BRPI0807003B1

BRPI0807003B1 - HYBRID ORGANIC / INORGANIC CHEMICAL SYSTEMS, INCLUDING HYBRID FUNCTIONAL CALCIUM PHOSPHATE SYSTEMS, AND A SOLID STATE METHOD FOR PRODUCING THE SAME

Info

Publication number: BRPI0807003B1
Authority: BR
Publication date: 2017-01-03

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMAS QUÍMICOS ORGÂNICOS/INORGÂNICOS HÍBRIDOS, INCLUINDO SISTEMAS HÍBRIDOS DE FOSFATO DE CÁLCIO FUNCIONALIZADOS, E UM MÉTODO EM ESTADO SÓLIDO PARA PRODUZIR OS MESMOS".Report of the Invention Patent for "HYBRID ORGANIC / INORGANIC CHEMICAL SYSTEMS INCLUDING FUNCTIONAL HYBRID CALCIUM PHOSPHATE SYSTEMS AND A SOLID METHOD TO PRODUCE THE SAME".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOSCROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Este pedido reivindica a prioridade do pedido de patente provisório U.S. copendente N° de Série 60/888.354, depositado no dia 6 de fevereiro de 2007; o pedido de patente provisório U.S. copendente N° de Série 60/891.849, depositado no dia 17 de fevereiro de 2007; e o pedido de patente provisório U.S. copendente N° de Série 60/941.095, depositado no dia 31 de maio de 2007, cada um dos quais está incorporado aqui em sua totalidade por referência.This application claims the priority of copending U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60 / 888,354, filed February 6, 2007; copending U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60 / 891,849, filed February 17, 2007; and copending U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60 / 941,095, filed May 31, 2007, each of which is incorporated herein in its entirety by reference.

CAMPO TÉCNICO A presente tecnologia refere-se, de um modo geral, ao campo da síntese química, e mais particularmente, a um método e sistema para produzir porções híbridas funcionalizadas sem a necessidade de químicas sofisticadas.TECHNICAL FIELD The present technology generally relates to the field of chemical synthesis, and more particularly to a method and system for producing functionalized hybrid portions without the need for sophisticated chemicals.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

Prevenir cáries e cavidades e melhorar a liberação dos minerais necessários para dentes e ossos sadios, enquanto preserva e/ou intensifica as características de cosméticos, são os objetivos importantes nos cuidados da saúde oral. A esse respeito a aplicação de cálcio e outros agentes contendo minerais continua a ser um tratamento eficaz e largamente usado para a prevenção de cáries e remineralização de dentes e ossos. Embora eficaz na maioria dos casos, não deixa de ter seus inconvenientes. Tratamentos minerais convencionais são somente marginalmente eficazes em prover minerais úteis para dentes e cárie, e uma grande proporção de minerais assim aplicados não são absorvidos e não penetram, em última análise, completamente no corpo.Preventing cavities and cavities and improving the release of minerals needed for healthy teeth and bones while preserving and / or enhancing cosmetic characteristics are important goals in oral health care. In this regard the application of calcium and other mineral-containing agents remains an effective and widely used treatment for the prevention of tooth decay and remineralization of teeth and bones. Although effective in most cases, it nonetheless has its drawbacks. Conventional mineral treatments are only marginally effective in providing useful minerals for teeth and caries, and a large proportion of the minerals thus applied are not absorbed and ultimately do not completely penetrate the body.

Está claro então, que existe uma necessidade de compostos de liberação de minerais que podem ajudar a prevenir cáries e que podem também ajudar na reconstrução de dentes e ossos danificados. Existe também uma necessidade contínua de materiais que apresentem características de absorção alta. Várias modalidades discutidas aqui a seguir se dirigem a essas necessidades.It is clear then that there is a need for mineral release compounds that can help prevent tooth decay and that can also help in the reconstruction of damaged teeth and bones. There is also a continuing need for materials that exhibit high absorption characteristics. Several modalities discussed below address these needs.

Com respeito à produção de materiais funcionalizados, existem poucos processos químicos práticos que levam em conta a gradação de tamanho da indústria. Essas técnicas, como também outras químicas bem-conhecidas, incluem sínteses hidrotérmicas/solvotérmicas, modelos micela-res e crescimento controlado em solventes voláteis quentes. Embora essas e outras químicas existam para criar materiais funcionalizados, elas são geralmente caracterizadas por uma ou mais das seguintes desvantagens: 1) grandes variações de temperaturas, 2) necessidade de solventes voláteis para efetuar a dissolução de uma ou mais fases, 3) sistemas de pressão reduzida para aliviar o contato de oxigênio ou água com reagentes, 4) moléculas de modelo dispendiosas ou síntese de multietapas, e 5) sobrecarga excessivo, incluindo conhecimento científico, espaço e equipamento de laboratório.With respect to the production of functionalized materials, there are few practical chemical processes that take into account industry size gradation. These techniques, as well as other well-known chemicals, include hydrothermal / solvothermal syntheses, micelle models, and controlled growth in hot volatile solvents. While these and other chemicals exist to create functionalized materials, they are generally characterized by one or more of the following disadvantages: 1) large temperature variations, 2) the need for volatile solvents to dissolve one or more phases, 3) reduced pressure to relieve oxygen or water contact with reagents, 4) costly model molecules or multistep synthesis, and 5) excessive overload, including scientific knowledge, space, and laboratory equipment.

Dessa maneira, permanece a necessidade de um processo para mais eficientemente produzir materiais funcionalizados, tais como compostos híbridos orgânico/inorgânicos de micro-, meso-, e nanoescala, sem o uso de solventes, e em uma larga escala industrial. Esses materiais funcionalizados podem responder da mesma maneira à novas e/ou existentes formulações de produtos dentais (com ou sem fluoreto), tais como géis, verniz, pastas, enxaguadores, adesivos, materiais de enchimento e similares, para o reparo da dentição enfraquecida. A nova tecnologia presente é dirigida para essas necessidades.Thus, there remains a need for a process to more efficiently produce functionalized materials, such as micro-, meso-, and nanoscale hybrid organic / inorganic compounds without the use of solvents, and on a large industrial scale. These functionalized materials may respond similarly to new and / or existing dental product formulations (with or without fluoride), such as gels, varnish, pastes, rinses, adhesives, fillers and the like, for the repair of weakened dentition. The present new technology addresses these needs.

SUMÁRIO A nova tecnologia presente refere-se geralmente à produção de porções híbridas funcionalizadas sem a necessidade de químicas sofisticadas, e, mais particularmente, para um método de estado sólido para produzir a mesma.SUMMARY The present new technology generally relates to the production of functionalized hybrid portions without the need for sophisticated chemicals, and more particularly to a solid state method to produce it.

