專利名稱：用于口腔組合物的泵送系統(tǒng)的制作方法
一種在集成口腔處理系統(tǒng)中與口腔組合物一起使用的泵送系統(tǒng)。
近來，電動牙刷已經(jīng)在消費者和牙科醫(yī)生中變得非常普及。這些設備被認為比傳統(tǒng)的手動刷牙對口腔表面提供更好的清潔和按摩。但是，電動牙刷仍然需要在使用前將潔牙劑分配到牙刷毛上。開始刷牙迅速地導致牙刷毛上潔牙劑濃度的減少，并可能導致在清潔牙齒表面上比預期效果差。
結(jié)果，期望有一種口腔處理系統(tǒng)，其包括在刷牙期間自動地或者任意地通過刷毛頭分配到牙刷毛上的口腔組合物。這樣的想法并不新奇。例如，美國3,217,720公開了一種具有液體潔牙劑容器的牙刷。美國5,909,977公開了一種潔牙劑分配牙刷，其使用了用于存儲潔牙劑材料的可填充存儲筒和將潔牙劑材料泵送到牙刷頭的可壓縮彈性按鈕。此想法的進一步發(fā)展包括使用潔牙劑從其中流過的中空牙刷毛，如美國5,309,590中所公開。
但是，這種類型的集成對于集成口腔組合物的流變分布圖產(chǎn)生新的問題?？谇唤M合物優(yōu)選地通過某些形式的管道從儲存存儲器泵送到應用位置。在牙刷中，牙刷頸部需要小于某個最大直徑并且大于某個最小長度以允許其在嘴里被舒服地使用。對頸部尺寸的此限制必定限制了其中用來將組合物從存儲器傳送到牙刷頭的管道的最大橫截面積和最小長度。對管道橫截面積的此限制導致當口腔組合物被泵送過管道時表現(xiàn)出高的剪切速率，由此增大傳送口腔組合物所需的壓力。此外，牙刷必定具有有限的泵送壓力，由于電動泵送系統(tǒng)的動力需求，或者由于可以由消費者在手動操作的泵上可以方便地作用的最大力量。因此，組合物必須具有特定的流變分布圖以允許其在最小化泵送系統(tǒng)的壓力需求的同時被泵送過給定管道。
此外，可用的口腔組合物未被優(yōu)化來與口腔處理系統(tǒng)一起使用，并且可能導致由消費者施加過小或者過大的牙刷頭壓力到口腔組織上來清潔牙齒。對刷毛頭施加過小或過大的壓力可能導致口腔處理系統(tǒng)的清潔效率減小。
所以，期望提供在口腔處理系統(tǒng)中使用的組合物，其可以容易地泵送過給定直徑和長度的管道。此外，還期望提供一種包括潔牙劑組合物的口腔處理系統(tǒng)，該潔牙劑組合物具有使得該組合物能夠被容易泵送并且還允許其在被分配時保持在牙刷毛內(nèi)的流變屬性。此外，期望提供一種套件，包含在口腔處理系統(tǒng)中使用口腔組合物所需的裝置。
此外，期望提供被優(yōu)化以在口腔處理系統(tǒng)中使用的口腔組合物，其使得在嘴里被使用時能夠由消費者操縱口腔處理系統(tǒng)和在口腔處理系統(tǒng)上施壓。
此外，期望提供一種泵送系統(tǒng)，包括泵和選擇的橫截面積、構(gòu)造和長度的管道，其可以容易地泵送口腔組合物，該口腔組合物在被分配時保持在牙刷毛內(nèi)。
通過考慮以下發(fā)明內(nèi)容、詳細描述和示例，本發(fā)明的這些和其他目的將變得顯而易見。
所以，本發(fā)明在一個方面是一種泵送用于處理口腔的口腔組合物的泵送系統(tǒng)，其包括從口腔處理系統(tǒng)的存儲器向該系統(tǒng)的出口移動對處理口腔有用的具有選定粘度的口腔組合物的泵送系統(tǒng)，該泵送系統(tǒng)包括泵和流體通路，用于口腔組合物到達出口，其中該泵如此表征且該通路具有0.25mm2-16mm2范圍內(nèi)的內(nèi)橫截面積(A)和100mm-200mm范圍內(nèi)的長度(y)，并且另外如此表征為沿其長度的這樣的橫截面形狀和橫截面均勻性使得在剪切速率1s-1下最小粘度為10Pa.s和在剪切速率γ(單位為s-1)下最大粘度不大于η(單位為Pa.s)，其由如下等式限定η=250A24y]]>和γ=2500A3/2]]>的口腔組合物能夠以流率至少0.1ml/s由泵移動到該出口。
在另一個方面，本發(fā)明是一種用于處理口腔的系統(tǒng)，其包括適用于處理口腔的口腔組合物；用于口腔組合物的存儲器；和從該存儲器向該處理系統(tǒng)的出口移動該口腔組合物的泵送系統(tǒng)，該泵送系統(tǒng)包括泵構(gòu)件和流體通路管，用于口腔組合物到達出口，其中該泵如此表征且該流體通路管具有0.25mm2-16mm2范圍內(nèi)的內(nèi)橫截面積(A)和100mm-200mm范圍內(nèi)的長度(y)，并且另外如此表征為相對于在剪切速率1s-1下最小粘度為10Pa.s和在剪切速率γ(單位為s-1)下最大粘度不大于η(單位為Pa.s)，其由如下等式限定
η=250A24y]]>和γ=2500A3/2]]>的口腔組合物的沿其長度的這樣的橫截面形狀和橫截面構(gòu)造均勻性，使得所述組合物能夠以流率至少0.1ml/s由泵移動到該出口。
本發(fā)明的又一方面是一種處理口腔的方法，包括以下步驟從存儲器向口腔處理系統(tǒng)的出口用泵送系統(tǒng)移動適用于處理口腔的口腔組合物，該口腔處理系統(tǒng)包括牙刷，所述牙刷具有適用于插入口腔中的帶有出口的刷頭，該泵送系統(tǒng)包括泵和流體通路，用于口腔處理組合物到達出口，其中該泵如此表征且該流體通路管具有0.25mm2-16mm2的范圍內(nèi)的內(nèi)橫截面直徑(A)和100mm-200mm范圍內(nèi)的長度(y)，并且另外如此表征為這樣的橫截面形狀和沿著長度的橫截面構(gòu)造均勻性，使得該口腔組合物以流率至少0.1ml/s被移動到該出口，其中該口腔組合物在剪切速率1s-1下最小粘度為10Pa.s和在剪切速率γ(單位為s-1)下最大粘度不大于η(單位為Pa.s)，其由如下等式限定η=250A24y]]>和γ=2500A3/2.]]>如未另外指明，此處和所附權(quán)利要求書中涉及的所有部分、百分比和比例均是按整個口腔組合物的重量。如未另外指明，所有測量是對整個口腔組合物在25℃下進行。此處所用的粘度是使用具有2cm直徑平行板測量系統(tǒng)和500微米板間距的Carrimed CSL2100流變儀測量的。


