КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ УХОДА ЗА ПОЛОСТЬЮ РТА, СОДЕРЖАЩИЕ СИЛИКАТ КАЛЬЦИЯ
ORAL CARE COMPOSITIONS CONTAINING CALCIUM SILICATE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к композициям для ухода за полостью рта, включающим частицы, закупоривающие дентин, а также к способам изготовления и применения таких композиций.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Дентин является частью зуба, находящейся под эмалью и цементом зуба, которая имеет структуру с радиальной слоистостью, за счет чего в дентине имеется большое число мелких канальцев или трубочек, известных как дентинные (зубные) канальцы. Эти канальцы проходят от пульпарной камеры к внешней части дентина и, как правило, имеют примерно два микрона в диаметре, причем участок, находящийся ближе к центру зуба, несколько уже участка, находящегося на периферии. Как правило, канальцы не подвергаются действию среды, находящейся в полости рта, поскольку обычно они покрыты эмалью или цементом зуба. В свою очередь, цемент зуба, как правило, закрыт деснами.
Обычно предполагается, что частично или полностью незащищенные канальцы могут приводить к чувствительности зубов, раздражению и болевым состояниям. Согласно этому предположению, смещение линии десны приводит к тому, что цемент зуба подвергается эрозии. Разрушенный цемент зуба, в свою очередь, оставляет незащищенными полые дентинные канальцы. Эти незащищенные канальцы служат причиной избыточного воздействия на зубные нервы внешних раздражителей, имеющихся в полости рта, поскольку ускоряется перенос вещества и энергии между внутренней и внешней частями зуба через канальцы. Обычные внешние раздражители, например тепло, холод, химические и физические воздействия и механическое давление, или такой раздражитель, как чистка зубов, способны раздражать нервы через открытые дентинные канальцы, что вызывает боль. Считается, что боль чувствительных зубов является следствием этих раздражителей, которые, по-видимому, вызывают движение жидкости в дентинных канальцах, которое активирует пульпарные нервные окончания.
Традиционно существовало два подхода к лечению или ослаблению чувствительности зубов. Согласно одному из них, осуществлялось изменение химической среды в ближайшей к нерву области с тем, чтобы стимулирование нерва отсутствовало или было не таким сильным. Известные агенты, применимые в этом химическом способе, включают соли калия (например, нитрат калия, бикарбонат калия и хлорид калия), соли стронция, соли цинка и хлориды.
Второй подход заключается в механическом экранировании нерва, например в полном или частичном блокировании дентинных канальцев блокирующими агентами (например, закупоривающими (окклюдирующими) агентами).
Несмотря на разработки известного уровня техники, желательно предложить альтернативные способы и композиции для лечения и профилактики гиперчувствительности зубов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, первый аспект настоящего изобретения относится к композиции для ухода за полостью рта, включающей эффективное количество частиц силиката кальция.
Второй аспект настоящего изобретения относится к способу ухода за полостью рта, включающему нанесение на полость рта субъекта композиции по настоящему изобретению в количестве, эффективном для: уменьшения или подавления образования кариеса зубов; уменьшения, восстановления или подавления предкариесных поражений эмали; уменьшения или подавления деминерализации и содействия реминерализации зубов; уменьшения гиперчувствительности зубов; уменьшения или подавления гингивита; содействия заживлению язв или порезов в полости рта; подавления образования микробной биопленки в полости рта; повышения и/или поддержания pH зубного налета на уровнях не менее 5,5 после употребления сахара; уменьшения отложения зубного налета; лечения, уменьшения, ослабления или облегчения сухости рта; отбеливания зубов; уменьшения эрозии; улучшения общего состояния здоровья; иммунизации зубов против кариесогенных бактерий; и/или очищения зубов и полости рта.
Частицы силиката кальция имеют средний диаметр менее 5 микрон.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения композиция дополнительно включает нитрат калия. В некоторых из этих вариантах осуществления нитрат калия присутствует в концентрациях 1-10% масс. от массы композиции.
В некоторых вариантах осуществления изобретения эффективное количество частиц силиката кальция составляет 5-20% масс. от массы композиции.
В некоторых вариантах осуществления изобретения средний диаметр частиц силиката кальция составляет от 2 микрон до 5 микрон.
В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция дополнительно включает осажденный карбонат кальция или оксид кремния.
В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция дополнительно включает растворимый фторид, анионное ПАВ и антибактериальный агент.
В некоторых вариантах осуществления изобретения композиция является водной.
В некоторых вариантах осуществления изобретения, композиция имеет форму зубной пасты, дополнительно включающей как минимум один ингредиент, выбранный из группы, состоящей из воды, абразива, ПАВ, пенообразующего агента, витамина, полимера, фермента, влагоудерживающего средства, загустителя, антимикробного агента, консерванта, вкусоароматического средства и красителя.
В некоторых вариантах осуществления изобретения композицию наносят на полость рта в количестве, эффективном для уменьшения гиперчувствительности зубов.