Um objetivo da nova tecnologia presente é prover um método melhorado para produzir porções híbridas funcionalizadas com a finalidade de distribuir um desempenho superior em formulações de produtos de cuidados orais, na ausência ou presença de fluoreto. Outros objetivos, características e vantagens se tornarão evidentes a partir de uma consideração da descrição a seguir e dos desenhos que acompanham.An objective of the present new technology is to provide an improved method for producing functionalized hybrid portions to deliver superior performance in oral care product formulations in the absence or presence of fluoride. Other objectives, features and advantages will become apparent from a consideration of the following description and accompanying drawings.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é um gráfico mostrando a mudança nos resultados de microssolidez de Vickers a prtir de estudo de ciclagem de remineraliza-ção/desmineralização incluindo um grupo (água) de controle negativo e ACP de controle positivo e um grupo de teste ACP95PEG15, constando de 95 e 5 por cento em peso de TCP e 1500 Da PEG. A figura 2 é um gráfico mostrando a mudança em microssolidez de Vickers no cárie de seres humanos depois da aplicação de um verniz NaF a 5% disponível comercialmente com e sem o aditivo TPC90FA10, uma construção de 90 % em peso de TCP e 10 % em peso de ácido fumárico. A figura 3 é um gráfico mostrando a mudança em microssolidez de Vickers que resulta depois de 7 dias de um modelo dental reverso de lesão cíclica do pH em grupos experimentais, incluindo produtos A e B (controle positivo) de fluoreto a 5000 ppm comercialmente disponíveis, e Produto A combinado com fosfatos de cálcio functionalizados diferentes: TCP98SLS2 [construção de 98% de TCP mais 2% de lauril sulfato de sódio, SLS], TCP98PCL2 [construção de 98% de TCP mais 2% de policaprolactona 2000 Da, PCL], ou TCP95CPC5 [construção de 95 % de TCP mais 5 % de cloreto de cetilpiridínio, CPQ]. A figura 4 é um gráfico mostrando os resultados da absorção de fluoreto de cárie depois de 7 dias de um modelo dental de lesão reverso de ciclagem de pH em grupos de teste incluindo produtos A e B de 5000 ppm de fluoreto comercialmente disponível, como também um Produto A combinado com fosfatos de cálcio funcionalizados diferentes: TCP98SLS2 [construção de 98% de TCP mais 2% de lauril sulfato de sódio, SLS], TCP98PCL2 [construção de 98% de TCP mais 2% de 2000 Da de policaprolactona, PCL], ou TCP95CPC5 [construção de 95% de TCP mais 5% de cloreto de cetilpiridínio, CPC], DESCRIÇÃO DETALHADABRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a graph showing the change in Vickers microsolidity results from remineralization / demineralization cycling study including a negative control and positive control ACP (water) group and a test group ACP95PEG15, consisting of 95 and 5 weight percent TCP and 1500 Da PEG. Figure 2 is a graph showing the change in Vickers microhardness in human caries following the application of a commercially available 5% NaF varnish with and without the additive TPC90FA10, a 90 wt% TCP and 10 wt% construct. weight of fumaric acid. Figure 3 is a graph showing the change in Vickers micro solidity that results after 7 days of a reverse dental model of cyclic pH injury in experimental groups including commercially available 5000 ppm fluoride A and B (positive control) products, and Product A combined with different functionalized calcium phosphates: TCP98SLS2 [98% TCP Construction Plus 2% Sodium Lauryl Sulphate, SLS], TCP98PCL2 [TCP 98% Construction Plus 2% Polycaprolactone 2000 Da, PCL], or TCP95CPC5 [95% TCP construct plus 5% cetylpyridinium chloride, CPQ]. Figure 4 is a graph showing the results of caries fluoride uptake after 7 days of a pH-cycling reverse lesion dental model in test groups including commercially available fluoride 5000 ppm A and B products as well as a Product A combined with different functionalized calcium phosphates: TCP98SLS2 [98% TCP construct plus 2% sodium lauryl sulfate, SLS], TCP98PCL2 [TCP 98% construct plus 2% 2000 Da of polycaprolactone, PCL], or TCP95CPC5 [95% TCP construct plus 5% cetylpyridinium chloride, CPC], DETAILED DESCRIPTION

Com a finalidade de promover uma compreensão dos princípios da nova tecnologia, agora será feita uma referência às modalidades ilustradas nos desenhos, e uma linguagem específica será usada para descrever as mesmas. No entanto, será entendido que nenhuma limitação ao escopo da nova tecnologia é dessa maneira pretendida, tais alterações e modificações adicionais no dispositivo ilustrado, e tais aplicações adicionais dos princípios da nova tecnologia, como ilustrado a esse respeito, sendo contempladas como normalmente ocorre para pessoa versada na técnica à qual a nova tecnologia se refere. A nova tecnologia presente refere-se a um método de combinação de sistemas químicos orgânicos e inorgânicos de tal maneira a eliminar os procedimentos sintéticos usuais requerendo 1) variações de temperatura (ambas, quente e fria), 2) a necessidade de solventes voláteis para efetuar a dissolução de uma ou mais fases a serem misturadas, 3) condições de ambiente de vácuo ou inerte para reduzir o oxigênio ou a interação de vapor d'água, 4) fazendo o modelo das moléculas, 5) a sobrecarga usual em termos de espaço de laboratório, equipamento, conhecimento profissional em termos de síntese. Adicionalmente, o método pode ser facilmente escalado a partir da síntese de gramas para a síntese de toneladas, superando uma limitação de produção que economicamente e operacionalmente impede o uso de químicas de funcionalizar conhecidas para produção em larga escala de materiais funcionalizados. A nova tecnologia presente inclui um método para produzir um material ter-modinamicamente e cineticamente estável que lentamente distribui íons e porções devido à química complexa criada durante o processo de ligação. A técnica foi desenvolvida para abordar uma necessidade de aplicações dentais melhoradas, e, dessa maneira, os exemplos e modalidades a seguir tendem a refletir as químicas que têm aplicações dentais. Entretanto, o novo método presente para a produção de químicas funcionalizadas é amplamente aplicável além das aplicações dentais discutidas aqui a seguir.In order to promote an understanding of the principles of new technology, reference will now be made to the embodiments illustrated in the drawings, and specific language will be used to describe them. However, it will be understood that no limitation on the scope of the new technology is intended in this way, such additional changes and modifications to the illustrated device, and such additional applications of the principles of the new technology, as illustrated in this regard, being contemplated as normally occurs to a person. versed in the technique to which the new technology refers. The present new technology relates to a method of combining organic and inorganic chemical systems in such a way as to eliminate usual synthetic procedures requiring 1) temperature variations (both hot and cold), 2) the need for volatile solvents to effect the dissolution of one or more phases to be mixed, 3) vacuum or inert ambient conditions to reduce oxygen or water vapor interaction, 4) modeling the molecules, 5) the usual space overhead laboratory equipment, professional knowledge in terms of synthesis. Additionally, the method can be easily scaled from gram synthesis to ton synthesis, overcoming a production limitation that economically and operationally precludes the use of known functionalizing chemicals for large scale production of functionalized materials. The present new technology includes a method for producing a thermodynamically and kinetically stable material that slowly distributes ions and portions due to the complex chemistry created during the bonding process. The technique was developed to address a need for improved dental applications, so the following examples and modalities tend to reflect the chemistries that have dental applications. However, the new method present for the production of functionalized chemicals is widely applicable beyond the dental applications discussed hereinafter.

