專利名稱：氟化牙齒用雙組成部分牙膏組合物的制作方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及牙膏組合物，其中含有酸化的氟化合物作為有效的防齲劑，并更特別涉及用于氟化牙齒的、酸化的磷酸鹽氟化物雙組成部分牙膏組合物。
2、現(xiàn)有技術(shù)在牙膏中含氟化合物作為抗齲劑是由來已久的，人們已認(rèn)識到這些化合物能有效降低齲齒的發(fā)生率。確實最有效的含氟化合物是氟化鈉、單氟磷酸鈉和氟化亞錫。這些含氟化合物主要是由于氟離子的存在而起作用，這些氟離子改善牙釉對酸的抵抗力，并在脫鈣作用僅僅是輕微時，在其早期加速齲化牙齒的再礦化(即再鈣化)。人們相信對牙釉質(zhì)的抗酸性的改善作用是由于氟離子摻入牙釉質(zhì)的主要組分羥基磷灰石的晶格中，或者換言之，氟離子部分氟化羥基磷灰石并同時修復(fù)晶格的不規(guī)則性。
在為牙釉質(zhì)提供抗酸性中氟化物處理的作用依賴于能夠沉積在所處理牙釉質(zhì)上的氟離子的量。另外，用磷酸鹽緩沖的NaF，氟以CaF2形式摻入牙釉質(zhì)，對于此摻入來說，增加牙釉質(zhì)溶解度的較低pH水平是有利的。Prencipe等，《膠體和表面化學(xué)(Colloid & SurfaceChemistry)》，第4版，Chemical Congress of America，NY(1991年8月25-30日)。因此，需要配制酸化的磷酸鹽氟化物牙膏以提高氟沉積在牙釉質(zhì)的表面上并進(jìn)入牙釉質(zhì)。
酸化的磷酸鹽氟化物公開于美國專利4080440和5603992，其以雙組成部分牙膏的形式使用，由兩個獨立的隔室組成，第一個為含酸性組分的氟化物鹽如NaF，第二個為獨立隔室為含陽離子鈣離子的組分，它們形成牙齒再礦化用雙組成部分牙膏。雖然這兩個獨立分裝組分的制劑避免了保存期中第一個組成部分和第二個組成部分之間的任何反應(yīng)，但是當(dāng)施用于牙齒時，氟化物鹽將開始于鈣陽離子反應(yīng)，降低了氟化物氟化牙齒的利用度。此外，在保存期間，第一個組成部分內(nèi)，在酸、氟化鈉和其中的硅石磨料之間會發(fā)生反應(yīng)，降低了氟離子的生物利用度。一般用于牙膏中的無定形硅石磨料組分，是可以提供的最具化學(xué)惰性的磨料，但是，二氧化硅的帶負(fù)電荷的氧原子在酸性環(huán)境中被質(zhì)子化，且所得羥基(OH)部分與從氟化鈉中釋放的氟離子鍵合。發(fā)生在酸化的磷酸鹽氟化物硅石磨料系統(tǒng)中的氟-OH鍵，公開于現(xiàn)有技術(shù)專利4080440和5603922中，其中施用時存在于牙膏中的氟離子對牙釉質(zhì)進(jìn)行氟化的利用度顯著降低。在有效氟離子中此降低的幅度在下文中指出。
因此，顯然需要配制一種穩(wěn)定的、具有最大可利用氟化物、酸化的磷酸鹽氟化物牙膏。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了用由兩個獨立分裝的、半固體含水組分的多組分牙膏來氟化牙釉質(zhì)的方法；第一個組成部分含有氟化鈉作為氟離子來源，其存在于pH至少約7.5的可口服的載體中，而不含氟化物的第二個組成部分含有磷酸根離子來源和提供約2.5至約5.0的pH值的酸，其存在于可口服的載體中；各組分都含有硅石磨料，且各組分都沒有含有任何鈣陽離子的組分，如水溶性鈣鹽，當(dāng)將這些組分混合時，形成pH為約4.0至約6.0的混合物，當(dāng)給牙齒施用此混合物時，氟離子的利用度得以提高。
