



Для детей, имеющих менее устойчивые к механической нагрузке ткани, рекомендуют только мягкую щетину. Так как волокно детской щетки короче (7,6 мм), оно может считаться мягким при меньшем, чем в мягких взрослых щетках, диаметре (0,12 мм).

Щетки часто маркируются индексом жесткости в соответствии с принятым в 1987 г. стандартом ISO 8627 (табл. 5.14).

Таблица 5.14. Характеристики жесткости щеток
Характеристики жесткости щеток

В первые десятилетия применения нейлонового волокна его травматичность мало отличалась от таковой натуральной щетины, так как волокно рубили. С 1950-х годов производители стали предпринимать усилия к полировке окончаний волокон. По современным требованиям, не менее 75% волокон рабочей части щетки должны быть округлены. Однако этому уровню соответствуют далеко не все щетки, особенно щетки с многоуровневой «вырезанной» поверхностью рабочего поля (зигзагообразные, волнистые и т.п.).

В отличие от натуральной щетины, полимерные волокна практически не набухают в воде, лучше поддаются гигиенической обработке, их прочность на излом в 10 раз выше. Важным свойством полимерных волокон является их устойчивость к деформации: чем выше качество (и цена!) волокон, тем дольше волокна будут возвращаться после чистки в исходное положение.

С середины 1990-х годов производители принимают меры для увеличения рабочей поверхности полимерной щетины за счет привлечения к чистке ее боковой поверхности: появляются волокна твистерные (скрученные жгутом вдвое) и микротекстурные (с микронеровностями, повторяющими рельеф эмали), что увеличивает рабочую площадь волокна в десятки раз.

С 1980-х годов используются технологические возможности окрашивания волокон в ходе их производства, что служит:
• для повышения эстетической привлекательности щетки;
• для индикации «стажа» работы или износа (пищевые водорастворимые красители голубого или зеленого цвета постепенно вымываются из щетины и сигнализируют о необходимости замены щетки на новую).

Кроме традиционных свиных и нейлоновых щеток в небольшом количестве производятся зубные щетки с каучуковыми элементами, которые замещают часть нейлоновых пучков или заполняют все рабочее поле. Основная роль каучуковых элементов - полировка поверхности зуба и массаж десны. В некоторых моделях очищающая и полирующая способность щеток увеличивается тем, что каждый каучуковый элемент имеет форму трехступенчатого цилиндра.

Функциональные свойства щетки с полимерными волокнами зависят не только от качества каждого отдельного волокна, но и от их организации. Так, пучок волокон тем жестче, чем большее число волокон в него включено (от 25 до 50 у разных производителей) и меньше диаметр «гнезда», в котором пучок закреплен. Чем гуще расположены пучки в рядах (порой основания пучков неразличимы), чем плотнее расположены ряды - тем более жесткой и менее промываемой щетка оказывается. Жесткость прямо зависит и от количества рядов пучков: есть щетки с 2, 3, 4 и 5 рядами пучков, а также с переменным числом рядов (2 - на «носу» и «пятке», 3—4 - в средней части головки).

До конца 1980-х годов все щетки имели плоскую рабочую поверхность с параллельными рядами пучков, перпендикулярных поверхности их фиксации. Такое поле обеспечивало одинаковое давление всей плоскости контакта щетки на обрабатываемую поверхность. Однако то обстоятельство, что обрабатываемые поверхности (зубная дуга, поверхность зуба) в самом деле являются не плоскими, а криволинейными, привело к созданию многочисленных вариантов рабочего поля, которое могло бы обеспечить одновременную обработку поверхностей, находящихся на разных уровнях.

Вначале появились щетки с «вогнутым» полем, «подходящим» к вестибулярной поверхности зубных рядов. Позже стали известны щетки с наклонным положением внешних рядов пучков, которые должны обрабатывать оральную и вестибулярную поверхности зуба при продвижении центральных (вертикальных) рядов по жевательной поверхности или массировать десну при продвижении щетки по вестибулярной поверхности в горизонтальном направлении (рис. 5.38).

Щетки с наклонным положением пучков.
Рис. 5.38. Щетки с наклонным положением пучков.

Многоуровневые щетки имеют различную высоту пучков, расположенных на плоской головке. «Силовой» выступ нескольких пучков с более жесткой щетиной на «носу» головки предназначен для чистки дистальных поверхностей зубов, для чистки оральных поверхностей фронтальных зубов. «Активное углубление», т.е. укороченный и поэтому более жесткий средний ряд щетинок, очищает прикрепленные к поверхности зуба ортодонтические дуги, брекеты и т.д. в то время, как внешние ряды очищают свободную поверхность зуба и массируют десну. Чередование разновысоких поперечных рядов служит для одновременной обработки выпуклых и «вогнутых» участков зуба и зубной дуги (см. рис. 5.39).

Многоуровневое поле зубной щетки.
Рис. 5.39. Многоуровневое поле зубной щетки.

Кроме того, в ряде случаев различную высоту могут иметь волокна одного пучка — в щетках, рабочее поле которых «подстрижено» зигзаго- или волнообразно, что также предназначено для обработки разновысоких поверхностей, внедрения щетинок в межпроксимальные зоны, массажа десны (рис. 5.40).

Зубные щетки с зигзагообразной стрижкой волокон.
Рис. 5.40. Зубные щетки с зигзагообразной стрижкой волокон.

Разработаны щетки, имеющие головки «для лентяев»: высота и наклон пучков, зафиксированных на плоской головке щетки, комбинируются таким образом, что рабочее поле имеет П-образную форму, поэтому в один момент времени кончики щетинок прилегают к жевательной, оральной и вестибулярной поверхности зуба и таким образом могут очищать сразу три поверхности при горизонтальном перемещении щетки.

Т.В.Попруженко, Т.Н.Терехова
Похожие статьи
показать еще
 
Профилактика заболеваний