Tipicamente, os materiais híbridos podem coexistir com fluoreto e não comprometer a biodisponibilidade do fluoreto. A formação e/ou retenção de estruturas químicas facilita e modula as interações entre os materiais híbridos e outros componentes, quando adicionadas às fases condensadas. Ao mesmo tempo, a superfície funcionalizada ajuda a promover contato direto entre um material-alvo (tal como uma película, cárie, paredes intestinais ou similares), e dessa maneira permite a distribuição mais eficiente de um componente ativo desejado. A nova tecnologia presente pode ser usada para gerar materiais híbridos funcionalizados em uma nano-, meso-, e/ou macroescala. As características e propriedades desses materiais tipicamente incluem uma ou mais das seguintes: * o material híbrido melhora a eficácia da remineralização distribuindo minerais revestido tensoativos pequenos para um substrato, tais como dentição. * o material híbrido é compatível com as formulações de fluoreto existentes de tal maneira que o aumento do benefício dos minerais biodisponíveis, incluindo cálcio e fluoreto, pode ser usufruído. * o efeito sinergístico de adicionar um nanomaterial funcionalizado para o fluoreto em um único tratamento serve para melhorar a saúde oral em relação aos tratamentos existentes.Typically, hybrid materials may coexist with fluoride and not compromise fluoride bioavailability. The formation and / or retention of chemical structures facilitates and modulates interactions between hybrid materials and other components when added to the condensed phases. At the same time, the functionalized surface helps to promote direct contact between a target material (such as a film, caries, intestinal walls or the like), and thus allows for the most efficient distribution of a desired active component. The present new technology can be used to generate nano-, meso-, and / or macroscale functionalized hybrid materials. The characteristics and properties of such materials typically include one or more of the following: * The hybrid material improves remineralization effectiveness by distributing small surfactant coated minerals to a substrate, such as dentition. * Hybrid material is compatible with existing fluoride formulations such that the increased benefit of bioavailable minerals, including calcium and fluoride, can be enjoyed. * The synergistic effect of adding a functionalized nanomaterial to fluoride in a single treatment serves to improve oral health over existing treatments.

Moinho de Bola Mecanoquímico O moinho de bola mecanoquímico (MC) não só reduz o tamanho da partícula, mas também impacta partículas com força suficiente que tais materiais disparados como óxidos, cerâmicas, pós orgânicos e similares podem ser quimicamente combinados juntos para formar novas ligas ou compostos. Este processo de síntese mecanoquímica ocorre inteiramente em estado sólido. Essa capacidade separa os moinhos de bolas MC dos moinhos tradicionais. Esse processo destrutivo deforma os componentes através de colisões fortes entre partícula-bola, partícula-parede e partícula-partícula. Essas colisões são suficientemente energéticas para dar origem à formação de limites de grãos significativos na nanoescala, onde os componentes fraturaram e fundiram. A fim de gerar a energia requerida para tal fraturamento e fusão concorrentes, o frasco contendo as bolas e o material é tipicamente girado a uma velocidade alta em oposição à direção de rotação da plataforma em que o frasco é colocado (isto é, imitando os movimentos 'tilt-a-whirl'). Mais particularmente, o frasco é girado em uma primeira direção em torno de um eixo de rotação, não passando através do frasco (isto é, o eixo de rotação da plataforma) enquanto simultaneamente rodado ou torcido em uma segunda direção (isto é, em torno de um segundo eixo de rotação que não é paralelo ao primeiro eixo de rotação e tipicamente, embora não necessariamente, passa através do frasco) para conferir energia cinética suficiente para misturar dentro do frasco a fim de quebrar as partes do componente precursor da mistura e fundi-las para gerar um novo composto híbrido.Mechanochemical Ball Mill The mechanochemical ball mill (MC) not only reduces particle size, but also impacts particles with sufficient force that such fired materials such as oxides, ceramics, organic powders and the like can be chemically combined together to form new alloys or compounds. This process of mechanochemical synthesis occurs entirely in solid state. This capability separates MC ball mills from traditional mills. This destructive process deforms the components through strong collisions between particle-ball, particle-wall and particle-particle. These collisions are energetic enough to give rise to significant grain boundary formation at the nanoscale, where the components fractured and fused. In order to generate the energy required for such concurrent fracturing and melting, the vial containing the balls and material is typically rotated at a high speed as opposed to the direction of rotation of the platform in which the vial is placed (i.e., mimicking the movements tilt-a-whirl). More particularly, the vial is rotated in a first direction about one axis of rotation, not passing through the vial (i.e. the platform axis of rotation) while simultaneously rotated or twisted in a second direction (i.e. around of a second axis of rotation that is not parallel to the first axis of rotation and typically, though not necessarily passes through the vial) to impart sufficient kinetic energy to mix within the vial to break the precursor component parts of the mixture and melt them to generate a new hybrid compound.

Os nanomateriais híbridos resultantes, formados desses processos físicos e químicos simultâneos, permitem a síntese do material se prolongar além de ambos, o que é típico de procedimentos usuais sintéticos de laboratório por via úmida e efetuados em moinhos de bola em um meio úmido. Por exemplo, uma dessas oportunidades refere-se à extração de elementos de pó fluorescente para conservação de energia. Adicionalmente, o moinho de bola MC tem sido empregado para melhorar as características de absorção de nitrogênio de materiais setter como também para sintetizar pla-quetas de grafite de nanoescala como uma alternativa para os nanotubos de carbono.The resulting hybrid nanomaterials, formed from these simultaneous physical and chemical processes, allow the synthesis of the material to extend beyond both, which is typical of usual wet laboratory synthetic procedures performed on ball mills in a damp environment. For example, one such opportunity relates to the extraction of fluorescent powder elements for energy conservation. Additionally, the MC ball mill has been employed to improve the nitrogen absorption characteristics of setter materials as well as to synthesize nanoscale graphite platelets as an alternative to carbon nanotubes.

