慢性牙周炎是牙周炎疾病的一种形式，是成人失去牙齿的主要原因。 慢性牙周炎病人被感染的牙齿周围的齿龈组织中有发炎的袋。细菌层在这 些牙龈袋内的生物膜中增长，留下附着在牙齿和牙根表面的被称为结石的 钙化增加物。随着细菌感染的发展，来自生物膜的发炎渗出物以及宿主组 织的响应可能造成支撑牙齿的软硬组织结构逐渐破坏，并最终造成失去牙 齿。此外，人们正在将口腔中的细菌感染认为是身体其他部分感染的来源 (例如菌血症[血液感染]、感染性心脏炎、肺病等)。这种感染还涉及到 植入物的排异，并可能使糖尿病和其他自身免疫失调的病状的诊断复杂 化。
治疗口腔细菌感染的传统方法包括通过洁牙器和使用抗生素来除去龈 下菌斑袋、结石和生物膜。每年要对牙周炎病人进行若干次洁牙，在某些 情况下要每三个月或更频繁地进行。超声洁牙在流体(例如水、盐水等) 中产生超声振动，这种振动从齿龈组织除去龈下菌斑、结石和生物膜。超 声振动使气穴现象直接对围绕齿龈组织或齿龈组织中的流体、结石和菌斑 施加很高剪切力，造成这些结石、菌斑和有关的生物膜从齿龈组织脱落。 这种洁牙器的原理在专利文献中有详细说明。参见美国专利No. 2,990,616、No.3,089,790、No.3,703,037、No.3,990,452、No.4,283,174、 No.4,804,364和No.6,619,957。这些专利通过引用而结合于此。
但是，单独进行洁牙对于消除口腔中的细菌只获得了有限的成功，长 期使用抗生素可能带来抗性，这种抗性使抗生素没有临床效果。此外，使 用抗生素可能不适于免疫功能低下的病人和义齿性口炎病人。
除了对牙周炎疾病进行治疗之外，对于已钻出的龋洞，在进行传统的 填充之前，以及在其他形式的口腔手术(包括涉及牙齿自身内部的牙髓手 术)期间，也希望除去口腔中的微生物。
Wilson等人在美国专利No.5,611,793和欧洲专利No.EP 0637976B2 中公开了用于杀死口腔中微生物的光动力治疗。这些专利通过引用而结合 于此。如这些专利中所公开的，用特定波长和强度范围内的激光来照射已 涂敷到(多个)感染组织上的光敏化合物。激光使化合物活化，使得形成 对于留在口腔中的微生物有毒的自由基和其他元素。

由于光动力治疗已经对杀死口腔中的传染性微生物表现出效果，所以 如果将其结合到常规牙医护理(例如洁牙等)中将非常满意。本发明的一 个目的是提供一些方法，它们可以在对口腔中的治疗区域进行清洁并除去 结石、菌斑和生物膜的同时，方便有效地对这样的区域进行消毒。
本发明提供了将光敏成分与光和/或声能照射结合使用以杀死口腔中微 生物的方法，这种处理下文中称为“声光动力治疗”。如下所述，在流体 和光敏化合物存在的情况下将光和声能进行合并处理在杀死口腔中的微生 物方面具有互相促进的效果。
在流体中施加声能可以产生声气穴现象(acoustic cavitation)。声气 穴现象涉及填充在流体中气泡里的气体/蒸汽的成核、生长和破裂。气穴现 象可以通过物理瓦解而有效地杀死微生物。例如，声气穴现象中的机械能 可以通过气泡附近产生的猛烈的剪切力使菌斑(以及围绕它的微生物)瓦 解和散开。还检测到了声气穴现象直接在流体中造成的自由基。这些自由 基可以通过细胞壁瓦解和/或脂质过氧化作用杀死微生物。声气穴现象期间 的气泡破裂可以伴随着光的同步发射(“声致发光”)。通过声致发光发 射的光带宽非常大，并可以含有紫外光，紫外光也可以直接破坏微生物。 通过声致发光而发射的光在施加到口腔中的光敏成分时，可以释放出更多 的自由基，从而进一步杀死微生物。
在本发明的一个方面，公开了一种用于杀死口腔中微生物的方法，包 括：向部位施加光敏成分；向该部位施加流体和声能；以及用光源照射该 部位以破坏该部位处的微生物，其中所述光源的波长可被光敏成分吸收。
在本发明的另一个方面，公开了一种用于杀死口腔中微生物的方法， 包括：向部位施加光敏成分；向该部位施加足够的声能以提供声气穴现 象，从而破坏该部位的微生物。
在本发明的另一个方面，公开了一种用于促进伤口痊愈的方法，包 括：向伤口施加光敏成分；向伤口施加流体和声能；以及用光源照射伤口 以破坏伤口处的微生物，其中所述光源的波长可由光敏成分吸收。
在本发明的另一个方面，公开了一种用于促进伤口痊愈的方法，包 括：向伤口施加光敏成分；向部位施加足够的声能以提供气穴现象，从而 破坏伤口处的微生物。
