牙刷設(shè)計(jì)方案

1、牙刷設(shè)計(jì)方案刷牙是我們?nèi)粘１３挚谇磺鍧?、健康的重要方法之一。它能消除口腔?nèi)軟口污 物、食物碎片和部分牙面菌斑，而且有按摩牙齦作用，從而減少口腔環(huán)境中致病因 素，增強(qiáng)組織的抗病能力。刷牙對(duì)于預(yù)防各種口腔疾病，特別是對(duì)于預(yù)防和治療牙 周病和鵲病等具有重要的作用。要想擁有一口健康漂亮的牙齒，除了養(yǎng)成良好的 刷牙習(xí)慣和正確的刷牙方式外，備有一把設(shè)計(jì)合理的牙刷也是至關(guān)重要的。尤其是 在牙刷的人機(jī)工程學(xué)上要考慮得盡量周到。背景資料：每顆牙有五個(gè)面、即頰、舌、咬合及兩個(gè)鄰面。設(shè)計(jì)的牙刷應(yīng)保證 這五個(gè)面都能刷到。刷牙的方法、刷牙時(shí)間的長(zhǎng)短、壓力大小均是影響清潔效果的 重要因素(1) 刷牙方法：刷牙方法有橫刷法

2、、貝斯法、旋轉(zhuǎn)法等。橫刷法因?yàn)楸徽J(rèn)為是造成契狀缺損的重要因素之一，已漸遭淘汰。貝斯法使用最為廣泛，清除牙頸部及齒齦溝內(nèi)菌斑的效果好，且對(duì)牙齦有良好 的刺激。改良貝斯法：以上兩種方法結(jié)合使用，是日前認(rèn)為比較有效的刷牙方法。(2) 刷牙時(shí)間和次數(shù)科學(xué)刷牙的最佳次數(shù)和時(shí)間是每天刷牙三次，每次都在飯后3分鐘后刷，同時(shí) 每次刷牙3分鐘。這是因?yàn)轱埡?分鐘正是口腔齒縫中細(xì)菌開始活動(dòng)并對(duì)牙齒產(chǎn)生 危害的時(shí)刻?？傊?，正確的刷牙時(shí)間和次數(shù)對(duì)口腔的健康起著至關(guān)重要的作用。(3)刷牙壓力及壓強(qiáng)刷牙的壓力指刷頭對(duì)牙面的正壓力。刷牙壓強(qiáng)指牙刷與牙面接觸后，刷毛單位 面積上所具有的力。刷牙壓力大小因人和牙刷而異，兒童用力

3、一般小于成人，電動(dòng)牙刷所施之力小于手動(dòng)牙刷。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示4-5歲兒童刷牙時(shí)，最適力為3,成 人最適力為3-4Xo1計(jì)測(cè)對(duì)象選擇計(jì)測(cè)群體的選擇與牙刷的使用群體應(yīng)相同。例如，可以選擇15,55歲的男女作 為使用群體和計(jì)測(cè)群體。2計(jì)測(cè)項(xiàng)目選擇(1) 手部主要包括拇指指幅、把握長(zhǎng)度、把握直徑、最大展曲角、最小展曲角、張彎最 大角、張彎最小角、牙床彎度和牙床高度。(2) 齒部主要包括牙床彎度和牙床高度。3本設(shè)計(jì)采用了某調(diào)查數(shù)據(jù)，即對(duì)160名成年男女的統(tǒng)計(jì)計(jì)測(cè)結(jié)果，統(tǒng)計(jì)計(jì)測(cè)值見下表：名稱平均值標(biāo)準(zhǔn)差拇指指幅 19. 77mm 1.47mm把握長(zhǎng)度121. 9mm 3. 5mm把握直徑13mm 1. 2mm

4、展屈最大角183. 18? 3. 38?展屈最小角130. 96? 2. 814?最大張彎角249. 34? 3. 708?最小張彎角114? 2.43?牙床彎度22. 6? 1.071?牙床高度15mm 2. 6mm4牙刷設(shè)訃的改進(jìn)設(shè)想根據(jù)對(duì)牙刷的現(xiàn)狀分析，LI前新設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮電動(dòng)式牙刷?？紤]到刷牙時(shí)沿齒 面上下移動(dòng)清潔齒縫為主要操作動(dòng)作，頻繁的上下移動(dòng)動(dòng)作極易造成腕部、小臂、 大臂和精神疲勞，使得很多人在刷牙時(shí)不得不采用不正確的水平橫刷方式。同時(shí)， 受牙床高度的限制，較短的上下移動(dòng)距離也增加了動(dòng)作的難度。因此，本設(shè)計(jì)采用 電動(dòng)圓柱形刷頭，沿柱面周邊植毛。圓柱形刷頭可以正、反向旋轉(zhuǎn)，這樣就可

