牙刷的設(shè)計(jì)和發(fā)展趨勢(shì)

李 剛

(第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院口腔預(yù)防醫(yī)學(xué)教研室，西安 710032)

牙刷是日常生活中不可缺少的衛(wèi)生用品，是人們?yōu)榱吮３盅例X健康及口腔清潔而設(shè)計(jì)的，已是生活中司空見(jiàn)慣的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，在生活中起到了極其重要的作用，而且在設(shè)計(jì)中反映出許多人機(jī)工程學(xué)問(wèn)題，所以牙刷設(shè)計(jì)的質(zhì)量與口腔健康關(guān)系極為密切。因年齡和口腔的具體情況不同，牙刷的設(shè)計(jì)也是各種各樣的，如兒童和成年人使用的牙刷大小不同：牙周組織的健康狀況不同，刷毛的軟硬程度應(yīng)有一定的區(qū)別。牙刷雖然是小產(chǎn)品，但是設(shè)計(jì)起來(lái)卻非常有趣，可以有很多大膽前衛(wèi)的設(shè)計(jì)方案。

牙刷可分為通用型與特異型兩大類(lèi)。通用型牙刷以直柄為宜，刷毛軟硬適度，排列平齊，毛束排列不宜過(guò)多，各束之間要有一定的間距。特異型牙刷是為了適應(yīng)口腔的特殊情況和特殊目的而設(shè)計(jì)的，特異型牙刷除刷毛的排列形式各有不同外，刷柄設(shè)計(jì)可能需要一定的曲度，彎曲的形式和方向也不盡一致。

1 牙刷的設(shè)計(jì)

根據(jù)手部運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和握持刷柄的方式對(duì)牙刷效率和舒適性的影響來(lái)設(shè)計(jì)牙刷柄。牙刷的桿身曲度合適且其上有些凹槽，使用時(shí)便于手腕用力，不僅如此，其清新、淡雅的色彩和桿身的合理曲度給人帶來(lái)視覺(jué)上的美感，滿(mǎn)足人們的心理需求。

2 牙刷頭的設(shè)計(jì)

刷頭的設(shè)計(jì)以及材質(zhì)的使用，都會(huì)對(duì)牙齒、口腔的清潔和健康產(chǎn)生影響，且刷頭的設(shè)計(jì)要結(jié)合牙刷在口腔內(nèi)的移動(dòng)特點(diǎn)及口腔保健的要求，提出符合人機(jī)匹配的牙刷的設(shè)計(jì)。

2.1 波浪型刷面與平面型刷面的比較

第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院臨床研究表明，波浪型刷面與平面型刷面的比較主要表現(xiàn)在波浪型刷面清潔牙唇頰面和近中牙面的效果相差顯著，而在牙齒的遠(yuǎn)中牙面和舌腭牙面的清潔效果兩者沒(méi)有明顯差異。波浪型刷面增加了去除牙菌斑的效力，有利于牙間隙的清潔。

2.2 平行排列刷毛與交叉型刷毛的比較

不同于普通的平行排列刷毛，交叉型刷毛，即斜向相交刷毛更易深入并清潔牙齒鄰間隙，清潔難刷部位達(dá)到全面清潔的效果。多個(gè)臨床和實(shí)驗(yàn)室研究證明，采用16°交叉刷毛的牙刷深入鄰間隙的能力更強(qiáng)，可以比普通手動(dòng)牙刷更有效去除牙齒鄰間隙的牙菌斑。

2.3 普通植毛圓孔與異型孔牙刷的比較

新型異型孔牙刷是一種對(duì)普通植毛圓孔改為菱形孔、正方形孔、扇形孔植毛工藝處理的新型牙刷。第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，江蘇三笑集團(tuán)研制的新型異型孔牙刷和普通圓孔牙刷相比，在全口菌斑指數(shù)分析中均有顯著差異，新型異型孔牙刷清除菌斑的效果比普通牙刷高出18.62%。

3 牙刷毛的設(shè)計(jì)