Os aditivos de trituração têm sido usados no moinho de bolas MC para melhorar as propriedades do material triturado, porém essas adições têm sido principalmente dirigidas para expedir a redução do tamanho de partícula. A nova tecnologia presente usa o moinho de bolas MC para mais do que a simples redução das dimensões físicas das partículas, mas ao contrário como um ponto de partida para a modificação química específica para gerar novos materiais com propriedades e características melhoradas, tais como quando adicionados à diversas formulações.Crushing additives have been used in MC ball mills to improve the properties of crushed material, but these additions have been primarily directed to expedite particle size reduction. The present new technology uses the MC ball mill for more than just reducing the physical dimensions of the particles, but instead as a starting point for specific chemical modification to generate new materials with improved properties and characteristics, such as when added. to various formulations.

Um benefício de usar o presente método de moinho de alta energia como um ambiente para adotar reações químicas de nanoescala de estado sólido é que a trituração MC é prontamente escalável para atender as demandas industriais. Tipicamente, um moinho de bolas planetário de escala industrial robusta tem uma capacidade comercial que varia entre 100 a 900 litros, e a tecnologia do moinho MC é atualmente usada no desenvolvimento de pigmentos nanodimensionados melhorados para revestimentos, loções e pinturas. A nova tecnologia atual introduz eficiência de custo, tempo, e escala de produção de porções híbridas funcionalizadas sem a necessidade de complexas e sofisticadas químicas úmidas. A escalabilidade resultante pode depois ser realizada para várias aplicações, por exemplo onde localizada, química de liberação lenta, liberação mineral ou de fármaco é desejada. Sistemas de funcionalização para especificamente absorver para áreas-alvo oferecem alternativas para tratamentos terapêuticos ou químicos mais eficazes. O novo método de síntese química explora o processo de moinho de bolas mecanoquímico para produzir uma quantidade relativamente grande de complexos funcionalizados relativamente não-dispendiosos. Tipicamente, os complexos funcionalizados são misturas de reagentes orgânicos e inorgânicos, independentes, acoplados juntos para produzir um material híbrido com propriedades intensificadas. Um material inorgânico típico inclui um mineral de fosfato de cálcio tal como fosfato de cálcio tribásico, fosfato de cálcio dibásico, fosfato dicálcio e similares. Alternativamente, outros materiais inorgânicos podem incluir sódio, magnésio, ferro, silício, alumínio, manganês, titânio e similares em várias formas mineralógicas (carbo-natos, nitretos e similares).One benefit of using the present high energy mill method as an environment for adopting solid state nanoscale chemical reactions is that MC grinding is readily scalable to meet industrial demands. Typically, a robust industrial scale planetary ball mill has a commercial capacity ranging from 100 to 900 liters, and MC mill technology is currently used to develop improved nanodimension pigments for coatings, lotions and paints. Current new technology introduces cost efficiency, time, and scale of production of functionalized hybrid portions without the need for complex and sophisticated wet chemicals. The resulting scalability can then be performed for various applications, for example where localized, slow release chemistry, mineral or drug release is desired. Functionalization systems to specifically absorb to target areas offer alternatives to more effective therapeutic or chemical treatments. The new chemical synthesis method exploits the mechanochemical ball mill process to produce a relatively large amount of relatively inexpensive functionalized complexes. Typically, functionalized complexes are independent organic and inorganic reagent mixtures coupled together to produce a hybrid material with enhanced properties. A typical inorganic material includes a calcium phosphate mineral such as tribasic calcium phosphate, dibasic calcium phosphate, dicalcium phosphate and the like. Alternatively, other inorganic materials may include sodium, magnesium, iron, silicon, aluminum, manganese, titanium and the like in various mineralogical forms (carbohydrates, nitrides and the like).