5、以方 便地完成清潔上下齒齒面、齒縫和牙齦溝，免去了頻繁、枯燥、極易疲勞的上下移 動(dòng)動(dòng)作。為了保證手腕處于自然的順直狀態(tài)，避免刷牙內(nèi)側(cè)時(shí)腕部受靜態(tài)肌力，刷柄采 用內(nèi)彎式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，牙床彎度在20?, 25?之間，新設(shè)計(jì)應(yīng)采用的內(nèi)彎角度最好為12? 左右。因?yàn)檫^大的彎角，會(huì)使刷頭和刷面之間產(chǎn)生較大的力矩，造成刷牙動(dòng)作不穩(wěn) 定。另外應(yīng)在刷頭一側(cè)設(shè)計(jì)一個(gè)防護(hù)蓋，以防止刷牙時(shí)刷毛劃傷舌、腭、唇、頰。5牙刷刷頭&、刷頭形狀:采用圓柱刷頭、柱面周邊植毛方式。刷頭要適合個(gè)人口腔的大 小，不宜過大，應(yīng)小巧，以便在口腔內(nèi)活動(dòng)靈活。b、刷頭直徑、長(zhǎng)度:根據(jù)現(xiàn)有牙刷統(tǒng)計(jì)，刷頭直徑應(yīng)在10,12mm之間，刷頭長(zhǎng) 度取30

6、mm。c、刷毛長(zhǎng)度:為避免刷毛很快產(chǎn)生倒毛現(xiàn)象，刷毛長(zhǎng)度應(yīng)在4, 5mm之間。d、刷毛材質(zhì)：從耐磨性、抗菌性、彈性、美觀等方面考慮，刷毛不能過硬、過 密、過長(zhǎng),采用尼龍納米粘土復(fù)合材料制作。e、刷毛圓頸:根據(jù)有關(guān)除垢度的研究報(bào)告，直徑為0.20,0.25mm的刷毛除垢度 最好。f、刷毛排列方式:刷毛采用長(zhǎng)短兩層結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)的用軟性毛，短的用中硬度毛。 長(zhǎng)的軟性毛用于清潔齒間鄰面和牙齦按摩，短的中硬度毛用于清潔齒面。g刷毛形狀:刷毛前端部磨成球狀，以保護(hù)牙齦。6牙刷刷柄a、新設(shè)計(jì)應(yīng)采用持握舒適的魚腹型手柄設(shè)計(jì)，拇指按壓處為開關(guān)。前的刷 柄直徑過于窄小，從計(jì)測(cè)值來看，刷柄直徑大約在13M。持握的穩(wěn)定性

7、和舒適性都 較差，需增加防滑、止推結(jié)構(gòu)才能保證持握的穩(wěn)定。新設(shè)訃應(yīng)將刷柄最大截面直徑 的結(jié)構(gòu)尺寸增加到30M,使其充分與手掌接觸，將集中在手指部分的持握力分散到 整個(gè)手掌，以此達(dá)到持握舒適和穩(wěn)定的LI的。避免因刷柄過于窄小而增加的防滑、 止推結(jié)構(gòu)，使得牙刷握柄整體造型簡(jiǎn)潔、流楊，持握舒適、穩(wěn)定。新一代電動(dòng)或超 聲波牙刷的最新試驗(yàn)改變了舊牙刷的研究結(jié)果。在短期研究中，一些新型電動(dòng)牙刷 在統(tǒng)訃和臨床方面都顯示對(duì)口腔健康有顯著的改善，這些數(shù)據(jù)是可信的，但更需要 長(zhǎng)期研究的數(shù)據(jù)。b、一些研究表明新型電動(dòng)牙刷對(duì)牙齦磨耗極低，但長(zhǎng)期結(jié)果有待于進(jìn)一步調(diào) 查。使用電動(dòng)牙刷的專業(yè)指導(dǎo)對(duì)于使用效果有巨大改善，例如