現(xiàn)有技術(shù)中還沒有認(rèn)識到，在酸性牙膏中氟化鈉作為氟化物來源時，由一般為惰性的硅石磨料與氟化鈉相互作用導(dǎo)致的在延長的保存期中，氟化物利用度的顯著損失。按照本發(fā)明，正如本文中要進(jìn)一步闡述的那樣，由在都含有硅石磨料的各獨立的牙膏組分中，將酸和氟化物分開，而帶來的提高的氟化物的利用度，是意外且顯著的。
優(yōu)選實施方案的描述在使用時，本發(fā)明的雙組成部分牙膏的組分包括含氟化鈉和硅石磨料的第一個牙膏組分，以及含有酸和硅石磨料的第二個組成部分；這兩個組成部分優(yōu)選以約相等的重量比聯(lián)合，以便當(dāng)這些組分混合并通過刷牙施用于牙齒時，在兩個組成部分內(nèi)將會存在任何特定成分濃度的約一半。配制這兩個組成部分，使它們的外表物理特性近似，以便通過從多隔室管或泵裝置中擠出以需要的預(yù)定量同時送出這兩個組成部分。
對兩個組成部分來說常用的牙膏載體在制備本發(fā)明的單個牙膏組成部分中，將氟化鈉和或酸分別摻入到適用于口腔的牙膏載體中，該載體含有水、濕潤劑、表面活性劑和磨擦劑或磨料。此濕潤劑一般是多種濕潤劑的混合物，如甘油、山梨醇和分子量200-1000的聚乙二醇，但是也可以使用濕潤劑的其它混合物及單一的濕潤劑。在兩個部分中濕潤劑的含量各為約20％至約50％重量，并優(yōu)選約30至約45％重量。水含量為約20％至約45％，并優(yōu)選約30至約42％重量。
表面活性物質(zhì)或表面活性劑可以摻入到本發(fā)明的單個組成部分中，作為施用時有助于該牙膏的整個分散液遍及口腔的組分，并改善牙膏的化妝可接受性和發(fā)泡性。在含氟化鈉的第一組成部分中優(yōu)選陰離子表面活性劑。在含酸的第二組成部分中優(yōu)選非離子表面活性劑。
用于本發(fā)明的第一組成部分的適宜的陰離子表面活性劑的實例，包括硫酸高級烷基酯或磺基乙酸高級烷基酯的水溶性鹽，如十二烷基硫酸鈉、十二烷基磺基乙酸鈉或者在烷基部分具有8至18個碳原子的其它適宜的硫酸烷基酯或磺基乙酸烷基酯；高級脂肪酸的磺化的單甘油酯的水溶性鹽，如椰子油脂肪酸單甘油酯磺酸鈉或含10至18個碳原子的脂肪酸的其它適宜的磺化的單甘油酯；高級脂肪酸如12至16個碳原子的酸與低級脂族氨基酸如?；撬峄蚣“彼峄蛘?至6個碳的其它氨基酸形成的酰胺的十二烷基磷酸鈉鹽，如N-甲基-N-棕櫚?；；撬徕c，N-月桂酰基-、N-肉豆蔻?；蚇-棕櫚酰基肌氨酸鈉；這些脂肪酸與羥乙磺酸或與甘油單硫酸酯的酯的水溶性鹽，如氫化椰油脂肪酸的單硫酸化的單甘油酯的鈉鹽；烯烴磺酸酯的水溶性鹽，例如，分子的碳鏈上具有12至16個碳原子的烯烴磺酸酯或羥基烯烴磺酸酯或者其混合物；以及高級脂肪酸的水溶性皂類，其中脂肪酸如具有12至18個碳原子的，例如，椰油脂肪酸。
用于本發(fā)明的第二個組成部分的適宜的非離子表面活性劑的實例包括脂肪酸的脫水山梨醇酯與環(huán)氧乙烷的縮合物(聚山梨醇酯)，如脫水山梨醇單油酸酯與約20至約60摩爾的環(huán)氧乙烷的縮合物。特別優(yōu)選的聚山梨醇酯是聚山梨醇酯-20、聚氧乙烯20脫水山梨醇單月桂酸酯，由ICI，Newcastle，Delaware 19720經(jīng)銷。
用于本發(fā)明的第二個組成部分的其它適宜的非離子表面活性劑為含10至20個碳原子的α-烯烴氧化物、含2至10個碳原子和2至6個羥基的多員醇、及環(huán)氧乙烷或環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的混合物的縮合產(chǎn)物。所得表面活性劑是聚合物，其分子量為約400至約1600，含約40％至約80％的環(huán)氧乙烷(重量)，且α-烯烴氧化物與多元醇的摩爾比為約1∶1至約1∶3。用于本發(fā)明的其它非離子表面活性劑包括脂肪酸的脫水山梨醇酯與聚乙二醇的縮合物，如脫水山梨醇二異硬脂酸酯與聚乙二醇縮合。