牙刷頭的設(shè)計(jì)是牙刷中最為關(guān)鍵的部分，尤其是刷毛，刷毛直接與牙齦和牙齒進(jìn)行接觸，是牙刷生產(chǎn)和研發(fā)時(shí)關(guān)注的焦點(diǎn)。

3.1 硬毛牙刷與軟毛牙刷的比較

從清潔作用來(lái)說(shuō)，硬毛刷除菌斑和牙垢的作用較好，但對(duì)牙齒的磨損作用和牙齦的刺激也較大，因此要選擇適宜的刷牙方法。軟毛牙刷柔韌易彎曲，并能進(jìn)入齦緣以下，鄰面間隙去除菌斑，但對(duì)厚的菌斑就不可能完全刷去。目前，已普遍使用中軟毛牙刷，例如：王玉秋研究表明刷毛直徑在0.3mm毛端切銳的大頭牙刷，與刷毛直徑為0.2mm毛端磨圓處理的牙刷，在磨擦75000次后，對(duì)牙齒的磨損深度，前者較后者高出3.98倍。牙刷毛最需要的硬度問(wèn)題一直未解決，牙刷刷毛的硬度與其直徑面積成正比，與長(zhǎng)度面積成反比。一般情況下，刷毛有軟、中、硬3種。

3.2 光滑刷毛表面與紋理刷毛表面的比較

為了增強(qiáng)牙刷的各種功效，新型的牙刷在刷毛表面進(jìn)行了各種控制。如通過(guò)在刷毛表面增加紋理或微結(jié)構(gòu)來(lái)增加刷毛側(cè)面的磨擦性，通過(guò)雙股纖維扭在一起的刷毛也可增加刷毛側(cè)面的磨擦力。舒客晶致亮白牙刷采用高彈力復(fù)合螺旋刷絲，通過(guò)雙股纖維扭在一起形成螺旋狀刷絲，增大刷絲的磨擦力，從而提高牙刷的清潔力。第四軍醫(yī)大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型物理磨尖毛牙刷和普通對(duì)照牙刷相比，在全口菌斑指數(shù)分析中均有顯著差異，特殊磨尖毛牙刷清除菌斑效果比普通刷牙高出14.02%。

3.3 刷絲成分的比較

傳統(tǒng)刷絲為基材生產(chǎn)，一般不添加其他成分，伴隨著消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的要求，新型的刷絲往往會(huì)添加抗菌劑、備長(zhǎng)炭、竹炭等成分達(dá)到不同的功效。舒客晶致元素養(yǎng)齦牙刷采用Ag離子抗菌刷絲，經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)驗(yàn)證，抗菌率達(dá)99.9%，可以有效減少細(xì)菌在刷頭上的滋生。舒客晶致炫黑亮白牙刷采用備長(zhǎng)炭刷絲，備長(zhǎng)炭因具有較大的表面積而能有效吸附氣味和水分，保持牙刷的干爽潔凈。

3.4 刷絲形狀的比較

傳統(tǒng)刷絲材質(zhì)為尼龍(PA)，形狀為圓柱形，圓形截面接觸牙齒齒面部分相對(duì)較小，刷絲清潔力不強(qiáng)。創(chuàng)新型刷絲通過(guò)材質(zhì)的選擇和刷絲其擠工藝的優(yōu)化，設(shè)計(jì)出多邊形截面雙層材質(zhì)的刷絲，有效增大刷絲與牙齒的接觸面積，進(jìn)而提高刷牙的清潔力。鋒度橡膠魔力美白牙刷采用三角形雙層材質(zhì)刷絲，內(nèi)層為聚酯對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)，使刷絲保持硬度，外層為熱塑性彈性體(TPE)，使刷絲柔軟，不刺激牙齦，外柔內(nèi)剛，同時(shí)，刷絲截面設(shè)計(jì)成三角形，能有效清潔牙齒并保護(hù)牙齒。經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)驗(yàn)證，舒客鋒度橡膠魔力美白牙刷的美白清潔力是普通牙刷的3倍，能有效去除牙漬、牙菌斑、食物殘?jiān)?，幫助全面美白牙齒。

