Новые продукты и способы
Группа изобретений относится к области продуктов для ухода за полостью рта и способов их получения. Предлагается продукт для ухода за полостью рта, содержащий композицию по уходу за полостью рта, включающую: эффективное количество растворимого приемлемого для применения в полости рта сульфата, и забуференную электропроводную среду, имеющую рН от 4 до 6,5, где персульфат синтезируется, когда электрический потенциал прикладывается к сульфату в забуференной электропроводной среде; и капу, включающую по меньшей мере два электрода, электрически соединяемых с источником напряжения с электрическим потенциалом от 1 до 5 В, в котором электроды включают катод и анод. Предлагается также способ получения композиции для ухода за полостью рта, содержащей персульфат (S2O82-), который включает приложение разности электрических потенциалов от 1 до 5 В к композиции для ухода за полостью рта, содержащей растворимый приемлемый для применения в полости рта сульфат в забуференной электропроводной среде, имеющей рН от 4 до 6,5. Группа изобретений пригодна для использования в способе in situ получения персульфата (S2O82-), что может быть применено для отбеливания зубов, для окисления летучих серосодержащих соединений, которые вызывают галитоз, или для уничтожения бактерий на зубах. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 табл., 4 пр.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[001] Представлен продукт для ухода за полостью рта, содержащий эффективное количество растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата, например, бисульфата натрия, калия или аммония, в забуференной электропроводной среде, причем продукт пригоден в способе in situ получения персульфата (S2O82-), и способы его получения и применения, например, для отбеливания зубов, для окисления летучих серосодержащих соединений, которые вызывают галитоз, или для уничтожения бактерий на зубах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[002] Различные продукты и процедуры были разработаны для отбеливания зубов. Эти продукты и процедуры или покупаются, и/или используются непосредственно потребителем или применяются дантистом или другим специалистом.
[003] Персульфат калия (K2S2O8) предлагался для отбеливания зубов, но вследствие высокой реакционной способности персульфата калия в водных средах он имеет плохую совместимость с обычными ингредиентами, используемыми в продуктах для ухода за полостью рта, и, таким образом, сложно составляется в стабильный продукт. Безводные и/или гидрофобные составы могут улучшать стабильность персульфата калия, но могут препятствовать быстрому высвобождению персульфата из матрицы состава, что приводит в результате к плохому отбеливающему эффекту.
[004] Электрохимические способы обработки зубов были предложены в европейском патенте №1525857 и патенте США № 7775795. В этих ссылочных документах, однако, не обсуждается использование персульфата для отбеливания зубов или проблемы, связанные с использованием его самого по себе.
[005] Настоящее раскрытие направлено на преодоление одной или более проблем, указанных выше, и/или других проблем предшествующего уровня техники.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[006] Представлен продукт для ухода за полостью рта, содержащий эффективное количество растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата, например, бисульфата, например, бисульфата натрия, калия или аммония, в забуференной электропроводной среде, причем продукт пригоден в способе in situ получения персульфата (S2O82-), и способы его получения и применения, например, для отбеливания зубов, для окисления летучих серосодержащих соединений, которые вызывают галитоз, или для уничтожения бактерий на зубах. В некоторых вариантах осуществления продукт также содержит катод и анод, которые являются электрически соединяемыми с источником напряжения, например, посредством переключателя.
[007] Также представлен способ отбеливания зубов, окисления летучих серосодержащих соединений, которые вызывают галитоз, или уничтожения бактерий на зубах путем применения эффективного количества композиции для ухода за полостью рта, содержащей приемлемый для применения в полости рта сульфат и/или бисульфат, например, бисульфат калия (KHSO4), в забуференной электропроводной среде, по отношению к зубам и (сразу перед или в ходе использования) воздействия на композицию разности электрических потенциалов, для того чтобы облегчить in situ получение персульфата (S2O82-), например, персульфата калия (K2 S2O8).
[008] Дополнительные области применения настоящего изобретения станут очевидны из подробного описания, представленного ниже. Следует понимать, что хотя подробное описание и конкретные примеры раскрывают предпочтительный вариант осуществления изобретения, они предназначены лишь для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения объема изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[009] Следующее описание предпочтительных вариантов осуществления является лишь иллюстративным по своему характеру и никоим образом не предназначено для ограничения настоящего изобретения, его заявки или вариантов применения.
[0010] По всему тексту настоящей заявки диапазоны используются в качестве сокращенного обозначения для описания каждого и любого значения, которое находится в пределах диапазона. В качестве граничного значения диапазона может быть выбрано любое значение в пределах диапазона. Кроме того, все ссылки, приведенные в данном документе, тем самым включены в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте. В случае конфликта определений в настоящем раскрытии и в приведенной ссылке настоящее раскрытие является предпочтительным.
[0011] Если не указано иное, все значения процентного содержания и количества, указанные в данном документе и в других местах в настоящем описании, следует понимать как относящиеся к процентам по весу. Приведенные количества получены в пересчете на активный вес материала.
[0012] Выражение «сульфат», используемое в настоящем документе, означает соль или смесь солей, образованных или способных к образованию в результате реакции серной кислоты с основанием. Таким образом, данное выражение включает бисульфатные соли. В водных растворах может существовать равновесие между полностью депротонированным ионом (сульфатом или SO42-) и частично депротонированным ионом (бисульфатом или HSO4-), и оба эти иона способны образовывать персульфат при воздействии на них разности электрических потенциалов в водной среде. «Приемлемый для применения в полости рта сульфат» относится к сульфатам (включая бисульфаты), которые являются нетоксичными или безвредными при введении в качестве компонента продукта для ухода за полостью рта в соответствующих концентрациях, например, 10% или меньше. «Растворимый сульфат» относится к сульфатным солям (включая бисульфаты), которые растворимы в водном растворе при комнатной температуре, например, с растворимостью по меньшей мере 10 г на 100 мл воды при 25ºC. Выражение «растворимый и приемлемый для применения в полости рта сульфат», таким образом, охватывает, например, соединения, такие как NaHSO4, KHSO4, (NH4)HSO4, Mg(HSO4)2, Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4 и MgSO4.