表面活性劑可以存在于本發(fā)明組合物的一個組成部分或兩個組成部分中，其濃度占特定組成部分重量的約0.1至約5.0％重量，優(yōu)選約0.2至約1.5％。
用于本發(fā)明實踐的硅石磨料包括，平均粒度最大約20微米的優(yōu)選硅石；包括沉淀的無定形水合硅石，如由J.M.Huber ChemicalsDivision，Harve de Grace，Maryland 21078經(jīng)銷的Zeodent 15，或者由Grace Davidson，Baltimore，Maryland 21203經(jīng)銷的Sylodent 783。
本發(fā)明的兩個牙膏組成部分中各存在硅石磨料，其濃度占各組成部分重量的約5至約30％，并優(yōu)選約5至約20％。
含氟化物的組成部分本發(fā)明的牙膏組合物的第一個組成部分，含有氟化鈉作為氟離子來源。將氟化鈉摻入該第一組成部分中，濃度為約0.1至約3.0％重量，并優(yōu)選約2.0至約2.5％重量。在這些優(yōu)選的濃度中，當(dāng)將此牙膏組合物的第一組成部分與第二組成部分混合并施用于牙齒時，在溶液中會提供約4500ppm至超過5600ppm的氟離子。
將第一組成部分的pH維持在至少約7.5，并優(yōu)選pH至少為約8.0，這對本發(fā)明的實踐來說也是至關(guān)重要的。申請人已發(fā)現(xiàn)在硅石磨料的存在下只有在中性或堿性pH環(huán)境中，氟化鈉才是穩(wěn)定的。如果需要，則可以使用緩沖劑如氫氧化鈉和碳酸氫鈉和磷酸鈉，將含氟離子牙膏組成部分的pH調(diào)節(jié)至所需的堿性水平。
含酸的組成部分本發(fā)明的牙膏組合物的第二組成部分，其直到使用前混合時與第一組成部分保持完全分離的狀態(tài)，含有某種酸和酸的混合物，當(dāng)使用前這兩個組成部分混合時，酸化該牙膏。可以存在于第二組成部分中的酸性化合物包括無機(jī)酸和有機(jī)酸，例如，硫酸、鹽酸、蘋果酸、藻酸、枸櫞酸、琥珀酸、乳酸、酒石酸、酒石酸氫鉀、酸式枸櫞酸鈉、磷酸和磷酸二氫鈉。優(yōu)選酸式磷酸鹽，包括磷酸和含基團(tuán)PO4的磷酸的鹽，因為這樣的酸或其酸式鹽，例如，磷酸二氫鈉，不僅提供了所需的酸性，還提供了磷酸根離子，從而抑制在給牙齒使用該雙組成部分酸化牙膏時可能發(fā)生的任何牙釉質(zhì)的脫礦化作用。此外，酸如磷酸和酸式鹽如磷酸二氫鈉的聯(lián)合形式，在該牙膏組成部分混合時，為達(dá)到所需的pH提供了更強(qiáng)的緩沖能力。優(yōu)選的酸，磷酸可以以85％濃溶液的形式購買，而優(yōu)選的磷酸二氫鈉以單水合物粉末的形式購買。
將該酸摻入本發(fā)明牙膏組合物的第二組成部分中，其總濃度為約0.7％至約4％重量，并優(yōu)選約2.0％至約3.0％重量；該量足以獲得約2.5至約5.0的pH，優(yōu)選約3.5至約4.5的pH。
在本發(fā)明的第二組成部分中磷酸根離子的濃度為至少約0.05M，優(yōu)選至少約0.2M。
