Композиция для чистки зубов

 

Изобретение относятся к медицине, а именно стоматологии. Композиция для чистки зубов содержит осажденный диоксид кремния, который является низкоструктурным диоксидом кремния с узким распределением по размеру мягких частиц, имеющим средний размер частиц в интервале от 8 до 14 мкм, величину абсорбции масла в интервале от 60 до 120 см³/100 г и объем пустот, измеренный ртутной интрузией (РИ) от 1,0 до 4 см³/г, причем диоксид кремния, когда вводится в средство для чистки зубов, имеет чистящее отношение "относительно пленки" (ЧОП) от 70 до 140 и величину истирания радиоактивного дентина (ИРД) от 60 до 130, где соотношение упомянутых ЧОП и ИРД составляет по крайней мере 1:1 и где, когда размер частиц в мкм возрастает в диоксиде кремния, величина ИРД остается по существу постоянной. Композиция позволяет улучшить чистку зубов, а именно удаляет с зубов остатки пищи, препятствуя разрушению зубов, сохраняя здоровыми десны. 2 с. и 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к композициям для чистки зубов, таким как зубные пасты, которые обеспечивают улучшенную очистку полости рта.

Предпосылки создания изобретения Удовлетворительная композиция для чистки зубов должна обладать косметическим действием на зубы, а именно сохранять их светлыми. Кроме того, она также должна чистить и удалять остатки пищи, препятствуя, таким образом, разрушению зубов и сохраняя здоровыми десны. Абразивные добавки способствуют удалению плотно прилипшей тонкой пленки. Такая пленка обычно включает тонкое гликопротеин-мукопротеиновое покрытие, которое прилипает к эмали в течение нескольких минут после чистки зубов. Присутствие различных пищевых пигментов, которые откладываются в пленке, является основной причиной изменения цвета зубов. В идеале, абразив должен удовлетворительно удалять (счищать) тонкую пленку с минимальным повреждением (стиранием) зубной ткани, т.е. дентина и зубной эмали.

Помимо удаления пленки, включение агента (агентов), способствующих удалению налета на зубах, обеспечивает дополнительные преимущества. Образование зубного налета является основной причиной кариеса, воспалительных и парадонтозных заболеваний и потери зубов. Налет представляет собой отложения, в которых присутствуют микробы, эпителиальные клетки, лейкоциты, макрофаги и другой оральный эксудат. Бактерии, находящиеся в зубном налете, могут выделять ферменты и эндотоксины, которые могут раздражать десны и вызывают их воспаление. Поскольку вследствие этого процесса десны становятся повышенно раздраженными, они начинают кровоточить, терять свою прочность и упругость и отстают от зубов. Это отставание от зубов приводит к образованию периодонтальных карманов, что, в свою очередь, ведет к накоплению остатков пищи, секреций и в результате - бактерий/токсинов. Этот процесс приводит со временем к разрушению как твердой, так и мягкой ткани полости рта.

В последнее время применяли множество средств для очистки полости рта и удаления зубного налета и устранения неприятного запаха изо рта. Примеры включают патент США 3696191, выданный 3 октября 1972 Weeks; патент США 3991177, выданный 9 ноября 1976 Vidra и др.; патент США 4058595, выданный 15 ноября 1977 Colodney; патент США 4115546, выданный Vidra и др.; патент США 4138476, выданный 6 февраля 1979 Simonson и др.; патент США 4140758, выданный 20 февраля 1979 Vidra и др.; патент США 4154815, выданный 15 мая 1979 Pader; патент США 4737359, выданный 12 апреля 1988 Eigen и др.; патент США 4986981, выданный 22 января 1991 Glace и др.; патент США 4992420, выданный 12 февраля 1991 Nesser; патент США 5000939, выданный 19 марта 1991 Dring и др. ; Kokai 02/105898, опубликованную 18 апреля 1990. Kao Corporation; Kokai 03/128313, опубликованную 31 мая 1991, Nippon Kotai Kenkyu, и Kokai 03/223209, опубликованную 2 октября 1990, Lion Corporation; патент США 4652444, выданный 24 марта 1987 Maurer; патент США 4725428, выданный 16 февраля 1988 Miyahara и др.; патент США 4335022, выданный 19 октября 1982 Rabussay, и заявку РСТ ВОИС 86/02831, опубликованную 22 мая 1986, Zetachron, Inc.

Абразивные вещества описаны в патенте США 4340583, выданном 20 июля 1982 Wason, в патенте США 3574823, выданном 13 апреля 1971 Roberts и др., в европейском патенте 535943 A1, выданном 7 апреля 1993 McKeown и др., и в патенте РСТ ВОИС 92/02454, выданном 20 февраля 1992 McKeown и др.

Несмотря на множество патентной литературы, относящейся к композициям для удаления пленки и обладающим действием против образования зубного налета, все еще существует необходимость их улучшения. В настоящем изобретении предложены композиции для полости рта, обеспечивающие лучшее удаление зубной пленки. Более конкретно, предложены композиции для полости рта, включающие новый абразив на основе диоксида кремния и улучшенную систему, снимающую образование зубного налета.

Следовательно, целью настоящего изобретения является получение средства для ухода за полостью рта и способы применения этого средства, направленные на удаление зубной пленки. Другой целью настоящего изобретения являются композиции и способы, которые эффективны для прекращения накопления зубного налета и предотвращения заболеваний десен. Еще одной целью настоящего изобретения является получение композиций, которые также будут уменьшать дальнейшее образование зубного камня.

Эти и другие задачи будут описаны более подробно в последующем описании изобретения.

Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение относится к композициям для чистки зубов, содержащим: а) осажденный диоксид кремния, причем упомянутый диоксид кремния представляет собой низкоструктурный диоксид кремния с узким интервалом распределения мягких частиц по размеру и со средней величиной (СВ) размера частиц в интервале от 8 до 14 микрон, с величиной масляной абсорбции в интервале от 60 до 120 см³/100 г и с объемом пустот, определенном ртутной интрузией (РИ), от 1,0 до 4,0 см³/г; причем упомянутый осажденный диоксид кремния, введенный в средство для чистки зубов, имеет чистящее отношение "относительно пленки" (ЧОП) от 70 до 140 и величину истирания радиоактивного дентина (ИРД) от 60 до 130; и при этом соотношение упомянутых ЧОП и ИРД составляет по крайней мере 1:1; и при этом при увеличении размера частиц диоксида кремния, в микронах, величина ИРД остается, по существу, постоянной; и б) носитель, приемлемый для использования в полости рта для чистки зубов, в количестве от 0,1 до 99%.

Настоящее изобретение также относится к способу чистки зубов, снижающему образование зубного налета, зубного камня и возникновение гингивита, с применением вышеупомянутых композиций.

Если нет других указаний, все процентные величины и соотношения приводятся по массе. ЧОП и ИРД являются безразмерными. Кроме того, если нет других указаний, все измерения выполнены при температуре 25^oC.

Подробное описание изобретения Используемый здесь термин "безопасное и эффективное количество" означает количество, достаточное для снижения появления гингивитов вследствие потемнения или образования налета на зубах без повреждения тканей и структуры полости рта.

Используемый здесь термин "носитель, приемлемый для использования в полости рта" означает подходящий носитель, который может быть использован для эффективного и безопасного введения данных композиций в полость рта.

Величина pH описанных здесь композиций составляет от 6,5 до 9,5, причем предпочтительный pH составляет от 6,5 до 9,0, и наиболее предпочтительный pH - от 7,0 до 9,0.

Как существенные, так и необязательные компоненты композиций настоящего изобретения описаны в следующих разделах.

Абразивное вещество Осажденные диоксиды кремния настоящего изобретения обладают уникальной величиной истирания радиоактивного дентина (ИРД) в композициях для чистки зубов настоящего изобретения и характеризуются тем, что имеют среднюю величину размера частиц (СВ), при измерении на анализаторе частиц Microtrac, в интервале от 8 до 14 микрон, предпочтительнее - в интервале 8-10 микрон. Средняя величина (СВ) размера частиц учитывает размеры деформированных частиц и показывает распределение частиц. Таким образом, с увеличением среднего размера частиц свыше указанного здесь интервала 8-14 микрон, можно ожидать, что ИРД также будет возрастать. Однако ИРД этих диоксидов кремния относительно низкое и остается относительно постоянным или повышается очень незначительно. Кроме того, эти диоксиды кремния имеют хорошую совместимость с фтористыми соединениями.

Некоторые из этих осажденных диоксидов кремния также можно охарактеризовать как агломерированные или слипшиеся диоксиды кремния, в которых субчастицы когезионно связываются вместе во время процесса подкисления и/или термообработки с образованием агломерированных осажденных диоксидов кремния, имеющих средний размер частиц 8-14 микрон. Предпочтительно более 2 мас.%, предпочтительнее - более 5 мас.%, еще предпочтительнее - более 10 мас.% и наиболее предпочтительно - более 15 мас. % частиц осажденного диоксида кремния настоящего изобретения существуют в форме таких агломератов. Агломерация не является результатом добавления связующего в процесс, напротив, это естественная агломерация, вызванная физическими характеристиками связывания субчастиц. Существует гипотеза, что в течение дигерирования и последующей термообработки частицы диоксида кремния становятся более однородными по размеру за счет процесса сцепления более мелких частиц и распада на части крупных агломератов.

Теоретически установлено, что при применении в составах для чистки зубов в процессе чистки щеткой при контакте с дентином или эмалью агломерированные частицы распадаются, так что при применении в составах для чистки зубов частицы осажденного диоксида кремния становятся более мягкими. Это свойство с учетом того факта, что осажденные диоксиды кремния уже обладают меньшими величинами ИРД, чем диоксиды кремния известного уровня техники, придает композициям для чистки зубов повышенную способность к очистке, но с меньшей абразивностью. Поэтому характерным признаком осажденнных диоксидов кремния настоящего изобретения является то, что они представляют собой агломерированные осажденные аморфные диоксиды кремния, имеющие, по существу, однородный размер частиц и средний размер частиц, составляющий 8-14 микрон, предпочтительнее - 8-10 микрон, и пониженные по сравнению с известным уровнем техники величины ИРД.

Существенным признаком этих осажденных диоксидов кремния является взаимосвязь среднего размера частиц и ИРД, который они имеют.

Осажденные диоксиды кремния настоящего изобретения имеют средний размер частиц 8-14 микрон и, кроме того, неожиданно низкую абразивность или жесткость. Такая относительно низкая абразивность для низкоструктурного диоксида кремния является уникальной для осажденнных диоксидов кремния настоящего изобретения. Осажденные диоксиды кремния настоящего изобретения представляют собой низкоструктурные диоксиды кремния, определение которых дано в J. Soc. Cosmet. Chem. 29, 497-521 (August, 1978), и в Pigment Handbook: Volume 1, Properties and Economics, Second Edition, Edited by Peter A. Lewis, John Wiley & Sons, Inc., 1988, p. 139- 159. Кроме того, осажденные диоксиды кремния можно охарактеризовать как имеющие величину абсорбции масла в интервале от 60 до 120 см³/100 г, предпочтительно - от 80 до 100 см³/100 г, предпочтительнее - около 90 см³/100 г. Диоксиды кремния также можно охарактеризовать как имеющие площадь поверхности ВЕТ в интервале от 50 до 250 м²/г.

Другим признаком осажденных аморфных диоксидов кремния настоящего изобретения является их пористость, определяемая измерениями объема пустот методом ртутной интрузии (РИ). Диоксиды кремния настоящего изобретения имеют величины ртутной интрузии в интервале от 1,0 до 4,0 см³/г, предпочтительно - 1,5-2,5 см³/г.