圖1示出了包括本發(fā)明泵送系統(tǒng)的牙刷。
首先，參照圖1，本發(fā)明的系統(tǒng)在一般標示為10的動力牙刷中有用。動力牙刷包括殼體12和一般標示為14的牙刷頭，牙刷頭具有從其延伸出的牙刷毛區(qū)域16。在殼體12內(nèi)包含的是存儲器18，其容納在口腔處理中有用的口腔組合物20。泵22經(jīng)由流體通路管26將存儲器18連接到牙刷頭14中的出口24以輸出口腔組合物。上述結(jié)構(gòu)在以下段落中更詳細地描述。
本發(fā)明的口腔組合物適合于在這樣的口腔處理系統(tǒng)中使用，其中口腔組合物容納在存儲器內(nèi)并且經(jīng)由管從存儲器泵送到出口。它們具有對通過較低力泵送裝置經(jīng)由給定直徑和長度的管的傳送進行優(yōu)化的粘度。所需泵送力不足夠大的較低力裝置對于電動泵要求高動力輸入，或者要求用戶的手指在泵的致動器上施加高的力。傳送口腔組合物的較低力是指驅(qū)動泵以獲得指示傳送速率所需的低于100N的力。
此處所用的口腔組合物使得口腔組合物能夠以至少0.1ml/s，優(yōu)選為0.2ml/s的流率傳送通過所限定管橫截面積和長度。這對允許口腔組合物從存儲器快速有效地傳送到涂敷器頭上是有利的。此處所用的口腔組合物可以是牛頓(Newtonian)組合物或剪切稀化組合物，優(yōu)選為剪切稀化組合物，使得當剪切速率增大并且由此剪切應力增大時，口腔組合物的粘度逐漸降低。此處口腔組合物在口腔處理系統(tǒng)中的使用允許口腔組合物有效傳送到涂敷器并允許其保持在涂敷器內(nèi)，而不要求多次涂敷或者負面影響產(chǎn)品的美觀。
口腔處理系統(tǒng)牙刷本發(fā)明的口腔組合物適合于在多種口腔處理系統(tǒng)中使用，例如集成式牙刷和電動牙刷。在WO 02/064056A1和US 6,402,410B1中公開了示例性口腔處理系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)包括存儲器、涂敷器和將口腔組合物從存儲器傳送到涂敷器的裝置。優(yōu)選地，口腔處理系統(tǒng)是適合于用一只手使用的手持便攜設備?？谇惶幚硐到y(tǒng)優(yōu)選地包括可以舒適地抓握在用戶手中的整體殼體，該殼體優(yōu)選地包括存儲器和傳送口腔組合物的裝置。
存儲器本發(fā)明的系統(tǒng)包括存儲口腔組合物的存儲器。存儲器可以固定地或可拆卸地接附到處理系統(tǒng)。優(yōu)選地，存儲器可從殼體拆卸替換，例如以允許存儲器進行再填充并重新插入，或者為了通過可以包括更大量口腔組合物的基本類似結(jié)構(gòu)的一個存儲器來替換該存儲器。在本發(fā)明中可以使用任何適當?shù)拇鎯ζ鳌斃斫獾?，所使用的存儲器可以完全或者部分處于處理系統(tǒng)殼體內(nèi)部，或者完全或部分處于殼體內(nèi)部。
適當存儲器的非限制性示例包括通常帶剛性壁的正排量式存儲器，例如存儲筒，并且還包括通常帶軟壁的泵排空式存儲器，例如袋、囊和泡。優(yōu)選地，存儲器是帶軟壁的泵排空式，更優(yōu)選地是袋。存儲器可以用本領域技術(shù)人員已知的對應用適當?shù)牟牧现瞥?。例如，正排量式存儲器可以用金屬、剛性塑料和其他合適的硬材料制成。帶軟壁泵排空的存儲器優(yōu)選地用軟的柔韌塑料，例如PET、PE、金屬化PE、層疊的鋁和本領域技術(shù)人員已知的其他適當材料制成。優(yōu)選地，存儲器限定出從5ml至25ml的內(nèi)部容積。
在一個實施例中，存儲器包括用于接附到泵的裝置。這例如當替換存儲器被接附到口腔處理系統(tǒng)時對允許存儲器被接附到泵是理想的。在另一個實施例中，存儲器可以包括泵送裝置和用于接附到傳送管的裝置。這對允許作為單個單元同時替換存儲器和泵是有利的。用于將存儲器接附到泵的裝置的適當示例包括咬合鎖定裝配件、墊圈密封件、卡口和螺紋裝配件。
在本發(fā)明的另一個實施例中，可以規(guī)定從系統(tǒng)殼體外部的單獨再填充存儲筒對存儲器原地再填充，該單獨再填充存儲筒與系統(tǒng)一起或者作為單獨項提供。這在處理期間消耗的組合物量較大并且每次存儲器耗空后都扔掉內(nèi)部存儲器很費錢或者浪費的情況下可能是有利的。外部再填充存儲筒可以形成基座的一部分，該基座額外進行提供處理系統(tǒng)殼體保持器的功能。在處理系統(tǒng)包括電動裝置的情況下，基座可以額外地包括對處理系統(tǒng)內(nèi)可再充電電池進行再充電的再充電裝置。泵和管道本發(fā)明的口腔處理系統(tǒng)包括用于將口腔組合物從存儲器傳送到涂敷器的裝置。用于傳送口腔組合物的裝置可以包括泵和/或管道。優(yōu)選地，口腔處理系統(tǒng)包括提供機械壓力以將口腔組合物從存儲器傳送到涂敷器的泵。泵可以包括電控泵，或者例如放置在存儲器上方或者與從泵導向存儲器的管串聯(lián)的彈性按鈕操作機械泵。優(yōu)選地，泵包括正排量泵。正排量泵(例如參見Chemical Engineering，第6卷，Design，第155頁，R.K.Sinnott，Permagon Press，1983)覆蓋了多種不同設計的泵，其中當泵未被驅(qū)動時材料不能回流通過泵。適于在諸如本系統(tǒng)的設備中使用的具體正排量泵設計包括蠕動泵、活塞及膜片泵。