Согласно еще одному варианту осуществления изобретения разработана также композиция для ухода за полостью рта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем описании диапазоны числовых параметров используются для сокращенного описания всех без исключения значений, которые находятся в этом диапазоне. Любое значение в диапазоне можно выбрать в качестве границы диапазона. Кроме того, все источники, упомянутые в данной заявке, включены в заявку посредством ссылки в полном объеме. В случае конфликта определения, данного в настоящей заявке, и определения в упомянутом источнике, определение настоящей заявки будет иметь преобладающее значение. Имеется в виду, что если в заявке описаны составы, их можно описывать, приводя перечень их ингредиентов, как это принято в технике, несмотря на то, что эти ингредиенты могут взаимодействовать друг с другом в реальном составе после его изготовления, хранения и применения, и считается, что такие продукты входят в описанные составы.
Если не указано иное, все процентные доли и количества, приведенные во всем тексте настоящей заявки, следует понимать как массовые процентные доли. Приведенные количества относятся к активной массе вещества.
Композиции по настоящему изобретению
Количества ингредиентов будут меняться в зависимости от природы системы доставки и конкретного ингредиента. Например, основная аминокислота может присутствовать в композиции в количестве от, например, приблизительно 0,1% до приблизительно 20% масс. (в виде массы свободного основания), например, от приблизительно 0,1 до приблизительно 3% масс. в случае полосканий для рта, от приблизительно 1 до приблизительно 10% масс. в случае зубных паст массового потребления, или от приблизительно 7 до приблизительно 20% масс. для профессиональных или назначаемых лечебных продуктов. Фторид может присутствовать в количествах, например, от приблизительно 25 до приблизительно 10000 ч./млн, например, от приблизительно 25 до приблизительно 250 ч./млн в случае полосканий для рта, от приблизительно 750 до приблизительно 2000 ч./млн для зубных паст массового потребления или от приблизительно 2000 до приблизительно 10000 ч./млн для профессиональных или назначаемых лечебных продуктов. Содержание антибактериальных средств аналогичным образом будет изменяться в пределах, применяемых в зубных пастах, например, приблизительно в 5-15 раз превышая содержание этих средств, применяемое в средствах для полоскания рта. Например, средство для полоскания рта с триклозаном может содержать приблизительно 0,03% масс. триклозана, тогда как зубная паста с триклозаном может содержать приблизительно 0,3% масс. триклозана.
Силикат кальция
2
3
Помимо основной аминокислоты, композиции по настоящему изобретению включают силикат кальция. Силикат кальция входит в композиции в форме частиц такого размера, который позволит им эффективно закупоривать дентинные канальцы. Так, частицы силиката кальция предпочтительно имеют средний диаметр 0,5-10 микрон, или 1-9 микрон, или 2-5 микрон, причем средний диаметр менее 5 микрон является наиболее предпочтительным. Удельная площадь поверхности силиката кальция предпочтительно составляет от 20 до 400 м/г и удельный объем пор равен от 0,01 до см/г.
Композиции по настоящему изобретению включают частицы силиката кальция в количестве, эффективном для закупоривания дентинных канальцев. В некоторых вариантах осуществления композиций по настоящему изобретению частицы силиката кальция присутствуют в количестве 1-20% масс., или 5-15% масс., или примерно 10% масс. от общей массы композиции.
2
Подходящие частицы силиката кальция можно приобретать в свободной продаже или получать известными способами, например способом, раскрытым в заявке US 20080305027 A1. В некоторых вариантах осуществления силикат кальция имеет большую площадь поверхности. В некоторых вариантах осуществления силикат кальция предварительно обрабатывают фосфатом, хотя такая предварительная обработка фосфатом не является необходимой. Желательно, чтобы высокая удельная площадь поверхности силиката кальция была более 20 м/г.
Средства для уменьшения чувствительности нервных окончаний
Некоторые варианты осуществления композиций по настоящему изобретению включают химический агент, который эффективен для лечения или профилактики гиперчувствительности зубов, например соль калия (такую как нитрат калия, бикарбонат калия и хлорид калия), соль стронция, соль цинка и хлорид. В некоторых вариантах осуществления содержание такого агента составляет 0,01-10% масс. или 1-8% масс. от массы композиции.
Источник фторид-ионов
Композиции для ухода за полостью рта могут дополнительно включать один или несколько источников фторид-ионов, например растворимых фторидов. В композициях по настоящему изобретению в качестве источников растворимых фторидов может применяться широкий круг веществ, выделяющих фторид-ионы. Примеры подходящих веществ, выделяющих фторид-ионы, приведены в патентах США 3535421, 4885155 и 3678154.
Типовые примеры источников фторид-ионов включают, не ограничиваясь этим, фторид олова (II), фторид натрия, фторид калия, монофторфосфат натрия, фторсиликат натрия, фторсиликат аммония, фториды аминов, фторид аммония и их комбинации. В некоторых вариантах осуществления источник фторид-ионов включает фторид олова (II), фторид натрия, монофторфосфат натрия, а также их смеси.
В некоторых вариантах осуществления композиция для ухода за полостью рта по настоящему изобретению может также содержать источник фторид-ионов или ингредиент, доставляющий фтор, в количествах, достаточных для получения примерно 25-25000 ч./млн фторид-ионов, обычно не менее примерно 500 ч./млн, например, от приблизительно 500 до приблизительно 2000 ч./млн, например, от приблизительно 1000 до приблизительно 1600 ч./млн, например, приблизительно 1450 ч./млн. Подходящее содержание фторид-ионов будет зависеть от конкретного применения. Средства для полоскания рта, например, могли бы, как правило, содержать от примерно 100 до примерно 250 ч./млн фторида. Зубные пасты для массового потребления могли бы, как правило, содержать от примерно 1000 до примерно 1500 ч./млн, причем содержание фторида в детских зубных пастах должно быть несколько меньше. Средство ухода за полостью рта или покрытие для профессионального применения могло бы включать даже 5000 или даже 25000 ч./млн фторида.
