БЕЗАБРАЗИВНАЯ ЗУБНАЯ ПАСТА, СОДЕРЖАЩАЯ ФЕРМЕНТЫ ПАПАИН, ДЕКСТРАНАЗУ, АЛЬФА-АМИЛАЗУ, КАЛИЯ ИЛИ АММОНИЯ ТИОЦИАНАТ, ИНВЕРТАЗУ ИЛИ ГЛЮКОАМИЛАЗУ, ГЛЮКОЗООКСИДАЗУ, ЛАКТОПЕРОКСИДАЗУ, ЛИЗОЦИМ ИЛИ ЛАКТОФЕРРИН И ЛАКТУЛОЗУ
NONABRASIVE TOOTH PASTE CONTAINING PAPAIN, DEXTRANASE, ALPHA-AMILASE, POTASSIUM OR AMMONIUM THIOCYANATE, INVERTASE OR GLUCOAMYLASE, GLUCOSE OXIDASE, LACTOPEROXIDASE, LYSOZYME OR LACTOFERRIN AND LACTULOSE ENZYMES

Настоящее изобретение относится к стоматологии, а именно к безабразивной зубной пасте для очищения полости рта, содержащей следующие компоненты: папаин, декстраназу, альфа-амилазу, калия или аммония тиоцианат, инвертазу или глюкоамилазу, глюкозооксидазу, лактопероксидазу, лизоцим или лактоферрин, лактулозу, натрий карбоксиметилцеллюлозу, эмульгатор, консервант, ароматизатор, сорбитол 70%, воду деминерализованную.
Изобретение позволяет уменьшить без использования абразивных материалов, таких как карбонат кальция, кальция пирофосфат, дикальций фосфат, диоксид кремния, алюминия гидроксид, образование зубного налета на поверхности зубов на 70% за счет ферментативного разрушения зубного налета, восстановления естественной микрофлоры полости рта и уничтожения патогенной микрофлоры, снизить воспалительные явления в полости рта на 90%. Зубная паста не содержит абразивных компонентов и обладает хорошими органолептическими свойствами: она белого цвета, с приятным запахом и хорошими вкусовыми свойствами.
Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии.
Известны различные лечебно-профилактические зубные пасты, используемые для профилактики воспалительных заболеваний пародонта, содержащие противовоспалительные компоненты, не являющиеся ферментами, например экстракты лекарственных растений и витамины (лечебно-профилактическая зубная паста «Silca Herb plus» (Германия)), масло чайного дерева (зубная паста «Natural whitening toothpaste with tea tree oil» (США)). Однако данная паста обладает низкой очищающей способностью, поскольку не содержит компонентов, направленно растворяющих зубной налет.
Известна зубная паста с ферментсодержащей композицией, где фермент выбран из группы протеиназ, включающей в себя папаин (отбеливающая зубная паста «Rembrandt» (США)), а также паста, содержащая лизоцим, глюкозооксидазу, лактопероксидазу и лактоферрин (зубная паста «Biotene» (Финляндия)), которая применяется для лечения ксеростомии. Описанная зубная паста не содержит лактулозу, обладающую способностью нормализовать микрофлору полости рта и стимулировать образование эндогенного лизоцима, и, следовательно, не может быть использована для восстановления микрофлоры полости рта.
Из RU 2355420, опубл. 20.05.2009 (примеры, формула изобретения) известна зубная паста, включающая: абразивный компонент - диоксид кремния, лактулозу - 2,0-6,0 мас.%, сочетание ферментов: папаина - 0,2-1,0 мас.% и лизоцима 0,01-0,4 мас.%. Зубная паста также содержит: натрий карбоксииметилцеллюлозу - 0,5-0,7 мас.%, консерванты (натрия метилпарабен и натрия пропилпарпабен) в суммарном количестве - 0,2-0,8 мас.%, натрия лаурилсульфат и натрия лауроилсаркозинат в суммарном количестве - 0,6-3,0 мас.%, ароматизатор -  0,05-2,0  мас.% и воду деминерализованную. В RU   2355420, опубл. 20.05.2009 (примеры, формула изобретения), также указано, что введение лактулозы в состав зубной пасты способствует восстановлению естественной микрофлоры полости рта.
