電動歯ブラシ

電動歯ブラシは、振動運動を用いてブラシの毛を素早く動かすことで、手で歯を磨く動作を模倣する歯ブラシです。^{[ 1 ]}

電動歯ブラシは、その振動周波数によって、パワー歯ブラシ、音波歯ブラシ、超音波歯ブラシに分類できます。これは、振動周波数が可聴域以下か、可聴域内か、可聴域以上かによって決まります。

電気モーターは、音速以下の速度での動きを生み出すために使用されます。超音波歯ブラシでは、圧電結晶が超音波の動きに使用されます。後期の電動歯ブラシは通常、交流（AC）電源コードを使用して充電ベースに電力を供給し、誘導充電技術を使用して直流（DC）充電式バッテリーを充電するか、単3形や単4形などの標準サイズの電池を挿入して駆動する独立型ユニットになっています。

後期のモデルの多くは、タイマー、複数のクリーニングモードを備えた圧力センサー、 WiFi、Bluetoothなどの機能を搭載しています。^{[ 2 ] [ 3 ]}

電動歯ブラシの最も初期の例は、トムリンソン・モーズリーによって製造されました。^{[ 4 ]}モトデントとして販売され、彼の会社であるモトデント社によって1937年12月13日に特許が出願されました。^{[ 5 ]} 1954年、スイスでフィリップ＝ギー・ウーグ博士がブロクソデントを発明しました。^{[ 6 ]}ウーグの電動歯ブラシは、当初はスイス（後にフランス）でブロクソSA向けに製造されました。この装置は標準的な壁のコンセントに差し込み、商用電源電圧で動作しました。電動歯ブラシは当初、運動能力が制限されている患者や矯正歯科患者（矯正器具を装着している人など）のために作られました。^{[ 7 ]}

ゼネラル・エレクトリックの自動歯ブラシは1960年代初頭に発売されました。^{[ 8 ]}コードレスで、充電式ニカド電池で駆動していました。この時期のニカド電池はメモリー効果に悩まされていました。長時間の充電は電池を損傷する可能性があるため、GE自動歯ブラシの電池の最大寿命は短くなります。 ^{[ 9 ]}さらに、初期のニカド電池は寿命が短い傾向がありました。電池はデバイス内部に密閉されていたため、電池が故障するとユニット全体を廃棄する必要がありました。

浴室環境で交流電源電圧機器を使用することは問題がありました。1990年代初頭までに、Underwriter Laboratories (UL) とCanadian Standards Association (CSA) は浴室での使用を目的とした電源電圧機器の認証を中止しました。新しい機器は、低電圧 (通常 12、16、または 24 ボルト) で動作するために降圧トランスを使用する必要がありました。多くの国の配線規格では、浴室エリアのコンセントはRCD/GFCIデバイスで保護する必要があると規定されています (たとえば、米国では 1970 年代から新築の浴室コンセントに義務付けられています)。^{[ 10 ]}

1990年代までに、ブロクソのオリジナルデザインの安全認証に問題が生じました。より新しい電池式の歯ブラシは、トムリンソン・I・モーズリーによって発明され、1940年にモトデントによって特許が取得されました。^{[ 11 ]}

最初の超音波歯ブラシは、当初はUltimaと呼ばれ、後にUltrasonexと改名され、1992年に米国で特許を取得しました。同年、FDA（米国食品医薬品局）は家庭での日常使用を承認しました。当初、Ultimaは超音波のみで動作していましたが、数年後、Ultrasonexにはモーターが追加され、音波振動も加わりました。現在では、超音波と音波振動の両方を同時に提供する超音波歯ブラシが数多く存在します。

電動歯ブラシは手動歯ブラシに比べて環境に悪影響を与えることが確認されている。^{[ 12 ]}

電動歯ブラシは、その動きの速度によって、標準的な電動歯ブラシ、音波歯ブラシ、または超音波歯ブラシに分類できます。歯ブラシの動きが人間の可聴周波数範囲 （20 Hz ～ 20,000  Hz）でハム音を発生させるほど十分に速い場合、それは音波歯ブラシに分類されます。^{[ 13 ]}この限界よりも速く動く電動歯ブラシはすべて超音波歯ブラシです。超音波歯ブラシの中には、音波と超音波の両方の動きを持つものもあります。^{[ 14 ] [ 15 ]}