[0013] Используемое в настоящем документе выражение «in situ» означает, что персульфат образуется в продукте для ухода за полостью рта сразу перед или в ходе использования, а не добавляется в виде отдельного ингредиента.
[0014] Используемое в настоящем документе «эффективное количество» означает количество или концентрацию, эффективную для осуществления необходимой функции в ходе использования продукта. Таким образом, эффективное количество сульфата относится к количеству сульфатной соли (например, выбранной из бисульфата натрия, бисульфата калия, бисульфата аммония, бисульфата магния, сульфата натрия, сульфата калия, сульфата аммония, сульфата магния и их смесей), которое, при активации электрическим током с образованием персульфата, обеспечивает персульфат в количестве или концентрации, эффективной для отбеливания зубов.
[0015] В одном варианте осуществления активация сульфата с образованием персульфата проводится непосредственно перед использованием. Например, продукт для ухода за полостью рта, содержащий эффективное количество растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата в забуференной электропроводной среде, распределяют в контейнер, содержащий электроды, которые соединены с батарей или другим источником напряжения, для подачи электрического тока через среду для получения персульфата.
[0016] Если продукт для ухода за полостью рта представляет собой ополаскиватель для полости рта, его можно, например, распределять в крышке бутылки, где крышка содержит электроды на внутренней поверхности. Продукт, представляющий собой ополаскиватель для полости рта, можно выливать в крышку, или его можно распределять посредством трубки в крышку при помощи насоса или сжимающего механизма, или его можно распределять в крышку при помощи системы дозирования, например, путем переворачивания бутылки вверх дном для обеспечения вытекания ополаскивателя для полости рта в крышку, затем переворачивания бутылки в нормальное положение так, что клапан закрывается и часть ополаскивателя для полости рта, который следует активировать, отделяется в камеру, расположенную в крышке. Или ополаскиватель для полости рта можно распределять в контейнер и подавать электричество с помощью зубной щетки, содержащей электроды, или мешалки, содержащей электроды, которые можно вставить в состав для активации образования персульфата непосредственно перед использованием.
[0017] Если продукт для ухода за полостью рта представляет собой гель, его можно, например, распределять в стоматологическую капу, содержащую электроды, и придавать форму, подходящую для зубов, так, что персульфат может образовываться в капе непосредственно перед применением капы для зубов.
[0018] В другом варианте осуществления активацию сульфата с образованием персульфата проводят в ходе использования. Например, продукт для ухода за полостью рта, содержащий эффективное количество растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата в забуференной электропроводной среде, может быть в виде водного геля, который распределяют в капу, содержащую электроды, которые соединены с батареей или другим источником напряжения, для подачи электрического тока через среду для получения персульфата in situ, когда капа находится во рту. Или гель можно использовать как зубную пасту и чистить зубы при помощи зубной щетки, содержащей электроды, которые подают ток для получения персульфата во рту при чистке зубов.
[0019] Например, в одном варианте осуществления зубную щетку используют для активации продукта для ухода за полостью рта, причем зубная щетка, содержащая эффективное количество растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата в забуференной электропроводной среде, представляет собой питаемую зубную щетку, которая содержит рукоятку, источник энергии, головку, содержащую полость, расположенную на дальнем конце рукоятки, пару электродов, расположенных в полости и электрически соединенных с источником энергии, и перемещающийся элемент для чистки, присоединенный к головке и перемещающийся относительно полости. Перемещающийся элемент для чистки содержит опорный элемент для щетинок, расположенный, по меньшей мере, частично над полостью, множество щетинок, выступающих из опорного элемента для щетинок в направлении от полости, и ферромагнитный элемент. Приложение электрического тока к электродам создает магнитное поле на электродах, которое можно использовать (i) для перемещения ферромагнитного элемента, создания хорошего распределения геля, а также (ii) для получения персульфата.
[0020] В другом варианте осуществления зубная щетка, содержащая электроды, используется для активации растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата в забуференной электропроводной среде, причем зубная щетка является такой как описано в патенте US 8156602, выданном компании Colgate, полное содержание которого включено в настоящий документ посредством ссылки.
[0021] В некоторых вариантах осуществления полярность электродов изменяют с постоянными интервалами в ходе использования. В случае описанной выше зубной щетки изменение полярности электродов в ходе использования изменяет магнитное поле так, что каждый электрод может поочередно притягивать и отталкивать ферромагнитный элемент таким образом, чтобы перемещать перемещающийся элемент для чистки относительно электрода. Но чаще изменение полярности электродов предотвращает накопление заряженных частиц или ионов на электродах, что может препятствовать их эффективности при получении персульфата.
[0022] В одном варианте осуществления, таким образом, в раскрытии представлен продукт для ухода за полостью рта (продукт 1), содержащий эффективное количество растворимого и приемлемого для применения в полости рта сульфата в забуференной электропроводной среде, например, следующие.
Продукт 1, где сульфат представляет собой соль или смесь солей, выбранных из солей натрия, калия и аммония, например, где сульфат выбран из бисульфата натрия, бисульфата калия, бисульфата аммония, бисульфата магния, сульфата натрия, сульфата калия, сульфата аммония, сульфата магния и их смесей.
Продукт 1.1, где сульфат представляет собой бисульфат, например, выбранный из бисульфата натрия, бисульфата калия, бисульфата аммония, бисульфата магния и их комбинаций, например, бисульфата калия (KHSO4) и/или бисульфата натрия (NaHSO4), например, бисульфата натрия (NaHSO4), например, в количестве 0,1-30%, например, 1-10%, например, 2-4%.