Из US 4150113, опубл. 17.04.1979 (весь документ, в особенности колонка 5 описания, примеры, формула изобретения), известны средства для чистки зубов, в том числе зубные пасты, ополаскиватели для полости рта, жевательные таблетки и резинки, основным действующим веществом в которых является глюкозооксидаза. При этом указано, что в дополнение к глюкозооксидазе в состав целесообразно включать карбогидразу, например альфа-амилазу, глюкоамилазу (амилоглюкозидазу), декстраназу, инвертазу.
Из US 4578265, опубл. 25.03.1986 (примеры, формула изобретения), известно средство для чистки зубов с антибактериальными свойствами, включающее глюкозооксидазу, лактопероксидазу и калия или аммония тиоцианат.
Однако эти средства не содержат протеаз, в частности папаин.
Из RU 2333768, опубл. 20.09.2008 (см. раздел «Ферменты»), также известно, что в состав композиций для ухода за полостью рта целесообразно включать такие карбоангидразы, как глюкоамилаза, альфаамилаза, декстраназа, и протеазы, такие как папаин. Причем указанное сочетание ферментов может быть дополнено лизоцимом. Однако эти композиции не содержат лактулозу.
Зубные пасты, содержащие ферменты папаин; декстраназу; альфа-амилазу; инвертазу или глюкоамилазу; глюкозооксидазу; лактопероксидазу; лизоцим или лактоферрин, лактулозу, для местного применения для восстановления микрофлоры полости рта и профилактики воспалительных заболеваний пародонта не описаны.
Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить зубную пасту, содержащую ферменты папаин; декстраназу; альфа-амилазу; инвертазу или глюкоамилазу; глюкозооксидазу; лактопероксидазу; лизоцим или лактоферрин, калия или аммония тиоцианат и лактулозу и не содержащую абразивных компонентов, которая может быть использована для восстановления микрофлоры полости рта и профилактики воспалительных заболеваний пародонта, вызываемых кариесогенными микроорганизмами, такими как S. mutans, S. aureus и другие.
Согласно настоящему изобретению предложена зубная паста, содержащая в качестве активного ингредиента 0,01-5,0 мас.% папаина; 0,01-5,0 мас.% декстраназы; 0,01-5,0 мас.% альфа-амилазы; 0,01-5,0 мас.% инвертазы или глюкоамилазы; 0,01-5,0 мас.% глюкозооксидазы; 0,01-5,0 мас.% лактопероксидазы; 0,01-5,0 мас.% лизоцима или лактоферрина; 0,01-5,0 мас.% калия или аммония тиоцианата; 2,0-4,0 мас.% лактулозы, и косметически приемлемые носители или эксципиенты.
В качестве предпочтительного воплощения заявленного изобретения предложена зубная паста, указанная выше, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Папаин
0,01-5,00
Декстраназа
0,01-5,00
Альфа-амилаза
0,01-5,00
Калия или аммония тиоцианат
0,01-5,00
Инвертаза или глюкоамилаза
0,01-5,00
Глюкозооксидаза
0,01-5,00
Лактопероксидаза
0,01-5,00
Лизоцим или лактоферрин
0,01-5,00
Лактулоза
2,00-4,00
Натрий карбоксиметилцеллюлоза
0,50-0,70
Эмульгатор
0,01-5,00
Консервант
0,01-1,00
Ароматизатор
0,01-1,00
Сорбитол 70%
30,00-40,00
Вода деминерализованная
8,30-67,39
Активными ингредиентом заявленной безабразивной пасты являются: папаин, декстраназа, альфа-амилаза, калия или аммония тиоцианат, инвертаза или глюкоамилаза, глюкозооксидаза, лактопероксидаза, лизоцим и лактулоза. Папаин способен разрушать пептидные связи из серосодержащих аминокислотных остатков. Декстраназа гидролизует декстраны и декстрины до олигосахаридов. Альфа-амилаза гидролизует крахмал и амилопектин до декстранов и декстринов. Инвертаза и глюкоамилаза гидролизуют сахарозу на фруктозу и глюкозу. Глюкозооксидаза окисляет глюкозу с образованием перекиси водорода, совместно с лактопероксидазой, калия или аммония тиоцианатом образуют так называемую лактопероксидазную систему, принцип действия которой заключается в следующем: образованная под воздействием глюкозооксидазы перекись водорода окисляет в присутствии лактопероксидазы тиоцианат ионы