Источники фторид-иона можно добавлять в композиции по настоящему изобретению в концентрации от примерно 0,01% масс. до примерно 10% масс., или от примерно 0,03% масс. до примерно 5% масс., или от примерно 0,1% масс. до примерно 1% масс. от общей массы композиции. Массовые количества фторидов, необходимые для обеспечения соответствующих уровней фторид-ионов, будут очевидным образом меняться в зависимости от молекулярной массы противоиона соли.
Если композиции включают бикарбонат кальция, монофторфосфат натрия является более предпочтительным, чем фторид натрия, по причинам, связанным со стабильностью.
Абразивные компоненты
3
4
2
10
4
6
2
4
2
Помимо силиката кальция, который является абразивом, действующим в качестве закупоривающего агента, композиции по настоящему изобретению могут дополнительно включать один или несколько дополнительных абразивов, в т.ч., но не ограничиваясь этим, осажденный карбонат кальция (PCC), абразивы на основе фосфатов кальция (например, трикальцийфосфат (Ca(PO)), гидроксиапатит (Ca(PO)(OH)), дигидрат дикальцийфосфата (CaHPO·2HO, также иногда именуемый в настоящей заявке DiCal) или пирофосфат кальция); абразивы на основе оксида кремния, например осажденные оксиды кремния, имеющие средний размер частиц примерно до 20 мкм (например, ZEODENT 115, поставляемый на рынок J.M. Huber); метафосфат натрия; метафосфат калия; силикат алюминия; обожженный оксид алюминия; а также бентонит или другие кремнийсодержащие материалы.
Дополнительные абразивные компоненты предпочтительно имеют средний диаметр 0,1-30 микрон или 5-15 микрон.
Абразивы на основе оксида кремния можно получать из осажденного оксида кремния или силикагелей, например ксерогелей оксида кремния, описанных в патенте США 3538230, выданном Pader et al., и патенте США 3862307, выданном Digiulio. Конкретные ксерогели оксида кремния поставляются на рынок под торговым наименованием SYLOID компанией W.R. Grace & Co., Davison Chemical Division. Материалы на основе осажденного оксида кремния включают вещества, поставляемые на рынок J.M. Huber Corp. под торговым наименованием ZEODENT, в т.ч. абразивы на основе оксида кремния, носящие обозначения ZEODENT 115 и ZEODENT 119. Абразивы на основе оксида кремния описаны в патенте США 4340583, выданном Wason.
3
3
3
В некоторых вариантах осуществления абразивные материалы, применимые при реализации композиций для ухода за полостью рта по настоящему изобретению, включают силикагели и осажденный аморфный оксид кремния, имеющие коэффициент маслоемкости менее примерно 100 см/100 г оксида кремния, который находится в диапазоне от примерно 45 см/100 г до примерно 70 см/100 г оксида кремния. Коэффициенты маслоемкости измеряют с применением способа ASTA Rub-Out Method D281. В некоторых вариантах осуществления оксиды кремния представляют собой коллоидные частицы, имеющие средний размер 3-12 мкм или 5-10 мкм.
В некоторых вариантах осуществления абразивные материалы включают большую фракцию очень мелких частиц, например, имеющих средний диаметр менее примерно 5 мкм. Например, абразивные материалы могут включать мелкие частицы оксида кремния (SPS), имеющие значение d50 от примерно 3 до примерно 4 мкм, например, SORBOSIL AC43 (Ineos). Такие мелкие частицы могут увеличивать эффективность составов, предназначенных для уменьшения гиперчувствительности. Компонент, состоящий из мелких частиц, может находиться в комбинации со вторым абразивом с более крупными частицами. Например, в некоторых вариантах осуществления состав включает от примерно 5 до примерно 25% масс. мелких частиц, например, SPS, и от примерно 10 до примерно 30% масс. традиционного абразива.
3
Абразивы на основе оксида кремния с низким коэффициентом маслоемкости особенно применимы при практической реализации настоящего изобретения, и эти материалы продаются на рынке под торговым наименованием SYLODENT XWA отделением Davison Chemical Division компании W.R. Grace & Co., Baltimore. Md. 21203. Гидрогель оксида кремния SYLODENT 650 XWA, состоящий из частиц коллоидного оксида кремния с содержанием воды примерно 29%, со средним диаметром частиц от примерно 7 до примерно 10 мкм и коэффициентом маслоемкости менее примерно 70 см/100 г оксида кремния, является примером абразива на основе оксида кремния с низкой маслоемкостью, применимым при практической реализации настоящего изобретения. В некоторых вариантах осуществления абразив присутствует в композиции для ухода за полостью рта по настоящему изобретению в концентрации 10-60% масс., 20-45% масс. или 30-50% масс.