Продукт 1 или 1.1, где сульфат способен окисляться до персульфата.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда представляет собой водный гель.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда представляет собой водный гель, содержащий воду, например, 60-70%, глицерин, например, 15-20%, бисульфат натрия, например, 5-15%, буфер, например, цитратный или фосфатный буфер, и загуститель, например, выбранный из сшитых полимеров полиакриловой кислоты (например, Carbopol), полисахаридов (например, ксантановой камеди), высокодисперсного диоксида кремния, поливинилпирролидона, карбоксиметилцеллюлозы, геллановой камеди и их комбинаций.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда представляет собой водный раствор соли, например, фосфатный буферный раствор.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт дополнительно содержит по меньшей мере два электрода, электрически соединяемых (необязательно посредством переключателя) с источником напряжения, причем электроды представляют собой катод и анод.
Любой из вышеуказанных продуктов, содержащий по меньшей мере два электрода, электрически соединенных с источником напряжения так, что электроды представляют собой анод и катод, и где электроды содержат один или более проводящих материалов, например, металл или полимер, например, где пары электродов содержат один или более проводящих элементов, например, выбранных из углерода, платины, железа, цинка, меди, алюминия, серебра, никеля и золота, например, одного или более из платины, углерода и железа, например, платины, например, углерода, например, железа, или где одна или более из пар электродов содержат полупроводниковый материал, например, диоксид титана или легированный бором алмаз.
Любой из вышеуказанных продуктов 1.7-1.8, где персульфат синтезируется, когда разность электрических потенциалов прикладывается к электродам, например, путем соединения с источником напряжения.
Любой из вышеуказанных продуктов, где персульфат синтезируется, когда разность электрических потенциалов прикладывается к электродам, включающим анод и катод, причем разность электрических потенциалов составляет 1-5 вольт или составляет 2 вольта или больше, например, 3 вольта или больше, например, 4 вольта или больше.
Любой из вышеуказанных продуктов, где персульфат синтезируется, когда разность электрических потенциалов прикладывается к электродам, включающим анод и катод, причем разность электрических потенциалов составляет приблизительно 3 вольта.
Любой из вышеуказанных продуктов, где персульфат синтезируется, когда разность электрических потенциалов прикладывается к электродам, включающим анод и катод, причем разность электрических потенциалов составляет приблизительно 4 вольта.
Любой из вышеуказанных продуктов, где персульфат синтезируется, когда разность электрических потенциалов прикладывается к электродам, включающим анод и катод, причем персульфат синтезируется на аноде.
Любой из вышеуказанных продуктов, где персульфат синтезируется, когда разность электрических потенциалов прикладывается к электродам, включающим анод и катод, причем водород синтезируется на катоде.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит воду.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит неорганическую соль.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит одно или более из натрия, калия, лития, кальция, стронция и магния.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит одно или более из фторида, хлорида, бромида или йодида, например, фторид или хлорид, например, хлорид.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит представляет собой одно или более из хлорида натрия, хлорида калия, хлорида лития, хлорида кальция, хлорида стронция и хлорида магния, например, хлорид натрия.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит представляет собой буфер.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит одно или более из фосфата, цитрата, ацетата, лактата и бората, например, фосфат.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит одно или более из фосфорной кислоты, лимонной кислоты, уксусной кислоты, молочной кислоты и борной кислоты, например, фосфорную кислоту.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт содержит электролит, причем электролит содержит аминокислоту, например, глутаминовую кислоту.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт дополнительно содержит один или более дополнительных отбеливающих средств, например, кислород, озон, пероксид, например, пероксид водорода, перкислоту, например, перуксусную кислоту, или хлорит, например, хлорит натрия, гипохлорит, например, гипохлорит натрия.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда имеет кислый pH, например, pH 4-6,5, например, приблизительно pH 5-6, например, приблизительно pH 5.
Любой из вышеуказанных продуктов, включающий электроды, представляющие собой анод и катод, электрически соединенные с источником напряжения, где источник напряжения содержит батарею, например, аккумуляторную батарею, конденсатор или изолированный провод, содержащий вилку.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт включает капу, полоску или зубную щетку, причем указанная капа, полоска или зубная щетка содержит электроды, представляющие собой анод и катод, электрически соединяемые с источником напряжения, например, посредством переключателя, например, так, что персульфат можно получать во рту, когда переключатель включен и разность электрических потенциалов приложена к бисульфату в забуференной, электропроводной, водной среде.
Любой из вышеуказанных продуктов, содержащих контейнер, где контейнер содержит сульфат (который в растворе может образовывать сульфат-ион, бисульфат-ион или равновесие между ними двумя) в забуференной электропроводной водной среде, и где контейнер содержит электроды, представляющие собой анод и катод, электрически соединяемые с источником напряжения, например, посредством переключателя, например, так, что персульфат можно получать в контейнере, когда переключатель включен и разность электрических потенциалов приложена к сульфату в забуференной электропроводной водной среде, перед применением содержимого контейнера по отношению к зубам.
Продукт 1.29, где контейнер содержит камеру-резервуар с отверстием, причем камера-резервуар содержит среду перед использованием, и крышку, закрывающую отверстие, причем крышка содержит измерительную камеру с электродами, расположенными на внутренней поверхности измерительной камеры так, что среду можно распределять из камеры-резервуара в измерительную камеру, приводя в контакт с электродами для активации перед использованием.
Продукт 1.30, где измерительная камера соединена с камерой-резервуаром при помощи трубки, проходящей до нижней части камеры-резервуара.
Продукт 1.30, где измерительная камера соединена с камерой-резервуаром при помощи клапана одностороннего действия, например, шарикового клапана, обеспечивающего поток в измерительную камеру, когда продукт находится в перевернутом положении, так, что когда продукт больше не перевернут, крышка удаляется и переворачивается, тогда клапан удаляется для обеспечения подачи ополаскивателя для полости рта пользователю.