對兩個組成部分通用的其它組分在本發(fā)明牙膏的兩個組成部分中都可以包括無機(jī)或有機(jī)增稠劑。本發(fā)明中也可以摻入有機(jī)增稠劑，如天然和合成的樹膠和膠體。此類有機(jī)增稠劑的實例包括角叉菜膠(角叉菜)、黃原膠及羧甲基纖維素鈉、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、羥乙丙基纖維素、羥基丁基甲基纖維素、羥丙甲基纖維素以及羥乙基纖維素。無機(jī)增稠劑包括起增稠作用的無定形二氧化硅化合物，如以下的膠態(tài)二氧化硅化合物由Cabot公司制造并由Lenape Chemical，Bound Brook，New Jersey經(jīng)銷的、以商品名如Cab-o-sil煅燒硅石提供的；得自J.M.Huber Chemicals，Division，Havre de Grace，Maryland 21078的Zeodent 165；以及得自Grace Davidson，Baltimore，Maryland 22103的Sylox 15。優(yōu)選無機(jī)和有機(jī)增稠劑的聯(lián)合形式，并可以以占各組成部分約0.5至約15％重量，優(yōu)選約0.8至約6％重量的比例，存在于本發(fā)明牙膏的所有兩個組成部分中。
用本發(fā)明的多組成部分牙膏可以獲得彩條牙膏，其中將具有對比色的著色劑摻入各牙膏組成部分中進(jìn)行調(diào)配；當(dāng)以推薦量使用時，這些著色劑是無毒的。用于本發(fā)明實踐中的著色劑包括色素和染料。
用于本發(fā)明實踐的色素包括無毒、水不溶性無機(jī)色素，如二氧化鈦(TiO2)和氧化鉻綠、群青藍(lán)和粉以及氧化鐵。染料包括水不溶性染料色淀，它們通過在氧化鋁上鋪展FD&C染料的鈣鹽或鋁鹽來制備，如FD&C綠#1色淀、FD&C藍(lán)#2色淀、FD&C R&D#30色淀及FD&C黃#15色淀。在該牙膏組合物中色素或染料的濃度占各組成部分重量的約0.0005％至約2％。
可以摻入本發(fā)明一個或兩個組成部分中的其它組分，包括抗菌劑、防牙垢活性組分、甜味劑、食用香料和防腐劑，如苯甲酸鈉。
優(yōu)選的抗菌劑是基于酚和雙酚化合物、鹵代的二苯基醚如三氯生、苯甲酸酯和N-碳酰苯胺的非陽離子抗菌劑。陽離子抗菌劑也是優(yōu)選的，包括季銨鹽，如洗必太二葡糖酸鹽；只能包括在本發(fā)明的含酸的第二個組成部分中。這樣的抗菌劑可以以占特定組成部分重量的約0.03至約1％的量存在。
防牙垢活性組分如三聚磷酸鈉、焦磷酸四鉀或焦磷酸四鈉、或其混合物，可以以占特定組成部分的約0.5至約8％的濃度存在，在該特定組成部分中這些活性組分是穩(wěn)定的。甜味劑一般指人造或合成的甜味劑，其在各組成部分中的一般比例占各組成部分重量的0.1至1％，優(yōu)選0.2至0.5％。食用香料優(yōu)選果類或混合薄荷/薄荷腦香料，其通常占各組成部分重量的0.5至2％，優(yōu)選0.5至1.0％。其它組分或輔劑的含量一般不超過10％重量，常常不少于5％重量，并可以低至0％。
當(dāng)在任何牙膏組成部分中包括非陽離子抗菌劑時，還優(yōu)選包括約0.05至約5％的抗菌增效劑(AEA)，其提高該非陽離子抗菌劑向口腔表面的轉(zhuǎn)運和保留，且其也保留在口腔表面。在本發(fā)明中AEA的有利作用公開于美國專利5188821和5192531中；并包括合成的陰離子聚合的聚羧酸酯，其形式為馬來酸酐或馬來酸與另一種可聚合的乙烯不飽和單體的1∶4至4∶1的共聚物形式，優(yōu)選分子量(M.W.)為約30000至約1000000，首選約30000至約800000的甲基乙烯基醚/馬來酸酐。例如，Gantrez是可以提供的此類共聚物，例如，AN 139(M.W.500000)、AN 119(M.W.250000)，并優(yōu)選ISP Technologies，Inc.，Bound Brook，N.J.08805提供的S-97藥物級(M.W.700000)。