Другим признаком осажденных диоксидов кремния настоящего изобретения является значение pH, которое составляет от 4,0 до 8,5, предпочтительно - от 6,5 до 8,5, при измерении в 5% водной суспензии.

Чистящее отношение "относительно пленки" (ЧОП) данного диоксида кремния, которое является измерением чистящих характеристик средства для чистки зубов, для осажденного диоксида кремния настоящего изобретения составляет от 70 до 140, предпочтительно - от 100 до 130. Истирание радиоактивного дентина (ИРД) диоксидов кремния, которое является измерением абразивности осажденных диоксидов кремния настоящего изобретения при включении их в средство для чистки зубов, составляет от 60 до 130, предпочтительно - от 60 до 100 и предпочтительнее - от 80 до 90.

Диоксиды кремния настоящего изобретения также можно охарактеризовать как имеющие плотность в свободном состоянии в интервале 192-256 кг/м³ (12-16 ф/фут³), плотность в заполненном состоянии 400-480 кг/м³ (25-30 ф/фут³) и средний размер частиц в интервале от 7,00 до 11,0.

При введении в композицию для чистки зубов эти диоксиды кремния обеспечивают лучшее значение отношения ЧОП/ИРД. Отношение ЧОП/ИРД используют для определения относительного соотношения характеристик очищения и истирания средства для чистки зубов. Коммерчески доступные средства для чистки зубов обычно имеют соотношение ЧОП/ИРД в интервале от 0,5 до менее 1,0. Осажденные диоксиды кремния, применяемые в композициях настоящего изобретения, обеспечивают отношение ЧОП и ИРД в средствах для чистки зубов более 1, обычно - в интервале от 1,1 до 1,9, но предпочтительнее - в интервале от 1,2 до 1,9.

Осажденные диоксиды кремния настоящего изобретения характеризуют предпочтительно как синтетические гидратированные аморфные диоксиды кремния, известные также как диоксиды кремния или SiO₂. Это определение включает гели и гибриды диоксидов кремния, такие как Geltates.

Хотя это теоретически не доказано, но считают, что настоящее изобретение предлагает относительно более мягкие абразивы на основе диоксида кремния, чем абразивы, предсказанные известным уровнем техники.

Величины ИРД (истирание радиоактивного дентина) определяют по несколько модифицированному методу Гефферена (Hefferen, Journal of Dental Research. July-August 1976, p. 563-573), описанному в патентах США NN 4340583, 4420312 и 4421527, Wason, которые включены в настоящее в качестве ссылок.

Величины ЧОП (чистящее отношение "относительно пленки") определяют с помощью несколько видоизмененного теста на ЧОП, описанного в "In Vitro Removal of Stain With Dentifrice", G.K. Stookey, T.A. Burkhard and B.R. Schemerhorn, J. Dental Research, 61, 1236-9, 1982. Очистку определяют in vitro, используя модифицированный тест на удаление пленки. Этот тест идентичен тесту, описанному Stookey и др., со следующими модификациями: (1) чистую искусственную тонкую пленку наносят на тонкие образцы костной ткани коровы до нанесения окрашенной пленки, (2) при нанесении пленки применяют нагревание раствором, а не нагревание излучением, (3) число движений щетки снижают до 200, и (4) концентрация суспензии составляет 1 часть средства для чистки зубов и 3 части воды.

В настоящем описании способность абсорбции масла измеряют, используя метод нанесения и удаления масла D281 ASTM. Площадь поверхности определяют методом адсорбции азота BET Brunaur и др. , J. Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938). Чтобы измерить степень белизны (светлоту), с помощью измерителя светлоты S-5/BC, Technidyne, оценивают материалы в виде тонко размолотых порошков, которые спрессовывают в таблетки с гладкой поверхностью. Этот измерительный прибор имеет оптическую систему с двойным лучом, в которой образец освещают под углом 45^o, а отраженный свет смотрят под углом 0^o. Это соответствует методам тестирования TAPPI T452 и T456, и стандарту D985 ASTM. Ряд фильтров направляют отраженный свет нужных длин волн на фотоэлемент, где он преобразуется в выходное напряжение. Этот сигнал усиливается и затем обрабатывается с помощью встроенного микрокомпьютера для вывода на дисплей и на распечатку.

Средний размер частиц (среднюю величину и среднее значение или 50%) измеряют прибором Microtrac II, Leeds and Northrup. А именно, лазерный луч направляют через прозрачную кювету, которая содержит поток движущихся частиц, суспендированных в жидкости. Световые лучи, которые попадают на частицы, рассеиваются под углами, которые обратно пропорциональны их размерам. Сетка фотодетектора измеряет количество света под разными заданными углами. Затем электрические сигналы, пропорциональные измеренным величинам светового потока, обрабатывают в системе микрокомпьютера, и получают многоканальную гистограмму распределения частиц по размерам.

Объем пор (ртутный объем пор) определяют с помощью порозиметра Autopore II 9220 (Micrometric Corporation). Этот прибор измеряет объем пустот и распределение пор по размеру различных материалов. Как функцию давления, ртуть нагнетают в поры, и рассчитывают объем внедренной ртути на грамм образца при каждом значении давления. Общий объем пор, указанный здесь, представляет кумулятивный объем ртути, внедренной при давлении от вакуума до 4219 кг/см² (≈414 МПа) (60000 ф/д²). Приращения объема (см³/г) при каждом изменении давления наносят на график против радиуса пор, соответствующего изменению давления. Пик нагнетенного объема относительно кривой радиуса пор соответствует типу распределения пор по размеру. Он определяет самый распространенный размер пор в образце.

Объемную плотность определяют, измеряя объем в литрах, занимаемый данной массой абразива, и переводят в г/см³ (фунты на фут³).