Materiais orgânicos típicos incluem tensoativos aniônicos (tais como lauril sulfato de sódio, lauril éter sulfato de sódio, lauril sulfato de amô-nio, sal interno de hidróxido de N,N-Dimetil-N-[3-(sulfóxi)propil]-l-nonanamínio, dodecilbenzenossulfonato de sódio, sal de potássio de po-li(etileno glicol) 4-nonilfenil 3-sulfopropil éter, sal de sódio de sulfossuccinato de doctila, e similares), tensoativos catiônicos (tais como cloreto de piridínio, brometo de hexadeciltrimetilamônio, sal interno de hidróxido de N,N-cimetil-N-[3-(sulfóxi)propil]-l-decanamínio e similares), tensoativos - poliéteres ou poliésteres neutros (tais como polietileno glicol, polipropíleno glicol (PPG), poli(etileno glicol)-bloco-poli(propileno glicol)-bloco-poli(etileno glicol), po-li(etileno óxido dej-bloco-policaprolactona, policaprolactona diol, policapro-lactona triol, e similares), ácidos carboxílicos (tais como ácido fumárico, ácido acrílico, ácido málico, ácido cítrico, ácido maleico, ácido esteárico, e similares), metacrilato de polimetila, ou os similares. Em outras palavras, os materiais orgânicos podem incluir aqueles com propriedades similares às dos tensoativos aniônicos listados acima (isto é, materiais que têm grupos terminais aniônicos (tais como sulfatos, sulfonatos, ou carboxilatos), tendo ligação ionica de espécies catiônicas (tais como íons de sódio ou potássio), tendo comprimentos de cadeia alifática de até 12 átomos de carbono ou até mais, e/ou tendo o caráter de lauril sulfato de sódio em suas estruturas (tais como lauril sulfato de sódio, que manifesta /i-números de grupos etóxi (O-CH2CH2)n)), tendo propriedades similares aos tensoativos catiônicos listados acima (isto é, tendo caráter de cátion de amônio quaternário manifestado em um anel de carbono conjugado, tendo ligação ionicamente de espécies aniô-nicas (tais como íons de cloro e bromo), e/ou tendo comprimentos de cadeias alifáticas de até 17 átomos de carbono ou mais), tendo propriedades simi-laresos tensoativos de poliéter listados acima (isto é, não tendo cargas manifestadas em sua estrutura (isto é são neutras), terminadas com grupos hi-droxila (isto é, OH), tendo comprimentos de monômero de éter de n = cerca de 13 a n = cerca de 150, e/ou tendo a ligação de éter (C-O-C)), tendo propriedades similaresos tensoativos de poliéster listados acima (isto é, não tendo cargas manifestadas em sua estrutura (isto é elas são neutras), tendo comprimentos de monômero de éster de n = cerca de 10 a n = cerca de 150, e/ou tendo a ligação de éster de não-anel (0-(CH2)5-C=0)), ácidos orgânicos, e similares. Por exemplo, sistemas de fosfato de cálcio de polímero híbrido podem ser produzidos em várias formulações para melhorar a eficácia da remineralização de um enxaguatório ou pasta de fluoreto ou reduzindo a sensibilidade do dente em uma pasta ou verniz. Síntese Híbrida A preparação de materiais orgânicos-inorgânicos através de um processo mecanoquímico é descrita como a seguir. Dependendo da composição desejada, a mistura pode variar de entre cerca de 0,5 e 99,5 por cento em peso do material precuros inorgânico, com o equilíbrio sendo o material precursor orgânico. Neste exemplo, o material de partida inorgânico é fosfato de tricálcio, enquanto o material de partida orgânico é polietileno glicol; entretanto, qualquer precursor inorgânico e orgânico conveniente pode ser selecionado. O fosfato de tricálcio (TCP, Ca3(P04)2) pode ser comprado do vendedor químico diretamente ou pode ser formado adicionando massas iguais de carbonato de cálcio (CaCOs) e fosfato de cálcio dibásico (CaHP-C04.2H20) em um cadinho refratário, e aquecendo a mistura em um forno a cerca de 1050°C por cerca de 24 horas a fim de produzir um TCP em pó cristalino firme, em flocos resultantes. O TCP mais o polietileno glicol (PEG) tendo qualquer um dos vários pesos moleculares (tais como 600, 1500, e 6000 Da) pode ser adicionado a um frasco de aço inoxidável contendo uma pluralidade de bolas de meio de moinho, tal como vinte e cinco bolas de aço inoxidável com cerca de 10 milímetros de diâmetro. O PEG é tipicamente substituído por TCP entre 0 e 20 por cento em peso (% em peso). Adicionalmente, uma pequena quantidade de solvente orgânico, tal como pentano, pode ser adicionada não somente para dilatar o PEG para estimular mistura mais uniforme, mas também para ajudar a evitar que 0 pó se aglomere sobre as bolas e paredes do frasco. Uma vez carregado com os precursores químicos e meios de trituração, o frasco é tipicamente lacrado sobre uma roda de sol ("Sunwheel") de um triturador de bola tiro planetário. O frasco é depois girado unidirecionalmente e em oposição à direção rotacional de roda de sol a uma velocidade suficientemente alta por um espaço de tempo suficiente para produzir porções químicas funcionalizadas, tais como, por exemplo, a cerca de 550 rpm ou mais por cerca de duas horas. No fim do processo de trituração, os pós resultantes são depois filtrados das bolas e armazenados, em recipientes de plástico.Typical organic materials include anionic surfactants (such as sodium lauryl sulfate, sodium lauryl ether sulfate, ammonium lauryl sulfate, N, N-Dimethyl-N- [3- (sulfoxy) propyl] -1-hydroxide inner salt -nonanaminium, sodium dodecylbenzenesulfonate, potassium salt of poly (ethylene glycol) 4-nonylphenyl 3-sulfopropyl ether, sodium salt of doctila sulfosuccinate, and the like), cationic surfactants (such as pyridinium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide) , N, N-cimethyl-N- [3- (sulfoxy) propyl] -1-decanaminium hydroxide internal salt and the like), surfactants - neutral polyethers or polyesters (such as polyethylene glycol, polypropylene glycol (PPG), poly ( ethylene glycol) block-poly (propylene glycol) -block-poly (ethylene glycol), polylene oxide de-block polycaprolactone, polycaprolactone diol, polycaprolactone triol, and the like), carboxylic acids (such as acid fumaric acid, acrylic acid, malic acid, citric acid, maleic acid, stearic acid, and the like), polymethyl methacrylate, or the like. In other words, organic materials may include those with properties similar to those of the anionic surfactants listed above (ie, materials having anionic end groups (such as sulfates, sulfonates, or carboxylates), having ionic bond of cationic species (such as ions). potassium) having aliphatic chain lengths of up to 12 carbon atoms or more and / or having the character of sodium lauryl sulfate in its structures (such as sodium lauryl sulfate, which manifests / i-numbers). ethoxy groups (O-CH2CH2) n)), having properties similar to the cationic surfactants listed above (ie, having quaternary ammonium cation character manifested in a conjugated carbon ring, having ionically bonded anionic species (such as ions). and / or having aliphatic chain lengths of up to 17 carbon atoms or more) having similar polyether surfactant properties above (i.e., having no charges manifested in their structure (i.e. neutral), terminated with hydroxy groups (i.e. OH), having ether monomer lengths of n = about 13 an = about 150 , and / or having the ether bond (COC)), having similar polyester surfactant properties listed above (i.e., having no charges manifested in their structure (i.e. they are neutral), having ester monomer lengths of n = about 10 an = about 150, and / or having non-ring ester bonding (O- (CH 2) 5 -C = O)), organic acids, and the like. For example, hybrid polymer calcium phosphate systems may be produced in various formulations to improve the remineralization efficiency of a fluoride rinse or paste or by reducing tooth sensitivity in a paste or varnish. Hybrid Synthesis The preparation of organic-inorganic materials by a mechanochemical process is described as follows. Depending on the desired composition, the mixture may range from about 0.5 to 99.5 weight percent of the inorganic precursor material, with the balance being the organic precursor material. In this example, the inorganic starting material is tricalcium phosphate, while the organic starting material is polyethylene glycol; however, any suitable inorganic and organic precursor may be selected. Tricalcium phosphate (TCP, Ca3 (P04) 2) can be purchased from the chemical vendor directly or can be formed by adding equal masses of calcium carbonate (CaCOs) and dibasic calcium phosphate (CaHP-C04.2H20) in a refractory crucible. , and heating the mixture in an oven at about 1050 ° C for about 24 hours to produce a resultant firm, crystalline powder TCP. TCP plus polyethylene glycol (PEG) having any of several molecular weights (such as 600, 1500, and 6000 Da) can be added to a stainless steel flask containing a plurality of mill medium balls, such as twenty-one. five stainless steel balls about 10mm in diameter. PEG is typically replaced by TCP between 0 and 20 weight percent (% weight). Additionally, a small amount of organic solvent, such as pentane, may be added not only to dilate the PEG to stimulate more uniform mixing, but also to help prevent the powder from agglomerating on the balls and vial walls. Once loaded with chemical precursors and grinding media, the flask is typically sealed over a Sunwheel of a planetary shot ball crusher. The vial is then rotated unidirectionally and in opposition to the rotational direction of the sun wheel at a sufficiently high speed for a sufficient time to produce functionalized chemical portions, such as, for example, at about 550 rpm or more for about two hours. hours At the end of the grinding process, the resulting powders are then filtered from the balls and stored in plastic containers.