牙膏的制備為了制備本發(fā)明的兩個牙膏組成部分，一般在常規(guī)混合機(jī)中調(diào)配濕潤劑如甘油、丙二醇、聚乙二醇組分以及任何甜味劑和水，直到該混合物變?yōu)榫鶆虻哪z相。向此凝膠相中加入色素如二氧化鈦、任何抗菌劑如三氯生、任何抗菌增效劑如Gantrez、任何牙垢控制劑如焦磷酸四鈉或三聚磷酸鈉或者二者兼而有之，在第二組成部分中加入酸式磷酸鹽，而在第一組成部分中加入氟離子源，即氟化鈉?；旌线@些組分直到獲得均勻的相。此后，加入增稠劑、硅石磨料、食用香料和表面活性劑組分，并在約20至100mm Hg的真空下高速混合這些組分。對于各個組成部分，所得產(chǎn)物是均勻的、半固體可擠出的膏狀產(chǎn)品。
牙膏的包裝將本發(fā)明的多組成部分牙膏包裝在適宜的可分配的容器中，其中這些組成部分保持完全分離，且從其中可以同步分配出分離的組成部分，以帶狀物的形式涂在牙刷上。這些容器是本領(lǐng)域已知的。此種容器的實例為雙隔室分配容器，如泵或管，其具有可收縮的側(cè)壁，如美國專利4487757和4687663所述；其中，該容器體由可收縮的塑料筒形成，在容器體內(nèi)提供了限制分離隔室的隔壁，在這些隔室中保存完全分離的組成部分，并從其中通過適宜的分配出口將其分配。
下列實施例進(jìn)一步舉例說明本發(fā)明，但是應(yīng)理解本發(fā)明不限于此。除非另行說明，本文以及權(quán)利要求書中所有量和比例以重量計。
實施例制備本發(fā)明的雙組成部分牙膏，將其稱為牙膏I，其具有含氟化鈉和硅石磨料的第一組成部分，以及含有酸式磷酸鹽和硅石磨料的第二組成部分。牙膏I的兩個組成部分中的組分和pH見下表I。
表I牙膏I
*當(dāng)給牙齒使用前混合時，第一和第二組成部分混合后，可能含5000ppm可釋放的氟離子。
為了確定本發(fā)明多組成部分牙膏的氟離子利用度，在室溫下保存8周后，將牙膏I的第一和第二組成部分一起混合，用購買的緩沖溶液(Orion TISAB II)稀釋一千倍；用裝配有Orion氟化物電極(#94-09型，Orion Research Products，Boston，Mass)的Corning Model 350 pH/離子分析儀(Corning Inc.，Corning N.Y.)檢測有效的氟離子濃度。通過用緩沖溶液中已知氟化物濃度建立的對數(shù)-線性校準(zhǔn)表，將由Orion氟化物電極得到EMF輸出轉(zhuǎn)變?yōu)榉飌pm，并將檢測到的有效氟化物的所得ppm記錄在下表III中。
為了比較，重復(fù)上述方法，檢測現(xiàn)有技術(shù)中含硅石磨料的單一組成部分的酸化磷酸鹽氟化物牙膏(牙膏II)的氟化物利用度，該牙膏的組分和pH見下表II。對照表II，我們注意到牙膏II中氟化鈉的量是牙膏I的第一組成部分中的一半，因此，它們在使用時各轉(zhuǎn)運了具有可比性的可能為5000ppm的氟化物。對照保存8周后后，用給牙膏I使用的相同方法檢測牙膏II中有效的溶解性氟化物，并將結(jié)果也記錄在下表III中。
表II牙膏II
表III氟化物利用度
參照表III，牙膏I中4900ppm相對于98％的氟化物利用度，而在牙膏II中3800ppm相對于76％的氟化物利用度。本發(fā)明牙膏I和對照牙膏II之間有效氟化物的22％的差異是顯著和大大超出意料的。牙膏II中有效氟化物的損失幅度明顯使牙膏II不能被商業(yè)所接受。