Продукт 1.31, где трубка функционально соединена с насосом, который может перекачивать среду из камеры-резервуара в измерительную камеру.
Продукт 1.31, где стенки камеры-резервуара являются деформируемыми так, что когда стенки сжимаются, среда перетекает по трубке в измерительную камеру.
Любой из вышеуказанных продуктов, где забуференная, электропроводная среда также содержит приемлемый для применения в полости рта краситель, например, лиссаминовый зеленый, или пищевой краситель, например, FD&C синий №1, который обеспечивает визуальную индикацию присутствия персульфата, например, водорастворимый краситель, который изменяет или теряет цвет при окислении, например, так, что среда соответственно изменяет или теряет цвет, когда образуется персульфат.
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт также содержит одно или более ароматизирующих средств (например, сукралозу, сахарин натрия).
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт также содержит одно или более противомикробных средств (например, бензиловый спирт, тимол).
Любой из вышеуказанных продуктов, где продукт предназначен для отбеливания поверхности зубов, или для окисления летучего серосодержащего соединения, которое вызывает неприятный запах изо рта, или для уничтожения бактерий на зубах.
Любой из вышеуказанных продуктов, где один или оба электрода представляют собой никелевые электроды, причем необязательно оба электрода представляют собой никелевые электроды.
Продукт 1.39, где никелевые электроды зачищают или перед, или после введения в продукт при помощи процесса продувки суспензией карбида кремния или порошка оксида алюминия в воде.
Любой из вышеуказанных продуктов, где напряжение составляет приблизительно 4 В, а ток поддерживают на уровне от 20 до 30 мA.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда представляет собой гель (например, гель для перорального применения, например, гель, приемлемый для применения в полости рта).
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда содержит увлажнитель, например, глицерин, сорбит или пропиленгликоль или их комбинацию; причем необязательно увлажнитель присутствует в количестве 1-50 вес. % среды, например, 5-40% или 15-25%.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда содержит абразив, например, абразив на основе диоксида кремния.
Любой из вышеуказанных продуктов, где электропроводная среда содержит следующие ингредиенты:
| Ингредиент | Вес. % |
| Глицерин (например, 99,0-101,0%) | 15-25% |
| Вода | Q.S. |
| Сульфатная соль (например, бисульфатная соль, например, бисульфат натрия) | 1-10% |
| Электролит (например, лимонная кислота) | 1-10%, например, 2-4% |
| Основание (например, гидроксид натрия, например, 50 вес. % водн. NaOH) | 1-10%, например, 2-4% |
| Полимер полиакриловой кислоты (например, Carbopol) | 0-5%, например, 0,5-2% |
| Диоксид кремния (например, высокодисперсный диоксид кремния) | 0-5%, например, 0,5-2% |
| Полисахарид (например, ксантановая камедь, геллановая камедь, CMC) | 0-5%, например, 0,5-2% |
[0023] Дополнительно представлен способ (способ A) получения композиции для ухода за полостью рта, содержащей персульфат (S2O82-), включающий приложение разности электрических потенциалов к композиции для ухода за полостью рта, содержащей растворимый и приемлемый для применения в полости рта сульфат в забуференной электропроводной среде, например, следующие.
Способ A, где способ включает окисление бисульфата (HSO4-) или сульфата (SO42-).
Способ A или A.1, где разность электрических потенциалов прикладывают при помощи электродов, причем электроды представляют собой катод и анод.
Способ A.2, где среда содержит воду.
Способ A.2 или A.3, где среда содержит неорганическую соль.
Любой из способов A.2-A.4, где среда содержит одно или более из натрия, калия, лития, кальция, стронция и магния.
Любой из способов A.2-A.5, где среда содержит содержит одно или более из фторида, хлорида, бромида или йодида, например, фторид или хлорид, например, хлорид.
Любой из способов A.2-A.6, где среда содержит электролит, выбранный из одного или более из хлорида натрия, хлорида калия, хлорида лития, хлорида кальция, хлорида стронция и хлорида магния, например, хлорид натрия.
Любой из способов A.2-A.7, где буфер для среды содержит одно или более из фосфата, цитрата, ацетата, лактата и бората, например, фосфат.
Любой из способов A.2-A.9, где среда содержит одно или более из фосфорной кислоты, лимонной кислоты, уксусной кислоты, молочной кислоты и борной кислоты, например, фосфорную кислоту.
Любой из способов A.2-A.10, где среда содержит аминокислоту, например, глутаминовую кислоту.
Любой из способов A.2-A.11, где электроды содержат один или более проводящих материалов, например, металл или полимер, например, где пары электродов содержат один или более проводящих элементов, например, выбранных из углерода, платины, железа, цинка, меди, алюминия, серебра, никеля и золота, например, одного или более из платины, углерода и железа, например, платины, например, углерода, например, железа, или где одна или более пар электродов содержат полупроводниковый материал, например, диоксид титана или легированный бором алмаз.
Любой из способов A.2-A.12, где разность электрических потенциалов составляет 1-5 вольт или 2 вольта или больше, например, 3 вольта или больше, например, 4 вольта или больше.
Любой из способов A.2-A.13, где разность электрических потенциалов составляет 3 вольта.
Любой из способов A.2-A.13, где разность электрических потенциалов составляет 4 вольта.
Любой из способов A.2-A.15, где ток составляет 10-200 миллиамперов, например, 10-160 мA, или 10-120 мA, или 20-100 мA, или 20-80 мA, или 30-60 мA.
Любой из способов A.2-A.16, где персульфат синтезируют на аноде.
Любой из способов A.2-A.17, где водород синтезируют на катоде.
Любой из способов A.2-A.17, где полярность электродов изменяется в ходе использования, например, для снижения накопления заряженных частиц или ионов на одном или другом электроде.