市場(chǎng)上的牙刷種類(lèi)繁多，其在刷頭大小和形狀、用料、刷毛的質(zhì)地和排列，以及刷柄的大小和形狀，都各有不同。然而，就清除牙菌斑而言，至今尚未有一種牙刷設(shè)計(jì)證實(shí)軟其他設(shè)計(jì)優(yōu)勝。凡容易接觸牙齒所有表面及可以舒服地清除牙菌斑的牙刷都算合格，但一般以刷毛軟度中等和刷頭軟小的牙刷更為理想。

總之，一種新設(shè)計(jì)的牙刷，必須能夠達(dá)到清潔口腔，按磨牙齦，對(duì)口腔健康沒(méi)有危害，而且經(jīng)濟(jì)耐用，便于推廣的效果。可以預(yù)測(cè)，今后隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著人類(lèi)生活質(zhì)量的不斷提高，根據(jù)人類(lèi)的口腔健康需要，更多不同種類(lèi)的牙刷會(huì)被設(shè)計(jì)出來(lái)，以便更好地保持口腔衛(wèi)生，增進(jìn)口腔健康。

4 牙刷的發(fā)展新趨勢(shì)

隨著科學(xué)的發(fā)展，除不斷改進(jìn)普通牙刷外，國(guó)內(nèi)外還相繼設(shè)計(jì)與生產(chǎn)出具有不同功能的新型牙刷，從不同方面滿(mǎn)足人們保持口腔衛(wèi)生的需求。這些牙刷在口腔衛(wèi)生清潔等方面與過(guò)去的牙刷相比具有巨大的優(yōu)越性。

4.1 牙刷發(fā)展的新潮流

牙刷消費(fèi)發(fā)生明顯變化，越來(lái)越多的人從注重實(shí)用、價(jià)廉轉(zhuǎn)變到求新、求美、求保健上來(lái)，特別是保健類(lèi)牙刷已成為新潮流。

①專(zhuān)用型牙刷發(fā)展快?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的牙刷多采用全封閉包裝，衛(wèi)生、雅致。除傳統(tǒng)的三支“合家樂(lè)”裝等供消費(fèi)者選擇外，各種特殊的專(zhuān)用牙刷比重也大為增加，如女士專(zhuān)用牙刷的刷頭小、刷柄細(xì)長(zhǎng)，顯得精巧靈氣：男士專(zhuān)用牙刷的刷頭大、刷柄粗厚，顯得力度感強(qiáng)：兒童牙刷不僅小巧玲瓏，而且刷柄往往有活潑可愛(ài)的動(dòng)物圖案；旅游用一次性牙刷價(jià)格低廉，使用起來(lái)方便簡(jiǎn)單。

②保健型牙刷性能增加高科技在牙刷上的應(yīng)用，促進(jìn)了牙刷由簡(jiǎn)單的潔齒工具向護(hù)齒、保健方面發(fā)展。刷頭由單一的細(xì)長(zhǎng)型，發(fā)展到能深入清潔難刷部位的鉆頭型。刷毛分硬毛、軟毛兩層，硬毛刷除污垢及結(jié)石，起潔凈牙齒的作用，軟毛輕柔按摩牙床，起保健牙齦的作用。新型高檔保健牙刷設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理，如可調(diào)節(jié)力度牙刷，螺旋彈性設(shè)計(jì)，使刷柄輕微變曲，吸收一定量的力度。

