BG62998B1

BG62998B1 - Утаечни силициеви киселини, съдържащи активно вещество

Info

Publication number: BG62998B1
Application number: BG103005A
Authority: BG
Inventors: Heinz Esch; Robert Kuhlmann; Matthias Neumueller; Karin Otto; Ralf Rausch; Klaus-Peter Thomas
Original assignee: Degussa Ag
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1998-12-09
Publication date: 2001-01-31
Also published as: ID21468A; TR199802573A2; BR9805265A; US6214383B1; CN1220871A; IL127439A0; CA2255398A1; JPH11236325A; TR199802573A3; EP0933078A3; EP0933078A2; NZ333198A; PL330178A1; BG103005A

Abstract

Киселините намират приложение, като се прибавят към средства за поддържане на устната хигиена - зъбни пасти, топични флуоридни препарати, дентални материали или медицински дъвки. Те са със специфично, забавено освобождаване на активното вещество. Получават се, като при получаването на утаечната силициева киселина по познат начин се добавя активно вещество.

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до утаечни силициеви киселини, съдържащи активно вещество, до получаването и приложението им в средства за поддържане на устната хигиена.

Съществуващо ниво на техниката

Флуоридните йони играят решаваща роля за профилактиката на кариеса. Така например, към водата за пиене могат да се добавят флуоридни йони, за да се предотврати понататъшното разширение на кариеса.

Друга форма на приложение на флуоридни йони за борба с кариеса е употребата на съдържаща флуоридни йони зъбна паста (вж. “Oral Hygiene Products and Practice” Morton Pader, “ Cosmetic Science and Technology Series”, Vol. 6, pp. 383, (1988), Marcel Dekker, Inc.). Известно е към зъбните пасти да се прибавят флуоридни йони във формата на NaF, MFP, аминофлуорид, калаен флуорид и др. Такива зъбни пасти могат да съдържат и утаечни силициеви киселини, които проявяват абразивен и/или сгъстяващ ефект (WO 93/24103). Ефективността на флуоридните йони в зъбната кухина съществено се ограничава от кратката продължителност на миенето на зъбите.

Известно е към водна суспензия от кизелгел или ксерогел да се добавя флуороводородна киселина. Тази суспензия се смесва след това с компонентите за производство на зъбна паста, при което се прибавя и калциев хлорид (DE-A-24 16 742). Вселдствие третирането с флуороводородна киселина Si - F - съединенията формират кизелгел и по такъв начин катионите, например калциевите йони, по-малко се абсорбират от кизелгела. Образуването на флуорни аниони и тяхното контролирано освобождаване в зъбната паста не е описано в DE-A24 16 742.

Известно е въвеждането в пастата за зъби на пирогенно получен силициев диоксид, който абсорбира 1 до 5 % флуорид. Такава паста съдържа винаги 800 до 1200 ррт свободен флуорид, който е на разположение за получаването на съответно терапевтично въздействие (USА-4 172 121). Пирогенно полученият силициев диоксид действа при зъбната паста освен с качеството си на медиум, съдържащ флуоридни йони, също и като сгъстител, за да придаде на пастата желаната пастообразна консистенция.

Пирогенната силициева киселина, съдържаща флуорид, съгласно патента US-A-4 054 689, се получава чрез третиране на пирогенната силициева киселина с газов HF.

Познато е производството на утаечна силициева киселина, съдържаща флуорид, при което първоначално във вода се подават натриев флуорид и оксалова киселина, а накрая чрез едновременно добавяне на разтвор от натриев силикат и сярна киселина се утаява силициева киселина (DE-B 12 93 138).

Благодарение на добавката от натриев флуорид и оксалова киселина железните йони в утаечната смес се комплексират и се получава силициева киселина с ниско съдържание на желязо. Не се появява абсорбция на натриевия флуорид в утаечната силициева киселина.

Решаващ фактор за подобряване на ефективността на препаратите за устна хигиена е преди всичко това да се запази възможно продължително време концентрацията на активни вещества в устната кухина след спонтанното освобождаване на активните вещества. Целта е да се подобри ретенцията на активното вещество и така да се постигне желаното въздействие и с намалени количества от активното вещество. По такъв начин трябва значително да се избегнат нежелателните странични действия от високи дозировки.

На примера на активното вещество флуорид, чието антикариесно действие е доказано в многобройни клинични и епидемиологични изследвания, се доказва, че желаната кариесна защита се получава и при извънредно ниски концентрации (вж. Y. Ericson, J. Dent. Res. 59 (Dll) :2131 (1980); O. Backer Dirks, W. Kuenzel, J. P. Carlos, Caries Res. 12 (Suppl. 1):7 (1998);

A. r. Volpe, Textbook of Preventive Dentistry (R. C. Caldwell, R. E. Stallard), Saunders, Philadelphia, 1997, Chap. 12).

Освен това има доказателства, че честота на прилагането на флуорида, т.е. присъствието на флуоридни йони на подходящо място и в подходящо време, е от по-голямо значение при киселинните атаки, отколкото концентрацията на флуорида (вж. “Oral Hygiene Products and Practice” от Morton Pader в “Cosmetic Science and Technology Series” Vol. 6, pp. 383 и следв., (1998), Marcela Decker, Inc.).