Любой из способов A.2-A.18, где один или оба электрода представляют собой никелевые электроды, причем необязательно оба электрода представляют собой никелевые электроды.
Способ A.19, где никелевые электроды зачищали или перед, или после введения в продукт при помощи процесса продувки суспензией карбида кремния или порошка оксида алюминия в воде.
Любой из способов A.2-A.20, где напряжение составляет приблизительно 4 В, а ток поддерживают на уровне от 20 до 30 мA.
Любой из вышеуказанных способов, где способ включает приложение разности электрических потенциалов к продукту для ухода за полостью рта любого из продукта 1 et seq.
[0024] Дополнительно представлен способ (способ B) для отбеливания поверхности зубов, или для окисления летучих серосодержащих соединений, которые вызывают галитоз, или для уничтожения бактерий на поверхности зубов, включающий
(a) приложение разности электрических потенциалов к композиции для ухода за полостью рта, содержащей растворимый приемлемый для применения в полости рта сульфат в забуференной электропроводной среде (например, к продукту для ухода за полостью рта, который представляет собой любой из продукта 1 et seq.), для получения композиции для ухода за полостью рта, содержащей персульфат (S2O82-) (например, согласно любому из способов A et seq.), и применение по отношению к поверхности зубов эффективного количества композиции для ухода за полостью рта, содержащей персульфат, полученный таким образом, например, путем чистки или промывания, или
(b) применение по отношению к зубам композиции для ухода за полостью рта, содержащей растворимый приемлемый для применения в полости рта сульфат в забуференной электропроводной среде (например, продукта для ухода за полостью рта, который представляет собой любой из продукта 1 et seq), и приложение разности электрических потенциалов к указанной композиции для ухода за полостью рта для получения персульфата (S2O82-) in situ (например, согласно любому из способов A et seq.).
Например, следующие.
Способ B, где персульфат синтезируют посредством окисления ионов сульфата (SO42-) или бисульфата (HSO4-).
Способ B или B.1, где персульфат синтезируют посредством приведения в контакт сульфата с электролитом и приложения разности электрических потенциалов по меньшей мере к двум электродам, включающим катод и анод.
Способ B.2, где электролит содержит воду.
Способ B.2 или B.3, где электролит содержит неорганическую соль.
Любой из способов B.2-B.4, где электролит содержит одно или более из натрия, калия, лития, кальция, стронция и магния.
Любой из способов B.2-B.5, где электролит содержит одно или более из фторида, хлорида, бромида или йодида, например, фторид или хлорид, например, хлорид.
Любой из способов B.2-B.6, где электролит представляет собой один или более из хлорида натрия, хлорида калия, хлорида лития, хлорида кальция, хлорида стронция и хлорида магния, например, хлорид натрия.
Любой из способов B.2-B.7, где электролит представляет собой буфер.
Любой из способов B.2-B.8, где электролит содержит одно или более из фосфата, цитрата, ацетата, лактата и бората, например, фосфат.
Любой из способов B.2-B.9, где электролит содержит одно или более из фосфорной кислоты, лимонной кислоты, уксусной кислоты, молочной кислоты и борной кислоты, например, фосфорную кислоту.
Любой из способов B.2-B.10, где электролит содержит аминокислоту, например, глутаминовую кислоту.
Любой из способов B.2-B.11, где пара электродов содержит один или более проводящих материалов, например, металл или полимер, например, где пары электродов содержат один или более проводящих элементов, например, выбранных из углерода, платины, железа, цинка, меди, алюминия, серебра, никеля и золота, например, одного или более из платины, углерода и железа, например, платины, например, углерода, например, железа, или где одна или более пар электродов содержат полупроводниковый материал, например, диоксид титана или легированный бором алмаз.
Любой из способов B.2-B.12, где разность электрических потенциалов составляет 1-5 вольт или 2 вольта или больше, например, 3 вольта или больше, например, 4 вольта или больше.
Любой из способов B.2-B.13, где разность электрических потенциалов составляет приблизительно 3 вольта.
Любой из способов B.2-B.13, где разность электрических потенциалов составляет приблизительно 4 вольта.
Любой из способов B.2-B.15, где прикладываемый ток составляет 10-200 миллиамперов, например, 10-160 мA, или 10-120 мA, или 20-100 мA, или 20-80 мA, или 30-60 мA.
Любой из способов B.2-B.16, где персульфат синтезируют на аноде.
Любой из способов B.2-B.17, где водород синтезируют на катоде.
Любой из способов B.2-B.18, где полярность электродов изменяется в ходе использования, например, для снижения накопления заряженных частиц или ионов на одном или другом электроде.
Любой из способов B.2-B.19, где один или оба электрода представляют собой никелевые электроды, причем необязательно оба электрода представляют собой никелевые электроды.
Способ B.20, где никелевые электроды зачищали или перед, или после введения в продукт при помощи процесса продувки суспензией карбида кремния или порошка оксида алюминия в воде.
Любой из способов B.2-B.21, где напряжение составляет приблизительно 4 В, а ток поддерживают на уровне от 20 до 30 мA.
[0025] Неожиданно, что стабильные необесцвечивающие соли, такие как бисульфат натрия, можно сделать пригодными в способах отбеливания зубов, окисления летучих соединений и уничтожения бактерий. Таким образом, также обеспечивается применение (применение A) сульфатной соли, например, выбранной из бисульфата натрия, бисульфата калия, бисульфата аммония, бисульфата магния, сульфата натрия, сульфата калия, сульфата аммония, сульфата магния и их смесей (например, в составе согласно любому из продукта 1 et seq.), для отбеливания поверхности зубов, или для окисления летучих серосодержащих соединений, которые вызывают галитоз, или для уничтожения бактерий на поверхности зубов, например, согласно любому из способов B et seq.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 – Электрохимический синтез персульфатов
[0026] На схеме 1 показан электрохимический синтез персульфата калия из бисульфата калия.