在本发明的另一个方面，公开了一种用于进行声光动力治疗的装置， 包括：光源；声能源；冷却或洗涤流体源；以及与光源、声能源、冷却或 洗涤流体源连通的一个或多个元件，这些元件用于分别向器官组织提供 光、声能、以及冷却或洗涤流体；其中所述一个或多个元件包括单一的元 件或集成在一起的多个元件。
在本发明的另一个方面，公开了一种用于进行声光动力治疗的装置， 包括：光源；声能源；光敏成分源；以及与光源、声能源、光敏成分源连 通的一个或多个元件，这些元件用于分别向器官组织提供光、声能、以及 冷却或洗涤流体；其中所述一个或多个元件包括单一的元件或集成在一起 的多个元件；并且所述一个或多个元件包括与光敏成分流体连通的管子以 及与光源连通的波导，波导至少部分位于管子中。
在本发明的另一个方面，公开了一种用于进行声光动力治疗的装置， 包括：光源；声能源；光敏成分源；冷却或洗涤流体源；以及与光源、声 能源、冷却或洗涤流体源、以及光敏成分源连通的一个或多个元件，这些 元件用于向器官组织提供超声能、光、以及光敏成分；其中：i.所述一个 或多个元件包括对来自光源的光进行发送的波导、对来自声能源的声能进 行发送的洁牙器、限定了对来自冷却或洗涤流体源的冷却或洗涤流体进行 发送的通道的管子、以及限定了对来自光敏成分源的光敏成分进行发送的 通道的管子；其中，所述一个或多个元件包括一起集成到单一探针中的多 个元件。
参考说明书其余部分以及附图，可以对本发明的性质和优点有更多理 解。

对下面的详细说明的权利要求和附图进行阅读可以更明白本发明的特 征和创造性方面，下面是对附图的简要说明：
图1图示了根据本发明一个方面用于进行声光动力治疗的一种示例性 装置；
图2是适合用作图1中装置一部分的一种示例性探针的部分侧视图；
图2A-图2C图示了适用于本发明中装置的示例性尖端；
图3图示了适于用作本发明中装置探针一部分的一种示例性插入件的 一部分；
图4图示了图3的示例性插入件的另一部分；
图5图示了一种示例性探针到本发明装置其余部分的一种示例性连 接；
图6示出了适用于本发明的装置中的一种可替换示例性探针；
图6A图示了图6的探针沿6A-6A线所取的截面图；
图7图示了图6中示例性探针的示例性部分；
图7A是图7中示例性探针的示例性部分的剖视图；
图8图示了图6中示例性探针的另一示例性部分；
图8A图示了图8中示例性部分沿8A-8A线所取的截面图；
图8B是图8中示例性探针的示例性部分的剖视图；
图9图示了适用于本发明的装置中的另一种示例性可替换探针；
图9A是图9中探针末端的视图；
图10提供了本发明用于杀死口腔中微生物的一种方法的流程图；
图11提供了本发明用于杀死口腔中微生物的另一种方法的流程图。

本发明提供了将光敏成分发送到口腔中并使其活化，结合声能，来杀 死口腔中微生物的方法，所述声能通常(但不是必须)由超声洁牙或声波 洁牙来提供。
I.定义
下面的术语在用于本文时，意在具有下面的一般含义。
1.微生物：任何与疾病有关的微生物，例如病毒、真菌和细菌，包括 革兰氏阴性组织、革兰氏阳性组织等。
2.光：任何波长的可被光敏成分吸收的光。这些波长包括选自连续电 磁波谱的波长，例如紫外的(“UV”)、可见的、红外的(近红外、中 红外和远红外)等。这种波长通常优选在约160nm到1600nm之间，选在 400nm至800nm之间更好，最好在约500nm到850nm之间，但是波长可 以根据所用的具体光敏化合物和光强度而改变。光可以通过任何适当的、 现有技术已公开的光发射器件来产生，这些器件例如激光器、发光二极管 (“LED”)、弧光灯、白炽光源、荧光源、气体放电管、热源、光放大 器等。
3.部位：在期望进行抗菌治疗的口腔中任何组织、龋洞、牙髓腔、伤 口或损伤。
4.伤口：期望进行抗菌治疗的口腔外的任何伤口或损伤。
5.光敏成分：包括至少一种合适的、现有技术公开的光敏剂的成分。 阿里亚诺钢蓝(Arianor steel blue)、甲苯胺蓝O(toluidine blue O)、结 晶紫、亚甲基蓝及其衍生物、cert天青蓝(azure blue cert)、氯化天青 B、天青2、氯化天青A、四氟硼酸天青B(azure B tetrafluoroborate)、劳 氏紫、曙红天青A(azure A eosinate)、曙红天青B(azure B eosinate)、 姬姆氏色素(azure mix sicc)、曙红天青II(azure B eosinate)、盐酸血卟 啉(haematoporphyrin HCl)、血卟啉酯、二磺酸铝酞菁(aluminium disulphonated phthalocyanine)是合适光敏剂的示例。卟啉、吡咯、四吡咯 化合物、扩展的吡咯类大环以及它们的相应衍生物也是合适光敏剂的示 例。Vancouver，B.C.，Canada的QLT PhotoTherapeutics Inc.制造的 Photofrin是合适光敏剂的另一种示例。其他的示例性光敏剂可以在美国专 利No.5,611,793和No.6,693,093中找到。美国专利No.6,693,093通过引 用而结合于此。上述光敏剂只是示例而并非意在以任何方式限制本发明的 范围。