Тези познания доведоха до изискването изследователската активност да се насочи към това, да се максимира продължителността на въздействието на флуорида при едновременно минимиране на неговата концентрация. При повишаване на флуоридните дози или акумулирането не могат да останат вън от вниманието също и токсикологичните аспекти, напр. от флуориране на питейната вода, зъбните води, зъбните пасти, топическите флуоридни препарати, флуоридни таблетки и др.

Също и в случая на антиплакови активни вещества, в изследвания in vitro и in vivo бе показано, че ключът за подобреното въздействие трябва да се търси в подобрената ретенция на активното вещество. Достигнато е изключително инхибиране на плаките с хлорхексидин, което се дължи главно на неговата ретенция в устната кухина и постепенното освобождаване от матрицата на плаките и лигавиците. В някои ранни студии чрез определяне на броя на зародишите в слюнката бе доказано продължително антимикробно въздействие след еднократни промивки (вж. К. Kornmann: Antimicrobial agents. В Loe, Η & Kleinmann Dv: Dental Plaque control measures and oral higiene practices, Oxford/Washington, IRL Prwss, 121 - 142, 1086; P. Germo, P. Bonesvoll, G. Rolla: Relationship between plaque inhibiting effect and retencion of Chlohexidine in the oral cavity. Archs Oral Biol. 19: 1031 - 1034, 1974; W. R. Roberts, M. Addy: Comparison of the bisguanidin antiseptics, alexine and chlorexidine: и Effect on plaque accumulation and salivary bacteria. J. Clin. Periodontol. 8:8 213 - 219, 1981).

Друг пример представлява триклозанът (2,4,4’-трихлоро-2’-хидроксидифенил-етер), който показва ясно инхибиране на плаките едва в комбинация с кополимер (поливинилме тилетер/малеинова киселина), който подобрява ретенцията на триклозана (вж. American Journal of Dentistry, Vol. 2, Special Issue, September, 1989: Report on the use of Triclosan/ 5 Copolimer Dentifrices in r’the Control of Plaque and Gingivitis).

Известно е, че силициевите киселини, като високодисперсни субстанции, са в състояние да се отлагат във фисури, микропукнатини и ту10 були по повърхността на зъбите. Блокирането на свободно лежащи дентинтубули със силициева киселина води по този начин до определен десенсибилизиращ ефект (вж. М. Addy, Р. Mostafa и R. Newcombe, Dentine Hypersensitivity: 15 A Comparison of five toothpastes used during a six week treatment period; British Dent. J. 163, 45 -50, 1987).

Задачата е да се създаде утаечна силициева киселина с качества на носител на ак20 тивно вещество за средства за устна хигиена, която да удовлетворява всички изисквания към такива средства по отношение на поносимост, абразивност, реология, органолептични и оптични качества и която да е в състояние да 25 фиксира активното вещество в устната кухина и да го освобождава контролирано в продължителни периоди от време.

Техническа същност на изобретението

Предмет на изобретението са утаечни силициеви киселини, съдържащи активно вещество, които се отличават с характерно забавено освобождаване на активното вещество.

Съдържащите активно вещество силициеви киселини се характеризират със съдържанието на активно вещество и динамиката на освобождаване на активното вещество.

При една предпочитана форма на осъществяване утаечните киселини съгласно изобретението могат да притежават следните физико-химически параметри:

Влага	°/ /0	1 - 10	за предпочитане	1 - 7
pH		2,5 - 8,5	за предпочитане	6 - 8
Nj-повърхност	m²/g	25 - 800	за предпочитане	25 - 400
Среден размер
на частиците	μπι	2 - 100	за предпочитане	2 - 20

Друг предмет на изобретението е метод за получаване на утаечните силициеви киселини съгласно изобретението с функции на носител на активно вещество, който се характеризира с това, че се получава силициева киселина по познатите начини, при което умерено до трудно разтворимото активно вещество се подава или в изходната утаителна вана или в утаената суспензия или се суши заедно с промитото и евентуално редиспергирано утаечно тесто от силициева киселина или се смила едновременно с изсушения материал.

Получаването на аморфни силициеви киселини е описвано многократно. Общото за всички способи е заместването на разтвор от силикат на алкален метал с минерална киселина или СО₂ при спазване на определени условия за утаяването, като температура, време, pH-стойност, съдържание на твърдо вещество в утаечната суспензия. Накрая стойността на pH може да се намали с подаване на допълнителна киселина. По време на фазата на утаяването и подкиселяването се разбърква непрекъснато. Суспензията се филтрира, масата се промива, изсушава и смила.

Аморфната силициева киселина съгласно изобретението се получава като се получи по известен начин утаечна силициева киселина, при което активното вещество, което е разтворимо във вода умерено (0,1 до 1,0 моларно) до трудно (под 0,1 моларно) се подава или в изходния материал или в утаечната суспензия, или пък се суши заедно с промитото и евентуално редиспергирано тесто от силициева киселина, или се смила едновременно с изсушения материал.

Като компонент, съдържащ флуоридни йони, могат да се приложат например алкални или алкалоземни флуориди или флуорапатит, при което флуоридите от алкални съединения могат да се свържат допълнително чрез добавяне на алкалоземни йони. Други активни вещества могат да бъдат: хлорхексидин, триклозан, хидроксиетан-1,1-дифосфонова киселина, алкални пирофосфати, цинков цитрат и др.

