<Desc/Clms Page number 1>
Titel Formulerin2en met dioxiranen voor het bleken van tanden Technisch vakgebied Deze uitvinding betreft een nieuwe formulering en nieuwe werkwijze voor het "bleken" of "witten" van tanden. Beide termen hebben dezelfde betekenis in het kader van dit document.
Doel is verkleuringen te verwijderen, om aldus witte tanden te bekomen.
Stand van de techniek Patienten, tandartsen en consumenten beogen de witheid van tanden te behouden of te herstellen.
Er is heel wat bekend over de oorzaak van verkleuringen. Ze kunnen zieh aan de buitenkant van de tand voordoen, in het glazuur of in het dentine dat zieh dichtbij het tandoppervlakte bevindt en worden extrinsieke verkleuringen genoemd ; ze kunnen zieh ook dieper in de tand manifesteren, de intrinsieke verkleuringen genaamd.
Extrinsieke verkleuringen worden veroorzaakt door : kolonisatie van diverse soorten batterien, neerslag van glycoproteinen en chromoforen van bacterien (plaque), afbraakprodukten van bloed, hemoglobuline en zwavel bevattende proteinen ; of door opname van zware metalen (zoals cadmium, lood, nikkel en koper) of van geneesmiddelen met chloorhexidine, mangaan of zilver. Voedingsmiddelen zoals koffie, tee, wijn, sommige fruitsoorten zoals krieken, bessen, druiven behoren tot de belangrijke oorzaken van extrinsieke verkleuringen. Vooral het voedingsingredient "tannine" draagt bij tot de verkleuring. Het vormt water onoplosbare complexen met proteinen en zetmelen en slaat neer op de tanden.
Tabaksrook is een andere bron van vervuiling. Minstens een gedeelte van de extrinsieke vervuiling kan verwijderd worden bij middel van een fysische, schurende behandeling van het tandoppervlakte.
Na verloop van tijd kunnen de extrinsieke verkleuringen dieper penetreren in de tand en intrinsieke verkleuringen opleveren. Deze verkleuringen kunnen ook een interne oorzaak hebben en het gevolg zijn van afbraakprodukten van bloed, consumptie van bepaalde soorten antibiotica (tetracyclines) of van overmaat van fluorides, of opname van voedingsingredienten die de tanden bereiken via de bloedbaan. Ziekten zoals cikkel-cel anemie, thalassemie en ziekten van lever en nieren, kunnen ook verkleuringen veroorzaken.
<Desc/Clms Page number 2>
In het verleden zijn een aantal bleekmethoden ontwikkeld die hoofdzakelijk gebaseerd zijn op het gebruik van een peroxide, zoals waterstofperoxide, ureaperoxide of een peroxide/natruimperboraat mengsel. Bij sommige procedures wordt de reaktiviteit van het peroxide verhoogd door behandeling met hitte of licht.
De peroxide concentratie in de bleekformulering varieert tussen 1 % en 35 % (op eindgewicht formulering). En de bleekkracht van de formulering hangt in hoge mate af van de concentratie van het bleekprodukt. In geval een substantieel bleekresultaat vereist wordt in een behandeling, is een waterstofperoxide concentratie van minsten 30 % vereist. Bij gebruik van een 10 % urea-peroxide formulering zijn substantiele bleekresultaten pas te bekomen na dagenlange, soms wekenlange, herhaling van de behandeling. De resultaten met waterstofperoxide concentratie beneden de 10 % zijn nog meer bescheiden.
Peroxiden oxideren niet op selektieve wijze. Ze reageren niet alleen met stoffen die de tanden verkleuren, maar ook met andere bio-moleculen die aanwezig zijn in de tand, die niet bijdragen tot de verkleuring, en die bij voorkeur onaangetast zouden moeten blijven. In aanwezigheid van ijzer reageren peroxiden zelfs bij vorkeur met suiker-moleculen. Peroxiden irriteren tandvlees, mond en keel en reageren met essentiele aminozuren en restauratieve materialen. Het tandvlees moet nauwlettend afgeschermd worden op het moment dat de tanden behandeld worden, een vereiste waaraan moeilijk volledig kan voldaan worden. Het meest zorgwekkend is het effekt van de bleekbehandeling op de sterkte eigenschappen van de tanden. Het is bekend dat peroxiden de tanden brozer maken.
Onlangs werd een nieuwe techniek ontwikkeld (patent US5989526), waarbij tanden gebleekt worden met oxiderende enzymen, in hoofdzaak laccase enzymen in combinatie met een produkt (versneller) dat de reaktie versterkt.