電動歯ブラシは、振動運動の種類によっても分類できます。ブラシヘッドが左右に動くか、一方向に回転するか、反対方向に交互に回転するか、または反対方向に回転または移動する2つのセグメントがあるかです。^{[ 16 ]}

振動歯ブラシのデザインによっては、手動歯ブラシと同様のブラッシング方法が推奨される一方、回転ヘッドのブラシでは、歯から歯へとブラシをゆっくりと動かすだけでよいクリーニング方法が推奨される。^{[ 17 ]}

振動回転

振動回転歯ブラシは、回転方向を素早く交互に変えるタイプの電動歯ブラシです。このタイプの歯ブラシは、従来の手動歯ブラシのような形状ではありません。代わりに、歯垢を除去するために両方向に回転する小さな円形のブラシヘッドで構成されています。この設計により、ブラシの毛が歯間の隙間の奥まで届き、歯垢を除去できます。[ 18 ^{]振動回転}歯ブラシの中には、歯垢除去を補助するために脈動運動を行うものもあります。^{[ 19 ]}

振動回転歯ブラシは、手動歯ブラシと比較して、口腔内の硬組織と軟組織の両方に対して安全です。^{[ 20 ]}

ソニック

音波歯ブラシは、可聴域の振動を生み出すほど速い動きをする電動歯ブラシの一種です。現代の充電式電動歯ブラシのほとんどはこのカテゴリーに属し、通常、周波数は200～400Hz 、つまり1分間に12,000～24,000回の振動です。音波歯ブラシは歯を磨くために掃くような動きだけに依存しているため、その動きは振幅が大きく、掃くような動きの長さも長くなります。ある研究では、音波歯ブラシを使用すると、手動歯ブラシと比較して歯茎への摩耗が少なくなることがわかっています。^{[ 21 ]} 

超音波

この分野で最近登場したのが超音波歯ブラシで、これは超音波を使って歯を磨きます。歯ブラシが「超音波式」とみなされるには、最低でも20,000Hz  （毎分240万回の振動）の周波数で超音波を発する必要があります。一般的に、米国食品医薬品局（FDA）の承認を受けた超音波歯ブラシは、1.6MHz（毎分1億9200万回の振動）の周波数で動作します 。

超音波歯ブラシは、高周波で振幅の小さい振動を発します。これらの振動は、歯垢を形成する細菌の連鎖を破壊し、 歯肉線から最大5mm下の歯面への付着方法を取り除きます。^{[ 22 ]}

超音波歯ブラシの中には、超音波振動のみを提供するものもあります。一方、音波歯ブラシに匹敵する毎分9,000～40,000回の音波振動を追加で提供する超音波歯ブラシもあります。これは、食べかすや細菌の連鎖の残骸の除去を促進する追加の掃き出し動作を提供するためです。これらの超音波歯ブラシの音波振動の振幅は、同等の音波歯ブラシの振動よりも低い場合があります。これは、細菌の連鎖は超音波によって既に分解されているため、音波振動によって除去して掃き出す必要がないためです。

「超音波」と「音波」という用語の類似性から、市場では混乱が生じており、音波歯ブラシが超音波歯ブラシと誤って表示されることがよくあります。20,000  Hz 未満の周波数または振動で動作する歯ブラシは「音波」歯ブラシです。動作周波数（例えば、毎分 31,000 回）が、人間の可聴域である約 20  Hz から約 20,000 Hz の範囲内にあるため、「音波」と呼ばれています。人間の可聴域の上限を超える周波数で超音波 、つまり振動を発する歯ブラシのみが「超音波」歯ブラシと呼ばれます。

2014年のコクランレビューでは、電動歯ブラシは手動歯ブラシに比べて歯垢をより多く除去し、歯肉の炎症を軽減し、一般的に手動歯ブラシよりも効果が高いことが示されました。^{[ 16 ] [ 23 ]} 1～3か月の使用後、歯垢の蓄積と歯肉の炎症はそれぞれ11%と6%減少しました。^{[ 16 ]} 3か月の使用後、観察された歯垢の減少は21%に達し、歯肉の炎症は11%減少しました。^{[ 16 ]}臨床現場でのこれらの差の規模は疑問視されていますが、^{[ 16 ]}他のレビューでも同様の結論に達しています。^{[ 24 ] [ 25 ]}別のシステマティックレビューでは、電動歯ブラシは手動歯ブラシよりも子供の歯の歯垢をより多く除去することが報告されています。^{[ 26 ]}手の器用さが限られている患者や、奥歯に届きにくい患者には、電動歯ブラシが特に有益である可能性があります。^{[ 27 ] [ 28 ]}