Кроме того, диоксиды кремния можно охарактеризовать, используя аппарат для испытания истиранием Айнлехнера (Einlehner) At-1000, которым следующим образом определяют мягкость диоксидов кремния. Проволочное сито Фурдриньера (Fourdrinier) взвешивают и подвергают воздействию 10% водной суспензии диоксида кремния в течение определенного периода времени. Затем определяют количество истирания в миллиграммах потери массы сита на 100000 оборотов. Результаты на твердость по Айнлехнеру (ТА, BE) выражают в миллиграммах.

Диоксиды кремния, предпочтительно имеют величину ТА менее 7, предпочтительно от 2 до 5.

Такие осажденные диоксиды кремния получают способом подкисления в свежей воде, при этом диоксиды кремния (диоксид кремния или SiO₂) осаждают воздействием силиката щелочного металла с минеральной кислотой в водном растворе. Силикат щелочного металла может представлять собой силикат любого щелочного металла, но предпочтительным является силикат натрия. Хотя в этом способе можно использовать любую минеральную кислоту, предпочтительным реагентом является серная кислота.

Отличительным признаком настоящего изобретения является то, что способ получения является процессом, осуществляемым в свежей воде, то есть при реакции не присутствуют такие электролиты, как квасцы, Na₂SO₄ или NaCl.

В предпочтительном способе готовят водный раствор силиката натрия, в котором силикат натрия присутствует при концентрации от 8,0 до 35 мас.%, предпочтительно от 8 до 15 мас.%. Соотношение Na₂O:SiO₂ в растворе силиката должно находиться в интервале от 1:1 до 3,5:1, предпочтительно в интервале от 2,5: 1 до 3,4:1. Предпочтительно, чтобы концентрация реагента - серной кислоты - в воде составляла от около 6 до 35 мас.%, предпочтительно от около 9 до 15 мас.%.

В предпочтительной методике небольшую порцию раствора силиката натрия загружают в реактор для взаимодействия с серной кислотой и остальной частью силиката. В предпочтительном варианте осуществления изобретения для инициирования образования зародышей диоксида кремния в реактор сначала следует поместить только от около 1 до 5% общего стехиометрического количества раствора силиката натрия, предпочтительно около 2%. Затем этот водный раствор силиката натрия предварительно нагревают при перемешивании до температуры в интервале от около 80 до 90^oC, до добавления серной кислоты и оставшейся части силиката натрия. Перемешивание можно осуществлять с помощью традиционного оборудования для перемешивания. После этого, продолжая перемешивание, в реактор постепенно, в течение ограниченного периода времени, по отдельности добавляют остальную часть силиката натрия и серную кислоту. В предпочтительном варианте осуществления изобретения силикат натрия добавляют в реакционную смесь со скоростью от около 7 до 12 литров в минуту, предпочтительно с определенной скоростью - 8,94 литра в минуту. Серную кислоту загружают в реактор со скоростью от около 1 до 4 литра в минуту, но предпочтительно со скоростью 2,95 литров в минуту.

Раствор силиката натрия и серную кислоту загружают в реактор в течение от около 40 до 60 минут, предпочтительно в течение 50 минут. В конце времени добавления, когда диоксид кремния выпадет в осадок, прекращают добавлять раствор силиката натрия, но серную кислоту продолжают добавлять при перемешивании, пока не получат в реакторе окончательную величину pH от 5,0 до 5,8. На этой стадии диоксид кремния выпадает в осадок, и в реакторе образуется смесь осажденного диоксида кремния и реакционной жидкости.

После осаждения диоксида кремния и снижения pH смеси реакционную смесь подвергают дигерированию и термообработке. Дигерирование осуществляют, поднимая температуру смеси до температуры от 90 до 98^oC, предпочтительно до от около 95 до 98^oC, с непременным перемешиванием при продолжительности обработки от 5 минут до 1 часа, предпочтительно от 10 до 30 минут.

После этого продукт обрабатывают путем дальнейшего повышения температуры смеси до температуры около 100^oC, непрерывно перемешивая, таким образом, чтобы смесь кипела в течение от получаса до около двух часов, предпочтительно в течение от около 30 до 80 минут, предпочтительно около 1 часа. Процедуры дигерирования и термообработки являются существенными признаками настоящего изобретения.

По завершении реакции pH вновь доводят примерно до 5,0, и реакционную смесь фильтруют и промывают водой для удаления солей из фильтровального осадка. Фильтровальный осадок сушат предпочтительно обычной сушкой распылением, и получают осажденный диоксид кремния с содержанием влаги от 3 до 10%. При необходимости осажденный диоксид кремния можно измельчить до нужного размера частиц, выбрав соответствующие условия измельчения. Благодаря уникальности способа, легко подобрать условия измельчения и получить частицы диоксида кремния нужной средней величины.

Предпочтительные осажденные диоксиды кремния включают материалы от J.M. Huber Corporation под торговым названием "Zeodent", в частности диоксиды кремния, назывемые "Zeodent 128" и "Zeodent CH 687-110-5".

Абразив в описанных здесь композициях присутствует в количестве от 6 до 70%, предпочтительно от 15 до 35%, когда средство для чистки зубов представляет собой зубную пасту. Более высокое содержание, до 95%, может использоваться, если композиция представляет собой зубной порошок.

Помимо описанных выше основных компонентов, предпочтительные композиции настоящего изобретения могут содержать ряд других, необязательных, ингредиентов, некоторые из которых описаны ниже. К необязательным ингредиентам относятся, например, но не ограничиваются перечисленным, адгезивы, пенящие средства, отдушки, подслащиватели, дополнительные средства, удаляющие налет, абразивы и красители. Эти и другие необязательные компоненты описаны в патенте США N 5004597, выданном 2 апреля 1991 Majeti; патенте США N 4885155, выданном 5 декабря 1989 Parran, Jr., и др., в патенте США N 3959458, выданном 25 мая 1976 Agricola и др., и в патенте США N 3937807, выданном 10 февраля 1976 Haefele, которые все включены сюда в качестве ссылок.