Het blijkt echter uit de delta L resultaten dat de bleekkracht van laccasen eerder begrensd is. Het patent is ook vaag over het al dan niet gebruik van hogere concentraties waterstofperoxide in een éénstaps bleek proces. Het verwijst naar een eventueel gebruik tot 10 % peroxide, maar waarschuwt tegelijkertijd voor afbraak van het enzym onder deze omstandigheden. Ook het versnellende coprodukt zal niet stabiel zijn in een dergelijke formulering.
Laccase kunnen dus verkleuringen slechts in beperkte mate verwijderen.
De ontwikkeling van een nieuwe formulering op basis van andere bleekgrondstoffen, met een veiligere en selektievere bleekkracht is dus gewenst.
<Desc/Clms Page number 3>
Uitvinding Het onderwerp van deze uitvingidng betreft een nieuwe formulering bevattende het aktieve ontkleuringsingredient, dioxiraan, voor het bleken van tanden.
Wij hebben verassenderwijze ontdekt dat dioxiranen in staat zijn om verkleuringen op de tand de verwijderen. Dioxiranen zijn organische verbindingen met een drie-ring struktur met aan de hoeken een koolstof en twee zuurstof atomen ; het zijn sterke oxiderende stoffen, vooral bekend voor het oxideren van dubbele bindingen (tot epoxides), van hetero-atomen en van C-H bindingen.
Dioxiranen kunnen gemaakt worden in situ van ketonen en oxone (ref. Curci et aL J. Org. Chem., 1980, 45, 4758 ; Kurihara et al., Tetrahedron Lett., 1994,35, 1577 ; Denmark et al., J. Org. Chem., 1995,60, 1391 ; Yang et al., J. Org.
Chem., 195, 60, 3887).
Ook in patent US05763623 worden relevante produktieprocessen beschreven.
De produktie van dioxiranen wordt meestal uitgevoerd bij een temperatuur van 0 tot 40 C en in aanwezigheid van een buffer (eg. Sodiumcarbonaat).
De pH bedraagt idealiter 7 a 7. 5 (kan ook beide deze zone vallen) en als solvent komen water en water oplosbare solventen (acetonitrile, dioxan, diethylether, tetrahydrofuraan) en emulsies in aanmerking. Het oxideren middel is oxone en de katalysator is een keton. De struktuur van het keton kan varieren van acyclische ketonen tot cyclische ketonen (gaande van ringen met 3 tot 12 atomen). Het blijkt eveneens dat vooral de ketonen met elektronenzuigers in alfa positie (fluor, chloor, acetyl, ..) en ketonen met een minimum aan sterische hinder in de buurt van de carbonylgroep (eg cyclische ketonen) de meest efficiente en aktieve katalysatoren zijn bij epoxidatie reakties.
EMI3.1
Voorbeelden cyclohexadione, 1. zijn chloroaceton, 2. 4-pentanedione, 2-acetyl-1. 3-Een gebruikelijke formulering bevat l mmole keton, 0. 5 mmole oxone, 1. 55 mmole natriumcarbonaat, 1. 5 ml acetonitrile, 1 ml waterige oplossing van EDTA (4 x 10-4 M). Formuleringen die andere verhoudingen hanteren zijn ook mogelijk.
Het blijkt dat de in situ gemaakte dioxiranen niet alleen in staat zijn om tanden te ontkleuren ; ze geven ook blijk van een verhoogde graad van selektiviteit in vergelijk met de bleekresultaten van waterstofperoxide.
Dit is vermoedelijk het gevolg van het relatieve hoge lipofiel karakter van dioxiranen tov waterstofperoxide, hetgeen het naderen van kleurstoffen op de tand gemakkelijker maakt gezien deze kleurstoffen zelf ook een lipofiel karakter hebben. Als gevolg hiervan is een lagere dosis dioxiraan vereist om hetzelfde bleekresultaat te halen dan gebruikelijk is met waterstofperoxide.
<Desc/Clms Page number 4>
Methode en Materialen Aan de Dental School, Vrije Universiteit Bussel, V. U. B., Faculteit Geneeskunde en Farmacie, werden tanden verzameld.
De tanden werden in twee gelijke delen gesneden volgens hun langste axis en het versneden oppervlak van elke tandhelft dichtgelijmd met een cyanoacrylaat lijm.
Elke tandhelft werd behandeld met een verschillende bleekprocedure ; ofwel met een experimentele bleekprocedure ofwel, ter vergelijking, met een conventionele procedure.
De behandelde tanden werden gefotografeerd met een Nikon digitale camera.
(coolpix 990). De foto bevat ook commercieel beschikbare standaard tanden (Shade guide, Vita) ter vergelijking.
De foto's worden gescanned met software volgens Bentley et al (J. Amer. Dent. Assoc ; 1999 ; 130 : 809-816). Het aantal gemeten blauwe pixels wordt als maatstaf genomen voor de witheid van de tand.
Voorbeelden :