此處的膜片泵典型地包括其中包含泵室(可以填充將被泵送的產(chǎn)品的空隙)的泵體、包括形成泵室的表面的彈性體膜的泵致動器、入口閥和出口閥。泵致動器可以額外地包括彈簧以幫助其在按壓之后返回到最大泵室容積。泵體還包括具有連接到入口閥的通道的入口噴嘴和具有連接到出口閥的通道的出口噴嘴。入口閥位于入口噴嘴和泵室之間，并且當泵內(nèi)側(cè)的壓力低于閥的入口側(cè)上的壓力時打開，并且當泵內(nèi)壓力高于閥的入口側(cè)上的壓力時關(guān)閉。入口閥典型地包括具有在室中減小的壓力消除時彈力關(guān)閉的能力的彈性材料；適當?shù)牟牧鲜荘ET。出口閥位于泵室和出口噴嘴之間，并且當泵內(nèi)側(cè)的壓力高于閥的出口側(cè)上的壓力時打開，并且當泵內(nèi)壓力低于閥的出口側(cè)上的壓力時關(guān)閉。出口閥典型地具有與入口閥類似的屬性。閥可以安裝到閥殼體上以支撐其結(jié)構(gòu)并且確保它們可以僅在一個方向上打開。
當被按壓時致動器使得泵殼體的容積減小，泵殼體中的壓力增大，并且產(chǎn)品通過出口閥被排出。致動器帶彈簧以允許在被釋放時返回到最大容積。當致動器被釋放時，泵殼體的容積增大，導致殼體中的壓力減小并且產(chǎn)品通過入口閥被吸入到泵殼體中。致動器典型地包括熱塑彈性體，例如TPE(聚醚酯)。
在另一個實施例中，泵可以包括活塞。諸如注射器的活塞消除了泵被產(chǎn)品再填充的需要。此處優(yōu)選的是膜片泵。
此處口腔處理系統(tǒng)包括將口腔組合物從存儲器經(jīng)由泵傳送到涂敷器的裝置。適當?shù)膫魉脱b置包括管。管的非限制性示例包括硅酮管道、模制塑料通道和塑料管道。優(yōu)選地，管具有足夠小的內(nèi)橫截面積以允許其被容納在涂敷器的頸部內(nèi)而不會增大涂敷器頸部自身的直徑。管內(nèi)表面垂直于縱軸線的內(nèi)橫截面可以限定為任何封閉的形狀，例如圓形、橢圓形或者諸如正方形或長方形的多邊形。
在一個實施例中，管具有足夠小的內(nèi)橫截面積以與進行涂敷器頭機動化操縱的驅(qū)動軸一起容納在涂敷器的頸部內(nèi)，涂敷器的頸部足夠窄以保持涂敷器的人體工程性。管的內(nèi)橫截面積優(yōu)選地從0.0025mm2至25mm2。更優(yōu)選地，管的內(nèi)橫截面積從0.01mm2至20.25mm2，進一步優(yōu)選地從0.25mm2至16mm2。進一步優(yōu)選地，管的內(nèi)橫截面積從0.5mm2至10mm2。
此外，管需要一定長度使得存儲器和泵可以定位在離涂敷器頭一定距離處，因此泵可以通過握持口腔處理系統(tǒng)的手容易地致動。優(yōu)選地，管道具有從10mm至300mm的長度，更優(yōu)選地從50mm至250mm，進一步優(yōu)選地從100mm至200mm。仍進一步優(yōu)選地，管道長度為從120mm至180mm。
此外，此處所用的管具有至少1∶1mm-1的長度對內(nèi)橫截面積(y∶A)比，優(yōu)選地至少2∶1mm-1。在管道具有多個不同內(nèi)橫截面積的情況下，用于確定上述比所容許的最小長度的內(nèi)橫截面積為管的最小內(nèi)橫截面積。在管在口腔組合物的流動下擴展的情況下，用于根據(jù)上述比確定最小長度的內(nèi)橫截面積為由管的最大擴展所限定的面積。
涂敷器本發(fā)明的口腔處理系統(tǒng)包括用于將口腔組合物涂敷到口腔的涂敷器。涂敷器可以固定地或者可釋放地裝附到口腔處理系統(tǒng)的殼體。優(yōu)選地，涂敷器可釋放地接附到殼體。這對于允許用一個基本類似地結(jié)構(gòu)替換涂敷器而無需替換整個口腔處理系統(tǒng)是有利的。涂敷器可以是適合于將此處的口腔組合物涂敷到牙齒或口腔軟組織的任何設備，并且可以包括從接附裝置延伸出并在頭部終止的頸部，該頭部包括可以是刷子或海綿的涂敷表面。優(yōu)選地，涂敷器頭包括刷子。典型地，頸部具有從20mm至100mm的長度和從5mm至115mm的直徑。
除了管外，涂敷器還可以包括用于驅(qū)動機動化的涂敷器頭的裝置。此裝置的示例包括驅(qū)動軸或齒輪布置。
口腔組合物粘度本發(fā)明的口腔組合物是具有選擇粘度分布圖的流體組合物。在不希望受到理論的束縛的情況下，認為通過給定內(nèi)橫截面積和長度的管泵送口腔組合物所需要的壓力與在管尺寸限定的剪切速率下口腔組合物的粘度成正比。由于泵送壓力的限制，為了使得在采用電動泵的情況下能夠能量最小化或者為了防止對手動操作的泵的過大力需求，本發(fā)明的口腔組合物必須具有在25℃下在剪切速率γ(單位為s-1)下不大于η(單位為Pa.s)的粘度，其中η和γ由以下等式定義等式1η=250A24y]]>和γ=2500A3/2;]]>以及其中A和y分別是用于將口腔組合物從存儲器經(jīng)由泵傳送到涂敷器頭的管的內(nèi)橫截面積(mm2)和長度(mm)。在剪切速率γ下具有低于η的粘度的口腔組合物將適合于泵送通過以上述A和y限定的管。在管具有多個不同內(nèi)橫截面積的情況下，將按照管的整個長度(y)具有與管的最小內(nèi)橫截面積相等的內(nèi)橫截面積(A)的情況計算粘度。在管中容納的產(chǎn)品沿其長度泵送時管擴展的情況下，橫截面積將確定為在管的最大擴展下的面積。