В некоторых вариантах осуществления в композицию для ухода за полостью рта, имеющую основный состав и включающую в качестве абразива карбонат кальция и, в частности, осажденный карбонат кальция, вводят основную аминокислоту. Соли L-аргинина и аргинина, например бикарбонат аргинина, сами по себе имеют явно горький вкус, и, кроме того, они могут придавать водному раствору рыбный вкус. Добавление солей L-аргинина или аргинина к основному составу для чистки зубов, включающему карбонат кальция, может обеспечить значительное улучшение вкусовых и органолептических характеристик состава для ухода за полостью рта и улучшить общее положительное отношение потребителя к продукту.
Пенообразующие агенты
Композиции для ухода за полостью рта по настоящему изобретению могут необязательно включать агент, способствующий увеличению количества пены, которая образуется при чистке полости рта. Иллюстративные примеры агентов, которые увеличивают количество пены, включают, не ограничиваясь этим, полиоксиэтилен и ряд других полимеров, в т.ч., но не ограничиваясь этим, альгинатные полимеры.
Полиоксиэтилен может увеличивать количество и густоту пены, образуемой носителем композиции для ухода за полостью рта по настоящему изобретению. Полиоксиэтилен также широко известен под наименованием полиэтиленгликоль (ПЭГ) или полиэтиленоксид. Полиоксиэтилены, которые подходят для применения в настоящем изобретении, должны иметь молекулярную массу от примерно 200000 до примерно 7000000. В одном из вариантов осуществления молекулярная масса будет составлять от примерно 600000 до примерно 2000000 и в другом варианте осуществления от примерно 800000 до примерно 1000000. Подходящие полиоксиэтилены включают продукты семейства POLYOX фирмы Dow Chemical Co.
Полиоксиэтилен может присутствовать в композиции в количестве 1-90% масс., или 5-50% масс., или 10-20% масс. от массы композиции. Дозировка пенообразующего агента в композиции для ухода за полостью рта (т.е. разовая доза) составляет 0,01-0,9% масс., или 0,05-0,5% масс., или 0,1-0,2% масс.
ПАВ
Другим агентом, необязательно входящим в композицию для ухода за полостью рта по настоящему изобретению, является поверхностно-активное вещество (ПАВ) или смесь совместимых ПАВ. Подходящими ПАВ являются такие соединения, которые в достаточной мере стабильны в широком диапазоне pH, например, анионные, катионные, неионные или цвиттерионные ПАВ. Не ограничивающие примеры подходящих ПАВ раскрыты в патенте США 3959458, выданном Agricola et al., патенте США 3937807, выданном Haefele, и патенте США 4051234, выданном Gieske et al.
В некоторых вариантах осуществления анионные ПАВ, применимые в настоящем изобретении, включают водорастворимые соли алкилсульфатов, содержащие в алкильном радикале от примерно 10 до примерно 18 атомов углерода, и водорастворимые соли сульфонированных моноглицеридов жирных кислот, содержащих от примерно 10 до примерно 18 атомов углерода. Примерами анионных ПАВ такого типа являются лаурилсульфат натрия, лауроилсаркозинат натрия и сульфонаты моноглицеридов кислот кокосового масла натрия. Также можно применять смеси анионных ПАВ.
В другом варианте осуществления катионные ПАВ, применимые в настоящем изобретении, могут быть в широком смысле определены как производные алифатических соединений четвертичного аммония, включающие одну длинную алкильную цепь, содержащую от примерно 8 до примерно 18 атомов углерода, например лаурилтриметиламмоний хлорид, цетилпиридиний хлорид, цетилтриметиламмоний бромид, диизобутилфеноксиэтилдиметилбензиламмоний хлорид, алкил кокосового масла триметиламмоний нитрит, цетилпиридиний фторид и их смеси.
Иллюстративные примеры катионных ПАВ включают фториды четвертичного аммония, описанные в патенте США 3535421, выданном Briner et al. Некоторые катионные ПАВ могут также действовать в композициях в качестве гермицидов.
Иллюстративные примеры неионных ПАВ, которые могут применяться в композициях по настоящему изобретению, можно определить в широком смысле как соединения, полученные конденсацией алкиленоксидных групп (имеющих гидрофильную природу) с органическими гидрофобными соединениями, которые могут иметь алифатический или алкилароматический характер. Примеры подходящих неионных ПАВ включают, не ограничиваясь этим, PLURONICS (BASF Corp.), конденсаты полиэтиленоксида с алкилфенолами, продукты, полученные при конденсации этиленоксида с продуктами взаимодействия пропиленоксида и этилендиамина, конденсаты этиленоксида с алифатическими спиртами, оксиды третичных аминов с длинными цепями, оксиды третичных фосфинов с длинными цепями, диалкилсульфоксиды с длинными цепями и смеси перечисленных веществ.
В некоторых вариантах осуществления цвиттерионные синтетические ПАВ, применимые в настоящем изобретении, можно в широком смысле описать как производные соединений алифатического четвертичного аммония, фосфония и сульфония, в которых алифатические радикалы могут иметь линейные или разветвленные цепи, и где один из алифатических заместителей содержит от примерно 8 до примерно 18 атомов углерода, и один из заместителей содержит анионную группу, повышающую растворимость в воде, например карбокси, сульфонат, сульфат, фосфат или фосфонат. Иллюстративные примеры ПАВ, подходящих для введения в композиции по настоящему изобретению, включают, не ограничиваясь этим, алкилсульфат натрия, лауроил саркозинат натрия, кокоамидопропилбетаин и полисорбат 20, а также их комбинации.