Фармацевтически приемлемый носитель Носитель для компонентов композиций настоящего изобретения может представлять собой любой носитель для средства для чистки зубов, подходящий для применения в полости рта. К таким носителям относятся обычные компоненты зубных паст, зубных порошков, профилактических паст, пастилок, жевательных резинок и подобных средств, и они подробнее описаны ниже. Предпочтительными системами являются зубные пасты.

Поверхностно-активные вещества Одним из предпочтительных необязательных агентов настоящего изобретения является поверхносто-активное вещество, выбираемое предпочтительно из группы, состоящей из поверхностно-активных саркозинатов, изотионатов тауратов. Для применения в настоящем изобретении предпочтительны соли щелочных металлов или аммониевые соли этих поверхностно-активных веществ. Наиболее предпочтительными здесь являются натриевые и калиевые соли лаурилсаркозината, миристилсаркозината, пальмитилсаркозината, стеарилсаркозината и олеилсаркозината.

Такое поверхностно-активное вещество может присутствовать в композициях настоящего изобретения в количестве от 0,1 до 2,5 маc.%, предпочтительно от 0,3 до 2,5 маc.% и наиболее предпочтительно от 0,5 до 2,0 маc.%, от массы композиции.

В композициях настоящего изобретения вместе с поверхностно-активными саркозинатами можно использовать другие подходящие и совместимые поверхностно-активные вещества. Подходящие необязательные поверхностно-активные вещества подробнее описаны в патенте США 3959458, выданном 25 мая 1976 Agricola и др.; в патенте США 3937807, выданном 10 февраля 1976 Haefele; и в патенте США 4051234, выданном 27 сентября 1988 Gieski и др. Эти патенты включены в настоящее в качестве ссылок.

Предпочтительные анионные поверхностно-активные вещества, пригодные для использования в настоящем изобретении, включают водорастворимые соли алкилсульфатов с 10-18 атомами углерода в алкильном радикале и водорастворимые соли сульфированных моноглицеридов жирных кислот с 10-18 атомами углерода. Лаурилсульфат натрия и натриймоноглицеридсульфонаты жирных кислот кокосового масла являются примерами анионных поверхностно-активных веществ этого типа. Также можно использовать смеси анионных поверхностно-активных веществ.

Предпочтительные катионные поверхностно-активные вещества, полезные для использования в настоящем изобретении, можно широко определить как производные алифатических соединений четвертичного аммония с одной длинной алкильной цепью, содержащей от 8 до 18 атомов углерода, такие как лаурилтриметиламмонийхлорид, цетилпиридинийхлорид, цетилтриметиламонийбромид, диизобутилфеноксиэтилдиметилбензиламмонийхлорид, кокосовый алкилтриметиламмонийнитрит, цетилпиридинийфторид и подобные вещества. Предпочтительными соединениями являются фториды четвертичного аммония, описанные в патенте США 3535421, выданном 20 октября 1970 Briner и др., который включен сюда в качестве ссылки, где упомянутые фториды четвертичного аммония обладают моющими средствами. Некоторые катионные поверхностно-активные вещества также могут действовать как гермициды в описанных здесь композициях. Катионные поверхностно-активные вещества, такие как хлоргексадин, несмотря на то что они являются подходящими для применения в настоящем изобретении, не являются предпочтительными вследствие своей способности окрашивать твердые ткани полости рта. Специалистам в данной области техники известна такая возможность, и катионные поверхностно-активные вещества следует включать только имея в виду это ограничение.

Предпочтительные неионные поверхностно-активные вещества, которые можно использовать в композициях настоящего изобретения, можно в широком смысле определить как соединения, полученные конденсацией алкиленоксидных групп (гидрофильного типа) с органическим гидрофобным соединением, которое может быть алифатического или алкилароматического типа. Примерами подходящих неионных поверхностно-активных веществ являются плюроники, конденсаты полиэтилен-оксидов и алкилфенолов, продукты, образованные конденсацией этиленоксида с продуктом взаимодействия пропиленоксида и этилендиамина, конденсаты этиленоксидов и алифатических спиртов, оксиды третичных аминов с длинной цепью, оксиды третичных фосфинов с длинной цепью, диалкилсульфоксиды с длинной цепью и смеси таких веществ.

Предпочтительные цвиттерионные синтетические поверхностно-активные вещества, полезные для использования в настоящем изобретении, можно широко описать как производные соединений алифатических соединений четвертичного аммония, фосфония и сульфония, в которых алифатические радикалы могут быть линейными или разветвленными, и в которых один из алифатических заместителей содержит от 8 до 18 атомов углерода, а один содержит аминную, придающую растворимость в воде группу, например карбоксигруппу, сульфонатную, сульфатную, фосфатную или фосфонатную группу.

Предпочтительные бетаиновые поверхностно-активные вещества описаны в патенте США 5180577, выданном 19 января 1993 Polefka и др. Типичные алкилдиметилбетаины включают децилбетаин или 2-(N-децил-N, N-диметиламмонио)ацетат, кокобетаин или 2-(N-кок-N,N-диметиламмоний) ацетат, миристилбетаин, пальмитилбетаин, лаурилбетаин, цетилбетаин, стеарилбетаин и т.д. Примерами амидобетаинов являются кокоамидоэтилбетаин, кокоамидопропилбетаин, лауриламидопропилбетаин и подобные вещества. Предпочтительно применять кокоамидопропилбетаин и более предпочтительно лаурамидопропилбетаин.

Хелатирующие агенты Другим предпочтительным необязательным агентом является хелатирующий агент, выбираемый из группы, состоящей из винной кислоты и ее фармацевтически приемлемых солей, лимонной кислоты и цитратов щелочных металлов и их смесей. Хелатирующие агенты способны образовывать комплексы с кальцием, обнаруженным в стенках клеток бактерий. Хелатирующие агенты также способны разрушать налет, удаляя кальций из кальциевых мостиков, которые могут удерживать эту биомассу без разрушения. Однако нельзя использовать хелатирующий агент, который обладает слишком сильным сродством к кальцию. Это приводит к деминерализации зуба и противоречит целям и задачам настоящего изобретения.