以下的表1表示在本發(fā)明的口腔處理系統(tǒng)中使用的優(yōu)選管長度和內(nèi)橫截面積組合的示例，以及根據(jù)等式1在口腔處理系統(tǒng)中使用的口腔組合物的所需粘度限制。
表1
此外，本發(fā)明的口腔組合物具有在剪切速率20s-1下從0.001Pa.s至780Pa.s的粘度，優(yōu)選地從0.1Pa.s至500Pa.s，更優(yōu)選地從1Pa.s至100Pa.s。
此外，本發(fā)明的口腔組合物還要求在25℃下在剪切速率1s-1下至少10Pa.s的粘度。要求此剪切速率1s-1下的粘度來防止口腔組合物在被泵送過管時從涂敷器頭流掉。優(yōu)選地，此處所用的口腔組合物具有在25℃下在剪切速率1s-1下至少25Pa.s的粘度。
此外，優(yōu)選的是本發(fā)明的口腔組合物具有有限的滯后，使得一旦組合物的粘度已經(jīng)由剪切應力降低，例如泵過管，則組合物在高剪切應力已經(jīng)消除時快速返回其低的剪切粘度。
在泵送組合物的裝置包括直排泵的情況下，口腔組合物優(yōu)選地具有在25℃下在剪切速率γ(單位為s-1)下不大于η(單位為Pa.s)的粘度，其中η和γ由以下等式定義等式2η=10A2y]]>和γ=10,000A3/2]]>以下的表2表示在本發(fā)明的口腔處理系統(tǒng)中使用的優(yōu)選管長度和內(nèi)橫截面積組合的示例，以及根據(jù)等式2在口腔處理系統(tǒng)中與直排泵一起使用的口腔組合物的優(yōu)選粘度限制。
表2
更優(yōu)選的，在泵送組合物的裝置包括正排量泵的情況下，口腔組合物優(yōu)選地具有在25℃下在剪切速率γ(單位為s-1)下不大于η(單位為Pa.s)的粘度，其中η和γ由以下等式定義等式3η=6A2y]]>和γ=10,000A3/2]]>以下的表3表示在本發(fā)明的口腔處理系統(tǒng)中使用的優(yōu)選管長度和內(nèi)橫截面積組合的示例，以及根據(jù)等式3在口腔處理系統(tǒng)中與正排量泵一起使用的口腔組合物的優(yōu)選粘度限制。
表3
更優(yōu)選的，在泵送組合物的裝置包括膜片泵的情況下，口腔組合物優(yōu)選地具有在25℃下在剪切速率γ(單位為s-1)下不大于η(單位為Pa.s)的粘度，其中η和γ由以下等式定義等式4η=3A2y]]>和γ=10,000A3/2]]>以下的表4表示在本發(fā)明的口腔處理系統(tǒng)中使用的優(yōu)選管長度和內(nèi)橫截面積組合的示例，以及根據(jù)等式4在口腔處理系統(tǒng)中使用的口腔組合物的更優(yōu)選粘度限制。
表4
具有由上述等式所限定限制內(nèi)的粘度的口腔組合物可以良好的用在包括泵送口腔組合物的裝置的口腔處理系統(tǒng)，其中口腔組合物從存儲器具有管泵送到涂敷器。粘度比本申請中限定的那些粘度高的組合物過粘而不能有效地泵送通過限定直徑和長度的管。雖然這些組合物可以流過限定內(nèi)橫截面積和長度的管，但以有效傳送流率有效地傳送這些組合物所需要的力高于由電池操作泵所能有效地提供的力或者由消費者手動操縱泵致動器所能提供的力。
應當理解到，用于測量剪切應力和剪切速率的儀器(例如此處所用的Carrimed CSL2100流變儀)不能獲得由γ的等式表示的某些剪切速率。在這些情況下，口腔組合物在那些剪切速率下的粘度使用Herschel-Bulkley(赫謝爾-巴爾克萊)模型確定。在從0到450s-1的剪切速率范圍或者到可以施加到口腔組合物而其不會變得部分破裂的最大剪切速率，使用該范圍內(nèi)最少40個均勻分布的剪切速率，口腔組合物的剪切應力作為剪切速率的函數(shù)確定。數(shù)據(jù)通過擬合以下等式而建模τ＝τ0+kγn其中τ是剪切應力，τ0是屈服應力，γ是剪切速率，k是稠度(在1s-1下的粘度)并且n是剪切指數(shù)。一旦τ0、k和n的值被確定，則在預測口腔組合物在高剪切速率下粘度所要求的剪切速率下應用以下等式η＝(τ0×γ-1)+(kγn-1)此外，優(yōu)選的是在本發(fā)明中使用的口腔組合物具有這樣的粘度，使得當泵通過其致動已經(jīng)清除其中容納的口腔組合物時，口腔組合物到泵中的流率至少為0.2ml/s，其中泵返回力小于100N。這對允許泵在分配產(chǎn)品后有效地進行再填充是理想的。
此外，優(yōu)選的是本發(fā)明的口腔組合物在水中稀釋為16.67％的漿時具有在剪切速率1s-1下大于0.1Pa.s的粘度。這有利于提供這樣的口腔組合物，當其在口腔中稀釋時具有足夠高的粘度以能夠使其保持在口腔中而無需消費者對涂敷器進行過多操縱或者施加過大壓力。更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明進行使用的口腔組合物在水中稀釋為16.67％的漿時具有在剪切速率1s-1下大于0.2Pa.s的粘度，更優(yōu)選地具有在剪切速率1s-1下大于0.3Pa.s的粘度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有在剪切速率1s-1下大于0.1Pa.s的稀釋粘度的口腔組合物引起更大的消費者順應性和更好的清潔效率。認為這是消費者通過口腔處理系統(tǒng)施加更小的壓力到口腔組織上來保持嘴里的稀釋組合物的結(jié)果。所施加壓力的減小導致更好更有效的清潔動作，以及更小的對口腔組織的刺激。這兩個特征導致改善的消費者體驗并由此提高消費者順應性。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)口腔組合物的流變性受到增稠劑種類和水平的影響，以及可選成分的類型和水平的影響。本領域技術(shù)人員已知不同的增稠劑可以在不同水平下使用來提供在一個剪切速率下相似的粘度。但是，這些增稠系統(tǒng)在剪切速率的范圍上顯示出不同的粘度分布圖。一些系統(tǒng)，例如包括合成鋰蒙脫石粘土的那些系統(tǒng)顯示出觸變性能，但由于它們是高剪切稀化的，仍然符合需要。其他增稠劑沒有剪切稀化到足以使得它們能夠在這里使用。
