Способ отбеливания эмали зубов
METHOD OF TEETH ENAMEL BLEACHING

Изобретение относится к области стоматологии и косметологии и может быть использовано для отбеливания эмали зубов.
Зубы человека имеют внутренний мягкий слой, называемый дентином, и наружный твердый слой, называемый эмалью, который защищает внутреннюю структуру. При типичных условиях эмалевая поверхность покрыта тонким слоем слюнных белков, называемых налетом. Эмаль или налет, или оба, могут быть окрашены и присутствуют на внешней части зубов как нежелательное явление. Кроме того, эмалевый слой зубов в значительной степени состоит из гидроксиапатитных минеральных кристаллов, которые создают пористую поверхностную структуру. Пористая природа эмали позволяет окрашивающим компонентам и обесцвечивающим веществам проникать в структуру зубов, окрашивая их. Поведенческие факторы и факторы окружающей среды, которые способствуют окрашиванию зубов, включают в себя регулярное потребление кофе, чая, продуктов колы или табака, а также применение продуктов, промотирующих окрашивание полости рта, таких как хлоргексидин.
Отбеливание эмали зубов является на данный момент крайне востребованной услугой и обычно осуществляется стоматологами в условиях клиники. При этом используются гели с высоким содержанием пероксида водорода (до 35%), что требует изоляция мягких тканей и часто возникают побочные эффекты типа повышенной чувствительности после процедуры, при несоблюдении технологии возможны сильные ожоги слизистых рта.
Известны средства для домашнего отбеливания зубов, которые делятся на гели с разной концентрацией пероксида водорода (от 0,1 до 6%) и полоски, в которых отбеливающий состав нанесен на полимерную подложку. Все домашние средства используют курсом, 5-10 дней подряд, что может быть достаточно неудобно. При этом после проведенного курса отбеливания также может возникать повышенная чувствительность эмали зубов (Demarco FF, Meireles SS, Masotti AS., Over-the-counter whitening agents: a concise review, Braz Oral Res. 2009;23 Suppl 1:64-70. Review).
Таким образом, разработка способа отбеливания эмали зубов, позволяющего достигать желаемых результатов за минимальное количество процедур и при этом не приводящего к повышению чувствительности эмали зубов и другим побочным эффектам, является актуальной задачей и востребованной на рынке стоматологических услуг.
Процесс отбеливания эмали зубов основан на реакции окисления хромофорных групп окрашенных веществ, в результате чего они теряют окраску. Одним из подходящих окислителей является пероксид водорода, или выделяющие его вещества (пероксид карбамида, перкарбонат натрия, перборат натрия и другие).
Известен, например, способ отбеливания эмали зубов, включающий стадию нанесения на зубы эффективного количества композиции, содержащей отбеливающее вещество, и предоставление возможности этой композиции оставаться на зубах в течение от 45 до 90 секунд. Затем проводят стадию чистки зубов той же композицией. При этом отбеливающее вещество представляет собой пероксид водорода в комплексе с поливинилпирролидоном и концентрация указанного отбеливающего вещества в композиции эквивалентна 0,1-5% пероксида водорода. Кроме того, композиция содержит абразивное вещество с кальцием (Патент RU 2608441 C1, опубл. 18.01.2017).
Недостатками известного способа являются недостаточная эффективность и наличие в композиции абразивного вещества, травмирующего эмаль.
Известно, что для окисления окрашивающих веществ на эмали зубов за приемлемое время требуется достаточно высокая концентрация пероксида водорода или применение методов активации - свет, температура, катализ. В каталитических условиях, например, в присутствии ионов переходных металлов, пероксид водорода способен выделять реакционноспособные радикалы, такие как гидроксил радикалы (ОН), которые являются более сильными окислителями. Одним из примеров каталитического окисления пероксидом водорода является реакция Фентона, где в качестве катализатора используется соль двухвалентного железа (Fenton H.J.H. (1894)."Oxidation of tartaric acid in presence of iron". J. Chem. Soc., Trans. (65): 899-911). Кроме того, окислительная активность пероксида водорода возрастает в щелочной среде при рН>8.