В конкретном варианте осуществления композиция по настоящему изобретению включает анионное ПАВ, например лаурилсульфат натрия.
ПАВ или смесь совместимых ПАВ может присутствовать в композициях по настоящему изобретению в количестве 0,1-5,0% масс., 0,3-3,0% масс. или 0,5-2,0% масс. от массы композиции.
Вкусоароматические агенты
Композиции для ухода за полостью рта по настоящему изобретению могут также включать вкусоароматический агент.
Вкусоароматические агенты, которые могут применяться при практической реализации настоящего изобретения, включают, не ограничиваясь этим, эссенциальные масла, а также различные вкусоароматические альдегиды, сложные эфиры, спирты и аналогичные вещества. Примеры эссенциальных масел включают масла мяты курчавой, мяты перечной, гаультерии, сассафраса, гвоздики, шалфея, эвкалипта, майорана, корицы, лимона, лайма, грейпфрута и апельсина.
Кроме того, применимы такие химические вещества, как ментол, карвон и анетол. В некоторых вариантах осуществления применяются масла мяты перечной и мяты курчавой.
Вкусоароматические агенты включены в некоторые варианты осуществления композиций по настоящему изобретению в концентрации 0,1-5% масс. или 0,5-1,5% масс. от массы композиции. Дозировка вкусоароматического агента в индивидуальной дозе композиции для ухода за полостью рта (т.е. разовая доза) составляет 0,001-0,05% масс. или 0,005-0,015% масс.
Хелатообразующие агенты
Композиции для ухода за полостью рта по настоящему изобретению могут также необязательно включать один или несколько хелатообразующих агентов, способных образовывать комплексные соединения с кальцием, присутствующим в клеточных стенках бактерий. Связывание этого кальция ослабляет клеточную стенку бактерий и усиливает лизис бактерий.
Группа соединений, подходящих для применения в качестве хелатообразующих агентов в настоящем изобретении, представляет собой растворимые пирофосфаты. Пирофосфаты, применяемые в композициях по настоящему изобретению, могут являться любыми из пирофосфатов щелочных металлов. В некоторых вариантах осуществления соли включают тетразамещенные пирофосфаты щелочных металлов, дизамещенные пирофосфаты щелочных металлов с двумя кислотными атомами водорода, тризамещенные пирофосфаты щелочных металлов с одним кислотным атомом водорода и их смеси, где щелочными металлами являются натрий или калий. Эти слои применимы как в гидратированной, так и в не гидратированной формах. Эффективное количество пирофосфата, применимое в композициях по настоящему изобретению, как правило достаточно для того, чтобы обеспечить присутствие по меньшей мере примерно 1,0% пирофосфат-ионов, например 1,5-6% масс. или 3,5-6% масс. этих ионов.
Полимеры
Композиции для ухода за полостью рта по настоящему изобретению также необязательно включают один или несколько полимеров, таких как полиэтиленгликоли, сополимеры поливинилметилового эфира и малеиновой кислоты и полисахариды (например, производные целлюлозы, такие как карбоксиметилцеллюлоза, или полисахаридные смолы, например ксантановая камедь или каррагинановая камедь). Кислотные полимеры, например полиакрилатные гели, могут включаться в состав композиции в форме свободных кислот или же частично или полностью замещенных водорастворимых солей щелочных металлов (например, натрия или калия) или аммониевых солей.
Некоторые варианты осуществления включают сополимеры от 1:4 до 4:1 малеинового ангидрида или кислоты с другим способным к полимеризации ненасыщенным мономером с двойной связью, например метилвиниловым эфиром (метоксиэтиленом), имеющие молекулярную массу (M.W.) от примерно 30000 до примерно 1000000.
6
Эти сополимеры можно приобрести, например, под торговыми наименованиями GANTREZ AN 139 (M.W. 500000), AN 119 (M.W. 250000) и S-97 Pharmaceutical Grade (фармацевтического качества) (M.W. 2×10 дальтон) корпорации ISP Corporation.
Другие подходящие полимеры включают, например, сополимеры 1:1 малеинового ангидрида с этилакрилатом, гидроксиэтил метакрилата, N-винил-2-пирролидоном или этиленом, причем последние можно приобрести, например, у Monsanto под наименованиями EMA №1103 (M.W. 10000) и EMA Grade 61, и сополимеры 1:1 акриловой кислоты с метил- или гидроксиэтилметакрилатом, метил- или этилакрилатом, изобутилвиниловым эфиром или N-винил-2-пирролидоном.
В основном подходят полимеры карбоновых кислот с ненасыщенными этиленовыми или олефиновыми фрагментами, содержащие активированную двойную углерод-углеродную связь и по меньшей мере одну карбоксильную группу, т.е. кислот, содержащих олефиновую двойную связь, которые легко подвергаются полимеризации, если эта связь присутствует в мономерной молекуле в положении альфа или бета относительно карбоксильной группы или связывает концевую метиленовую группу.