為了維持口腔組合物的剪切稀化屬性，優(yōu)選的避免過度增大高剪切粘度的材料的高水平。這些材料的示例包括任何牛頓液體，例如甘油和氫化淀粉水解產(chǎn)物(也稱為氫化葡萄糖漿)。雖然作為濕潤劑和可選成分是符合要求的，但這些材料在以高水平被增加時可能改變組合物的稀化屬性，從而使其不適合于在此使用。大多數(shù)液體成分比它們通常替換掉的水稠。這包括其他濕潤劑，例如丙二醇和聚乙二醇(PEG)。如果用這些成分之一替換水，口腔組合物在高和低剪切速率兩者下都具有較高粘度。
此外，優(yōu)選的是避免高水平的固體微粒，例如磨料。這些材料減小口腔組合物中剪切稀化的量，使得它們不適合于經(jīng)由泵和管傳送。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包括高水平固體微粒的口腔組合物有時不能從存儲器抽入泵，導致泵變得被阻塞。
增稠劑適用于本發(fā)明的增稠劑包括有機和無機增稠劑，和其混合物。無機增稠劑包括鋰蒙脫石和衍生物、水合二氧化硅、三元和四元硅酸鎂衍生物、膨潤土和其混合物。優(yōu)選的無機增稠劑是鋰蒙脫石和衍生物、水合二氧化硅和其混合物。有機增稠劑包括黃原酸膠、角叉菜聚糖和衍生物、結(jié)冷膠(gellan gum)、羥丙基甲基纖維素、菌類植物膠和衍生物、支鏈淀粉(Pallulan)、鼠李糖膠、文萊膠、魔芋膠、凝膠多糖、卡波姆、藻酸銨、藻酸、藻酸鹽和衍生物、羥乙基纖維素和衍生物、羥基丙基纖維素和衍生物、磷酸淀粉衍生物、瓜爾膠和衍生物、淀粉和衍生物、馬來酸酸酐與烯烴的共聚物和衍生物、纖維素膠和衍生物、乙二醇/丙二醇共聚物、泊洛沙姆和衍生物、聚丙烯酸酯和衍生物、甲基纖維素和衍生物、乙基纖維素和衍生物、瓊脂和衍生物、阿拉伯樹膠和衍生物、果膠和衍生物、脫乙酰殼多糖和衍生物、樹脂質(zhì)聚乙二醇如PEG-XM(其中，x＞1)、刺梧桐樹膠、刺槐豆膠、納豆膠、乙烯基吡咯烷酮(pyrollidone)與烯烴的共聚物、黃蓍膠、聚丙烯酰胺、甲殼質(zhì)衍生物、明膠、β葡聚糖、糊精、葡聚糖、環(huán)糊精、甲基丙烯酸酯、微晶纖維素、聚季銨鹽、furcellaren膠、茄替膠、psyilium膠、櫨膠、羅望子膠、落松葉樹膠、他拉膠和其混合物。優(yōu)選的是黃原酸膠、角叉菜聚糖和衍生物、潔冷膠、羥丙基甲基纖維素、菌類植物膠和衍生物、支鏈淀粉、鼠李糖膠、文萊膠、魔芋膠、凝膠多糖、卡波姆、藻酸銨、藻酸、藻酸鹽和衍生物、羥乙基纖維素和衍生物、羥基丙基纖維素和衍生物、磷酸淀粉衍生物、瓜爾膠和衍生物、淀粉和衍生物、馬來酸酸酐與烯烴的共聚物和衍生物、纖維素膠和衍生物、乙二醇/丙二醇共聚物、泊洛沙姆和衍生物和其混合物。更優(yōu)選的是黃原酸膠、角叉菜聚糖和衍生物、潔冷膠、羥丙基甲基纖維素、菌類植物膠和衍生物、支鏈淀粉、鼠李糖膠、文萊膠、魔芋膠、凝膠多糖和其混合物。
增稠劑的量的范圍可以從大于0.5wt％直至4wt％，優(yōu)選大于0.5wt％直至3wt％，更優(yōu)選大于0.5wt％直至2wt％。
如上所述，包括膨潤土和鋰蒙脫石粘土如合成鋰皂石(lapenite)的組合物是高度剪切稀化的，因此用于本發(fā)明是期望的。然而，包括這種增稠劑的組合物顯示觸變性能。包括更優(yōu)選的多糖樹膠如黃原酸膠和角叉菜聚糖的組合物，未剪切稀化至如包括合成鋰皂石(laponite)或膨潤土的那些的相同程度，但在分配后顯示了更小的觸變性。
表面活性劑本發(fā)明的口腔組合物包括大于約0.1wt％的表面活性劑或表面活性劑混合物。此處所述的表面活性劑水平是以100％的活性為基礎的，即使如十二烷基硫酸鈉的普通原料可以供應作為較低活性的水溶液。
表面活性劑對口腔清潔是重要的，通過從表面清除污垢和產(chǎn)生泡沫而使被清除的污垢懸浮。適當?shù)谋砻婊钚詣┧绞钦麄€組合物的約0.1wt％-約15wt％，優(yōu)選約0.25wt％-約10w t％，更優(yōu)選約0.5wt％-約5wt％。此處所用的適當表面活性劑包括陰離子、兩性、非離子、兩性離子和陽離子表面活性劑，然而陰離子、兩性、非離子和兩性離子(和其混合物)是優(yōu)選的。
此處有用的陰離子表面活性劑包括在烷基中具有10-18個碳原子的烷基硫酸鹽和烷基醚硫酸鹽的水溶性鹽，和具有10-18個碳原子的脂肪酸的磺化單酸甘油酯的水溶性鹽。十二烷基硫酸鈉和椰油單酸甘油酯磺酸鈉(sodium coconut monoglyceride sulphonate)是這類陰離子表面活性劑的實例。十二烷基硫酸鈉是優(yōu)選的。在優(yōu)選實施例中，該口腔組合物包括至少約0.125％，優(yōu)選至少約0.5％，更優(yōu)選至少約2％的陰離子表面活性劑。