6.声能：声波器件或超声器件(例如洁牙器等)产生的超声波或声波 能量。声波器件的尖端振动优选在约3kHz到约5MHz之间的范围，更优 选为约10kHz到约1MHz之间，再优选为约20kHz到约50kHz之间，最好 是在约25kHz到约40kHz之间。
II.声光动力治疗的示例装置
i.装置说明
参考图1，其中图示了一种示例装置10，示例装置10能够执行声光 动力治疗以杀死位于组织上或组织中的微生物或细菌。装置10包括探针 12，探针12与下列部件中的一种或多种相连通(例如流体连通、电连通 或光连通)：声能源20、光源22、气源24；治疗流体(例如光敏成分) 源26以及冷却和/或洗涤流体源28(例如水、盐水、它们的组合或其他流 体)。
在此处所示的实施例中，将本发明的探针普通地图示为在一个探针中 集成了多个元件，其中这些多个元件设置为用于导光、提供声能、发送流 体或者这些的组合。但是应当理解，如果需要，这些元件可以划分到多个 探针中。还应当理解，本发明的探针可以根据本发明范围内的多种配置来 集成元件。
图2-图5更详细地示出了图1的探针12。在所示的实施例中，探针 12包括由插入件34所示的附件，插入件34包括由洁牙器尖端42所示的 用于提供声(例如超声)能的元件。插入件34还包括由管子44所图示的 用于提供流体的元件，以及由光纤46所示的用于提供光的元件(例如波 导)。
参考图2，插入件34被分为与洁牙器42相对的近侧部分36和位于近 侧部分36与洁牙器42之间的主体部分38。随后，图3更详细地图示了近 侧部分36，而图4更详细地图示了主体部分38和洁牙器42。
在图示的实施例中，管子44基本上沿着整个插入件34、探针12中的 一者或二者在中心延伸，并大致限定了插入件34的主体部分38。管子44 限定了也基本上沿着整个插入件34、探针12中的一者或二者延伸的通道 或隧道50。通常，管子44通过管道或其他元件与治疗流体源26流体连 通。
光纤46位于隧道50中，并基本上与管子44共同延伸。如图3所示， 可以采用一个或多个隔离器54来对光纤46进行定位，即使之与管子44分 开。在使用时，隔离器54通常包括开口(例如腔、通孔等)，用于使流 体经其流过。
洁牙器尖端42在管子44的一端附着到管子44。洁牙器尖端42限定 了其自身的隧道56，隧道56优选地与管子44的隧道50流体连通。洁牙 器尖端42优选为弧形或弯曲形状，但不是必须如此。
可以采用各种尖端或元件来发送声能，使用各种尖端或元件意在使流 体可以通过这些尖端或元件发送或者用各种通道发送到尖端或元件附近。 已经想到了尖端或其他元件可以包括一个孔或多个孔(例如径向布置)用 于发送光、流体或对它们都进行发送，尖端也可以形成多孔(例如多微孔 的)结构用于发送光、流体或对它们都进行发送。图2A-图2C图示了可 替换尖端的一些示例。
如图2A中的示例所示，通道或隧道可以延伸到尖端的远端。或者， 如图2B中的示例所示，通道或隧道可以只延伸到通道尖端远端的部分距 离。作为再一种替换情况，如图2C中的示例所示，可以构成管状元件或 从尖端分开的多个管状元件用于发送流体。
已经想到本领域技术人员在本发明范围内可以采用多种声能源。通 常，声能源20包括配置用于声能发送的致动器材料和用于启动致动器材 料的激励器，所述致动器材料有助于声能产生和/或将声能向元件(例如洁 牙器尖端)传递。例如，声能源可以包括与电能源电连通的压电材料，其 中压电材料将来自电能源的能量转换成可以由元件(例如洁牙器尖端)发 送的超声振动。特别是，压电材料可以响应于施加电场而以超声频率变形 或振动。
通常，致动器材料可以设置为各种形状、大小或其他结构。例如，该 材料可以沿着探针中心延伸，探针的流体发送开口或其他元件可以在致动 器材料之外。或者，致动器材料可以包括多个杆，可以是管状结构，也可 以不是。