Иллюстративными примерами таких кислот являются акриловая, метакриловая, этакриловая, альфа-хлоракриловая, кротоновая, бета-акрилоксипропионовая, сорбиновая, альфа-хлорсорбиновая, коричная, бета-стирил акриловая, муконовая, итаконовая, цитраконовая, мезаконовая, глютаконовая, аконитовая, альфа-фенилакриловая, 2-бензилакриловая, 2-циклогексилакриловая, ангеликовая, умбелловая, фумаровая, малеиновая кислота, а также их ангидриды. Другие олефиновые мономеры, которые можно сополимеризовать с этими карбоксилсодержащими мономерами, включают винилацетат, винилхлорид, диметилмалеат и т.п. Сополимеры включают достаточное количество карбоксильных солевых групп для достижения растворимости в воде.
Еще один класс полимерных агентов включает композиции, содержащие гомополимеры, являющиеся замещенными акриламидами, и/или гомополимеры, являющиеся незамещенными сульфоновыми кислотами и их солями, в частности полимеры, образованные ненасыщенными сульфоновыми кислотами, выбранными из акриламидоалкан сульфоновых кислот, например 2-акриламид-2-метилпропан сульфоновой кислоты, и имеющие молекулярную массу от примерно 1000 до примерно 2000000, которые описаны в патенте США 4842847, выданном Zahid.
Другой класс подходящих полимерных агентов включает полиаминокислоты, в частности полимеры, содержащие долю анионных поверхностно-активных аминокислот, например аспарагиновую кислоту, глутаминовую кислоту и фосфосерин, которые раскрыты в патенте США 4866161, выданном Sikes.
При получении композиций для ухода за полостью рта иногда возникает необходимость ввести в их состав определенные загустители для получения желаемой консистенции, для стабилизации или для улучшения эффективности состава. В некоторых вариантах осуществления загустители представляют собой карбоксивиниловые полимеры, каррагинан, гидроксиэтилцеллюлозу и водорастворимые соли эфиров целлюлозы, например натрий карбоксиметилцеллюлозу и натрий карбоксиметил гидроксиэтил целлюлозу. В составы можно также включать природные смолы, например смолу карайя, гуммиарабик и смолу трагаканта. Для дальнейшего улучшения консистенции композиции в качестве одного из загущающих компонентов можно применять коллоидный алюмосиликат магния или тонкоизмельченный оксид кремния. В некоторых вариантах осуществления загустители применяются в количестве 0,1-10,0% масс. или 0,5-5,0% масс. от массы композиции.
Вода
Кроме того, в композициях для ухода за полостью рта по настоящему изобретению может присутствовать вода. Вода, применяемая в получении коммерческих композиций для ухода за полостью рта, предпочтительно является деионизированной и не содержит органических примесей. Вода обычно дополняет баланс композиций и составляет примерно 5%-90%, примерно 20%-60% или примерно 10%-30% по массе от массы композиции. Это количество воды включает несвязанную воду, которую добавляют дополнительно к тому количеству, которое вводится с другими материалами, такими как сорбит или любые другие компоненты композиций по настоящему изобретению.
Влагоудерживающие средства
В некоторых вариантах осуществления композиций для ухода за полостью рта желательно также включать в состав композиции влагоудерживающее средство для того, чтобы предотвратить затвердевание при действии воздуха. Некоторые влагоудерживающие средства способны также придавать композициям для ухода за полостью рта желаемый сладкий вкус или аромат. Влагоудерживающее средство, в расчете на содержание чистого влагоудерживающего средства, как правило, составляет 15-70% масс. или 30-65% масс. от массы композиции для ухода за полостью рта.
Подходящие влагоудерживающие средства включают пищевые многоатомные спирты, такие как глицерин, сорбит, ксилит, пропиленгликоль, а также другие полиолы и смеси этих влагоудерживающих средств. Смеси глицерина и сорбита можно применять в некоторых вариантах осуществления в качестве влагоудерживающих компонентов композиций зубных паст по настоящему изобретению.
Помимо описанных выше компонентов, различные варианты осуществления настоящего изобретения могут содержать ряд необязательных ингредиентов для ухода за полостью рта, некоторые из которых описаны ниже.
Необязательные ингредиенты включают, например, не ограничиваясь этим, липкие вещества, пенящиеся агенты, вкусоароматические средства, подсластители, дополнительные средства против зубного налета, абразивы и красящие средства. Эти и другие необязательные компоненты более подробно описаны в патенте США 5004597, выданном Majeti, патенте США 3959458, выданном Agricola et al., и патенте США 3937807, выданном Haefele.
Способы получения
Композиции по настоящему изобретению можно получать с помощью способов, которые традиционно применяются в индустрии продуктов для ухода за полостью рта.
В одном иллюстративном варианте осуществления композицию для ухода за полостью рта получают добавлением действующих компонентов, например витаминов, CPC, фторидов, абразивных материалов (в т.ч. закупоривающего агента (агентов)) и любых других желаемых действующих ингредиентов к первой смеси. Если конечный продукт представляет собой зубную пасту, к первой смеси добавляют основу зубной пасты, например дикальцийфосфат, осажденный карбонат кальция и/или оксид кремния, и перемешивают. Из готовой смеси формируют продукт для ухода за полостью рта.
Применение композиций
С точки зрения способов применения, настоящее изобретение включает нанесение на полость рта безопасного и эффективного количества композиций, описанных в настоящей заявке.