Получаването на утаечната силициева киселина може да стане по начините, описани в DE-A 44 23 493, DE-AS 14 67 019 и ЕР-В 0 272 380.

Предпочитан начин за получаване е активното вещество да се подава в изходния материал или при пулверизационна сушене. По такъв начин се получава най-равномерно и найфино разпределение в крайния продукт и найгалям ретенционен ефект. Терапевтично ефективните количества флуорид възлизат на 0,001 до 10 %, за предпочитане 0,005 до 1,0 %. Количествата триклозан възлизат на 0,1 - 1,0 %, за предпочитане 0,2 - 0,5 %.

Като силициеви киселини - носители по принцип могат да се използват всички силициеви киселини, прилагани като сгъстители, като абразиви, или като бифункционални. Предпочитани са синтетичните аморфни силициеви киселини, като описаните в ЕР 0 643 015 и предлагани от фирмата DEGUSSA AG под марковото обозначение Si-dent®. Могат да се използват също така силициевите киселини Zeodent на фирмата J. М. Huber Corporation, Chemical Division, Havre de Grace, Maryland, силициевите киселини Tixosil на фирмата RhonePoulenc Chimie Les Miroirs - La defense 3 F92400 Courbevoie, силициевите киселини Sorbosil на фирмата Crosfield Chemicals, Warrington Cheshire, England, или силициевите киселини Syloid на фирмата Grace & Co., Davison Chem. Division.

Производството на утаечните силициеви киселини с функция на носители на активно вещество се осъществява, като в утаителен съд са поставя водата и активното вещество, сместа се нагрява до температура 50 до 100°С, за предпочитане 80 до 90°С. Като се поддържа тази температура, чрез подаване на разтвор от натриев силикат, се нагласява стойността на pH и съответно алкалното съдържание на сместа. Накрая, едновременно с поддържане на константна pH-величина и алкално съдържание или пък с подаване едно след друго на разтвор от натриев силикат и на сярна киселина, след което посредством по-нататъшно добавяне на сярна киселина се подкиселява за предпочитане до рН-величина 7, се разбърква допълнително, филтрува се, промива се, за да се освободи от съдържание на соли. Остатъкът във филтъра се редиспергира, суши се в пулверизационна сушилня и полученият гранулат от силициева киселина се смила.

Като търговски продукт разтворът от натриев силикат може да има концентрация например 26,8 % SiO₂ и 7,85 % Na₂O при плътност 1,352 g/ml.

Сярната киселина може да има концентрация от 50 - 96 %.

Силициевите киселини съгласно изобретението могат да се прилагат при обикновените познати на специалистите в областта препарати за поддържане на устната хигиена като зъбни пасти, медицински дъвки, топически флуоридни препарати като дентални материали. Те могат да заместят използваните обикновено силициеви киселини изцяло или частично.

Предпочитана област на приложение са зъбните пасти. Възможни са и комбинации с други, евентуално с разтворими активни вещества, както и производство на гелови форми и други.

Средствата за поддържане на зъбите съгласно изобретението могат да съдържат един или повече, прилагани според съществуващото ниво на техниката, материали като вода, свързващи вещества, напр. целулозни деривати като карбометилцелулози и техни алкални, по-специално натриеви соли, хидроксиалкилцелулози, ксантангум, трагант, карагенати, алгинати и гума арабикум и т. н., почистващи материали (утаечни и пирогенно получени силициеви киселини, дикалциев фосфат, тебешир, алуминиев хидроксид и др.), задържащи влагата средства, напр. глицерин, сорбитол, пропиленгликол, полиетиленгликоли с ниско молекулно тегло, 1,4 бутандиол, ксилит и други вкусови вещества, тензиди, например алкилсулфати, натриев лаурилеулфат, саркозид, таурино-мастнокисели амиди, моноглицеридсулфат, бетаин и други, оцветители и/или титанов диоксид, подсладители, буфери, основи или киселини, консервиращи средства и активни вещества.

Производството на средствата за поддържане на зъбите се извършва съобразно със съществуващото ниво на техниката. Изходните материали в подходяща форма се смесват помежду им, набухват и се диспергират.

Утаечната силициева киселина съгласно изобретението може да се прилага в зъбната паста като добавка, по-специално като сгьстителен и/или абразивен компонент, който освобождава допълнително активно вещество.

Утаечната силициева киселина съгласно изобретението има следните предимства.

Силициевите киселини съгласно изобретението служат като носител на зъбно-медицински активни вещества, които се отлагат на мястото на въздействие и освобождават в мал ки дози за продължително време (депо-ефект). Силициевите киселини по такъв начин служат като резервоари на активно вещество, които съдържат активното вещество в адсорбирана, абсорбирана или химисорбирана форма. Могат да се прилагат всички форми на силициеви киселини, например утаечни силициеви киселини или силициеви гелове, пирогенни силициеви киселини. Като активни вещества служат всички трудно разтворими флуориди, например CaF₂, както и трудно разтворими активни вещества, например триклозан или хлорхексидин.