Схема 1.
[0027] Бисульфат калия (HKSO4) с концентрациями 1-10% по весу растворяют в фосфатном буфере и pH регулируют как необходимо для испытания на отбеливание с лиссаминовым зеленым. Электроды, анод и катод, погружают в реакционную емкость и образование соли персульфата калия в зависимости от концентрации бисульфата калия, pH, напряжения/тока и материала электрода контролируют при помощи изменений поглощения лиссаминового зеленого. Снижение поглощения (610 нм) лиссаминового зеленого с течением времени является показательным для его обесцвечивания получаемым персульфатом. Альтернативно, платиновые электроды используют и бисульфат калия добавляют при 10% в дистиллированную воду, реакционную емкость охлаждают до 4°C и порошок персульфата калия собирают и подтверждают при помощи IR и XPS.
[0028] Хотя персульфат калия имеет отбеливающее действие в диапазоне pH, активность выше при кислом pH.
| Таблица 1. Зависимость pH и in situ обесцвечивание лиссаминового зелёного персульфатом калия, получаемым электрохимически из раствора бисульфата калия при помощи платиновых электродов | |||
| Время (мин.) | Поглощение при pH 6 | Поглощение при pH 7 | Поглощение при pH 8 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0,637 | 0,885 | 0,843 |
| 4 | 0,508 | 0,770 | 0,758 |
| 6 | 0,390 | 0,686 | 0,68 |
| 8 | 0,253 | 0,599 | 0,58 |
| 10 | 0,203 | 0,520 | 0,55 |
| 12 | 0,148 | 0,412 | 0,5 |
| 14 | 0,126 | 0,388 | 0,483 |
| 16 | 0,103 | 0,315 | 0,409 |
| 18 | 0,091 | 0,295 | 0,376 |
| 20 | 0,081 | 0,296 | 0,358 |
[0029] Тестировали различные электроды, включая углеродные, платиновые, железные, цинковые, медные и алюминиевые.
| Таблица 2. 3 вольта внешнего смещения при 5% HKSO4 в ходе использования множества материалов электродов | |||||
| Время (мин.) | Платина | Углерод | Алюминий | Железо | Медь |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0,964 | 1 | 1,003 | 0,95 | 0,990 |
| 4 | 0,884 | 0,957 | 0,975 | 0,89 | 0,955 |
| 6 | 0,72 | 0,944 | 0,987 | 0,86 | 0,951 |
| 8 | 0,636 | 0,871 | 0,971 | 0,774 | 0,924 |
| 10 | 0,60 | 0,791 | 0,999 | 0,77 | 0,93 |
| 12 | 0,580 | 0,753 | 0,966 | 0,724 | 0,93 |
| 14 | 0,510 | 0,700 | 0,929 | 0,68 | 0,935 |
| 16 | 0,397 | 0,635 | 0,974 | 0,65 | 0,933 |
| 18 | 0,384 | 0,671 | 0,922 | 0,62 | 0,898 |
| 20 | 0,374 | 0,582 | 0,922 | 0,57 | 0,875 |
[0030] Хотя они все показали способность получения активного вещества, платина, углерод и железо являются предпочтительными. Также тестировали цинк, но он имел худшие свойства. Еще два электрода — никелевый электрод и электрод из легированного бором алмаза — тестировали с применением гелей и они показали хорошие свойства.
[0031] Оценивали влияние напряжения в ходе использования различных электродов.
| Таблица 3. Сравнение обесцвечивания между платиновым, углеродным и железным электродами при 3 вольтах относительно 4 вольт внешнего смещения при 5% HKSO4 | ||||||
| Время (мин.) | Платина (3 В) |
Углерод (3 В) |
Железо (3 В) |
Платина (4 В) |
Углерод (4 В) |
Железо (4 В) |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 0,964 | 1 | 0,952 | 0,89 | 0,979 | 0,951 |
| 4 | 0,884 | 0,957 | 0,897 | 0,810 | 0,922 | 0,85 |
| 6 | 0,720 | 0,9445 | 0,865 | 0,671 | 0,806 | 0,76 |
| 8 | 0,6360 | 0,871 | 0,774 | 0,617 | 0,67 | 0,69 |
| 10 | 0,600 | 0,7919 | 0,776 | 0,53 | 0,63 | 0,64 |
| 12 | 0,5809 | 0,753 | 0,724 | 0,491 | 0,638 | 0,59 |
| 14 | 0,510 | 0,700 | 0,6837 | 0,434 | 0,581 | 0,55 |
| 16 | 0,397 | 0,635 | 0,654 | 0,397 | 0,532 | 0,493 |
| 18 | 0,384 | 0,671 | 0,621 | 0,341 | 0,509 | 0,467 |
| 20 | 0,374 | 0,582 | 0,57 | 0,283 | 0,493 | 0,428 |
[0032] Оценивали также влияние при изменении концентраций.