Композиции и способы по настоящему изобретению находят применение в способе защиты зубов за счет содействия восстановлению и реминерализации, в частности для уменьшения или подавления формирования кариеса зубов, уменьшения или подавления деминерализации и содействия реминерализации зубов, уменьшения гиперчувствительности зубов, что можно определить по гидравлической проводимости, и уменьшения, восстановления или подавления предкариесных поражений эмали, которые выявляются, например, с помощью количественной световой флуоресценции (QLF) или электрометрического мониторинга кариеса (ECM).
В QLF применяется флуоресценция в видимом свете, которая позволяет обнаружить поражения на ранней стадии и в течение продолжительного времени наблюдать за прогрессированием или ослаблением заболевания. Здоровые зубы флуоресцируют в видимом свете. Деминерализованные зубы не флуоресцируют или флуоресцируют в меньшей степени. Область деминерализации можно исследовать количественно и следить за развитием процесса. Для возбуждения аутофлуоресценции зубов применяют голубое лазерное излучение. Деминерализованные области имеют более низкую флуоресценцию и выглядят более темными по сравнению со здоровой поверхностью зуба. Для количественного измерения флуоресценции от пятна эмали или области/объема, связанного с поражением, применяется специальное программное обеспечение. Как правило, в группу для исследования подбирают субъектов, у которых имеются пятна на эмали зубов. Измерения проводят in vivo на живых зубах. Объем/площадь поражения измеряют в начале клинического исследования. Уменьшение (улучшение) области/объема поражения измеряют после 6-месячного периода применения продукта. Полученные данные, как правило, представляют в виде улучшения в процентах от исходного уровня.
ECM представляет собой методику, применяемую для измерения содержания минеральных веществ в зубах, основанную на электрическом сопротивлении. Измерение электрического сопротивления основано на том факте, что заполненные жидкостью канальцы, которые открываются при деминерализации и эрозии эмали, проводят электричество. Если зубы теряют минеральные вещества, они демонстрируют меньшее сопротивление протеканию электрического тока вследствие повышения пористости. Таким образом, увеличение проводимости зубов пациента может указывать на деминерализацию. Исследование обычно проводят на поверхности корней, где имеется поражение. Измерения проводят in vivo на живых зубах. Определяют изменение электрического сопротивления до и после 6 месяцев применения состава. Кроме того, с помощью тактильного датчика определяют классическую сумму баллов для кариеса поверхности корней зубов. Твердость классифицируют по трехуровневой шкале: твердый, жесткий или мягкий. В исследованиях по этой методике результаты обычно представляют в виде электрического сопротивления (более высокие значения - лучше) при ECM измерениях и улучшения твердости пораженных участков на основе результатов тактильного датчика.
Таким образом, композиции по настоящему изобретению применимы в способе уменьшения предкариесных поражений эмали (по данным QLF или ECM) по сравнению с композицией, в которой отсутствуют эффективные количества фтора и/или аргинина.
Композиции и способы по настоящему изобретению можно включать в композиции для ухода за полостью рта и зубами, например зубные пасты, прозрачные пасты, гели, средства для полоскания рта, спреи и жевательную резинку.
ПРИМЕРЫ
В приведенных ниже примерах дополнительно описаны и продемонстрированы иллюстративные варианты осуществления, входящие в объем настоящего изобретения. Эти примеры приведены только для иллюстрации, и их не следует истолковывать как ограничения настоящего изобретения, поскольку возможна реализация многочисленных вариантов настоящего изобретения, без отступления от его сути и выхода за пределы его объема. Различные модификации изобретения, помимо тех, которые представлены и описаны в настоящей заявке, должны быть очевидны специалисту в данной области техники, и имеется в виду, что они входят в объем приложенной формулы изобретения.
Составы, содержащие силикат кальция, продемонстрировали лучшую эффективность после воздействия на зубы кислотой по сравнению с контрольным составом для ухода за зубами без силиката кальция. Составы, содержащие силикат кальция, проявили способность служить зародышами для образования кристаллов гидроксиапатита, когда они находятся в растворе совместно с ионами, обычно присутствующими в человеческой слюне, например фосфатами. Образование гидроксиапатита в присутствии силиката кальция сравнимо с процессом, наблюдающимся с биологически активным стеклом. Эксперименты по закупориванию дентинных канальцев, проведенные с помощью конфокальной микроскопии, показали, что образцы зубной пасты, содержащие силикат кальция, обеспечили более быстрое закупоривание, и это закупоривание устойчиво к действию кислот.
Пример 1
Получали опытные образцы составов на основе PCC (осажденного силиката кальция) и оксида кремния с 13,86% масс. бикарбоната аргинина. В составы для ухода за полостью рта включали силикат кальция со средним размером частиц менее 5 мкм. Для ознакомления с составом опытных образов см. приведенную ниже таблицу 1.