有用于本發(fā)明的合適的陽離子表面活性劑可以被廣泛地定義為具有一個包含約8-18個碳原子的長烷基鏈的脂族季銨化合物的衍生物，比如月桂基三甲基氯化銨；十六烷基氯化吡啶；苯扎氯銨；十六烷基三甲基溴化銨；二異丁基苯氧基乙基-二甲基芐基-氯化銨；椰油烷基三甲基亞硝酸銨；十六烷基氟化吡啶；等。某些陽離子表面活性劑還可以在此處所公開的組合物中用作殺菌劑。
可用于本發(fā)明組合物的合適的非離子型表面活性劑可被廣泛地定義為通過烯化氧基團(本質(zhì)上是親水的)與本質(zhì)上可以是脂族和/或芳香族的有機疏水化合物的縮合所產(chǎn)生的化合物。合適的非離子型表面活性劑的實例包括泊洛沙姆；脫水山梨糖醇衍生物，如脫水山梨糖醇二異硬脂酸酯；氫化蓖麻油的氧化乙烯縮合物，如PEG-30氫化蓖麻油；脂族醇或烷基酚的氧化乙烯縮合物；由氧化丙烯和乙二胺的反應產(chǎn)物與氧化乙烯的縮合所獲得的產(chǎn)物；長鏈叔胺氧化物；長鏈叔膦氧化物；長鏈二烷基亞砜和所述材料的混合物。這些材料可用于穩(wěn)定泡沫而無助于口腔組合物過度粘度的構(gòu)成。
兩性離子表面活性劑可被廣泛地描述為脂族季銨、鏻和锍(sulphonium)化合物的衍生物，其中脂族基團可以是直鏈或分枝的，并且其中脂族取代基中的一個包含約8-18個碳原子和一個包含陰離子水溶性基團，例如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。優(yōu)選的兩性離子表面活性劑包括公開在US-A-5,180,577中的甜菜堿表面活性劑。
液體載體材料本發(fā)明的口腔組合物包括大于約50％液體載體材料。通常存在水。用于制備商業(yè)上合適的口腔組合物的水應該優(yōu)選是去離子和無有機雜質(zhì)的。在此處，水通常占液體潔牙劑組合物的約10wt％-50wt％。優(yōu)選，該組合物包括至少約30％水，合適地約30％-約50％水。這些水的量包括所添加的游離水以及由其它材料如山梨糖醇和表面活性劑溶液所引入的水。
通常，該液體載體將進一步包括一種或多種濕潤劑。合適的濕潤劑包括甘油、山梨糖醇及其他食用多元醇，如低分子量聚乙二醇，其水平為約15％-約50％。為了提供泡沫性能和抗干燥性的最佳平衡，優(yōu)選地，總水與總濕潤劑的比值是約0.65∶1-1.5∶1，優(yōu)選約0.85∶1-1.3∶1。
乙醇也可存在于口腔組合物中。這些的量可以為0.5-5％，最佳1.5-3.5％，按重量計。乙醇可以是一種有用的溶劑并且還可以用來增強香料的效果，盡管在此后一方面中，僅僅通常使用低水平的。還可以使用非乙醇溶劑，如丙二醇。在此處，低分子量聚乙二醇也是有用的。
其他組分在此處，口腔組合物將一般地包括多種其他組分，如磨料、氟化物離子源、螯合劑、抗微生物劑、增稠劑、硅油及其他助劑如防腐劑和著色劑。
磨料本發(fā)明的口腔組合物可以包括一種牙齒磨料。磨料用來磨光牙齒和/或除去表面沉積物。預期在此處使用的磨料可以是任何不過分磨損牙質(zhì)的材料。合適的磨料包括不可溶磷酸鹽拋光劑，包括各種磷酸鈣，如，磷酸二鈣、磷酸三鈣、焦磷酸鈣、β-相焦磷酸鈣、二水磷酸二鈣、無水磷酸鈣、不可溶偏磷酸鈉等。還合適的是白堊型磨料，如碳酸鈣和碳酸鎂；二氧化硅，包括干凝膠、水凝膠、氣凝膠和沉淀物；氧化鋁和其水合物，如α三水合氧化鋁；鋁硅酸鹽，如鍛燒硅酸鋁和硅酸鋁、硅酸鎂和硅酸鋯，如三硅酸鎂；和熱固化聚合樹脂，如脲和甲醛的粒狀縮合產(chǎn)物，聚甲基丙烯酸甲酯；粉狀聚乙烯及其他，如公開在US-A-3,070,510(1962年12月25日)中。還可以使用磨料的混合物。磨料磨光材料通常具有約0.1-約30微米、優(yōu)選約1-15微米的平均粒度。
各種型式的二氧化硅牙齒磨料提供特別的牙齒清潔和磨光性能而不過度地磨損牙釉或牙質(zhì)。二氧化硅磨料可以是沉淀二氧化硅或二氧化硅凝膠，如二氧化硅干凝膠，描述于Pader等人的US-A-3,538,230，1970年3月2日授權(quán)；和DiGiulio的US-A-3,862,307，1975年6月21日授權(quán)，例如二氧化硅干凝膠，以商品名“Syloid”由W.R.Grace &ComPany，Davison Chemical Division銷售。合適的沉淀二氧化硅包括由INEOS所銷售的商品名為SorbosilAC43和AC33的那些。優(yōu)選的是二氧化硅具有30g/100g二氧化硅-100g/100g二氧化硅的吸油量。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有低吸油量水平的二氧化硅是較缺乏結(jié)構(gòu)化的，因此未產(chǎn)生與那些更高度結(jié)構(gòu)化并因而具有更高吸油量水平的二氧化硅程度相同的口腔組合物的粘度。如本文中所用的，吸油量是通過測量二氧化硅在25℃可以吸收亞麻子油的最大量而測量的。
合適的磨料水平為約0％-約20％，優(yōu)選小于10％。3％-5％的較低磨料水平是優(yōu)選的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)磨料水平高的口腔組合物不具有適用于本發(fā)明的流變性。無意束縛于理論，確信包含較高水平磨料而同時一經(jīng)分配就具有對于穩(wěn)定性而言的優(yōu)良的低剪切粘度的口腔組合物在更高的剪切速率下不充分稀化，從而提供優(yōu)良的泵再填充和流出特性。
氟化物離子源對于防齲保護來說，氟化物離子源將通常存在于口腔組合物中。氟化物源包括氟化鈉、氟化鉀、氟化鈣、氟化亞錫、單氟磷酸亞錫和單氟磷酸鈉。優(yōu)選的是氟化鈉。合適的水平提供可用的氟化物離子為25-2500ppm，以液體潔牙劑的重量計。