| Таблица 4. Обесцвечивание в зависимости от % HKSO4 | ||||
| Время (мин.) | 1% HKSO4, pH 4 | 3% HKSO4, pH 4 | 7% HKSO4, pH 4 | 10% HKSO4, pH 4 |
| 0 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
| 2 | 0,985 | 0,968 | 0,864 | 0,851 |
| 4 | 0,914 | 0,854 | 0,779 | 0,746 |
| 6 | 0,830 | 0,754 | 0,673 | 0,646 |
| 8 | 0,740 | 0,679 | 0,579 | 0,535 |
| 10 | 0,635 | 0,582 | 0,496 | 0,470 |
| 12 | 0,559 | 0,512 | 0,427 | 0,407 |
| 14 | 0,502 | 0,456 | 0,370 | 0,355 |
| 16 | 0,432 | 0,412 | 0,322 | 0,304 |
| 18 | 0,425 | 0,360 | 0,270 | 0,256 |
| 20 | 0,396 | 0,331 | 0,238 | 0,225 |
Пример 2. Эффективность для окрашенных зубов
[0033] Оценивали отбеливающее действие на зубах быка. Зубы быка чистили для достижения аналогичных исходных значений осветления. Зубы быка помещали в искусственную слюну (состоящую из 7,5 мл раствора муцина и 7,5 мл буфера для слюны) на 10 минут. Каждый образец обрабатывали в ходе использования электрохимической обработки в течение 15-20 минут в фосфатном буферном растворе. Платиновые электроды помещали на расстоянии 2 мм от поверхности зуба быка. Площадь электродов составляла 1,2 см x 1,2 см, а зубы быка составляли приблизительно 0,5 см x 0,5 см, и внешнее смещение составляло 4 вольта. После обработки зубы быка промывали деионизированной водой и цвет (значения L*a*b*) измеряли при помощи спектрофотометра.
[0034] Используемый спектрофотометр представлял собой Spectroshade от MHT. Шкала измерений представляла собой шкалу CIE L*a*b* (CIELAB), разработанную Международной комиссией по освещению (CIE). CIELAB представляет собой оппонентную теорию цвета, основанную на том факте, что цветовые раздражители сетчатки преобразуются в различия между светлым и темным, красным и зеленым и синим и желтым. CIELAB показывает эти значения по трем осям: L*, a* и b*. Значение L показывает светлость цвета, где L = 0 - это черный, а L = 100 - это белый. ΔL = Lобработанный - Lисходный. Таким образом, большее положительное значение ΔL обозначает более белые зубы. Значение a находится в диапазоне от +a = пурпурный до -a = зеленый. Значение b находится в диапазоне от +b = желтый до -b = синий. Значение W включает значения L, a и b для описания того, как близко измеренный цвет находится к истинно белому, где W* = (a2 + b2 + (L*-100)2)1/2. Большее отрицательное значение ΔW соответствует большей степени отбеливания.
[0035] Сравнение между 10% HKSO4 без подаваемого питания (контроль); 10% HKSO4, активированный платиновыми электродами при 4 вольтах (ток ~100 мA); и 4,5% гель H2O2 в этом анализе является следующим (измерения для каждой обработки взяты через интервалы прибл. 20 минут).
| Таблица 5. | |||
| Обработка | ΔW | ΔW | ΔW |
| HKSO4, без питания | HKSO4 + 4 вольта | 4,5% H2O2 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | -1,663 | -5,11 | -1,947 |
| 2 | -1,947 | -7,451 | -3,616 |
| 3 | -1,927 | -9,498 | -4,162 |
| 4 | -2,06 | -10,194 | -5,007 |
| 5 | -2,294 | -10,86 | -5,973 |
[0036] Образованный персульфат, таким образом, может перемещаться по раствору и отбеливать окрашенные зубы быка быстрее и полнее, чем гель 4,5% H2O2.
[0037] Оценивали отбеливание окрашенных зубов быка при помощи различных электродов.
| Таблица 6. 4 вольта внешнего смещения при 10% HKSO4, изучение различных материалов электродов | ||||
| Обработка | ΔW | ΔW | ΔW | ΔW |
| Стальной анод | Никелевый анод | Pt электрод | BDD электрод | |
| 1 | -0,749 | -3,828 | -5,11 | -1,718 |
| 2 | -0,717 | -5,438 | -7,45 | -2,216 |
| 3 | -0,723 | -6,086 | -9,498 | -3,199 |
| 4 | -0,6947 | -6,44 | -10,19 | -3,78 |
| 5 | -0,7418 | -6,927 | -10,87 | -4,02 |
[0038] Эффективность раствора бисульфата натрия относительно раствора бисульфата калия для отбеливания зубов быка практически одинакова.
| Таблица 7. Сравнение эффективности отбеливания персульфата в зависимости от противоиона: натрий (Na+) относительно калия (K+) при 4 вольтах внешнего смещения, 10% раствор | ||
| Обработка | ΔW | ΔW |
| HNaSO4 | HKSO4 | |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | -3,126 | -5,110 |
| 2 | -6,915 | -7,451 |
| 3 | -9,875 | -9,498 |
Пример 3. Гелевые составы на основе бисульфата
[0039] Бисульфат натрия намного более растворим, чем бисульфат калия, и поэтому является предпочтительным для использования в гелевых составах. Получали и тестировали различные гелевые составы, и взамен использовали цитратный буфер. Гели существовали в диапазоне pH 5-6. Обычно гели имеют следующий состав.