4.2 牙刷新品種多姿多彩

牙刷主要是用來(lái)清除牙菌斑而促進(jìn)口腔健康。過(guò)去，牙刷只是一個(gè)把柄前面加上幾排毛狀物，用于清潔牙齒。近年來(lái)出現(xiàn)了許多新型牙刷，主要是對(duì)刷頭和刷毛進(jìn)行了設(shè)計(jì)和修改，以增進(jìn)牙刷的刷牙功能。新的牙刷外觀(guān)與傳統(tǒng)的牙刷造型大不一樣。美國(guó)牙刷生產(chǎn)廠(chǎng)商不斷研究牙刷的結(jié)構(gòu)并對(duì)其進(jìn)行更新，促使美國(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn)多姿多彩的新穎牙刷。例如，高露潔品牌牙刷的橡膠手柄握著非常順手，刷牙舒適安全；Dentrust品牌牙刷的特點(diǎn)是刷頭為三面體，三面有毛，安全符合專(zhuān)家推薦的45°角；Mentadint Surround品牌設(shè)計(jì)的牙刷刷頭能使人們將自己的牙齒包起來(lái)刷牙；Rembrandt Action品牌的牙刷頭的刷毛分為4組，每組的毛軟硬度有區(qū)別，有助于清潔牙齒。德國(guó)LMU牙科學(xué)校Kunzelmann等報(bào)告了對(duì)3種牙刷的體外橫向刷牙效果比較，認(rèn)為高露潔專(zhuān)業(yè)牙刷(矩形刷頭、雙水平整齊刷頭、邊緣為散開(kāi)的刷毛)清潔率明顯高于其他兩種牙刷，并在另一篇論文中報(bào)告了采用實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)評(píng)價(jià)體外刷牙效果的方法。美國(guó)堪薩斯大學(xué)Coffman等報(bào)告了新型牙刷與牙頸部磨損的相關(guān)性研究，認(rèn)為通過(guò)減少刷毛密度而增加接觸區(qū)可實(shí)現(xiàn)在清潔牙齒的同時(shí)，減少磨損的機(jī)會(huì)。德國(guó)Gienssen大學(xué)牙科臨床中心Jung等報(bào)告了刷牙對(duì)酸蝕后的牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的磨損。結(jié)果表明，酸蝕后的牙本質(zhì)因刷牙磨損而造成的牙體組織損失與刷牙力量和磨擦劑無(wú)關(guān)。佳潔士口腔護(hù)理研究院陳婕等報(bào)告了中國(guó)人刷牙習(xí)慣的研究，結(jié)果表明粗糙的磨擦劑可造成更多的牙齒磨損，尤其是對(duì)那些刷牙時(shí)間長(zhǎng)的人。同時(shí)，過(guò)度的漱口可降低牙膏中有效成分的功效。近年來(lái)，研制出了多種電動(dòng)超聲和聲波牙刷，日本東京醫(yī)藥齒科大學(xué)Hashizume等報(bào)告了體外評(píng)價(jià)3種電動(dòng)牙刷對(duì)變形鏈球菌形態(tài)學(xué)的影響，掃描電鏡觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，在超聲和聲波牙刷組標(biāo)本中可見(jiàn)破裂的變形鏈球菌的細(xì)菌鏈。

這些設(shè)計(jì)新穎的牙刷確實(shí)能吸引消費(fèi)者，增加他們的購(gòu)買(mǎi)欲望，當(dāng)他們走到貨架前的時(shí)候，無(wú)不為各種橡膠手柄和各種刷毛完善結(jié)合的牙刷所吸引。

4.3 牙刷生產(chǎn)工藝進(jìn)步變革

借鑒國(guó)際著名牙刷生產(chǎn)企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和工藝，我國(guó)使用各國(guó)口腔醫(yī)學(xué)專(zhuān)家公認(rèn)的最好的刷毛——美國(guó)杜邦牙刷絲，先后引進(jìn)了臺(tái)灣和香港地區(qū)的自動(dòng)包裝機(jī)、熱合包裝機(jī)、雙色注塑機(jī)，并引進(jìn)了世界最先進(jìn)的德國(guó)沙朗斯基公司的電腦程控牙刷生產(chǎn)流水線(xiàn)和高速?zèng)_床植毛單機(jī)，以電腦控制，刷毛頂端經(jīng)粗磨、細(xì)磨、精磨3次磨毛處理，徹底擺脫了手工作坊式的生產(chǎn)歷史，勞動(dòng)生產(chǎn)率迅速提高，產(chǎn)品效率提高了100倍。目前已涌現(xiàn)出一批工藝裝備先進(jìn)、生產(chǎn)規(guī)模大、產(chǎn)品質(zhì)量好的國(guó)際同行業(yè)一流水平的優(yōu)秀企業(yè)。