螯合劑另一個優(yōu)選的任選試劑是螯合劑，一種重要的抗牙垢劑。合適的螯合劑包括有機酸和其鹽，如酒石酸和其藥用可接受的鹽，檸檬酸和檸檬酸堿金屬鹽和其混合物。螯合劑能絡合存在于細菌的細胞壁中的鈣。螯合劑還可以通過從有助于使這種生物質(zhì)保持完整的鈣橋上去除鈣而使斑塊分裂。然而，有可能使用一種對過高的鈣具有親合力的螯合劑。這導致牙齒脫礦質(zhì)并且與本發(fā)明的目的和意圖相反。優(yōu)選的螯合劑具有約101-105的鈣結(jié)合常數(shù)來提供改進的清潔而減小斑塊和牙垢形成。適用于本發(fā)明的螯合劑的量是約0.1％-約2.5％，優(yōu)選約0.5％-約2.5％，更優(yōu)選約1.0％-約2.5％。酒石酸鹽螯合劑能被單獨使用，或者與其他任選的螯合劑結(jié)合使用。
另一類特別適于在本發(fā)明中用作螯合劑的試劑是可溶的多磷酸鹽、多膦酸鹽和焦磷酸鹽，其作為抗牙垢劑是有用的。用于本組合物的焦磷酸鹽可以是任何堿金屬焦磷酸鹽。對本組合物有用的有效量的焦磷酸鹽通常是充足的以提供至少1.0％焦磷酸離子，優(yōu)選約1.5％-約6％的這種離子。對焦磷酸鹽更詳細的描述見于Kirk & Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第二版，15卷，IntersciencePublishers(1968)。
此外有用的是可溶的多磷酸鹽，如三磷酸鈉和六偏磷酸鈉。其他的這類長鏈抗牙垢劑描述于WO98/22079中。在此處特別優(yōu)選使用的是包含約15-約25磷酸鹽單元的多磷酸鈉鹽。
另外，可能的另一類適用于本發(fā)明的螯合劑是陰離子聚合物聚羧酸酯。這樣的材料在本領域中眾所周知，以其游離酸或部分或優(yōu)選完全中和的水溶性的堿金屬(例如鉀和優(yōu)選鈉)鹽或銨鹽的形式使用。另外的聚合物聚羧酸酯公開在US-A-4,138,477(Gaffar)和US-A-4,183,914(Gaffar等人)中，并且包括馬來酸酐與苯乙烯、異丁烯或乙基乙烯基醚的共聚物、聚丙烯酸、聚衣康酸和聚馬來酸，和Mw低達1,000的磺酰丙烯酸(solphoacrylic)低聚物，如可獲得的Uniroyal ND-2。
抗微生物此外在本發(fā)明組合物中有用的內(nèi)含物是抗微生物劑。很多種抗微生物劑能被使用，包括亞錫鹽，如焦磷酸亞錫和葡糖酸亞錫；鋅鹽，如乳酸鋅和檸檬酸鋅；銅鹽，如二氨基乙酸銅；季銨鹽，如十六烷基氯化吡啶和十四烷基乙基氯化吡啶；雙縮二胍鹽；和非電離的抗微生物劑，如三氯生。某些香料油類，如百里酚，也可具有抗微生物活性。這種試劑公開在美國專利2,946,725(1960年7月26日，Norris等人)和美國專利4,051,234(1977年9月27日，Gieske等人)中。此外有用的是亞氯酸鈉，描述于WO99/43290中，在本文中引入作為參考。
如果抗微生物劑存在，其水平一般為約0.01％-約10％。優(yōu)選保持亞錫和陽離子抗微生物劑的水平小于5％，優(yōu)選小于1％以避免污染問題。
優(yōu)選的抗微生物劑是非陽離子抗微生物劑，如描述于US 5,037,637中的那些。特別優(yōu)選的抗微生物劑是2′，4，4′-三氯-2-羥基-二苯醚(三氯生)。
硅油在該組合物中的可選成分是一種硅油。硅油可以用作斑塊隔離物，如公開在WO96/19191中的，在本文中引入作為參考。合適類型的硅油包括但不局限于二甲聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇、聚二甲基硅氧烷共聚醇和氨基-烷基聚硅氧烷，優(yōu)選的硅油選自聚二甲基硅氧烷共聚醇和氨基-烷基聚硅氧烷，更優(yōu)選聚二甲基硅氧烷共聚醇。硅油的水平通常為約0.1wt％-約15wt％，優(yōu)選約0.5wt％-約5wt％，更優(yōu)選約0.5wt％-約3wt％。
其他助劑甜味劑，如糖精鈉、環(huán)氨酸鈉、丁磺氨鉀、天冬甜素、蔗糖等，其水平可以為約0.1-5wt％。也可加入其它添加劑，包括香料、防腐劑、遮光劑和著色劑。典型的著色劑是D&C黃10、FD&C藍1、FD&C紅40、D&C紅33和其組合。著色劑的水平范圍可以是0.0001- 0.1％。
示例以下示例將更充分地舉例說明本發(fā)明的實施例，口腔組合物
表(續(xù))
上述示例的口腔組合物被結(jié)合進口腔處理系統(tǒng)，所述口腔處理系統(tǒng)包括存儲器、泵和管和涂敷器。該口腔組合物包裝在抽真空的可折疊的袋中，該袋由熱密封的鋁塑料層壓板制成。該袋通過咬合鎖定連接器接附到具有容積為0.3ml的膜室的膜片泵的入口噴嘴。泵的出口噴嘴連接到圓截面的硅膠管，其內(nèi)橫截面積為3.14mm2并且長度為120mm。硅膠管遠離泵的端由刷涂敷器頭中的硅氧烷縫式單向閥終結(jié)。當泵致動器手動操作時，上述示例的口腔組合物以大約0.3ml/s的流率被分配。上述組合物有效和高效率地被分配，而不需要使用者過度施加力。一旦分配，該口腔用品迅速獲得在1s-1下可接受的粘度。
權(quán)利要求