| Состав A | |
| Ингредиент | Вес. % |
| Глицерин 99,0% - 101,0% | 16-24%, например, 18-19% |
| Деминерализованная вода | Q.S. |
| Бисульфат натрия | 5-15%, например, 10% |
| Лимонная кислота | 1-3%, например, 1,9% |
| Гидроксид натрия (50%) | 6-8%, например, 7,0% |
| Carbopol (например, Carbomer 974P) | 0-2%, например, 0,3-0,8%, например, 0,6% |
| Линейный PVP (например, Plasdone K90) | 0-5%, например, 1-2% |
| Ксантановая камедь | 0,1-5%, например, 0,5-2%, например, 0,5-1% |
| Диоксид кремния (например, высокодисперсный диоксид кремния) | 0-5%, например, 0,5-2%, например, 0,5-1% |
| Ароматизатор (например, подсластители) | 0-1% |
| Противомикробное средство или консервант (например, бензиловый спирт) | 0-2%, например, 0,5-1% |
Оценивали три конкретных возможных состава
| Состав 1 | |
| Ингредиент | Вес. % |
| Глицерин растительный USP, EP 99,0% - 101,0% | 18,00% |
| Деминерализованная вода | 62,18% |
| Бисульфат натрия | 10,00% |
| Лимонная кислота | 1,92% |
| Гидроксид натрия -50% (химически чистый) | 7,00% |
| Carbopol | 0,50% |
| Ксантановая камедь | 0,40% |
| Состав 2 | |
| Ингредиент | Вес. % |
| Глицерин растительный USP, EP 99,0% - 101,0% | 17,25% |
| Деминерализованная вода | 62,18% |
| Бисульфат натрия | 10,00% |
| Лимонная кислота | 1,92% |
| Гидроксид натрия -50% (химически чистый) | 7,00% |
| Carbopol | 0,50% |
| Высокодисперсный диоксид кремния | 0,75% |
| Ксантановая камедь | 0,40% |
| Состав 3 | |
| Ингредиент | Вес. % |
| Глицерин растительный USP, EP 99,0% - 101,0% | 17,00% |
| Деминерализованная вода | 62,18% |
| Бисульфат натрия | 10,00% |
| Лимонная кислота | 1,92% |
| Гидроксид натрия -50% (химически чистый) | 7,00% |
| Carbopol | 0,50% |
| L-PVP (Plasdone K90) | 1,00% |
| Ксантановая камедь | 0,40% |
[0040] Эти гели тестировали в анализе окрашенных зубов быка
| Таблица 8. Три полученных образцовых геля и их отбеливающая эффективность при 4 В в ходе использования Pt электродов | |||
| Обработка | ΔW | ΔW | ΔW |
| Состав геля 1 | Состав геля 2 | Состав геля 3 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | -0,498692738 | -0,6427121 | -0,39935 |
| 2 | -1,196476062 | -1,6506523 | -0,7937 |
| 3 | -1,497749457 | -1,9713629 | -1,08873 |
| 4 | -1,786314714 | -2,6691878 | -1,34656 |
| 5 | -2,110957569 | -2,873121 | -1,57661 |
Гели, содержащие сшитый PVP, карбоксиметилцеллюлозу и геллановую камедь, также тестировали с различной степенью успешности. Вышеуказанные гели содержали персульфат с катионом натрия, но калий также тестировали, с успешными результатами отбеливания.
Пример 4. Никелевые электроды, зачищенные продувкой оксидом алюминия
[0041] Для оценки влияния различных способов зачистки электродов на эффективность никелевых электродов проводили эксперимент, используя зачищенные никелевые электроды. Один набор электродов зачищали продувкой дистиллированной водой. Другой набор электродов зачищали продувкой суспензией порошка оксида алюминия в дистиллированной воде. Состав 4 использовали в виде геля, и каждую обработку проводили в течение приблизительно 20 минут при напряжении 4 В и токе, изменяющемся от 20 до 30 мА. pH состава составлял 5. Как показано в таблице ниже, установлено, что зачищенные оксидом алюминия электроды работают намного лучше, чем зачищенные водой электроды. Считается, что это происходит вследствие удаления оксида никеля и других примесей с поверхности никелевого электрода, а также вследствие образования микроскопически шероховатой поверхности, что обеспечивает лучший электрический контакт с гелем.
| Обработка | ΔW, зачищенный водой | ΔW, зачищенный оксидом алюминия |
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | -5,096 | -1,688 |
| 2 | -9,855 | -4,823 |
| 3 | -10,754 | -7,991 |
| 4 | -11,789 | -10,485 |
| 5 | -12,769 | -11,587 |
| 6 | -14,223 | -12,382 |
| Состав 4 | |
| Ингредиент | Вес. % |
| Глицерин растительный USP, EP 99,0% - 101,0% | 19,08% |
| Деминерализованная вода | 60,00%. |
| Бисульфат натрия | 10,00% |
| Лимонная кислота | 1,92% |
| Гидроксид натрия -50% (химически чистый) | 7,00% |
| Carbopol | 0,60% |
| Высокодисперсный диоксид кремния | 0,80% |
| Ксантановая камедь | 0,60% |
1. Продукт для ухода за полостью рта, содержащий
композицию по уходу за полостью рта, включающую:
эффективное количество растворимого приемлемого для применения в полости рта сульфата и забуференную электропроводную среду, имеющую рН от 4 до 6.5, где персульфат синтезируется, когда электрический потенциал прикладывается к сульфату в забуференной электропроводной среде; и
капу, включающую по меньшей мере два электрода, электрически соединяемых с источником напряжения с электрическим потенциалом от 1 до 5 В, в котором электроды включают катод и анод.
2. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, где сульфат выбран из бисульфата натрия, бисульфата калия, бисульфата аммония, бисульфата магния, сульфата натрия, сульфата калия, сульфата аммония, сульфата магния и их смесей.
3. Продукт для ухода за полостью рта по п. 2, где сульфат представляет собой бисульфат натрия.
4. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, где забуференная электропроводная среда представляет собой приемлемый для применения в полости рта водный гель или приемлемый для применения в полости рта водный раствор соли.
5. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, где электроды содержат один или более проводящих элементов, выбранных из платины, углерода, железа, никеля или полупроводникового материала.
6. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, где полярность электродов изменяется в ходе использования.
7. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, где забуференная электропроводная среда содержит электролит.
8. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, дополнительно содержащий приемлемый для применения в полости рта краситель, который обеспечивает видимый сигнал, когда присутствует персульфат.
9. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, где продукт содержит одно или более дополнительных отбеливающих средств.
10. Продукт для ухода за полостью рта по п. 1, содержащий источник напряжения, содержащий батарею, конденсатор, или изолированный провод, содержащий вилку.
11. Способ получения композиции для ухода за полостью рта, содержащей персульфат (S2O82-), включающий приложение разности электрических потенциалов от 1 до 5 В к композиции для ухода за полостью рта, содержащей растворимый приемлемый для применения в полости рта сульфат в забуференной электропроводной среде, имеющей рН от 4 до 6.5.