до гипотиоцианатов, способные повреждать клеточную стенку патогенных микроорганизмов. Лактоферрин обладает специфической способностью посредством связывания ионов железа и других металлов переменной валентности из среды поверхностных структур оболочек микроорганизмов лишать последних жизненно важных микроэлементов, входящих в состав цитохромов дыхательной цепи, каталаз, пероксидаз и супероксиддисмутаз, кроме этого снижает их резистентность к токсическому действию химических реактивных производных кислорода. Таким образом, комплексное использование вышеуказанных активных компонентов приводит к следующему результату: модификация зубного налета с образованием легко удаляемых водорастворимых соединений, активация лактопероксидазной системы с целью противомикробной и противовоспалительной защиты от воздействия патогенных микроорганизмов. Для приготовления безабразивной пасты используют субстанции: «Папаин», «Декстраназа», «Альфа-Амилаза», «Калия или аммония тиоцианат», «Инвертаза или глюкоамилаза», «Глюкозооксидаза», «Лактопероксидаза», «Лизоцим или лактоферрин», «Лактулоза». Лактоферрин и лактопероксидаза получены из молочной сыворотки, папаин - из плодов папайи, путем экстракции из измельченного сырья с последующей очисткой и лиофильной сушкой. Лиофильно высушенный порошок «Папаин» используется в медицине совместно с лизоцимом для лечения межпозвоночной грыжи, в виде присыпок и примочек в стоматологии при гингивите и пародонтите и других воспалительных состояниях полости рта. Лиофильно высушенный порошок «Лактоферрин» используется при угревой сыпи. Лиофильно высушенная декстраназа используется для удаления зубного налета.
Безабразивную пасту по настоящему изобретению обычно изготавливают общепринятыми способами, используя твердые или жидкие косметически приемлемые носители или эксципиенты, выбранные из эмульгаторов, диспергирующих агентов, консервантов, ароматизаторов, регуляторов рН, полимерных носителей и других эксципиентов, которые целесообразны для приготовления композиций для местного применения.
Дополнительными преимуществами указанной композиции являются способность восстанавливать естественную микрофлору полости рта.
Предлагаемая безабразивная паста уменьшает образование налета на 70% и совершенно безвредна и безопасна при длительном применении.
Существенными отличиями предлагаемой безабразивной пасты являются следующие.
Заявленная косметическая композиция обладает стабильностью в отношении активности ферментов, входящих в ее состав, при длительном хранении, которая достигается путем иммобилизации ферментов на полимерных носителях, содержащихся в указанной композиции. В качестве указанных полимерных носителей могут быть использованы любые полимеры, способные связываться с ферментами с образованием комплексов фермент-носитель. Примерами таких полимерных носителей являются полиэтиленгликолевый эфир хитозана (Хитокси-20 от ЗАО «Аквион») и натрий карбоксиметилцеллюлоза (Hercules).
Активность заявленной композиции обусловлена активностью входящих в ее состав ферментов. Обнаружено, что косметическая композиция для местного применения, содержащая: 0,01-5,0 мас.% папаина, 0,01-5,0 мас.% декстраназы, 0,01-5,0 мас.% альфа-амилазы; 0,01-5,0 мас.% инвертазы или глюкоамилазы; 0,01-5,0 мас.% глюкозооксидазы; 0,01-5,0 мас.% лактопероксидазы, 0,01-5,0 мас.% лизоцима, 0,01-5,0 мас.% калия или аммония тиоцианата; 2,0-4,0 мас.% лактулозы и косметически приемлемые носители или эксципиенты, обладает стабильностью в отношении активности ферментов при ее длительном хранении, в то время как активность этих ферментов, приготовленных в виде раствора, быстро падает. Следовательно, заявленная композиция может быть использована для эффективной профилактики воспалительных заболеваний пародонта.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами.