Testando em laboratório, as medidas do tamanho de partícula dos pós assim produzidos tipicamente revelam distribuições de tamanho de partícula entre 100 e 1000 nm, dependendo da formulação do pó. Tamanhos ainda menores ao longo dos limites de grãos podem existir devido à extensa ruptura e recombinação ou 'soldagem' dos particulados durante o processo do moinho MC. Além disso, a textura e aparência dos pós podem variar consideravelmente com a composição dos precursores orgânicos e inorgânicos selecionados, a composição do meio de trituração, tamanho e número, a energia do moinho, o tempo de trituração e fatores similares. Por exemplo, triturar o pó de TCP na ausência de PEG tipicamente produz partículas finas, duras, enquanto triturar na presença de PEG, entretanto, pós que variam de fofos e macios para inflexíveis e brutos com o aumento do peso e conteúdo molecular do PEG. Estas observações de pó rudimentar sugerem um material tiro compósito pode ter se formado, nem nas formas singulares de TCP nem o PEG exibe tais características.In laboratory testing, particle size measurements of the powders thus produced typically reveal particle size distributions between 100 and 1000 nm, depending on the powder formulation. Even smaller sizes along grain boundaries may exist due to extensive breakage and recombination or 'welding' of the particulates during the MC mill process. In addition, the texture and appearance of the powders may vary considerably with the composition of the selected organic and inorganic precursors, the grinding medium composition, size and number, mill energy, grinding time and similar factors. For example, milling TCP powder in the absence of PEG typically produces fine, hard particles, while milling in the presence of PEG, however, powders ranging from fluffy and soft to inflexible and crude with increasing weight and molecular content of PEG. These rudimentary powder observations suggest a composite shooting material may have formed, neither in the singular forms of TCP nor does PEG exhibit such characteristics.

Materiais híbridos de Fosfato de Cálcio Funcionalizado A integridade da rede de P2O5 e ambientes de cálcio inerentes a um mineral de fosfato de cálcio podem ser modificados com a adição de um aditivo orgânico (por exemplo, um polímero tendo peso molecular e caráter químico variados, um tensoativo tal como SLS, e ácidos carboxílicos tais como ácido fumárico) e preparado sob uma variedade de condições de trituração. Durante o evento de trituração, as interações de estado sólido entre o material de fosfato de cálcio e 0 componente orgânico criam materiais híbridos de fosfato de cálcio funcionalizados, com propriedades físicas e químicas variando largamente, dependendo dos componentes materiais e condições de trituração. Investigações espectroscópicas mostram que a microes-trutura do material híbrido resultante, depois de um evento de trituração, é única para as estruturas singulares do mineral de fosfato de cálcio como também para o componente orgânico; além disso, as estruturas variam de maneira significativa de um híbrido para outro, dependendo do aditivo e das condições de trituração. E ainda, a textura, solubilidade, e tamanho de partícula dos materiais de fosfato de cálcio funcionalizados resultantes também variam consideravelmente. Um benefício dessas modificações estruturais é a compatibilidade resultante do fosfato de cálcio funcionalizado com 0 fluore-to biodisponível. Outro benefício é que 0 fosfato de cálcio funcionalizado po- de intensificar a ação do fluoreto quando faz interface com um substrato, tal como o cárie e a dentina do dente. O impacto dessas modificações estruturais sobre a interação da composição funcionalizada resultante com o fluoreto e a dentição (cárie, dentina) tem sido examinado usando modelos e métodos de teste dental aceitos cientificamente e baseados na FDA, e é discutido abaixo.Functionalized Calcium Phosphate Hybrid Materials The integrity of the P2O5 network and calcium environments inherent in a calcium phosphate mineral can be modified with the addition of an organic additive (eg a polymer having varying molecular weight and chemical character, a surfactant such as SLS, and carboxylic acids such as fumaric acid) and prepared under a variety of grinding conditions. During the grinding event, solid state interactions between the calcium phosphate material and the organic component create functionalized hybrid calcium phosphate materials, with widely varying physical and chemical properties, depending on the material components and grinding conditions. Spectroscopic investigations show that the microstructure of the resulting hybrid material following a grinding event is unique to the unique structures of calcium phosphate mineral as well as to the organic component; In addition, the structures vary significantly from one hybrid to another, depending on the additive and grinding conditions. In addition, the texture, solubility, and particle size of the resulting functionalized calcium phosphate materials also vary considerably. One benefit of these structural modifications is the resulting compatibility of functionalized calcium phosphate with bioavailable fluoride. Another benefit is that functionalized calcium phosphate can intensify the action of fluoride when it interfaces with a substrate such as tooth decay and dentin. The impact of these structural modifications on the interaction of the resulting functionalized composition with fluoride and dentition (caries, dentin) has been examined using FDA-based scientifically accepted models and dental testing methods, and is discussed below.

Estabilidade do Fosfato de Cálcio Funcionalizado com o Fluoreto Exemplo 1: Tipicamente, a fim de ser considerado um candidato para melhorar a eficácia de uma formulação baseada em fluoreto, geralmente é necessário que quaisquer materiais adicionados à formulação não inibam a biodis-ponibilidade (tipicamente mais do que ±50% do nível de ppm teórico, mais tipicamente maior do que ± 10% do nível de ppm teórico) ou ação de fluoreto. Um estudo-piloto estimando o potencial de compatibilidade de um material nanocomplexo de TCP (trifosfato de cálcio) - PEG (polietileno glicol) preparado de acordo com a nova metodologia aqui a seguir, quando adicionado ao NaF(aq) durante um período de 26 dias, não reduziu a biodisponibilidade do fluoreto mais do que 10%, enquanto uma forma solúvel de cálcio atuando como um controle reduziu a biodispoinibilidade do fluoreto em quase 60%. Os precursores TCP e PEG foram introduzidos em um moinho MC e foram triturados com energias suficientes para dividir os precursores orgânico e inorgânico em componentes orgânicos e inorgânicos e fundir ou acoplar os componentes para formar complexos ou porções funcionalizadas. Outros estudos de compatibilidade com diferentes fosfatos de cálcio funcionalizados (por exemplo, TCP98SLS2, que é um construto de 98% de TCP mais 2% de lauril sulfato de sódio, SLS) na presença de 500, 1100, e 5000 ppm de fluoreto (de NaF) mostraram menos do que 10% de redução de fluoreto biodis-ponível durante um período de envelhecimento acelerado (temperatura estabelecida em 40°C) de pelo menos 30 dias (que é o equivalente a aproximadamente 6 meses a 20°C).Fluoride Functionalized Calcium Phosphate Stability Example 1: Typically, in order to be considered a candidate for improving the effectiveness of a fluoride based formulation, it is generally necessary that any materials added to the formulation do not inhibit bioavailability (typically more than ± 50% of the theoretical ppm level, more typically greater than ± 10% of the theoretical ppm level) or fluoride action. A pilot study estimating the compatibility potential of a TCP (calcium triphosphate) - PEG (polyethylene glycol) nanocomplex material prepared according to the new methodology hereinafter, when added to NaF (aq) over a period of 26 days , did not reduce fluoride bioavailability by more than 10%, while a soluble form of calcium acting as a control reduced fluoride bioavailability by almost 60%. The TCP and PEG precursors were introduced into an MC mill and were ground with sufficient energies to split the organic and inorganic precursors into organic and inorganic components and to fuse or couple the components to form complexes or functionalized portions. Further compatibility studies with different functionalized calcium phosphates (eg TCP98SLS2, which is a 98% TCP construct plus 2% sodium lauryl sulfate, SLS) in the presence of 500, 1100, and 5000 ppm fluoride (of NaF) showed less than 10% reduction in bioavailable fluoride during an accelerated aging period (temperature set at 40 ° C) of at least 30 days (which is the equivalent of approximately 6 months at 20 ° C).