Трудно разтворимите активни вещества могат да се комбинират с лесно разтворими активни вещества като NaF₂, Монофлуорфосфат и др., чрез което да се осъществи целенасочено управление на динамиката на освобождаването на активното вещество, т.е. възможна е една целенасочена комбинация между незабавното действие и депо действието. Предимствата на силициевите киселини съгласно изобретението се дължат на по-продължителното време, през което активното вещество е на разположение, а оттам и подобрената терапевтична ефективност, например подобрена кариесна профилактика чрез подобряване на резистенцията на твърдост спрямо деминерализирането. Оттук са възможни по-малки дози на активно вещество и по-малко странични действия и токсичност. Така може да се избегне добавянето на флуорид във водата за пиене, т.е.принудителното медикаментиране.

Примери за осъществяване на изобретението

Възможните варианти на производството на утаечна силициева киселина съгласно изобретението се илюстрират с пример за внасянето на флуорид:

Производствен вариант 1

Флуоридни соли в началната утаечна смес + алкалоземни хлориди в края на утаяването.

Производствен вариант 2

Флуоридни соли + алкалоземни хлориди в края на утаяването.

Производствен вариант 3

Флуоридни соли в началната утаечна смес.

Производствен вариант 4

Флуоридни соли в материала, подаван за пулверизационно сушене.

Получаване на абразивна силициева киселина, съдържаща флуоридни йони.

Пример 1. (Абразивна силициева киселина, съдържаща флуорид)

Утаяването се извършва в основни линии съгласно DE-A 44 23 493, пример 1, с прибавка на CaF₂ в изходната смес.

В един 50-литров утаителен съд с индиректно нагряване се зарежда с разбъркване изходната смес от 12,8 1 вода и 52,8 g CaF₂ и се загрява до 85°С. При поддържане на тази температура се довежда рН-стойност 8,5 посредством добавяне на малко разтвор от натриев силикат (26,8 % SiO₂ и 7,85 % Na₂O, плътност 1,352 g/ml). След това чрез прибавяне на 60,0 ml/min водно стъкло (състав както погоре) и също толкова сярна киселина (50 %), така че pH да се поддържа константно на 8,5, се утаява в продължение на 240 min. Получената суспензия накрая се подкиселява със сярна киселина (50 %) до < pH 7.

Реакционната смес се разбърква допълнително 60 min, филтрира се, промива се до освобождаване от соли и се суши в пулверизационна сушилна. Накрая продуктът се смила.

Получената утаечна силициева киселина притежава следните физико-химически показатели:

Влага	%	3,2
рН-стойност		8,0
Проводимост	рс/сш	400
N₂ - повърхност	m²/g	31
Средна величина
на частиците (Малверн)	pm	10,2
Съдържание на
флуоридни йони	%	0,5

Пример 2. (Сравнителен пример, абразивна силициева киселина без флуорид)

Получава се абразивна силициева киселина без флуоридна добавка съгласно DE-A 44 23 493, пример 1.

Пример 3. (Силициева киселина с флуорид със сгъстително действие)

Процесът се води съгласно ЕР 0 272 380 В1. пример 1.

В един гумиран 120-литров утаителен съд се нагряват 73 1 гореща вода и 5,25 1 разтвор от натриев силикат (плътност 1,353 g/ml, модул SiO₂ : Na₂O - 3,46), като непрекъснато се разбъркват, до достигане на 85°С. В този алкален изходен разтвор през следващите 90 min при разбъркване и поддържане на температурата се добавят едновременно 16,5 1 разтвор от натриев силикат (със състав както по-горе) и 1,448 сярна киселина (96 %).

След това така получената суспензия от утаечна силициева киселина се довежда посредством добавяне на сярна киселина (96 %) до рН-стойност 3,5, което се извършва в продължение на няколко минути с постоянен приток от киселина от 1,25 Ι/h. Получената по такъв начин суспензия от утаечна силициева киселина има сухо съдържание от 85 g/1.

Полученото след отфилтриране и промиване, бедно на остатъчни соли тесто при интензивно разбъркване и добавяне на вода, както и на толкова CaF₂, че съдържанието на F, отнесено към количеството на силициева киселина, да възлиза на 0,5 % тегл., преминава във вид на пулверизираща се суспензия, изсушава се пулверизационно и се смила на мелница с въздушна струя.

Пример 4. (Сравнителен пример на утаечна силициева киселина със сгъстително действие, несъдържаща флуорид)

Процесът се провежда съгласно ЕР 0 272 380 В1, пример 1, при което не се прибавя CaF₂.