在所示的实施例中，致动器材料60集成到插入件34的近侧部分36。 材料60具有管状结构并基本上围绕插入件的部分管子44和部分波导或光 纤46。图示的具体致动器材料60是磁致伸缩材料，该材料将来自电能源 62的能量转换为可以由元件(例如洁牙器尖端)发送的超声振动。
在所示的具体实施例中，电能源62包括激励驱动电路64，该电路设 置为将电能从电能源62传送到致动器材料60。接着，电能使致动器材料 60受到磁场影响，该磁场激励致动器材料60并使其振动，致动器材料使 得管子44、洁牙器尖端42中的一者或二者进行声的或超声的振动。已经 想到，致动器材料可以直接或间接连接到元件或尖端用于启动振动。
优选地，装置10包括控制器70，控制器与流体源24、26、28、光源 22和声能源20信号连通。控制器70通常会使装置10的使用者能够控制 流体发送、光的发送、致动器材料60的超声振动的发送和频率、通过探 针12控制元件或洁牙器尖端42中的一者或二者。装置10还可以包括启动 器件或开关72(例如由开启/关闭脚控制的开关)用于使使用者能够确定 何时发送超声振动、流体、光或者它们的组合。应当理解，在本发明的范 围内，取决于期望的控制程度和类型，可以开发各种不同的控制器和开关 用于对装置10的探针和其他部件进行控制。
在所示的具体实施例中，启动器件72(例如开关等)可以连接到激励 驱动电路64和/或控制电路，并可以用于控制(1)对产生声能的声源20 的电激励的启动；(2)来自光源22的光的启动；以及(3)从流体源 24、26、28到探针12的(多个)流体(例如液体、光敏成分、气体)流 或这些流体的组合。激励驱动电路64还可以设置为对声源20、光源的电 激励幅值以及到探针12的(多个)流体的流速进行控制。流体连通管78 连接到开关器件80并由其控制。开关器件80确定通过管子78向探针12 发送流体源24、26、28(例如液体源28、治疗剂源26或气体源24)中的 哪个，并由控制器70来控制。开关器件80可以是任何现有技术已公开的 开关器件，并可以视情况合并到激励驱动电路64中。因此开关器件80可 以包括与两个或所有流体源相连的单个开关或螺线管、与相应的流体源相 连的多个开关或螺线管等等。此外，还可以使开关器件至少有助于控制流 体流速。
在图5中，插入件34用位于探针12的壳体88内的连接器86连接到 光源22、流体源24、26、28和声能源20或设置成与它们连通。在所示的 实施例中，插入件34的近侧部分36末端插入密封件90(例如O形环)内 以使插入件34相对于连接器86定位。图示的近侧部分36末端包括可选的 光学元件92(例如透镜、锥形元件、全息元件、折射率匹配元件等)用于 帮助光在光源100与光纤46之间耦合。此外，壳体包括导电材料98，该 材料可以使致动器材料60受到电场、磁场中的一者或二者的影响。
插入件34最好可以从壳体取下并在多次使用之间得到清洁和消毒。
ii.装置的操作
在使用时，治疗流体源将流体发动到设置为将流体分配到组织区域的 元件。此后，光源将电磁辐射传送到设置为将光发送到组织区域的元件。 另外，通常在很接近发送光敏成分或发送光的时刻，声能源将声能提供给 设置为将声能发送到组织区域的元件。应当理解，要将声能、流体和光发 送到的组织区域通常是一个单独的组织区域，但是也可以是仅仅彼此相邻 或仅仅部分重叠的这种区域。
参考图1-图5，光从光源22(例如激光源)沿着第一波导100传送 到探针12的波导或光纤46，该波导或光纤46将光导向尖端42，光在尖 端42处发射以便被发送到组织区域。在所示的具体实施例中，光在连接 器86中离开波导100并进入透镜92，透镜92将光聚焦到探针12的波导 或光纤46中。
光敏成分从其源头26经过管子78和连接器86的通道104流到并流经 探针12的管子44的隧道50，用于发送到组织区域。在所示的具体实施例 中，流体从通道104流到并流经探针12的元件或尖端42中的开口56。
在一种可替换实施例中，已经想到元件(例如管子)可以连接到治疗 流体源，也可以与用于发送光和/或声能的元件分开。在这样的实施例中， 可以将治疗流体施加到组织，然后可以用既包括波导也包括声洁牙器尖端 的探针来向组织提供光和声能。
在所示的实施例中，通常通过线路110(例如，导线或其他电导体) 向导电材料98提供电能，导电材料98接着产生磁场以激励致动器材料 60。然后致动器材料以超声频率振动并接着使洁牙器尖端42以超声频率 振动。