權(quán)利要求
1.用不含任何水溶性鈣鹽的雙組成部分牙膏系統(tǒng)氟化牙齒的方法，其中包括如下步驟(1)制備含約2.0％至約2.5％重量的氟化鈉作為氟化源且pH至少約7.5的牙膏的第一組成部分，以及磷酸根離子源和足以維持pH為約2.5至約5.0的不含氟化物的牙膏的第二組成部分；牙膏的兩個組成部分都含有硅石磨料；(2)保持牙膏的第一和第二組成部分彼此分離直到給需要氟化的牙齒施用；(3)將第一和第二組成部分混合在一起形成pH為約4.0至約6.0的混合物，(4)給牙齒施用此混合物，由此觀察到氟離子對牙釉質(zhì)的利用度提高。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中磷酸根離子源是磷酸、磷酸二氫鈉或其混合物。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中第一組成部分含有約0.1至約3.0％重量的氟化鈉。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中第二組成部分含有約0.7至約4％重量的酸式磷酸鹽和酸式鹽。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中所述酸式磷酸鹽是磷酸，而酸式鹽是磷酸二氫鈉。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一組成部分的pH至少為約8.0。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述酸的量足以維持第二組成部分的pH為約3.5至約4.5。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中硅石磨料是沉淀的無定形水合硅石。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述牙膏組合物共含有10至30％的無定形水合硅石磨料。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述牙膏系統(tǒng)的兩個組成部分各含有15.35％重量的無定形水合硅石磨料。
11.權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述牙膏系統(tǒng)的兩個組成部分中都摻入表面活性劑。
12.權(quán)利要求11的所述的方法，其中摻入所述牙膏系統(tǒng)的第一組成部分中的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉，而摻入所述牙膏的第二組成部分中的表面活性劑為脂肪酸的脫水山梨醇酯與環(huán)氧乙烷的縮合物。
全文摘要
公開了用酸化的雙組成部分牙膏系統(tǒng)提高氟化物利用度的方法，其中第一組成部分在堿性環(huán)境中含有氟化鈉和硅石磨料，而第二組成部分含有一種酸、磷酸根離子源和硅石磨料。
文檔編號A61Q11/00GK1427713SQ01809003
公開日2003年7月2日 申請日期2001年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月6日
發(fā)明者M·T·約茲爾克, E·A·塔夫斯, S·W·菲舍爾, R·J·加姆波吉 申請人:高露潔-棕欖公司