Рецептури на зъбни пастире използване па утаечни си.ппшевн киселини^по Примери I до 4

	Ззюпа папа 1	Зъбна паста 4 %
Вода, дейоп.	30.60	/0 31,60
СМС 1,20	1.20
Солброл M-Na 0,20	0.20
Захарин Na 0,10	0.10
Титанов диоксид 0,40	0.40
Сорбитол 70 %-ов	40.00	40,00
Силициева киселина по Пример 1	25.00	22.00
AEROSIL 200	2.00
Ароматично масло	1.00	1.00
Пените»	1.50	1,50
	Зъбна папа 2 0/	Зъбна папа 5 о/.
Вода, дейоп.	33.60	33,60
СМС	1.20	1,20
Солброл M-Na	0.20	0,20
Захарин Na	0,10	0,10
Титанов диоксид	0,40	0,40
Сорбитол 70 %-ов	40,00	40.00
Силициева киселина по Пример 1	14.00	-
Силициева киселина по Пример 2	-	14,00
Силициева киселина по Пример 3	-	К.00
Силициева киселина по Пример 4	&.00	-
Аромазично масло	1.00	1.00
Пени гел	1.50	1.50
	Зъбна пасга 3	Зъбна пасга 6 V/
Вода, дейоп.	34,60	/п 39,60
СМС	1.20	1,20
Солброл M-Na	0.20	0,20
Захарин Na	0.10	0.10
Титанов диоксид	0.40	0,40
Сорбитол 70 %-ов	40.00	40,00
Силициева киселина по Пример 1	5,00	-
Силициева киселина по Пример 2	-	5.00
Силициева киселина по Пример 3	-	11,00
Силициева киселина по Пример 4	11.00	-
Аромазично масло	1,00	1,00
П епител	1.50	1,50

Вода, дейоп.

СМС

Оцвеппел ( %-ов

Солброл M-Na

Захарин Na

Полнегилепгликол 400

Сорбитол 70 %-ов

Глицерин

Силициева киселина по Пример I

AEROSIL. 200

Арома 1ично масло

Пенигея

Зъбна пап а 7	Зъбна пап а 10
	%
7.95	12,45
0.50	0.50
0,50	0,50
0.15	0,15
0.20	0,20
3,50	3,50
40.00	40,00
20.00	20,00
25.00	18,00
-	2,5«
1.00	1,00
1,20	1,20

Вода, дейоп.

СМС

Оцвеппел I %-ов

Солброл M-Na Захарин Na

Полнегилепгликол 400 Сорбитол 70 %-ов Глицерин

Зъбна папа X %

[0.95

0.50

0,50

0.15

0,20

3.50

40,00

20,00

Зъбна папа 11 % 31,60

0.50

0,50

0,15

0,20

3,50 40,00 20,00

Силициева киселина по Пример 1	14,00	•
Силициева киселина по Пример 2	-	14,00
Силициева киселина по Пример 3	-	Х,0
Силициева киселина по Пример 4	Х,0	-
Аром a nnuo масло	1,00	1.00
Псиител	1,50	1,50

	Зъбна паста 9 %	Зъбна паста 12 7.
Вода, дейон.	11,95	1 1.95
СМС	0.50	0,50
Оцветител 1 %-ов	0,50	0,50
Солбро.ч M-N'a	0.15	0.15
Захарин Na	0,20	0.20
Полиетиленгликол 400	3,50	3,50
Сорбитол 70 %-ов	40,00	40,00
Глицерин	25.00	25,00
Силициева киселина по Пример 1	5,00	-
Силициева киселина по Пример 2	-	5,00
Силициева киселина по Пример 3	-	11.00
Силициева киселина по Пример 4	11.00	-
Арома тично масло	1,00	1,00
Псиизел	1,20	1,20

Определяне на динамиката на осбождаването на флуорид като мярка за депо действието и на pH-стойността в зависимост от времето за утаечна силициева киселина по пример 1. Виж също фиг. 1 (динамика на отдаването на флуорид) и фиг. 2 (динамика на рН-стойността)

	Количество егизрид, очнесен кьм силициезата киселина	рН-стойност
след 2 мин	0,479 ррт	7,95
след 5 мин.	0,767 ррт	7,91
след 15 мин.	1 ,62 ррт	7,71
след 30 мин.	2,24 ррт	7,59
след 45 мин.	2,86 ррт	7,42
след 60 мин.	3,62 ррт	7,29
след 120 мин.	4,64 ррт	7,09
след 150 мин.	5,08 орт	7,01
след 180 мин.	5,28 ррт	6,96
след 240 мин.	5,48 ррт	6,91
след 300 мин.	5,73 ррт	6,87
след 360 мин.	5,80 ррт	6,84
след 24 часа	7,09 ррт	6,86
след 25 часа	7,06 ррт	6,79
след 26 часа	6,39 ррт	6,75
след 48 часа	7,64 ррт	6,73
след 49 часа	7,49 ррт	6,69
след 50 часа	7,43 ррт	6,67
след 51 часа	7,40 ррт	6,65

Пресмятане за предходната таблица:

Общо флуорид в пробната суспензия	[ F ] общс	50 ррт
Разтворим флуорид	[ F ] разтв.	7,8 ррт
Освободен флуорид	[%] от разтворимия F	97,9

Силициевата киселина съгласно изобретението по пример 1 притежава флуоридно депо от 5 mg F’/g силициева киселина, съответстващо на 50 ррт от флуоридната суспензия. На базата на разтворимия продукт от CaF₂, от тях 7,8 ррт са разтворими. Експериментът потвърждава, че 97,9 % от разтворимия флу орид се освобождава в продължение на 2 дни.

Определяне на общото съдържание на флуорид на силициевата киселина.

С помощта на пирохидролиза и йоннохроматично определяне може да се определи общото съдържание на флуорид в силициевата киселина.