还想到了装置10可以包括冷却和/或洗涤流体(例如耦合流体、水或 盐水)源28，它可以使流体流到和流经探针以将流体发送到组织区域。在 所示的具体实施例中，经过管子78和连接器中的通道112发送流体并将 其发送到探针12中限定于导体材料98和致动器材料60之间的通道114。 然后将流体发送到洁牙器尖端42并发射到组织区域。在这种冷却和/或洗 涤流体存在的情况下供给声能特别好，但不是必须的。
还想到了冷却和/或洗涤流体、光敏成分中的一者或二者可以包括一种 或多种添加剂，所述添加剂可以给治疗带来好处。例如，冷却和/或洗涤流 体、光敏成分中的一者或二者可以包括在壳中的气泡(例如微泡)，用于 在用探针执行声光动力治疗时增强声气穴现象、声致发光中的一者或二 者。这些气泡可以用现有技术公开的方式来产生，例如用碳氢化合物、氟 碳、全氟化物、六氟化硫等。据报导增添内含气体(例如空气、氮、氦、 氩、氙等)的气泡可以在声致发光期间以更高强度发射光。气泡的大小经 过优化以在所采用声能的频率处有自然共振。已知气泡的共振频率(fr) 与下式大致有关：fr＝(3gPo/r)1/2/(2πa)，其中，g为气泡的比热，Po为周围 的流体静压力，r为周边介质密度，a为以米为单位的气泡半径。因为与高 强度声能和不期望的组织效应相伴的潜在问题，所以通常期望通过施加较 低的声强度(例如kHz级别的尖端振动)即可产生声气穴现象和声致发 光。
还想到了可以从气体源24向任意的隧道、开口、通道等提供气体 (例如空气、氮、氦、氩、氙等)用于吹送或其他目的。
如上所述，本发明的系统装置10可以用于对几乎任何器官的各种组 织进行声光动力治疗，但是本装置特别适于进行牙科声光动力治疗。
iii.可替换实施例
如前所述，本发明的装置中元件和其他组件可以根据本发明的各种方 案而布置、集成或彼此相连。因此，图6-图9A图示了适用于本发明中 装置的探针可替换实施例。本领域技术人员可以理解，与前面的实施例相 比，元件和组件在结构和使用方面具有相似性。因此，通常只讨论不同之 处。但是前面对相似或相同元件的说明及其使用也同样适用于下面的实施 例。
图6-图8A中图示了探针120，它具有基座或近侧部分122以及附着 到基座部分122的附件124。参考图8和图8A，附件124包括壳体部分 130、由洁牙器尖端132表示的用于发送超声能量的元件以及由光纤136 表示的用于发送光的元件的一段134。附件124具有位于其中的致动器材 料138，致动器材料138大致随壳体部分130共同延伸。
探针120优选地包括例如管子144的元件，用于将光敏成分发送到洁 牙器尖端132并从其经过。光纤136位于壳体部分130中并沿着其壁146 延伸。因此，光纤136大致随致动器材料138共同延伸。在所示的实施例 中，光纤136从壳体部分130向外延伸并弯成弧形以向洁牙器尖端132发 射光。更好地，可以至少围绕光纤136的段134的末端152提供保护罩 150。所示附件124还包括覆盖物158，用于对将致动器材料138连接到洁 牙器尖端132的连接部分进行保护。
参考图6、图7和图7A，探针120的基座部分122包括壳体部分160 和从其延伸的导电材料162(例如，磁致伸缩驱动线圈)。导电材料162 大致是圆形，以在材料162中限定中空部分166。壳体部分160包括由光 纤所示的波导段170。
在附件部分124附着到基座部分122时，附件部分124的波导段134 与基座部分122的波导段170对准，使得光可以沿着这些段的长度传送到 元件或结尾波导180的末端152。在附着时，致动器材料138还位于导电 材料162的中空部分166中，使得致动器材料138可以如前所述进行声振 动。
在另一种可替换实施例中，参考图9和图9A，图示了与图6-图8A 的探针120类似的探针200，区别是探针200包括两个波导202、204。如 图所示，波导202、204在探针200的相反侧并具有末端210、212，末端 210、212将光以大体相反、但都朝向探针200的洁牙器尖端216的方向发 射。应当理解，至少在一种实施例中，各个波导202、204可以设置为与 图6-图8A的波导180类似，也可以以类似方式给探针增加另外的波导或 光纤。
还想到了可以将任何流体单独发送而不是经过探针发送。例如，可以 采用注射器或管子和泵组件来发送光敏成分、冷却或洗涤流体、或者空气 或其他气体，然后可以在发送流体的位置处使用探针。