8、:對(duì)鄰面牙菌斑的清 除更穩(wěn)定和有效。c、專業(yè)人士的首選仍是手動(dòng)牙刷，但是對(duì)于大眾，新一代的電動(dòng)牙刷顯示出 優(yōu)越性，細(xì)菌附著與牙菌斑的殘留明顯減少，還能輔助牙周病的治療。沒有使用電 動(dòng)牙刷對(duì)鈦種植體表面損害的報(bào)告，電動(dòng)牙刷比手動(dòng)牙刷有更強(qiáng)的去除鄰面菌斑的 功能，主要是比較小的刷頭結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的結(jié)果;牙刷設(shè)il首先要求牙刷頭寬窄合 適，以適應(yīng)扭轉(zhuǎn)，分區(qū)洗刷的實(shí)際需要，牙刷柄扁平而直，使之具有足夠的刷去污 物和按摩牙齦的力量，每組牙刷毛的長(zhǎng)度相等，以適應(yīng)三面洗刷的需要，各組毛的 間隔距離適當(dāng)，易于保持牙刷本身的清潔，每組無(wú)成柱狀，防止刺傷或擦傷牙齦。d、從牙刷毛的材料上看，有天然豬鬃和尼成龍絲毛兩種。

9、天然毛鬃牙刷其清 潔效果及吸附牙膏較好，但干得很慢，尼龍絲毛牙刷則對(duì)牙齒的清潔作用及按摩作 用均佳，彈性好且耐磨。所以尼龍牙刷的應(yīng)用更加廣泛。e、從刷毛的質(zhì)地上來說，有硬毛牙刷與軟毛牙刷。硬毛牙刷對(duì)牙齒的清潔效 果較好，但對(duì)牙齒的磨損作用和牙齒的損傷也較大;軟毛牙刷能進(jìn)入齦緣以下及鄰 面間隙去菌斑，但對(duì)較卑的菌斑則不能完全去除。f、牙刷柄應(yīng)當(dāng)握持舒適，長(zhǎng)短適中，使牙刷具有足夠的去除污物和按摩牙齦 的力量。7牙刷的適用性：每一種牙刷都是針對(duì)某一使用者群體（如兒童）而設(shè)計(jì)的，它不可能適用于所有的使用者，所以，選擇一把適合自己口腔情況的牙刷就顯得非常重要了。（1）少年兒童、老年人或牙周病患者，應(yīng)選用

10、較軟的牙刷。（2）吸煙、愛飲濃茶者，色素容易沉積于牙面，應(yīng)選用中等硬度牙刷。（3）戴有固定正牙器或口腔內(nèi)有固定修復(fù)體者，要在口腔科醫(yī)生指導(dǎo)下選用特 制的異形牙刷，如“V”形牙刷（刷毛毛束排列呈V形）。8充分了解人們對(duì)牙刷的使用是我們?cè)O(shè)計(jì)的起點(diǎn)一般來說，目前市場(chǎng)上銷售的國(guó)產(chǎn)牙刷，使用1 -3個(gè)月，牙刷毛就彎曲了。而 彎曲的牙刷毛不僅不能刷凈牙縫中的食物殘?jiān)€會(huì)擦傷牙齦。所以，發(fā)現(xiàn)牙刷毛 彎曲時(shí)，應(yīng)該立刻換一把新牙刷。另外使用時(shí)間過長(zhǎng)的牙刷頭內(nèi)易存留細(xì)菌。所以 一般建議最少每三個(gè)月更換一次牙刷。A、短橫刷法（乂叫水平顫動(dòng)法、Bass法）1、在刷牙齒的內(nèi)（舌腭）、夕卜（唇頰）兩面時(shí)，將刷毛與牙齒長(zhǎng)

11、軸成45度角輕 壓，刷毛尖端進(jìn)入牙與牙齦交界的牙齦溝內(nèi)，水平顫動(dòng)6-8次，顫動(dòng)距離約1 - 2 nun o2、在刷上下前牙內(nèi)面時(shí)，可將牙刷豎起，用刷頭尖端的刷毛作水平或垂直顫 動(dòng)6-8次。3、在刷牙齒的咬合面時(shí)，要加一定的壓力，使牙刷毛尖端能進(jìn)入咬合面的窩 溝點(diǎn)隙中，沿牙弓的方向水平運(yùn)動(dòng)。4、應(yīng)注意不要遺漏牙列中最末端牙的末端軸面（靠近咽喉的那面），牙刷頭盡 量向里放，旋轉(zhuǎn)刷頭即可刷到。這種方法對(duì)牙周疾病的預(yù)防有較好效果（注意:這種刷牙方法因操作要求較高， 切忌大幅度水平拉鋸式橫刷，拉鋸式橫刷可能造成牙齒表面的楔狀缺損，這是一種 常見的由于刷牙方法不當(dāng)造成的牙體缺損。）B、豎轉(zhuǎn)動(dòng)法（豎刷法）：