Известен способ отбеливания эмали зубов, включающий нанесение на зубы эффективного количества композиции, содержащей отбеливающее вещество и каталитическое количество коллоидной платины с последующим облучением светом, или без такового. При этом, отбеливающее вещество представляет собой пероксид водорода, пероксид карбамида, или пероксид кальция в концентрации, эквивалентной от 5-10% пероксида водорода, концентрация коллоидной платины составляет от 0,05% до 1%. После нанесения композиции на зубы, она выдерживается от 15 до 30 минут для достижения эффекта. Дополнительно может применяться облучение светом с длиной волны 420-750 нм с мощностью излучателя 5-10 Вт для каталитической активации пероксида водорода коллоидной платиной, или ее солями при облучении светом [US 2014113244 A1, опубл. 24.04.2014].
Основными недостатками данного способа являются высокая стоимость платинового катализатора и необходимость облучения светом с высокой интенсивностью, для чего требуется специализированное оборудование.
Известен способ отбеливания зубов, включающий приготовление двухкомпонентного состава, состоящего из выделяющего пероксид водорода вещества и активатора, содержащего смесь щелочного соединения с солью переходного металла и нанесение последнего на поверхность эмали зубов. Отбеливающее вещество представляет собой пероксид водорода, пероксид карбамида, или другое выделяющее пероксид вещество в концентрации, эквивалентной 0,1-30% пероксида водорода. Соль переходного металла в активаторе выполняет роль катализатора пероксида, при этом в качестве соли используют стабильное соединение кобальта, железа, цинка, меди, марганца, или хрома. В качестве щелочного вещества может выступать любое известное, способное сформировать в итоговой композиции рН выше 8.0. при этом в качестве соли используют стабильное соединение кобальта, железа, цинка, меди, марганца, или хрома. Для отбеливания зубов оба компонента смешиваются в заданных пропорциях непосредственно перед процедурой (US 20050249679 A1, опубл. 10.11.2005).
Основным недостатком данного способа является необходимость предварительного смешивания компонентов в точных пропорциях перед нанесением на зубы. Это усложняет процедуру отбеливания. К другим недостаткам данного способа относится нестабильность большинства солей переходных металлов в щелочной среде - они образуют малорастворимые гидроксиды. При этом образующиеся гидроксиды сами по себе окрашены и являются пигментами, способными окрасить эмаль зубов.
Наиболее близким к заявляемому способу - прототипом, является способ отбеливания эмали зубов, включающий нанесение на поверхность зубов активирующего состава, содержащего оксид цинка (в качестве активатора разложения пероксида водорода), с последующим нанесением на поверхность зубов состава, содержащего пероксидный отбеливающий агент в концентрации, эквивалентной 3-35% пероксида водорода и облучение отбеливаемой поверхности зубов видимым светом в диапазоне длин волн 410-520 нм. При этом рН состава с оксидом цинка находится в диапазоне 6-9, а pH состава с пероксидом водорода находится в диапазоне
4-7. При смешивании двух составов рН сдвигается в щелочную сторону, что также увеличивает активность пероксида водорода и эффективность отбеливания. Составы могут наноситься последовательно - сначала на отбеливаемую поверхность зубов наносят состав, содержащий оксид цинка, а затем состав с пероксидом водорода или же составы могут смешиваться непосредственно перед применением и на зубы наносится их смесь (US 2015072302 А1, опубл. 12.03.2015).
Основными недостатками данного способа являются недостаточная эффективность отбеливания зубов и сложность и трудоемкость процедуры, поскольку состав, содержащий нерастворимые в воде частицы оксида цинка, нужно предварительно нанести на поверхность зубов, или смешать с составом, содержащим пероксид водорода в заданных пропорциях. Кроме того, в известном способе задействованы только два механизма активации пероксида водорода - фотокатализ частицами оксида цинка при облучении светом и за счет сдвига рН в щелочную область. Кроме того, в известном способе не предусмотрена предварительная очистка поверхности зубов, что снижает эффективность отбеливания. Кроме этого, в связи с использованием достаточно высокой концентрации пероксида водорода (3-35%), увеличивается риск побочных эффектов. Известный способ имеет ограниченную область использования, поскольку отбеливающая система не может использоваться с отбеливающими полосками и может быть использована только профессиональным стоматологом.