ПРИМЕР 1
Косметическая композиция в виде безабразивной пасты на основе папаина, декстраназы, альфа-амилазы, инвертазы, глюкозооксидазы, лактопероксидазы, лизоцима, калия тиоцианата, лактулозы и косметически приемлемых носителей или эксципиентов имеет следующий состав:
Папаин
0,01
Декстраназа
0,01
Альфа-амилаза
0,01
Калия тиоцианат
0,01
Инвертаза
0,01
Глюкозооксидаза
0,01
Лактопероксидаза
0,01
Лизоцим
0,01
Лактулоза
2,00
Натрий карбоксиметилцеллюлоза
0,50
Эмульгатор
0,01
Консервант
0,01
Ароматизатор
0,01
Сорбитол 70%
30,00
Вода деминерализованная
67,39
Указанную композицию готовят по следующей методике. В деминерализованной воде последовательно растворяют все компоненты, кроме натрий карбоксиметилцеллюлозы, затем добавляют натрий карбоксиметилцеллюлозу и перемешивают до образования геля. Полученный гель перемешивают, вакуумируют и гомогенизируют.
ПРИМЕР 2
Косметическая композиция в виде безабразивной пасты на основе папаина, декстраназы, альфа-амилазы, инвертазы, глюкозооксидазы, лактопероксидазы, лизоцима, калия тиоцианата, лактулозы и косметически приемлемых носителей или эксципиентов имеет следующий состав:
Папаин
5,0
Декстраназа
5,0
Альфа-амилаза
5,0
Калия тиоцианат
5,0
Инвертаза
5,0
Глюкозооксидаза
5,0
Лактопероксидаза
5,0
Лизоцим
5,0
Лактулоза
4,0
Натрий карбоксиметилцеллюлоза
0,70
Эмульгатор
5,0
Консервант
1,0
Ароматизатор
1,0
Сорбитол 70%
40,00
Вода деминерализованная
8,30
Указанную композицию готовят как в ПРИМЕРЕ 1.
Оценка стабильности ферментов в композициях для местного применения
Поскольку главным недостатком ферментов является их нестабильность при длительном хранении готовых форм на их основе в течение срока годности, была проведена сравнительная оценка сохранения активности фермента при хранении в виде раствора и в виде композиции для местного применения.
Активность папаина определяли по следующим методикам.
Для определения протеолитической активности папаина использовали модифицированный метод Кунитца. За одну протеолитическую единицу принимают такое количество фермента, при воздействии которого на субстрат казеин в течение 10 минут в стандартных условиях освобождается такое количество продуктов гидролиза, которое приводит к возрастанию оптической плотности при длине волны 280 нм на одну единицу.
Для количественного определения папаина использовали метод Лоури. Метод определения основан на том, что белки с солями меди в щелочной среде восстанавливают реактив Фоллина. Готовили раствор красителя Кумасси G-250 следующим образом: 100 мг красителя растворяли в 100 мл ортофосфорной кислоты, разводили водой в 5 раз, затем фильтровали через плотный бумажный фильтр. Для определения концентрации в пробе добавляли равный объем красителя, перемешивали и измеряли оптическую плотность раствора при длине волны 595 нм.
Результаты приведены в следующей таблице.
Таблица 1
Исследуемые образцы
Основные ингредиенты
Стабильность при хранении
1
2
3
Паста №1
Согласно Примеру 1
Активность 95% для папаина в течение 1 года наблюдения
Паста №2
Согласно Примеру 2
Активность 82% для папаина в течение 1 года наблюдения
Раствор нативного фермента
-
Активность 10% для папаина в течение 7 суток
Как видно из представленной таблицы 1, введение ферментов в композиции для местного применения позволяет получить стабильные косметические композиции для местного применения при профилактике воспалительных заболеваний пародонта. Несмотря на то что при введении ферментов в состав таких композиций происходит незначительная потеря ферментативной активности, при дальнейшем хранении в течение 1 года, ферменты не изменяют своей активности благодаря фиксации лабильной структуры фермента полимером-носителем.