12、刷牙齒的內(nèi)、外面時(shí)，刷毛和牙長(zhǎng)軸平行，刷毛指向牙齦，加壓、順著牙縫方 向轉(zhuǎn)動(dòng)，刷上牙時(shí)從上往下刷，刷下牙時(shí)從下往上刷。通過牙-牙齦交界處要有力 些，在同一部位重復(fù)5-6次。刷咬合面和牙列中最末端牙的末端軸面（靠近咽喉的 那面）時(shí)要點(diǎn)與Bass法相同。這種方法對(duì)晡齒的預(yù)防效果較好。改良Bass法:即以上兩種方法結(jié)合使用，是H前認(rèn)為比較有效的刷牙方法。當(dāng)然，無(wú)論哪種刷牙方法，都應(yīng)強(qiáng)調(diào)面面俱到，即全面徹底的清潔牙齒。另 外，每天刷牙至少兩次，有條件的每次飯后都應(yīng)刷牙?？谇会t(yī)師建議:在能夠正確 掌握要領(lǐng)的情況下，盡量采用改良Bass法，否則以豎刷法為好。3在牙刷的設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)當(dāng)注意以下兒個(gè)問題：1、

13、牙刷刷頭要便于清洗，容易干燥而殺菌；2、牙刷刷頭的設(shè)計(jì)要注重刷毛的彈性和柔韌性；3、要分年齡層次最牙刷進(jìn)行設(shè)計(jì)；4、牙刷設(shè)計(jì)盡量對(duì)顏色以及形體多元化，以便于辨認(rèn)，這樣會(huì)起到更好的效 果。9、牙刷結(jié)構(gòu)組成及工藝現(xiàn)在通常的牙刷有四個(gè)部分:刷頭、刷頸、刷毛和刷柄。刷頭應(yīng)稍短、稍窄、 以便伸入整個(gè)口腔，刷凈難刷的部位。刷頭最好成圓弧狀，以免刮傷牙肉。刷頸要 有適當(dāng)?shù)膹澏?，以配?牙齒床的弧度而深達(dá)后臼齒區(qū)。刷毛要軟硬適當(dāng)，頂端經(jīng) 過特殊處理，免得損傷牙齦及牙釉質(zhì)。刷毛部分的外側(cè)應(yīng)稍長(zhǎng)且柔軟，以利牙齦的 按摩。刷柄以好握為度。一般的牙刷，應(yīng)用過3個(gè)月左右更新一次，刷毛已向兩側(cè) 傾倒的牙刷，不可再用，它不

14、僅無(wú)法清除牙垢，而且易傷牙齦。10、結(jié)論與展望近兒年來，牙刷的各項(xiàng)技術(shù)飛躍發(fā)展，牙刷設(shè)訃思想也從裝飾性向?qū)嵱眯院团R 床效果轉(zhuǎn)化。世界牙刷市場(chǎng)的發(fā)展潮流己經(jīng)從多少年來“一種牙刷，誰(shuí)都合適”這 樣的觀念發(fā)展為高度的市場(chǎng)細(xì)分化。這種細(xì)分化其至超出了牙刷的基本清潔功能。 市場(chǎng)不僅要求牙刷有其基本的清潔功能，而且還要求有臨床的功能，甚至希望刷牙 不僅是一種習(xí)慣，而且成為一種生活需求和美好的享受，從而使刷牙真正成為人們 日常不可缺少的一種需要。人機(jī)工程學(xué)是一門新興的邊緣學(xué)科。它是運(yùn)用人體測(cè)量 學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)和生物力學(xué)以及工程學(xué)等學(xué)科的研究方法和手段，綜合地進(jìn)行 人體結(jié)構(gòu)、功能、心理以及力學(xué)等問題的研究的學(xué)科。牙刷設(shè)計(jì)師應(yīng)從牙刷設(shè)計(jì)的多個(gè)方面結(jié)合人機(jī)工程學(xué)做詳細(xì)分析，特別是在對(duì) 牙刷設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行資料收集分析后，想出符合人機(jī)工程學(xué)原理的牙刷設(shè)計(jì)的新構(gòu) 想，對(duì)牙刷設(shè)計(jì)與人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行結(jié)合創(chuàng)新。當(dāng)然，對(duì)牙刷刷毛的材質(zhì)，刷毛尖端形狀的設(shè)計(jì)，刷柄的設(shè)計(jì)等，還在不斷發(fā) 展，并將逐