Таблица 1
Ингредиент
Состав I
Состав II
Состав III
Состав IV
Натрий CMC
0,72
0,5
0,5
0,5
Ксантановая камедь
0,135
0,2
0,2
0,2
Монофторфосфат натрия
0,76
0,76
0,76
0,76
Натриевое производное сахарина
0,3
0,5
0,5
0,5
Гидроксид натрия (50% р-р)
0
0,25
0,25
0,3
Диоксид титана
0,5
1
1
1
Тетранатрий пирофосфат
0
1
1
1
Синтетический аморфный оксид кремния, загуститель
0
4
4
4
HC оксид кремния
0
10
0
5
Синтетический аморфный оксид кремния абразив
0
10
10
10
Лаурилсульфат натрия
1,4
1,5
1,5
1,5
Вкусоароматическая добавка
1
1
1
1
Силикат кальция
10
10
10
10
Глицерин
0
54,29
64,29
59,24
Вода
26,085
5
5
5
Силикат натрия
0,8
0
0
0
Осажденный карбонат кальция
35,0
0
0
0
Бикарбонат натрия
0,3
0
0
0
Сорбит
23,0
0
0
0
Образование гидроксиапатита
-1
-1
Образец силиката кальция с размером частиц менее 5 микрон погружали в находящийся в стакане PBS, содержащий кальций и фосфат, на 7 дней при непрерывном перемешивании. Через 7 дней раствор фильтровали и определяли содержание твердых веществ, используя FTIR спектрометр (инфракрасный спектрометр с преобразованием Фурье) Perkin-Elmer. В спектрах силиката кальция, зарегистрированных для образца (A) и контрольного образца (силиката кальция в деионизированной воде) (B), находившегося в тех же условиях, что и образец силиката кальция, были обнаружены пики при 561 см и 601 см, которые свидетельствуют об образовании гидроксиапатита образцом силиката кальция. На основании предыдущих экспериментов было установлено, что образование гидроксиапатита в присутствии силиката кальция сопоставимо с аналогичным процессом, наблюдавшимся для биоактивного стекла через семь дней.
Пример 2
Проводили in vitro исследование гидравлической проводимости для нескольких различных композиций. Результаты показаны ниже. Сегменты человеческого дентина вырезали из удаленных молярных зубов, очищенных от пульпарной ткани, и закрепляли на акриловых блоках, подвергали травлению и присоединяли к аппарату Flodec для измерения расхода потока жидкости (гидравлической проводимости) через дентин.
Обработки 1 и 2 проводили с помощью мягкой зубной щетки в течение 1 минуты. После каждой из двух обработок образцы промывали деионизированной (DI) водой, соединяли с аппаратом Flodec и измеряли проводимость. Блоки промывали еще раз и инкубировали в фосфатно-солевом буферном растворе (PBS) в течение по меньшей мере 2 часов, после чего проводили следующую обработку. Измеряли гидравлическую проводимость (давление воды 70 см) и выражали в виде процента проводимости от исходного значения для каждого сегмента непосредственно после травления. После всех обработок и измерений сегменты инкубировали в PBS в течение ночи, после чего повторно измеряли проводимость. Сегменты в течение одной минуты обрабатывали 6%-ной лимонной кислотой и вновь измеряли проводимость. Данные таблицы 2 указывают на значительно большее уменьшение проницаемости дентина для состава III по сравнению с обоими стандартными составами для ухода за полостью рта, а также по сравнению с имеющимся на рынке составом для ослабления гиперчувствительности, содержащим ацетат стронция.
Таблица 2
Поток жидкости через дентин в % относительно контрольного значения после травления
Состав
Обработка 1
Обработка 2
После ночи
6%-ная лимонная кислота
Sensodyne Rapid
73,36 (13,81)
55,66 (10,47)
59,91 (10,82)
80,58 (13,44)
Crest Cavity
69,74 (10,56)
73,18 (5,92)
68,26 (8,99)
81,81 (13,87)
Состав CaSi
47,57 (11,55)
30,19 (1,12)
41,66 (5,36)
48,84 (3,54)
AC43 + Gantrez
21,37 (4,73)
19,21 (6,31)
22,97 (6,04)
24,99 (6,79)
В таблице 3 приведены свойства трех образцов силиката кальция с различными значениями параметров d50, d10 и d90. Распределение размеров частиц обычно измеряют с помощью лазерного дифракционного спектрометра и описывают с помощью значений d10, d50 и d90. Значение d50 относится к среднему размеру частиц и означает, что 50% всей совокупности частиц имеют размер, меньший или равный величине d50. Аналогично, 10% всей совокупности частиц имеют диаметр, меньший или равный величине d10, и 90% всей совокупности частиц имеют диаметр, меньший или равный величине d90. Другим путем описания распределения размера частиц является совокупная объемная процентная доля частиц (CVP), имеющих диаметр, равный или меньший заданного. Показателем, который лучше всего описывает как распределение размера частиц, так и влияние размера частиц на продукт по настоящему изобретению, является CVP частиц, равных или меньших 3,95 микрон (CVP 3,95). Было установлено, что образец 3 силиката кальция проявляет эффективность, тогда как другие образцы силиката кальция являются неэффективными.
Таблица 3
Силикат кальция
Эффективность
d50
d10
d90
CVP 3,95
1
Нет
8,23
1,45
19,37
27,88
2
Нет
5,85
3,07
10,53
21,78
3
Да
3,27
1,72
6,9
64,42
Таким образом, композиция по настоящему изобретению как закупоривает дентинные канальцы, так и демонстрирует биологическую активность, как показывает образование гидроксиапатита. Кроме того, частицы силиката кальция, применяемые в водных составах для ухода за полостью рта по настоящему изобретению, будут обеспечивать присутствие реакционно-способной поверхности для образования центров кристаллизации находящихся в слюне ионов кальция и фосфат-ионов.