除非另有说明，此处所示各种结构的尺寸和几何形状并不是对本发明 的限制，也可以采用其他的尺寸或几何形状。可以由单一的集成结构提供 多个结构部件。或者，也可以将单一的集成结构划分到单独的多个部件 中。另外，尽管可能只在图示实施例中之一的上下文中说明了本发明的某 特征，但是对于给定的应用，这些特征也可以与其他实施例的一个或多个 其他特征相组合。根据上述还可以理解，对此处独特结构的制造和使用还 构成了根据本发明的方法。
III.声光动力治疗
参考图10，本发明提供了一种用于杀死口腔中微生物的方法100，包 括：将光敏成分施加到部位的步骤102；向该部位施加流体(并非光敏成 分)和声能的步骤104；以及用可由光敏成分吸收的波长的光照射该部位 以破坏该部位处微生物的步骤106。只要照射步骤106发生在光敏化步骤 102期间或之后，则这些步骤(102、104、106)的顺序可以变化。例如， 在本发明的一种实施例中，声能步骤发生在其他两个步骤(102、106)之 后。在另一种实施例中，所有三个步骤(102、104、106)都同时或基本 同时发生。此外，对于每个部位的治疗，可以重复这三个步骤(102、 104、106)中的一个或多个。
在照射步骤106期间施加的光可以由单一的光发射器件或多个光发射 器件提供。任何合适的、现有技术公开的(多个)光发射器件都可以用来 提供可以由光敏成分吸收的(多个)波长，这些光发射器件例如激光器、 发光二极管(“LED”)、弧光灯、白炽光源、荧光源、气体放电管、热 源、光放大器等。激光器包括任何现有技术公开的激光器，例如二极管激 光器、气体激光器、光纤激光器或二极管泵浦的固态激光器等。LED包括 任何现有技术公开的LED，例如半导体LED、有机LED或其组合。荧光 源包括任何现有技术公开的荧光源，例如荧光管、LED泵浦的荧光器件、 冷阴极荧光面板等。光放大器包括对输入光产生数量放大的器件(例如光 纤放大器、气体放大器等)或者下述器件，该器件产生的波长与入射辐射 相比有偏移或者是入射辐射的谐振。
在照射步骤106期间施加的光提供了可被光敏成分吸收的(多个)波 长。这些(多个)波长包括从连续电磁波谱中选择的波长，例如紫外的 (“UV”)、可见的、红外的(近红外、中红外、远红外)等。这些波 长通常优选在约160nm到1600nm之间，在400nm到900nm之间更好， 最好在约500nm到850nm之间，但是波长可以根据所用的具体光敏化合 物和光强度而改变。
参考图11，本发明提供了一种杀死口腔中微生物的方法200，包括： 将光敏成分施加到部位的步骤202；以及向该部位施加足够声能以提供声 致发光来破坏该部位处微生物的步骤204，其中所述声致发光的波长可由 光敏成分吸收。
对于方法100和方法200，每个步骤(102、104、106、202、204)对 每个部位所需的时间可能随着现有的情况(例如微生物、光敏成分、结石 和菌斑的数量、声能源、光源等)而改变。例如，在本发明的一种实施例 中，完成这些步骤中各个步骤的时间可以优选地从约1秒到约1小时，从 约1秒到约10分钟更好，最好是从约1秒到约5分钟。优选地使光敏成分 保持与该部位接触一段时间，以使位于该部位或该部位附近的微生物吸收 某些光敏成分并对其敏感。合适的时间长度通常会从约1秒到约10分 钟，优选为从约5秒到约5分钟，约10秒到约2分钟更好，最好是约30 秒，但是这可能取决于各种因素而改变，这些因素例如所用的具体光敏成 分、要破坏的目标微生物、可能添加到光敏成分中的任何其他(多种)化 合物所需的反应时间等。
本发明的光敏成分不限于在声光动力治疗期间使用一种光敏剂。取决 于所需的应用情况，可以在这种治疗期间同时或单独使用多种和/或不同种 的光敏剂。光敏成分优选为流体形式，光敏成分中所含的(多种)光敏剂 的数量或浓度可以取决于所需的应用情况、所用的(多种)具体光敏剂以 及要破坏的目标微生物而变化。在本发明的一种实施例中，(多种)光敏 剂的浓度优选为从约0.00001％到约50％w/v，从约0.0001％到约25％w/v 更好，从约0.001％到约10％w/v又更好，最好是从约0.01％到约1％ w/v。此外，光敏成分可以包括添加组分，例如药学相容的载体(例如溶 剂、胶凝剂等)、缓冲剂、用于调整溶液张性的盐、抗氧化剂、防腐剂、 漂白剂、抗生素等。