Силициева киселина	Резултат ст измерването [%]
Съгласно Пример 1	0,51 ± 0,02

Резултатът показва, че теоретичното общо количество на вложения флуорид от 5 mg

F/g утаечна силициева киселина (0,5 % тегл.) е фиксирано в утаечната силициева киселина.

Проби за почистване на зъби и анализ на повърхността им посредством XPS/SIMS

Параметър	Зъб Nr. 1	Зъб Nr. 2	Зъб Nr. 3
Полиране	Повърхността на зъба се полира	Повърхността на зъба се полира	Повърхността на зъба се полира
1. Анализ -на повърхността (изходно състояние преди почистването)	Анализ посредством XPS/SIMS	Анализ посредством XPS/SIMS	Анализ посредством XPS/SIMS
Получаване на суспензии от почистващи зърна за зъбна паста	Суспензия колгейтзьбна паста за защита от кариес, хомогенизирана във вода 1:1	Стандартна зъбна паста А, съдържаща 20 % силициева киселина съгласно Пример 1, диспергирана във вода , 1:1	Стандартна зъбна паста В, съдържаща 20 % силициева киселина и 1000 ррт, диспергирана във вода 1:1
Почистване	5Шй. с електр. зъбна четка върху вибрационна маса	5 мйж с електр. зъбна четка върху вибрационна маса	5 мин. с електр. зъбна четка върху вибрационна маса

Рентгенофотоелектронна спекторметрия (XPS)

XPS-техниката, почиваща върху принципа на фотоелектричния ефект [1 - 4] се прилага, за да се установи състава на повърхността на зъбите преди и след третирането с F. Благодарение на високата специфичност на повърхността на зъбите могат целево да се анализират процесите на отлагане на F и съответно на химическа атака на зъбния глеч и съответно абразивните процеси в областта на граничните повърхности в най-високи нанометри.

Анализът обхваща изключително най-високите атомни слоеве, следователно, селективно областта, в която протичат процесите на отлагане и съответно на елюция на F. Въпреки че анализът прониква само на няколко атомни слоя дълбочина в материала, целенасочено “петната на анализа” се простират върху целия зъб, така че да се изключи влиянието на микронехомогенността върху резултатите от анализа и да се получи релевантна за цялата повърхност на зъба макроскопска информация. По такъв начин методът XPS е около 1000 пъти по-чувствителен, отколкото прилаганата в електронната микроскопия EDX-техника (енергийно дисперсивен рентгено-микроанализ).

XPS-методът предлага и предимството на добра количествена оценка. В частност, той предоставя също и информация върху състоянието на химическо свързване с повърхността на зъбната глеч или дентина. XPS е по тези причини вече един метод за измерване при изследванията върху зъбите, който е много добре приет в зъбните клиники (особено в САЩ), за проследявана например на комплексирането на Са, на отношението Са/Р на зъбните повърхности или на дентина, или на ефектите на Cleanser и Primer.

Принцип:

1. Шлюзоване

Един коренен зъб се поставя без предварителна обработка в шлюза на апарата за XPS (Leybold LHS 12). Приборът се състои от няколко вакуумни камери. В първата камера зъбът внимателно се довежда от условията на атмосферанта среда до условията на предварителен вакуум (около IO² mbar, вакуум, създаден от помпа с въртящ се шибър, без масло, за да се изпомпат влагата и други, отчасти също органични, лесно десорбируеми съставни части, по-специално на дентина. След това се извършва преместването на предварително προсушения зъб в камера за препариране. В тази камера материалът се изпомпва до условия на висок и свръхвисок вакуум (10⁷ - 10’ mbar с турбопомпа). През това време с помощта на четворен масспектрометър за остатъчния газ се изследва какви летливи остатъчни компоненти (в частност вода) при такива екстремни условия още се отделят от материала. Процесите на изпомпване протичат при стайна температура. По такъв начин зъбът не се натоварва допълнително. Кондиционираната по такъв начин проба накрая се пренася в същинската аналитична камера (базово налягане: 6 - 8 х 10 - 10 mbar, вакуум чрез турбопомпа, йонно-решетъчна помпа и Ti-сублимационна помпа).

2. Измерване

При условията на свръхвисок вакуум повърхността на зъба се облъчва едроплощно с меки рентгенови лъчи (MgKa- излъчване, 1253,6 електронволта, мощност 200 W). По такъв начин се отпушват фотоемисионни процеси. Освобождават се електрони (напр. FIs, Са2р, P2s, Cis, Ols и др.). Благодарение на избраната възбудителна енергия се отпушват фотоелектрони, които притежават твърде къси средни свободни премествания в твърдото тяло. С това методът е специфичен за обхвата на найгорните атомни слоеве, т.е. в случая на оксидни минерали, например хидроксилапатит/флуорапатит ще се обхванат селективно най-горните 2 nm.

Само електроните, които се освобождават непосредствено на повърхността на материала, могат да го напуснат и да служат като носители на информация. Кинетичната енергия на тези емитирани електрони се определя с помощта на хемисферичен енергиен анализатор (CHA, Leybold ЕА11А). От баланса между измерената енергия и енергията на вкараните облъчващи рентгенови фотони се измерва свързващата енергия на освободените от повърхностните атоми на зъба фотоелектрони. Въпреки високата повърхностна специфичност, посредством оптична микроскопия и лазер могат да се ажустират и да се анализират интегрално около 1,5 cm² от повърхността. По такъв начин влиянието на микронехомогенностите се елиминира.