Задачей данного изобретения является создание более простого и эффективного способа отбеливания эмали зубов с использованием активирующего состава, содержащего катализаторы.
Технический результат: повышение эффективности способа, уменьшение риска побочных осложнений.
Поставленная задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.
Активирующий состав (Активатор) в виде раствора, имеющего рН 8-9, содержащего молибдат натрия, вольфрамат натрия и поверхностно-активное вещество (ПАВ), наносят на аппликатор (губка). Смоченным аппликатором протирают поверхность зубов, подлежащих отбеливанию. Затем необходимое количество отбеливающего геля, содержащего пероксидный отбеливающий агент, помещают в индивидуальную капу. Далее капу с гелем помещают в рот так, чтобы гель равномерно распределился по поверхности зубов и при этом не попадал на мягкие ткани. После установки капы, на нее направляют источник синего света с длиной волны 400-450 нм, запуская процесс параллельной фотоактивации в течение 10-30 минут.
Вместо отбеливающего геля могут быть использованы полоски из полимерного материала, покрытые отбеливающим гелем (отбеливающие полоски), которые помещают на переднюю поверхность зубов после обработки последних Активатором.
Активирующий состав содержит следующие компоненты, в масс. %: молибдат натрия - 0,1-1,0, вольфрамат натрия - 0,1-1,0, ПАВ - 1,0-3,0; вода - остальное.
ПАВ выбирают из группы, включающей: лаурилсульфат натрия, лауретсульфат натрия, лауроилсаркозинат натрия, полисорбат-20 и другие.
В качестве физиологически пригодных наполнителей Активатора могут использоваться в разных сочетаниях вода в концентрации от 50% до 90%, глицерин в концентрации от 2% до 20%, монопропиленгликоль в концентрации от 2% до 20%, этанол в концентрации от 0,5% до 10%.
В преимущественном варианте используют воду.
Для уменьшения чувствительности эмали в процессе отбеливания в Активатор может быть добавлен эвгенол, обладающий местным обезболивающим действием в концентрации от 0,01% до 0,2%.
В качестве подсластителя для улучшения вкусовых характеристик может использоваться сахарин, аспартам, сукралоза, ацесульфам калия или их смесь. Для ароматизации может использоваться ментол, натуральные эфирные масла или подходящие ароматизаторы.
Активатор фасуется во флаконы с пульверизатором или пенообразователем.
Отбеливающий гель может содержать пероксид водорода в концентрации от 0,1% до 6,0%, или пероксид карбамида в концентрации от 0,3% до 18% или перборат натрия в концентрации от 0,3% до 18%, или перкарбонат натрия в концентрации от 0,3% до 18%. В качестве загустителя может использоваться акриловый полимер (карбомер) или карбоксиметилцеллюлоза в концентрации от 1% до 3%, В качестве растворителя может использоваться вода в концентрации от 1% до 50%, глицерин в концентрации от 10% до 50%, монопропиленгликоль в концентрации от 10% до 50%. В качестве нейтрализующего агента может использоваться триэтаноламин или гидроксид натрия в концентрации от 0,1% до 3% или другое подходящее основное вещество. Для ароматизации может использоваться ментол, натуральные эфирные масла или подходящие ароматизаторы. В качестве подсластителя для улучшения вкусовых характеристик может использоваться сахаринат натрия, аспартам, сукралоза, ацесульфам калия или их смесь.
Для реминерализации и защиты эмали в процессе отбеливания в состав могут быть включены фторид натрия в концентрации от 0,05% до 0,2% и наночастицы гидроксиапатита кальция в концентрации от 0,05% до 5%.
Для снижения чувствительности эмали в процессе отбеливания могут использоваться нитрат калия в концентрации от 0,5% до 5% и хлорид стронция в концентрации от 0,5% до 5%.
В преимущественном варианте отбеливающий гель содержит следующие компоненты, в масс. %: пероксид карбамида - 12,0 (эквивалентно 4,2% пероксида водорода); глицерин - 44,0; пропиленгликоль - 40,0; триэтаноламин - 1,4; карбомер - 2,0; гидроксиапатит кальция - 0,5; натрий фтористый - 0,05; сахарин - 0,05.