1.一種泵送用于處理口腔的口腔組合物的泵送系統(tǒng)，其包括從口腔處理系統(tǒng)的存儲器向該系統(tǒng)的出口移動對處理口腔有用的具有選定粘度的口腔組合物的泵送系統(tǒng)，該泵送系統(tǒng)包括泵和流體通路，用于口腔組合物到達出口，其中該泵如此表征且該通路具有0.25mm2-16mm2范圍內(nèi)的內(nèi)橫截面積(A)和100mm-200mm范圍內(nèi)的長度(y)，并且另外如此表征為沿其長度的這樣的橫截面形狀和橫截面均勻性使得在剪切速率1s-1下最小粘度為10Pa.s和在剪切速率γ(單位為s-1)下最大粘度不大于η(單位為Pa.s)，其由如下等式限定η=250A24y]]>和γ=2500A3/2]]>的口腔組合物以流率至少0.1ml/s由泵移動到該出口。
2.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其中所述流率優(yōu)選為大約0.2ml/s。
3.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其中該流體通路是柔性管道，并且該管道的內(nèi)橫截面積在0.5mm2-10mm2的范圍內(nèi)而該管道的長度是120mm-180mm。
4.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其中該泵是正排量泵。
5.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其中該口腔處理系統(tǒng)包括手持牙刷，其包括可由用戶手抓握的殼體，其中該殼體包含存儲器。
6.如權(quán)利要求5所述的泵送系統(tǒng)，其中該牙刷是電動牙刷。
7.如權(quán)利要求4所述的泵送系統(tǒng)，其中該正排量泵是膜片泵。
8.如權(quán)利要求1所述的泵送系統(tǒng)，其中該存儲器的內(nèi)容積為5ml-25ml。
9.如權(quán)利要求3所述的泵送系統(tǒng)，其中該管道的長度與內(nèi)橫截面積比為至少1∶1ml-1。
10.一種用于處理口腔的系統(tǒng)，其包括適用于處理口腔的口腔組合物；用于口腔組合物的存儲器；和從該存儲器向該處理系統(tǒng)的出口移動該口腔組合物的泵送系統(tǒng)，該泵送系統(tǒng)包括泵構(gòu)件和流體通路管，用于口腔組合物到達出口，其中該泵如此表征且該流體通路管具有0.25mm2-16mm2范圍內(nèi)的橫截面積(A)和100mm-200mm范圍內(nèi)的長度(y)，并且另外如此表征為相對于在剪切速率1s-1下最小粘度為10Pa.s和在剪切速率γ(單位為s-1)下粘度不大于η(單位為Pa.s)，其由如下等式限定η=250A24y]]>和γ=2500A3/2]]>的口腔組合物的沿其長度的選定的橫截面形狀和橫截面構(gòu)造均勻性，使得所述組合物能夠以流率至少0.1ml/s由泵移動到該出口。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中該流體通路管的內(nèi)橫截面積在0.5mm2-10mm2的范圍內(nèi)并且長度在120mm-180mm的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中該存儲器的內(nèi)容積為5ml-25ml。
13.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中該流率優(yōu)選為0.2ml/s。
14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中該口腔處理系統(tǒng)包括手持牙刷，其可抓握在用戶手中，其中該殼體包含存儲器并且出口在牙刷的牙刷毛部分內(nèi)。
15.一種處理口腔的方法，其包括以下步驟從存儲器向口腔處理系統(tǒng)的出口用泵送系統(tǒng)移動適用于處理口腔的口腔組合物，該口腔處理系統(tǒng)包括牙刷，所述牙刷具有適用于插入口腔中的帶有出口的刷頭，該泵送系統(tǒng)包括泵和流體通路管，用于口腔處理組合物，其中該泵如此表征且該流體通路管具有0.25mm2-16mm2的范圍內(nèi)的內(nèi)橫截面直徑(A)和100mm-200mm范圍內(nèi)的長度(y)，并且另外如此表征為橫截面形狀和橫截面構(gòu)造均勻性，使得該口腔組合物以流率至少0.1ml/s被移動到該出口，其中該口腔組合物在剪切速率1s-1下最小粘度為10Pa.s和在剪切速率γ(單位為s-1)下最大粘度不大于η(單位為Pa.s)，其由如下等式限定η=250A24y]]>和γ=2500A3/2.]]>
16.如權(quán)利要求15所述的處理方法，其中所述流率大約為0.2ml/s。
17.如權(quán)利要求15所述的處理方法，其中該存儲器的內(nèi)容積為5ml-25ml。
18.如權(quán)利要求15所述的處理方法，其中該流體通路的橫截面積在5mm2-10mm2的范圍內(nèi)并且長度在120mm-180mm的范圍內(nèi)。
全文摘要
對口腔處理有用的具有選定流變性的口腔組合物的泵送系統(tǒng)。該泵送系統(tǒng)具有限定的流變特性以將這種口腔組合物以給定流率從存儲器移動到該系統(tǒng)的出口。
文檔編號A61K8/00GK1889899SQ200480036684
公開日2007年1月3日 申請日期2004年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月11日
發(fā)明者P·格魯伯, C·米庫拉, C·溫克勒 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司