3. Оценка

1. Повърхностни концентрации

Измерените XPS-спектри най-напред се третират с полиномфити и субтракционни програми за отстраняване на така наречените рентгенсателитни сигнали. След това се идентифицират всички доказани от XPS (с изключение на Н и Не) елементи. Квантифицирането се извършва чрез субстракция по метода на Shirley [5], като се съблюдават елементоспецифичните релативни фактори на чувствителността.

2. Свързващи състояния

С помощта на стойностите на свързва щата енергия може да се определи в какво химически свързано състояние се намират елементите. Например да се различат карбонатният въглерод и алифатично свързаният въг5 лерод върху цимент и т.н. За една по-точна от обикновената качествена оценка на този важен аспект е необходимо да се съобразяват също така и специфичните за всяка проба електростатични заряди на ниско електропровод10 ните материали чрез вътрешни референтни методи или компенсационни техники.

Рецептура на използваните като сравнение стандартни пасти

Суровина	Стандартна паста А, [%]	Стандартна паста В, [%]
1. Деминерализирана вода	34,54	34,54
2. СМС, Бланоза 7 MCF	1,00	1,00
3. Консервант Solbrol-M	0,20	0,20
4. Подсладител захарин	0,10	0,10
5. CaF₂	-	0,21
6. Парафиново масло	0,50	0,50
7. Сорбитол	40,00	40,00
8. Аромат, масло	1,00	1,00
Силициева киселина	20% утаечна силициева кисе- лина по Пример 1	20% утаечна силициева кисе- лина по Пример 2

Приготвяне на стандартните пасти А и

В.

След набухване на свързващото вещество (СМС) във вода, в мелница Ретш RM1 се смесват и хомогенизират компонентите 3 до 8. От получената смес се претеглят по 160 g и се подават в 40 g от утаечната силициева киселина съответно по пример 1 или пример 2 във въртящата се мелница. След пълното усвояване на утаечните киселини, пастите накрая се хомогенизират трикратно в тривалов стан Екзакт.

Получаване на суспензия от зъбна паста и почистващ материал

Накрая стандартните пасти А и В, както Colgate Bifluorid се разреждат с вода в отно шение 1 : 1 и се диспергират с бъркалка с двойна перка при 1500 об/min в 400 ml чаша.

Описание на процеса на почистване

Суспензиите от зъбни пасти, съдържащи силициева киселина, се поставят в почистващ апарат и с електрическа зъбна четка (марка Broxodent) в течение на 5 min се почистват дъвкателните повърхности на полирани човешки зъби (молари). Използваната в почистващия апарат вибрационна маса е нагласена да извършва при това 60 трептения за 1 min, за да се избегне образуването на налепи. След процеса на почистване зъбите се измиват с вода, несъдържаща флуорид, изсушават се и се подлагат на изследване на повърхността.

За сравнителни опити паралелно се из следва обикновената, предлагана на пазара зъбна паста Colgate Bifluorid.

с рН-електрод с йонноселективен електрод

2.2.) Реагенти

Резултати от изследванията

	32И Колтейт Би- флуорид	—зет— КОЛГСЙ1 Ьи-флуорид	—зет— Стандартна паста А	зет Стандартна паста А	ЗъбЗ Стандартна паста В	ЗъбЗ Стандартна паста В
Състояние на дьвкатеянвта (ЮВЬрХНОСГ	полиран	полиран	полиран	полиран	полиран	полиран
Повърхностен % флуорид 1. измерва) ie	0.S8	1,04	0,45	0,91	0,46	0,69
А % 1 .измерване	(0,36	+0,46	+0,23
Повторно измерване
Състояние на дъакателната поньррхност	полиран	почистен	полиран	почистен	полиран	почистен
Повърхностен % флуорид У.измерване	0,33	0,75	0,41	0,91	0,35	0,33
А % ^.измерване	+0,42	+ 0,50	0,02

С тези резултати изненадващо е установено, че силициевата киселина съгласно изобретението от пример 1 в стандартната паста А след еднократно почистване предизвиква значително по-високо отлагане на флуорид в сравнение със стандартната паста В, в която отделно е добавена абразивна силициева киселина и CaF₂ и Colgate Bifluorid, една зъбна паста с рекламирано продължително действие, съдържаща NaF₂, NaMFP и калций. Оттук следва да се очаква, че е налице и подобрение на резистенцията на твърдост спрямо деминерализация. Описаната на фиг. 1 характеристика на освобождаването на флуорид сочи, че при 37°С in vivo се осъществява забавено над няколко дни освобождаване на флуорид.

Зъбната паста Colgate с bifluorid и калций се предлага на пазара. Тя съдържа следните съставни материали (в съответствие с CTFA):

Дикалциев фосфат, вода, глицерин, сорбитол, целулоза, дъвка, натриев лаурилсулфат, флавор, тетранатриев пирофосфат, натриев захарин, натриев монофлуорфосфат, натриев флуорид.