Отбеливающие полоски (полоски из полимерного материала, покрытые отбеливающим гелем), могут содержать пероксид водорода в концентрации от 0,1% до 6%, или пероксид карбамида в концентрации от 0,3% до 18%, или перборат натрия в концентрации от 0,3% до 18%, или перкарбонат натрия в концентрации от 0,3% до 18%. В преимущественном варианте на отбеливающие полоски нанесен гель, содержащий в мас.%: пероксид карбамида - 12,0; глицерин - 44,0; пропиленгликоль - 40,0; триэтаноламин - 1,4; карбомер - 2,0; гидроксиапатит кальция - 0,5; натрий фтористый - 0,05; сахарин - 0,05.
В преимущественном варианте, для фотоактивации используется светодиодная лампа, излучающая с длиной волны 400-450 нм (LED Teeth Lamp, производитель Huaer Китай).
Определяющими отличиями предлагаемого способа от прототипа являются:
1. Предварительно поверхность зубов, подлежащих отбеливаю, обрабатывают активирующим составом (Активатор), содержащим, в масс. %: молибдат натрия - 0,1-1,0; вольфрамат натрия - 0,1-1,0; поверхностно-активное вещество (ПАВ) - 1,0-3,0; вода - остальное, что позволяет упростить способ и повысить эффективность отбеливания.
2. После обработки Активатором, поверхность зубов, подлежащих отбеливаю, обрабатывают отбеливающим гелем, содержащим пероксидный отбеливающий агент в концентрации, эквивалентной 0,1-6,0% перекиси водорода, преимущественно 4,2%, что позволяет повысить эффективность отбеливания и снизить риск побочных осложнений за счет уменьшения содержания перекиси, которая оказывает раздражающее действие на ткани полости рта и может повреждать эмаль зубов.
3. Обработанную Активатором и отбеливающим гелем поверхность зубов дополнительно облучают источником синего света с длиной волны 400-450 нм в течение 10-30 минут, что позволяет осуществить каталитическую активацию пероксида водорода и повысить степень отбеливания, не повреждая эмаль зубов.
Каталитическая активность активатора обусловлена образованием активных пероксокомплексов при взаимодействии пероксида водорода с растворимыми солями молибденовой и вольфрамовой кислот. Помимо этого, соли щелочных металлов молибденовой и вольфрамовой кислоты в растворе обладают щелочной реакцией и увеличивают рН среды. В щелочной среде увеличивается активность пероксида водорода. Кроме этого, Активатор осуществляет предварительную очистку зубов от поверхностного налета за счет поверхностно-активного вещества, что также увеличивает эффективность отбеливания.
Активатор, содержащий молибдат натрия в концентрации от 0,1% до 1,0% и вольфрамат натрия в концентрации от 0,1% до 1,0%, вместе проявляющие синергический эффект и увеличивающие каталитическую активность активатора, позволяют повысить эффективность отбеливания зубов. При снижении концентрации катализаторов меньше 0,1% эффективность отбеливания резко падает, а при использовании концентраций катализаторов, выше 1,0% заметного роста эффективности не наблюдается, поэтому высокие концентрации катализаторов нецелесообразны.
Для подбора оптимальных катализаторов и их концентраций, были проведены эксперименты по окислению красителя метиленового синего пероксидом водорода в присутствии разных катализаторов и без них. Концентрация пероксида водорода составляла 6%, концентрация катализатора - 0,1%, 0,5% и 1,0%, концентрация метиленового синего 0,1 мг/мл. Варианты катализаторов: молибдат натрия (Na2MoO4), хлорид железа (FeCl3), вольфрамат натрия (Na2WO4), смесь молибдата натрия и вольфрамата натрия (Na2MoO4 + Na2WO4). Концентрацию метиленового синего измеряли методом ВЭЖХ через 5 минут после начала реакции. Результаты эксперимента представлены в таблице 1.