Антимикробную активность лактулозы определяли методом серийных разведений. В качестве питательной среды использовали мясопептонный бульон; в качестве тест-микроорганизмов - чистые культуры: Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Esherichia coli, Candida albicans. В каждую пробирку вносили односуточную культуру в количестве 1000 клеток/мл. Культуры клеток: Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Esherichia coli выращивали в пробирках на среде с мясопептонным бульоном при 37°С в течение суток, а культуру Candida albicans - на агаризированной среде Сабуро при 24°С двое суток. Титрование начинали с концентрации 10 мг/мл (с разведения 1/10). В качестве контроля использовали пробирку, в которую вносилась только питательная среда и микроорганизм. Концентрацию в последней пробирке с отсутствием роста принимали за минимальную ингибирующую концентрацию. Для оценки бактерицидного действия из пробирок с отсутствием роста сделали пересев на чашки с мясопептонным бульоном. Чашки термостатировали при 37°С в течение суток. Бактерицидное действие отмечали в случае отсутствия роста на плотной питательной среде.
Таблица 2
Наименование ингредиента
Staphylococcus aureus
Bacillus cereus
Esherichia coli
Candida albicans
МИК, мг/мл
МЦК, мг/мл
МИК, мг/мл
МЦК, мг/мл
МИК, мг/мл
МЦК, мг/мл
МИК, мг/мл
МЦК, мг/мл
Лактулоза
20
40
20
40
20
40
30
50
Как видно из таблицы 2, оптимальная ингибирующая концентрация составляет для лактулозы: 20 мг/мл - в случае Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli; 30 мг/мл - для Candida albicans; бактерицидная концентрация для лактулозы - 40 мг/мл - в случае Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia coli; 50 мг/мл - для Candida albicans.
Клинические испытания предлагаемой зубной пасты проводили в течение одного месяца на 30 добровольцах в возрасте 21-24 лет, клинически здоровых, без деформаций зубов и челюстей. Для определения очищающего действия пасты проводили контролируемую и неконтролируемую чистку зубов предлагаемой пастой. Контролируемую чистку зубов пробанты проводили согласно методике, предложенной в «Методических указаниях по экспериментальному (фармакологическому) и клиническому испытаниям профилактических и лечебных зубных паст» (Москва, София, 1983), в течение 3 мин на 1-й, 7-й, 14-й, 21-й и 28-й день. В остальные дни пробанты чистили зубы той же щеткой и пастой, утром и вечером, в домашних условиях без контроля. Перед контролируемой чисткой и после нее проводилось определение индекса гигиены по Грину-Вермиллиону.
Количественная оценка проводилась по 4-бальной системе:
- окрашивание всей поверхности коронки зуба оценивалось в 3 балла;
- окрашивание 2/3 поверхности коронки зуба оценивалось в 2 балла;
- окрашивание 1/3 поверхности коронки зуба оценивалось в 1 балл;
- отсутствие окрашивания поверхностей зубов оценивалось в 0 баллов.
Расчет показателей индекса гигиены по Грину-Вермиллиону проводился по формуле:
ср
К=К/n, где
ср
К - усредненный цифровой показатель индекса гигиены у всех зубов, у которых проводилось определение показателей индекса;
К - общая сумма значений индекса у всех зубов, у которых проводилась оценка показателей;
n - число зубов, у которых проводилась оценка показателей.
Очищающая эффективность зубной пасты рассчитывалась по формуле:
до1
доХ
до1
Очищающая эффективность = [(ИГ-ИГ)/ИГ]×100, где
до1
ИГ - показатель индекса гигиены, полученный при первичном осмотре, до чистки зубов;
доХ
ИГ - показатель индекса гигиены, полученный при последующем осмотре (7, 14, 21, 28 дни осмотра), до чистки зубов.