可以使用任何合适的现有技术公开的器件(例如传统的洁牙器)、以 任何合适的现有技术公开的程度来施加声能。对于示例性洁牙器的列表， 可以参见Introduction to Automated Scaler Comparison(Comparison of 16 Ultrasonic and 7 Sonic Scalers)，June 1998，CRA Newsletter(Vol.20， Issue 6)，其内容通过引用而结合于此。优选地，声器件的尖端振动处于 约3kHz到约5MHz的范围中，在约20kHz到约3MHz之间更好，最好是 在约25kHz到约1MHz之间。
本发明的方法(100、200)可用于许多目的，包括但不限于：(a) 破坏牙周袋中与疾病有关的微生物以治疗慢性牙周炎；(b)破坏牙齿与 齿龈之间区域中与疾病有关的微生物以治疗牙周炎症；(c)破坏牙髓腔 中与疾病有关的微生物；(d)破坏位于牙根尖周围区域(包括牙周韧带 和周围骨骼)的与疾病有关的微生物；(e)破坏位于舌头中的与疾病有 关的微生物；(f)破坏位于口腔软组织中的与疾病有关的微生物；(g) 在填充之前对已钻出的龋洞进行消毒；(h)在填充之前对已钻出的龋洞 进行杀菌；(i)破坏牙齿表面上的生龋微生物以治疗龋齿；(j)破坏牙 齿表面上的生龋微生物以防止龋齿；(k)在牙科手术过程中对牙组织进 行消毒；(l)在牙科手术过程中对齿龈组织进行消毒；(m)在牙科手术 过程中对牙组织进行杀菌；(n)在牙科手术过程中对齿龈组织进行杀 菌；(o)对AIDS病人的口腔念珠菌病进行治疗；(p)对免疫功能低下 病人的口腔念珠菌病进行治疗；以及(q)对义齿性口炎病人的口腔念珠 菌病进行治疗。
上面讨论的本发明的装置和方法(100、200)还可以用于在身体其他 部分(即不止是口腔中)的伤口中破坏与疾病有关的微生物并对这些伤口 进行消毒。事实上，可以相信本发明能够促进伤口的痊愈。对于这样的伤 口治疗，上述装置和方法是一样的，只是这些方法中涉及伤口而不是口腔 中的“部位”。
上面已经公开了本发明的优选实施例。但是本领域普通技术人员可以 明白，在本发明教导的范围内可以进行某些更改。因此，应当根据权利要 求来确定本发明的真正范围和内容。
IV.示例
下面的示例用于对本发明进行举例说明。这些示例并不表示以任何方 式对本发明的范围进行限制。
将1×106CFU浓度的E.coli ATCC 25922置于～0.5ml试井(TiterTek 96 well plate)中，所述试井中装有灭菌水中50μg/ml的亚甲基蓝(CAS号 为61-73-4)。经过200/240微米的劈裂光纤施加670nm波长的激光，所述 光纤的定位使得光从光纤发射并在试井上方的测定距离处照射到试井的表 面上。用光功率计测量劈裂光纤对每次运行的光输出。用标尺测量最亮区 域直径来估计试井中流体表面处的主光束光斑大小，然后根据这个直径计 算面积。此外，用测得的功率除以光斑面积来计算光斑的强度。
声能由带有Cavitron 30kHz牙周洁牙器插入件(FSI-SLI)的Parkell Turbo Sensor Ultrasound Scaler产生(25-30kHz)。该单元的功率控制具 有低、中、高的设定。这些设定情况下，空气中的尖端振动位移幅度峰峰 值分别为34、74和86微米。参见Introduction to Automated Scaler Comparison(Comparison of 16 Ultrasonic and 7 Sonic Scalers)，June 1998，CRA Newsletter(Vol.20，Issue 6)。以这样的峰峰位移从1mm直 径、30kHz振动丝线发射的柱面波会在空气中分别产生每厘米丝线长度 0.14、0.48和0.85瓦的发射功率(利用PM Morse和KU Ingard的 Theoretical Acoustics[1968，McGraw-Hill，pp 358]中的公式7.3.5)。如果 要在水中得到相同的振动幅度，则发射功率应分别为5.1、18.5和 32.7W/cm。由于实际上只有约2mm长的尖端会以测得的幅度振动，所以 对于这些位移分别应当在空气中发射0.028、0.098和0.17瓦。对于2mm 尖端长度的这些位移，在水中应分别发射估计为1.0、3.7和6.54瓦。低、 中和高设定情况下在水中产生的相对声幅度可以用覆有乳胶膜片的小麦克 风(Radio Shack No.33-3028型)来测量，这个麦克风固定在离水下的振 动尖端3mm处。在这里各种设定下测得的RMS电压幅度为3.3、5.7和10 伏。这些幅度的平方与正在辐射的功率有关。各个电压读数的平方分别得 到1.1、32.8和100.8V2。这些麦克风测量值的平方与计算出的发射功率的 对比曲线(根据尖端振动的峰峰测量值)如下所示，明显示出了给定尖端 位移情况下水中的期望发射功率与由麦克风测量估计出的发射功率之间的 比例关系。这种结果表明本研究中所用的设备是以与文献中的报导相应的 方式工作的。