さまざまな電動歯ブラシの有効性に関して、振動回転モデルは手動歯ブラシよりも多くの歯垢を除去することがわかっています。^{[ 29 ] [ 18 ] [ 30 ]}さらに具体的な研究では、振動回転歯ブラシは矯正治療を受けている患者にとって手動歯ブラシよりも効果的であることがわかりました。^{[ 31 ] [ 32 ]} 2014年のコクランレビューでは、振動回転電動歯ブラシのみが手動歯ブラシよりも一貫して統計的に有意な利点を提供しました。^{[ 16 ]}これは、振動回転電動歯ブラシが他の電動歯ブラシよりも効果的である可能性があることを示唆しています。最近の証拠もこれを裏付けており、新しい研究では、振動回転歯ブラシは高周波音波電動歯ブラシよりも効果的であることが示唆されています。^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]}全体として、振動回転歯ブラシは歯肉の炎症と歯垢の減少に効果的である。^{[ 36 ]}

電動歯ブラシの効果に影響を与えるその他の要因としては、ブラッシングに費やす時間とブラシヘッドの状態が挙げられます。メーカーは、ブラシヘッドを3か月ごと、またはブラシヘッドが目に見えて劣化したらすぐに交換することを推奨しています。^{[ 37 ] [ 38 ]}一部のメーカーは、ブラシヘッドの交換時期を視覚的に知らせるために、時間とともに色が薄くなる色の付いた毛をブラシヘッドに追加しています。

しかし、研究によると、電動歯ブラシの初期使用では口腔衛生の改善が見られたものの、継続使用によってその効果は低下した。この初期の改善は、ホーソン効果や目新しさの変化によるものと考えられている。^{[ 39 ]}

現代の電動歯ブラシは低電圧で動作し、一般的には 12 V 以下です。^{[ 40 ] [ 41 ]}一部の機種は降圧トランスを使用してブラシに電力を供給しますが、^{[ 42 ]}ほとんどはバッテリーを使用しており、通常は（常にではありませんが）充電式で交換できません。^{[ 43 ]}バッテリーは通常、ハンドル内部に取り付けられており、水による損傷を防ぐために密閉されています。^{[ 44 ]}初期のニカド電池歯ブラシは充電ベースとの接続に金属タブを使用していましたが、^{[ 42 ]}最新の歯ブラシは誘導充電を使用しています。^{[ 40 ] [ 45 ]}

地球の友が指摘しているように、「これらのひどい製品の 1 つは使い捨ての電動歯ブラシです... 技術をバッテリーやプラスチック製の筐体から分離する方法はほとんどなく、そのため、有用で時には危険な物質が埋立地や焼却炉で廃棄されます。」^{[ 46 ] [ 47 ]}英国歯科ジャーナルのために行われた研究によると、電動歯ブラシの気候変動への影響は竹製の歯ブラシと比較して 11 倍高いと報告されています。^{[ 12 ] [ 48 ]}竹製の歯ブラシはリサイクルや堆肥化が容易なため、はるかに環境に優しい選択肢です。^{[ 49 ] [ 50 ]}

ほとんどの音波歯ブラシには、特別な種類のクリーニング用に設計されたさまざまなクリーニングモードと強度レベルが備わっています。^{[ 54 ]}最もよく知られているもののいくつかは、毎日のケア、知覚過敏の歯、ホワイトニング、舌のクリーニングを目的としたものです。^{[ 55 ] [ 56 ]}

超音波歯ブラシは、ブラシヘッドの毛先から超音波による振動を発し、唾液の流れを刺激します。この唾液の流れは、接触していない表面でも歯垢を除去することが示されています。^{[ 57 ] [ 58 ]}超音波の動きは振幅が非常に小さいため、この設定は、通常の音波歯ブラシや電動歯ブラシの振動には適さないものの、超音波歯ブラシの追加的な洗浄力が必要な患者、例えば最近歯周外科手術を受けた患者などに適している可能性があります。^{[ 59 ]}