Редукция зубного налета при однократной чистке зубов определялась по формуле, при каждой контролируемой чистке зубов:
доХ
послеХ
доХ
Редукция = [(ИГ-ИГ)/ИГ]×100, где
доХ
ИГ - показатель индекса гигиены, полученный при осмотре перед началом контролируемой чистки зубов (1, 7, 14, 21, 28 дни);
послеХ
ИГ - показатель индекса гигиены, полученный при осмотре после проведения контролируемой чистки зубов (1, 7, 14, 21, 28 дни).
Из табл.1, 2 и 3 видно, что предлагаемая зубная паста обладает повышенной очищающей способностью, а следовательно и противокариесным эффектом, за счет более выраженного удаления зубных отложений и обеспечивает удаление 58,4% зубного налета.
Для определения противовоспалительных свойств предлагаемой зубной пасты все пробанты (те же 30 человек) проводили контролируемую чистку зубов в течение одного месяца.
Противовоспалительное действие пасты оценивалось по изменению состояния прикрепленной к зубам десны с помощью индекса РМА по формуле:
Индекс РМА=[Сумма показателей/(3×число зубов)]×100, где
Р - воспаление десневого сосочка, которое оценивается в 1 балл;
М - воспаление десневого края, которое оценивается в 2 балла;
А - воспаление прикрепленной десны альвеолярного отростка, которое оценивается в 3 балла.
Оценка противовоспалительного действия зубной пасты проводилась на основании анализа динамики индекса РМА, который определяли при повторных осмотрах на 1-й, 7-й, 14-й, 21-й и 28-й дни. Противовоспалительная эффективность рассчитывалась по формуле:
1
Х
1
Противовоспалительная эффективность = [(PMA-РМА)/PMA]×100, где
1
PMA - показатель индекса РМА, полученный при первичном осмотре в 1-й день исследования;
Х
РМА - показатель индекса РМА, полученный при последующем осмотре (7, 14, 21 и 28 дни).
Данные приведены в табл.4 и 5. Из них наглядно видно, что после использования данной пасты состояние тканей пародонта значительно улучшалось: у 100% пробантов исчезали явления катарального гингивита, а индекс РМА снижался с 48,3 до 6,2, что соответствовало 87,16% противовоспалительной эффективности данной пасты.
Оценка кровоостанавливающего действия проводилась по индексу кровоточивости Кечке:
I степень - редко, оценивается в 2 балла;
II степень - во время чистки зубов, оценивается в 4 балла;
III степень - во время еды и самопроизвольно, оценивается в 8 баллов.
Кровоостанавливающая эффективность определялась по формуле:
1
Х
1
Кровоостанавливающая эффективность = [(ИK-ИК)/ИK]×100, где
1
ИK - индекс кровоточивости в начале исследования;
Х
ИК - индекс кровоточивости в конце эксперимента.
Данные приведены в табл.6 и 7. Из них видно, что после использования данной пасты состояние тканей пародонта улучшается и кровоточивость десен снижается с 2,6 до 0,7 баллов, что соответствует 73,08% кровоостанавливающей эффективности данной пасты.
Таким образом, предлагаемая зубная паста обладает более высоким очищающим (58,4% - очищающая эффективность), противовоспалительным (87,16% - противовоспалительный эффект) и кровоостанавливающим (73,08% - кровоостанавливающая эффективность) эффектом.
Табл.1
Состояние
OHI-S Green-Vermillion
1-й день
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
До чистки
2,5
2,0
1,6
1,23
1,04
После чистки
1,3
1,2
1,1
0,92
0,78
Табл.2
Редукция зубного налета при однократном использовании зубной пасты
1-й день
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
48%
40%
31,25%
25,20%
25,0%
Табл.3
Очищающая эффективность пасты (по сравнению с 1-м днем)
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
20%
36%
50,8%
58,4%
Табл.4
Индекс РМА
1-й день
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
48,3%
27,5%
15,8%
10,09%
6,2%
Табл.5
Противовоспалительная эффективность
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
43,06%
67,29%
79,11%
87,16%
Табл.6
Индекс кровоточивости по Кечке
1-й день
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
2,6
2,2
1,9
1,4
0,7
Табл.7
Кровоостанавливающая эффективность
7-й день
14-й день
21-й день
28-й день
15,38%
26,92%
46,15%
73,08%