每次试验都是用含有细菌和稀释光敏剂悬浮溶液的新试井进行的。根 据制造商的建议，在每次试验之间，通过将尖端在Sporicidin溶液中轻轻 搅动30秒来对超声尖端进行杀菌。对于每种照射条件进行了四次试验。 对于每次试验，超声尖端被置于试井的溶液中约3mm。进行了不施加声能 的光照射以及既用了声能又用了光的照射。对于每次试验，照射时间都标 准化到30秒。Parkell Turbo Sensor Ultrasound Scaler的功率控制设定在中 等设定。
既用了光又用了声能的结果：
测试条件 光强 14mW/cm2，开 启声能 光强 282mW/cm2，开 启声能 光强 478mW/cm2，开 启声能  光强  3,184mW/cm2，  开启声能  Butterfield缓  冲控制 50μg/ml亚甲 基蓝，pH7.31 50μg/ml亚甲 基蓝，pH7.31 50μg/ml亚甲 基蓝，pH7.31  50μg/ml亚甲  基蓝，pH7.31 复制数 5.10E+05 1.00E+05 6.30E+03  5.80E+03  2.40E+06 1.20E+06 3.70E+05 4.00E+04  1.00E+01  2.10E+06 (以CFU/ml* 计的牙托复制 品平均数) 1.20E+06 7.80E+05 2.40E+04  ＜100**  2.30E+06 7.50E+05 9.80E+05 6.80E+03  2.00E+02  2.30E+06 以CFU/ml计 的平均数 9.2E+05 5.6E+05 1.9E+04  2.0E+03  2.3E+06
*CFU/ml指每毫升的菌落形成单元。
**由于样品体积较小，不能计算出精确数目。分析中排除了复制。
只用光而不用声能的结果：
表2.不用超声的光杀菌法(Photocidex)对E.coli ATCC 25922的功效 测试条件 光强14mW/cm2， 关闭声能 光强282mW/cm2， 关闭声能 光强478mW/cm2， 关闭声能 光强3,184mW/cm2， 关闭声能 50μg/ml亚甲基 蓝，pH7.3l 50μg/ml亚甲基蓝， pH7.31 50μg/ml亚甲基蓝， pH7.31 50μg/ml亚甲基蓝， pH7.31
复制数  1.20E+06  8.60E+05  1.00E+06  1.40E+05  9.80E+05  6.00E+05  8.40E+05  1.00E+05 (以CFU/ml* 计的牙托复制 品平均数)  1.10E+06  1.10E+06  1.20E+06  9.70E+04  7.70E+05  1.00E+06  1.00E+06  4.40E+04
对有无声能的结果进行比较：
测试条件 光强14mW/cm2 光强282mW/cm2 光强478mW/cm2 光强3,184mW/cm2 50μg/ml亚甲基蓝， pH7.31 50μg/ml亚甲基蓝， pH7.31 50μg/ml亚甲基 蓝，pH7.31 50μg/ml亚甲基蓝， pH7.31 有/无声能之比 0.92 0.63 0.019 0.02
如上所示，不用超声时，用14mW/cm2、282mW/cm2、478mW/cm2的 光强不能明显杀死细菌。但是，在这些光强下有超声存在时，与没有超声 的结果相比，存活的细菌分别减少了0.92、0.63和0.19。此外，当光增加 到3,184mW/cm2时，只由光和光敏剂即可杀死相当大量的细菌。除此之 外，在这些光强下开启超声时，可以杀死更多的细菌(比不开启超声时存 活的细菌少0.02)。这些结果表明超声、光和光敏剂在杀菌方面具有互相 促进的效果。
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年7月22日提交的题为“dental Photocidal Therapy by Means of Dental Scalers”的美国临时专利申请No.60/590,421以及2004 年10月27日提交的题为“Improved Dental Scaler for Use in Photocidal Therapy”的美国临时专利申请No.60/622,463的优先权。