Цитраты натрия и калия являются предпочтительными цитратами щелочных металлов, причем наиболее предпочтителен цитрат натрия. Также предпочтительно сочетание лимонной кислоты с цитратом щелочного металла. Предпочтительными являются виннокислые соли щелочных металлов. Наиболее предпочтительными для применения в настоящем изобретении являются динатрийтартрат, дикалийтартрат, натрий-калийтартрат, кислый виннокислый натрий и кислый виннокислый калий. Подходящее для использования в настоящем изобретении количество хелатирующего агента составляет от 0,1 до 2,5%, предпочтительно от 0,5 до 2,5% и более предпочтительно от 1,0 до 2,5%. Хелатирующая соль винной кислоты может использоваться одна или в сочетании с другими необязательными хелатирующими агентами.

Можно применять другие хелатирующие агенты. Предпочтительно, такие хелатирующие агенты имеют константу связывания кальция от 10¹ до 10⁵, что обеспечивает лучшую очистку при пониженном образовании налета и зубного камня.

Другой группой веществ, подходящих для применения в качестве хелатирующих агентов в настоящем изобретении, являются растворимые пирофосфаты. Пирофосфатные соли, используемые в композициях настоящего изобретения, могут быть любыми солями из числа пирофосфатов щелочных металлов. Конкретные соли щелочных металлов включают средние пирофосфаты, вторичные кислые пирофосфаты, первичные кислые пирофосфаты и их смеси, при этом щелочными металлами являются предпочтительно натрий и калий. Соли пригодны как в форме своих гидратов, так и в негидратированной форме. Эффективное количество пирофосфата, пригодное для композиций настоящего изобретения, обычно является то, которое достаточно для получения по крайней мере 1,0% пирофосфат-ионов, предпочтительно от 1,5 до 6%, предпочтительнее от 3,5 до 6% таких ионов. Желательно, чтобы уровень пирофосфат-ионов был таким, который обеспечивается композицией (т.е. теоретическое количество при соответствующем pH), и чтобы могли присутствовать другие формы пирофосфата: отличные от P₂O₇^-4 (например, (HP₂O₇^-3)), когда установлен pH конечного продукта.

Более подробно пирофосфаты описаны в работе Kirk & Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, второе издание, том 15, Interscience Publishers (1968), которая включена сюда в качестве ссылки.

Еще одной возможной группой хелатирующих агентов, подходящих для применения в настоящем изобретении, являются анионные полимерные поликарбоксилаты. Такие вещества хорошо известны в технике и используются в виде их свободных кислот или частично или предпочтительно полностью нейтрализованных водорастворимых солей щелочных металлов (например, калия и предпочтительно натрия) или аммониевых солей. Предпочтительными являются сополимеры (1:4 - 4:1) малеинового ангидрида или малеиновой кислоты с другим способным к полимеризации ненасыщенным этиленом мономером, предпочтительно с метилвиниловым эфиром (метоксиэтиленом) с молекулярной массой (ММ) от 30000 до 100000. Такие сополимеры доступны, например, как материалы Gantrez AN 139 (MM 500000), AN 119 (MM 250000) и предпочтительно S-97, фармацевтический сорт (MM 70000), GAP Chemicals Corporation.

Другими используемыми полимерными поликарбоксилатами являются такие поликарбоксилаты, как сополимеры (1:1) малеинового ангидрида с этилакрилатом, оксиэтилметакрилатом, N-винил-2-пирролидоном или этиленом, причем последние доступны, например, как материалы Monsanto ЕМА N 1103, MM 10000 и ЕМА сорта 61, и сополимеры (1:1) акриловой кислоты с метил- или оксиэтилметакрилатом, метил- или этилакрилатом, изобутилвиниловым эфиром или N-винил-2-пирролидоном.

Другие подходящие для использования полимерные поликарбоксилаты описаны в патенте США 4138477, выданном 6 февраля 1979 Gaffar, и в патенте США 4183914, выданном 15 января 1980 Gaffar и др., которые оба включены сюда в качестве ссылок, и включают сополимеры малеинового ангидрида со стиролом, изобутиленом или этилвиниловым эфиром, полиакриловой, полиитаконовой и полималеиновой кислотами, и сульфоакриловыми олигомерами с такой низкой ММ, как 1000, которые поставляются как Uniroyal ND-2.

В композиции для чистки зубов также можно добавлять ароматизирующие агенты. Подходящими ароматизирующими агентами являются масло грушанки, масло мяты перечной, мяты курчавой, масло сассафраса и гвоздичное масло. Подслащивающие агенты, которые могут применяться, включают аспартам, ацесульфам, сахарин, декстрозу, левулозу и цикламат натрия. Ароматизирующие и подслащивающие агенты применяют в средствах для чистки зубов в количестве, как правило, от 0,005 до 2 мас.%.

Композиции для чистки зубов также могут содержать эмульгаторы. Подходящими эмульгаторами являются эмульгаторы, которые устойчивы и пенятся в широком интервале pH, и включают немыльные анионные, неионные, катионные, цвиттерионные и амфотерные органические синтетические моющие вещества. Многие из таких подходящих поверхностно-активных веществ описаны в патенте США N 4051234, выданном 27 сентября 1977 Gieske и др., который включен сюда в качестве ссылки.

В средства для чистки зубов и другие композиции для полости рта обычно включают дополнительный водорастворимый фторид в количестве, достаточном для получения концентрации фторид-ионов в композиции при 25^oC, и/или, когда его применяют в количестве от 0,0025 до 5,0 мас.%, предпочтительно от 0,005 до 2,0 мас. %, чтобы обеспечить дополнительную защиту от кариеса. В качестве источника растворимых фторидов в композициях настоящего изобретения можно использовать широкий ряд веществ, дающих фторид-ионы. Примеры подходящих, дающих фторид-ионы веществ приводятся в патенте США N 3535421, выданном 20 октября 1970 Briner и др., и в патенте США N 3678154, выданном 18 июля 1972 Widder и др., которые оба включены сюда в качестве ссылок. Примерами дающих фторид-ионы фторидов являются фторид олова (2), фторид натрия, фторид калия, монофторфосфат натрия и многие другие соединения. Особенно предпочтительными являются фторид олова (2) и фторид натрия, а также их смеси.