Из таблицы 1 видно, что наибольшая эффективность окисления метиленового синего достигается при использовании комбинированного катализатора, состоящего из молибдата и вольфрамата натрия, что подтверждает их синергический эффект.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1
Человеческие резцы в количестве 8 штук были окрашены путем выдерживания в крепком черном кофе 3 суток. После окрашивания зубы вымачивали в дистиллированной воде 1 сутки, чтобы смыть растворимый налет. Половину зубов обработали Активатором перед отбеливанием, вторую половину отбеливали без обработки активатором. Активатор содержал 0,5% молибдата натрия, 0,5% вольфрамата натрия, 1,0% лаурилсульфата натрия, 98% воды. Отбеливание проводили гелем с содержанием пероксида водорода 6%, с последующей фотоактивацией светодиодной лампой с длиной волны 440 нм в течение 30 минут. Тон зуба до и после отбеливания определяли визуально по шкале RS-20. Результаты эксперимента представлены в таблице 2.
Средняя эффективность отбеливания без активатора составила 8 тонов по шкале RS-20. Средняя эффективность отбеливания с активатором составила 10 тонов по шкале RS-20.
Пример 2.
Десять добровольцев приняли участие в испытаниях заявляемого способа с использованием отбеливающей системы с активатором и без него. В обоих случаях использовали отбеливающий гель, содержащий 12% пероксида карбамида (эквивалентно 4,2% пероксида водорода). Пяти добровольцам провели отбеливание зубов заявляемым способом: Активатор в виде раствора, имеющего рН 8-9, содержащего 0,5% молибдата натрия, 0,5% вольфрамата натрия, 1,0% лаурилсульфата натрия, 98% воды, наносили с помощью пульверизатора на аппликатор (губка). Затем отбеливающий гель, содержащий в масс. %: пероксид карбамида - 12,0; глицерин - 44,0; пропиленгликоль - 40,0; триэтаноламин - 1,4; карбомер - 2,0; гидроксиапатит кальция - 0,5; натрий фтористый - 0,05; сахарин - 0,05 вносили в капу и помещали ее в рот так, чтобы гель равномерно распределился по поверхности зубов и при этом не попадал на мягкие ткани. После установки капы на нее направляли источник синего света с помощью светодиодной лампы (LED Teeth Lamp, производитель Huaer Китай), излучающей с длиной волны 400-450 нм и проводили фотоактивацию в течение 30 минут.
Второй половине добровольцев отбеливание зубов проводили аналогичным образом, но без обработки зубов Активатором. Тон зубов контролировали визуально по шкале RS-20 до и после процедуры. Результаты представлены в таблице 3.
Средняя эффективность отбеливания без Активатора составила 6,8 тонов по шкале RS-20. Средняя эффективность отбеливания с Активатором составила 9,6 тонов по шкале RS-20.
Пример 3.
Пациент К., 47 лет, обратился в стоматологическую клинику с просьбой провести отбеливание зубов. Визуальный осмотр показал, что эмаль зубов у пациента имеет желтоватый оттенок, кроме этого, на зубах имеются пятна и налет. Тон зубов по шкале RS-20 составил S18.
Пациенту провели отбеливание зубов заявляемым способом.
Активирующий состав (Активатор), имеющий рН 8, содержащий, в мас. %: молибдат натрия - 0,1; вольфрамат натрия - 0,1; лаурилсульфат натрия - 3,0; вода - 96,8; наносили на аппликатор (губка), которым протирали поверхность зубов, подлежащих отбеливанию. Затем 2 г отбеливающего геля помещали в индивидуальную капу. Отбеливающий гель содержал, в мас. %: пероксид карбамида - 12,0; глицерин - 44,0; пропиленгликоль - 40,0; триэтаноламин - 1,4; карбомер - 2,0; гидроксиапатит кальция - 0,5; натрий фтористый - 0,05; сахарин -0,05. После установки капы на зубах, подлежащих отбеливанию, на нее направляли источник синего света с помощью светодиодной лампы, излучающей в диапазоне длин волн 400-450 нм (LED Teeth Lamp, Китай) и проводили процесс фотоактивации в течение 20 минут. Тон зубов по шкале RS-20 после процедуры составил S16. Эффективность отбеливания составила 4 тона по шкале RS-20.
Предлагаемый способ обеспечивает высокую эффективность отбеливания зубов при низкой концентрации пероксида водорода, что способствует снижению побочных эффектов отбеливания зубов, а также позволяет уменьшить повреждение или раздражение десен и слизистых оболочек полости рта.