Определяне на динамиката на освобождаване на флуорид от силициеви киселини, дотирани с алкални и алкалоземни флуориди.

1. ) Принципи

С помощта на метода се изследва освобождаването на флуорид от силициеви киселини, съдържащи флуор, в зависимост от времето. Така може да се определи дали силициевата киселина проявява депо действие или не.

Измерването се извършва посредством йонноселективен електрод и йонен анализатор. За дотиране с флуорид се използват например алкални и алкалоземни соли.

2. ) Прибори и реагенти

2.1.) Прибори:

Аналитична везна Сарториус А 200 S

Шпаклова лъжица

250 ml Poly-съд с винтова капачка 1ка-магнитна бъркалка, ES 5, с 2 cm разбъркваща лопатка

Союга-термостат с водна баня

ORION pH/mV и йонометър модел ЕА 940

Дестилирана вода ORION стандартен флуориден разтвор 100 ррт за получаване на следните тариращи разтвори: 100 ррт, 50 ррт и 20 ррт pH-буферни разтвори с pH 4,0, 7,0 и 10,0

3. ) Безопасност:

NaF е отровен

R 23/24/25 S 1/2-26-44

Образуващият се в кисели pH HF е силно отровен

R 26/27/28-35 S 2/9-26-36/37-45

4. ) Провеждане

4.1. ) Отлагане на флуоридни калибриращи разтвори

Наличният ORION-флуориден стандарт, 100 ррт се разрежда за калибриране с дестилирана вода 1:1, съответно 1 : 5, и се оставя да престои в 250 ml Poly-съдове с винтови капачки.

4.2. ) Стандартизиране

Преди началото на всяка серия измервания йонометърът се калибрира. За целта се използват посочените по-горе калибриращи и буферни разтвори. Преди всяко потапяне на електрод в калибриращ разтвор, електродът се промива с дестилирана вода и внимателно се изсушава. Спазват се предписанията на фирмата-производител на прибора.

4.3. ) Измервания

Претеглят се точно 100 g 1-процентна суспензия силициева киселина/вода в Poly-съд с винтова капачка. За да се избегне контакт с флуороводородна киселина се работи в камина.

Суспензията се темперира във водна баня на 37°С и с помощта на магнитна бъркалка се разбърква при скорост 3.

Измерването на освобождаването на флуорид се извършва с помощта на йонноселективен електрод. Мембраната на йонноселективния електрод се промива предварително с наличният в електрода запълващ разтвор съгласно предписанията на производителя на прибора и нивото на запълване отново се коригира. Електродът се промива с дестилирана вода и се изсушава с мека кърпа, върхът на електрода се потапя в суспензията и при непрекъснато разбъркване флуоридното съдържание в ррт се отчита и записва през определени интервали от време. Интервалите на измерване се увеличават от 2 min до няколко часа до константност на показанията.

Едновременно се измерва и стойността на pH на суспензията. За измерването електродът се промива с дестилирана вода и се изсушава. Йонно-анализаторът се превключва на измерване на pH. Електродът се потапя в суспензията и при разбъркване се измерва и записва рН-стойността.

За по-нататъшни измервания на флуоридното съдържание и стойностите на pH електродите остават в суспензията. Чрез превключване на съответния вид електрод се отчитат показанията.

5.) Оценка

Динамиката на освобождаване на флуорид се изобразява графически като концентрация на флуорида като функция от времето. В протокола за резултатите се внасят следните данни:

1) отчетената концентрация на флуорида след достигане на равновесно състояние и съответно посочване на времето [F] в ррт,

2) теоретична концентрация на флуорида от 1 g силициева киселина на 100 g суспензия ^в Р₽^т-

3) разтворима концентрация на флуорида от 1 g силициева киселина на 100 g суспензия [F]^ в ррт,

4) данни за достигнатия процент концентраци на флуорида [F] от разтворимата концентрация на флуорида [F]

Резултатите показват, че е възможно да се произведе утаечна силициева киселина, освобождаваща флуорид, която по начин на употреба съответства на обикновените утаечни силициеви киселини без флуорид, служещи за сравнение, но проявява желаното депо действие. Други примери показват, че абразивни силициеви киселини, сгъстителни силициеви киселини и бифункционални силициеви киселини могат да се използват като носители на активно вещество съгласно изобретението.

Представителен за тази цел е пример 3, който е получен по вариант 4 и депо действието на който също е доказано.

Claims

1. Утаечна силициева киселина, съдържаща активно вещество, характеризираща се със специфично забавено освобождаване на активното вещество.

2. Метод за получаване на утаечна силициева киселина, съдържаща активно вещество съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че утаечната силициева киселина се получава по познатите начини, но при това или в заготовката за утаяване, или в утаителната суспензия се добавя активно вещество, умерено до трудно разтворимо във вода, или то се изсушава заедно с промитото и евентуално редиспергирано тесто от утаечна силициева киселина, или се смила заедно с изсушения материал.

3. Приложение на утаечната силициева киселина, съдържаща активно вещество съгласно претенция 1 за средства за поддържане на устната хигиена.

4. Приложение на утаечната силициева киселина, съдържаща активно вещество съгласно претенция 3 като добавка към средства за поддържане на устната хигиена, която ос- вобождава флуоридни йони.