В зубных пастах настоящего изобретения также присутствует вода. Вода, которую используют для приготовления подходящих коммерческих зубных паст, должна быть предпочтительно деионизованной и свободной от органических примесей. В композициях зубных паст настоящего изобретения вода обычно содержится в количестве от 10 до 50 мас.%, предпочтительно от 20 до 40 мас.%. Это количество включает свободную воду, которую добавляют, и ту, которую вводят с другими материалами, такими как сорбит.

При приготовлении зубных паст необходимо добавлять некоторое количество загустителя, чтобы получить нужную консистенцию. Предпочтительными загустителями являются карбоксилированные полимеры, каррагенан, гидроксиэтилцеллюлоза и водорастворимые соли эфиров целлюлозы, такие как натрийкарбоксиметилцеллюлоза и натрийкарбоксиметилгидроксиэтилцеллюлоза. Также могут применяться природные смолы, такие как камедь карайя, ксантановая смола, аравийская камедь и трагакантовая смола. Загустители применяют в количестве от 0,5 до 5,0 мас.% от массы всей композиции.

В зубную пасту также желательно включать увлажнитель, чтобы предохранить ее от затвердевания. Подходящими увлажнителями являются глицерин, сорбит и другие многоатомные спирты, приемлемые в пищевой промышленности, в количестве от 15 до 70%.

В композиции настоящего изобретения также желательно включать другие соли олова (2), такие как пирофосфат олова и глюконат олова, и антимикробные средства, такие как соли четвертичного аммония, такие как цетилпиридинийхлорид и тетрадецилэтилпиридинийхлорид, бис-бигуанидные соли, бисглицинат меди, неионогенные противомикробные соли и ароматизирующие масла. Такие средства описаны в патенте США N 2946725, выданном 26 июля 1960 Norris и др., и в патенте США N 4051234, выданном 27 сентября 1977 Gieske и др., включенных сюда в качестве ссылок. Другие необязательные компоненты включают буферирующие агенты, бикарбонаты, пероксиды, нитратные соли, такие как нитраты натрия и калия. Эти средства, если они присутствуют, включаются в количестве от 0,01 до 30%.

Другими полезными носителями являются двухфазные средства для чистки зубов, такие как средства, описанные в патентах США 5213790, выданном 23 мая 1993, 5145666, выданном 8 сентября 1992, и 5281410, выданном 25 января 1994, все выданы Lukacovic и др., и в патентах США 4849213 и 4528180, выданных Shaeffer, которые включены сюда в качестве ссылок.

Подходящие компоненты пастилок и жевательных резинок описаны в патенте США 4083955, выданном 11 апреля 1978 Grabenstretter и др., включенном сюда в качестве ссылки.

Приведенные ниже примеры также описывают и демонстрируют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения в пределах объема настоящего изобретения. Примеры даются только для иллюстрации и не должны рассматриваться как ограничения настоящего изобретения, так как возможны многочисленные вариации без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения.

Пример I
Композиция для чистки зубов настоящего изобретения, содержащая компоненты, перечисленные ниже.

Компонент, мас.%:
Сорбит, 70% раствор - 24,200
Вода RO - 24,757
Глицерин - 7,000
Карбоксиметилцеллюлоза - 0,500
ПЭГ 6 - 4,000
Фторид натрия - 0,243
Сахарин натрия - 0,130
Мононатрийфосфат - 0,415
Тринатрийфосфат - 0,395
Тартрат натрия - 1,000
TiO₂ - 0,500
Диоксид кремния - 35,000
Лаурилсаркозинат натрия (активн. 95%) - 1,060
Отдушка - 0,800
Карбоксиметилцеллюлоза поставляется Aqualon Company.

Диоксид кремния доступен под названием Zeodent 128 от J.M. Huber Corporation, и имеет следующие характеристики: СВ среднего размера частиц = 13,4 микрон, абсорбция масла = 95 см³/100 г, объем пустот, РИ, = 1,95 см³/г, ЧОП = 117, ИРД = 79.

Температуру рубашки смесителя устанавливают в интервале от 150^oF (65^oC) до 160^oF (71^oC). В смеситель добавляют увлажнители и воду и начинают перемешивание. Когда температура достигнет приблизительно 120^oF (50^oC), добавляют вторид, подслащивающие агенты, буферирующие агенты, хелатообразователь, красители и диоксид титана. Загустители добавляют к абразиву, и полученную смесь при энергичном перемешивании добавляют в смеситель. К полученной смеси добавляют поверхностно-активное вещество и продолжают перемешивание. Реактор охлаждают до 120^oF (50^oC), и добавляют ароматизирующие агенты. Перемешивание продолжают приблизительно в течение 5 минут. Полученная композиция имеет pH около 7.

Пример II
Композиция для чистки зубов настоящего изобретения, содержащая компоненты, перечисленные ниже.

Компонент, мас.%:
Сорбит, 70% раствор - 29,810
Вода RO - 24,757
Глицерин - 7,000
Карбоксиметилцеллюлоза - 0,750
ПЭГ6 - 4,000
Фторид натрия - 0,243
Сахарин натрия - 0,130
Мононатрийфосфат - 0,415
Тринатрийфосфат - 0,395
TiO₂ - 0,500
Диоксид кремния - 30,000
Лаурилсульфат натрия - 1,200
Отдушка - 0,800
Карбоксиметилцеллюлоза поставляется Aqualon Company.

Диоксид кремния доступен под названием Zeodent 128 от J.M. Huber Corporation, и имеет следующие характеристики: СВ среднего размера частиц = 13,4 микрон, абсорбция масла = 95 см³/100 г, объем пустот, РИ, = 1,95 см³/г, ЧОП = 117, ИРД = 79.