Remineralizacão do cárie através do aditivo de TCP-PEG validado em um modelo de lesão reversa de ciclagem de pH O estudo a seguir foi circulado para avaliar a eficácia da remine-ralização de cárie do sistema de fosfato de cálcio híbrido funcionalizado em relação a um sistema de fosfato de cálcio não-funcionalizado. A diferença entre os pós e a linha de referência de indentações de microdureza de Vickers foi usada como o método analítico para avaliar a remineralização. Preparação de Híbrido: A nomenclatura para descrever os grupos de teste (2 e 3) no estudo de ciclagem mostrando o potencial de remineralização do polímero-fosfato de cálcio híbrido é descrita como a seguir. O TCP é trifosfato de cálcio e o TCPxPEGy representa um material ligado constando de 1500 Da PEG, em que x representa o percentual em peso de TCP no compósito (isto é 95 %) e y representa a fração de PEG (isto é 5%).Caries remineralization by validated TCP-PEG additive in a reverse pH cycling lesion model The following study was circulated to evaluate the effectiveness of caries remineralization of the functionalized hybrid calcium phosphate system in relation to a system of non-functionalized calcium phosphate. The difference between the powders and the Vickers microhardness indentation reference line was used as the analytical method to evaluate remineralization. Hybrid Preparation: The nomenclature to describe test groups (2 and 3) in the cycling study showing the remineralization potential of hybrid calcium polymer phosphate is described as follows. TCP is calcium triphosphate and TCPxPEGy represents a bound material consisting of 1500 Da PEG, where x represents the weight percentage of TCP in the composite (i.e. 95%) and y represents the PEG fraction (i.e. 5%).

Os materiais de teste (grupos 2 e 3) foram preparados usando um procedimento de trituração mecanoquímica de estado sólido que pulverizou 20 gramas de TCP termicamente preparado por 2 horas a 550 rpms, unidirecionalmente, usando vinte e quatro bolas de aço inoxidável de 10 mm de diâmetro e 20 ml de pentano. Depois da trituração, o pó foi extraído da jarra de trituração e colocado em recipientes de plástico de 120 ml. Os grupos 2 e 3 tiveram 0 e 5 % em peso de PEG adicionados, respectivamente, ao TCP antes das duas horas de trituração/ligação.Test materials (groups 2 and 3) were prepared using a solid state mechanochemical grinding procedure that sprayed 20 grams of thermally prepared TCP for 2 hours at 550 rpms unidirectionally using twenty-four 10 mm stainless steel balls. diameter and 20 ml of pentane. After grinding, the powder was extracted from the grinding jar and placed in 120 ml plastic containers. Groups 2 and 3 had 0 and 5 wt% PEG added, respectively, to the TCP before the two hours of grinding / binding.

Preparação do Espécime de Esmalte: Os espécimes de cárie (5mm x 5mm) foram removidos de dentes bovinos extraídos e montados em bastonetes. Os espécimes foram triturados e polidos até um lustro alto com Gamma Alumina usando métodos-padrão. Dez espécimes por grupo foram preparados para este estudo. Descalcificacão Inicial: Lesões artificiais foram formadas em espécimes de cárie bovino por uma imersão de 96- horas em 12,0 ml de uma solução de ácidos lácticos a 0,1 M e 0,2% de Carbopol C907 que foi 50% saturado com hidroxiapatita e ajustado para pH 5,0 a 37°C. A variação de dureza da superfície da lesão foi de 20-50, e a profundidade média da lesão foi de aproximadamente 70μ. Formulações de Grupo de Teste: A massa dos pós de tratamento foi 30 mg (para uma fração de peso de 6% em relação a 5 g de água). Houve um total de 20 tratamentos por grupo.Enamel Specimen Preparation: Caries specimens (5mm x 5mm) were removed from extracted bovine teeth and mounted on rods. The specimens were ground and polished to a high gloss with Gamma Alumina using standard methods. Ten specimens per group were prepared for this study. Initial Descaling: Artificial lesions were formed on bovine caries specimens by immersing them 96-hours in 12.0 ml of a 0.1 M lactic acid solution and 0.2% Carbopol C907 which was 50% saturated with hydroxyapatite. and adjusted to pH 5.0 at 37 ° C. The hardness variation of the lesion surface was 20-50, and the average lesion depth was approximately 70μ. Test Group Formulations: The weight of the treatment powders was 30 mg (for a weight fraction of 6% relative to 5 g of water). There were a total of 20 treatments per group.

Houve um total de 3 grupos neste estudo e eles estão identificados a seguir: Grupo 1: Água (controle negativo) Grupo 2: TCP Grupo 3: TCP95PEG5 Regime de Tratamento: O regime de tratamento cíclico consistiu em um desafio de 4,0 horas/dia de ácidos na lesão formando uma solução, e quatro períodos de tratamento dentifrício de um minuto. Depois dos tratamentos, os espécimes foram enxaguados com água corrente destilada e depois colocados de volta na saliva artificial. No tempo restante (~21 horas), os espécimes estavam em um sistema de saliva/remineralização artificial. O regime foi repetido por 5 dias.There were a total of 3 groups in this study and they are identified as follows: Group 1: Water (negative control) Group 2: TCP Group 3: TCP95PEG5 Treatment Regimen: The cyclic treatment regimen consisted of a 4.0 hour challenge / day of acids in the lesion forming a solution, and four one-minute dentifrice treatment periods. After the treatments, the specimens were rinsed with distilled running water and then placed back in artificial saliva. In the remaining time (~ 21 hours), the specimens were in an artificial saliva / remineralization system. The regimen was repeated for 5 days.