Пример III
Композиция жевательной резинки настоящего изобретения, содержащая перечисленные ниже компоненты.

Компонент, мас.%:
Основа жевательной резинки (30 частей эфира Estergum, 45 частей кумаровой смолы, 15 частей сухого латекса) - 30,000
Диоксид кремния - 10,00
Сахар - 40,000
Кукурузный сироп - 18,175
Лаурилсаркозинат натрия - 0,075
Тартрат натрия - 0,250
Отдушка - 1,500
Диоксид кремния обладает следующими характеристиками: СВ среднего размера частиц = 10,8 микрон, абсорбция масла = 90 см³/100 г, объем пустот, РИ, = 1,7 см³/г, ЧОП = 109, ИРД = 87.

Формула изобретения

1. Композиция для чистки зубов, содержащая осажденный диоксид кремния, причем упомянутый диоксид кремния представляет собой низкоструктурный осажденный диоксид кремния, имеющий узкий интервал распределения по размеру мягких частиц и имеющий среднюю величину (СВ) размера частиц 8 - 14 мкм, предпочтительно 7 - 11 мкм, величину абсорбции масла 60 - 120 см³/100 г, объем пустот, измеренный ртутной интрузией (РИ), 1,0 - 4,0 см³/г, причем упомянутый осажденный диоксид кремния при введении в композицию для чистки зубов имеет чистящее отношение "относительно пленки" (ЧОП) 70 - 140 и величину истирания радиоактивного дентина (ИРД) 60 - 130, где отношение упомянутых ЧОП к ИРД составляет, по крайней мере, 1:1, и где при увеличении размера частиц, мкм, в упомянутом диоксиде кремния величина ИРД остается, по существу, постоянной, и носитель в количестве 0,1 - 99%, приемлемый для использования в полости рта.

2. Композиция для чистки зубов по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый абразив имеет ИРД, при введении в композицию для чистки зубов, в интервале предпочтительно 60 - 98, площадь поверхности ВЕТ в интервале предпочтительно 50 - 250 м²/г, рН 5%-ной водной суспензии в интервале предпочтительно 4,0 - 8,5, где частицы упомянутого диоксида кремния, по существу, однородны по размеру с очень узким распределением в пределах СВ размера частиц 8 - 14 мкм, предпочтительно 7 - 11 мкм и где меньшие частицы когезионно соединены друг с другом за счет физической связи и имеют упомянутую СВ размера частиц.

3. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что упомянутая композиция дополнительно содержит источник фторид-ионов, где предпочтительно источник фторид-ионов выбирают из группы, состоящей из фторида натрия, фторида олова (2), монофторфосфата натрия, фторида калия и их смесей.

4. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, где предпочтительно поверхностно-активное вещество выбирают из группы, состоящей из поверхностно-активных саркозинатов, изэтионатов и тауратов, более предпочтительно из группы, состоящей из лаурилсаркозината натрия, децилсаркозината натрия, миристилсаркозината натрия, стеарилсаркозината натрия, пальмитилсаркозината натрия, олеилсаркозината натрия и их смесей.

5. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 0,1 - 2,5% хелатирующего агента, где предпочтительно хелатирующий агент выбирают из группы, состоящей из винной кислоты и ее фармацевтически приемлемых солей, лимонной кислоты и цитратов щелочных металлов и их смесей.

6. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что дополнительно содержит 15 - 70% увлажнителя, где предпочтительно увлажнитель выбирают из группы, состоящей из глицерина, сорбита, пропиленгликоля и их смесей.

7. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что поверхностно-активное вещество представляет собой комбинацию лаурилсаркозината натрия и кокоамидопропилбетаина, а хелатирующий агент представляет собой комбинацию винной кислоты и тартрата натрия.

8. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов в форме зубной пасты, зубного порошка, профилактической пасты, пастилки, жевательной резинки или геля для полости рта.

9. Композиция для чистки зубов по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что более 2% упомянутого осажденного диоксида кремния является агломерированным, предпочтительно более 5% упомянутого осажденного диоксида кремния агломерировано.

10. Способ получения композиции для чистки зубов, отличающийся тем, что диоксид кремния осаждают с помощью следующих стадий, в которых получают водный раствор силиката натрия, имеющий концентрацию 8,0 - 35 мас.% и соотношение Na₂O: SiO₂ 1 - 3,5:1, получают водный раствор серной кислоты, имеющий концентрацию 6 - 35%, загружают в реактор при перемешивании 1 - 5% стехиометрического количества упомянутого раствора силиката натрия и нагревают упомянутый раствор силиката натрия до 80 - 90^oC, медленно добавляют в упомянутый раствор серную кислоту и оставшуюся часть упомянутого раствора силиката натрия, причем упомянутое добавление проводят в течение некоторого периода времени, где раствор силиката натрия загружают в реакционную смесь со скоростью 7 - 12 л/мин, а серную кислоту загружают в реактор со скоростью 1 - 4 л/мин, продолжают добавление силиката натрия и серной кислоты в упомянутый раствор еще в течение 40 - 60 мин, прекращают добавление раствора силиката натрия, но продолжают добавление раствора серной кислоты при перемешивании до получения в реакторе конечного рН 5,0 - 5,8, чтобы получить в реакционной жидкости осажденный диоксид кремния; повышают температуру упомянутой реакционной смеси до 90 - 98^oC в течение от 10 мин до 1 ч при продолжении перемешивания и проводят термообработку реакционной смеси кипячением упомянутой смеси в течение, по крайней мере, 30 мин - 2 ч, чтобы вызвать образование, по существу, однородных по размеру частиц осажденного диоксида кремния, затем охлаждают реакционную смесь и выделяют осажденный диоксид кремния, смешивают полученный диоксид кремния с носителем, приемлемым для применения в полости рта в количестве 0,1 - 99%.