Medições de Remineralização: A remineralização foi determinada pela comparação da microdu-reza da superfície de Vickers depois do tratamento (pós) com aquela antes do tratamento (linha de referência).Remineralization Measurements: Remineralization was determined by comparing the Vickers surface microhardness after treatment (post) with that before treatment (baseline).

Análise dos Dados: A média e SEM de cada parâmetro foram calculados para cada grupo. O teste-q de student foi usado para avaliar a exatidão das medições de espécime individual, e ANOVA foi usada para verificar as diferenças significativas entre os grupos (p<0,05). Múltiplos t-testes foram realizados para identificar onde as diferenças estavam. As médias de grupo e os desvios padrão foram plotados para ajudar a ilustrar as significâncias.Data Analysis: The mean and SEM of each parameter were calculated for each group. Student's q-test was used to assess the accuracy of individual specimen measurements, and ANOVA was used to verify significant differences between groups (p <0.05). Multiple t-tests were performed to identify where the differences were. Group means and standard deviations were plotted to help illustrate the significance.

Resultados: Os resultados estão mapeados abaixo na figura 1, em que a composição compreendendo 5 % em peso de 1500 Da PEG e 95 % em peso de TCP é numericamente e significativamente diferente de ambas, água (controle negativo) e TCP não-modificada.Results: The results are mapped below in Figure 1, wherein the composition comprising 5 wt% of 1500 Da PEG and 95 wt% of TCP is numerically and significantly different from both water (negative control) and unmodified TCP.

Conclusões: O material híbrido da nova tecnologia, preparado de acordo com os novos métodos descritos aqui, pode produzir aumento nos níveis de re-mineralização em relação a um fosfato de cálcio não-funcionalizado quando usado em um modelo reverso de lesão de ciclagem de pH padrão.Conclusions: New technology hybrid material, prepared according to the new methods described here, may produce increased levels of re-mineralization compared to a non-functionalized calcium phosphate when used in a reverse pH cycling lesion model. standard.

Aditivos compreendidos de ácidos fumáricos e trifosfato de cálcio e validados em um modelo de remineralização Exemplo 2: Aditivos de fosfato de cálcio foram preparados misturando ácidos fumáricos com trifosfato de cálcio. O ácido fumárico tem um ponto de fusão alto (-300 graus Celsius) e manifesta um ambiente não-saturado que pode ser ativado para reagir com, por exemplo, o trifosfato de cálcio quando submetido a forças de impacto alto e energias inerentes no novo processo me-canoquímico discutido aqui a seguir. Os dados a seguir registram as descobertas da aplicação quando a temperatura está alta, a molécula orgânica não-saturada é misturada à força com um sal inorgânico (trifosfato de cálcio) para produzir um complexo de tratamento dental e implementado em um meio de introdução de superfície de dente, tal como um verniz comercial contendo fluoreto tendo 5 % de NaF.Additives comprised of fumaric acids and calcium triphosphate and validated in a remineralization model Example 2: Calcium phosphate additives were prepared by mixing fumaric acids with calcium triphosphate. Fumaric acid has a high melting point (-300 degrees Celsius) and manifests an unsaturated environment that can be activated to react with, for example, calcium triphosphate when subjected to high impact forces and energies inherent in the new process. me-canochemist discussed here below. The following data record application findings when the temperature is high, the unsaturated organic molecule is forcibly mixed with an inorganic salt (calcium triphosphate) to produce a dental treatment complex and implemented in a surface introduction medium. such as a commercial fluoride-containing lacquer having 5% NaF.

Dez espécimes de cárie foram usados em cada grupo, com espécimes inicialmente desmineralizados por 18 horas a 37°C em uma solução de desmineralização de ácidos carbopol-lácticos (valores de microdureza de linha de referência de cárie variando entre cerca de 75 a cerca de 115 Vickers Hardness Number, VHN). Esse desafio foi realizado para imitar a suavidade do cárie devido à formação prematura de cáries. Vernizes forma deixados nos espécimes de cárie por 24 horas e imersos em saliva artificial. Depois do período de 24 horas, os vernizes foram removidos e medidos para microdureza de superfície de Vickers (200 gf por 15 segundos). A mudança em VHN (isto é, pós VHN -linha de referência VHN) está apresentada na figura 2. Diferenças estatísticas foram encontradas usando Análise de Vari-ância de Sentido Único Kruskal-Wallis. O método SNK foi usado para determinar onde as diferenças que ocorreram (p<0.05). Somente os 5% de Verniz NaF + 1 % em peso do sistema de TCPgoFA10 foram estatisticamente dife- rentes do grupo Placebo; os outros dois grupos foram estatisticamente equivalentes (veja a figura 2).Ten caries specimens were used in each group, with specimens initially demineralized for 18 hours at 37 ° C in a carbopolic lactic acid demineralization solution (caries baseline microhardness values ranging from about 75 to about 115 Vickers Hardness Number, VHN). This challenge was performed to mimic the softness of caries due to premature caries formation. Varnishes were left on caries specimens for 24 hours and immersed in artificial saliva. After the 24 hour period, the varnishes were removed and measured for Vickers surface microhardness (200 gf for 15 seconds). The change in VHN (ie, post VHN - VHN reference line) is shown in Figure 2. Statistical differences were found using Kruskal-Wallis One-Way Variance Analysis. The SNK method was used to determine where differences occurred (p <0.05). Only the 5% NaF Varnish + 1% by weight of the TCPgoFA10 system were statistically different from the Placebo group; the other two groups were statistically equivalent (see figure 2).

Aditivos compreendidos de lauril sulfato de sódio, cloreto de cetilpiridínio. policaprolactona e trifosfato de cálcio e validado em um modelo de reminera-lização de lesão reversa em uma ciclaqem de pH Exemplo 3: O uso de pasta de dente NaF baseada em prescrição é sugerida para certos grupos de população que correm maior risco de desenvolver cáries. Essas pastas tipicamente têm 5000 ppm F e são usadas pelo menos uma vez por dia como uma substituição para a pasta de 1100 ppm F convencional, a fim de prover maior proteção. Para um aumento adicional da proteção, o desempenho melhorado pode ser alcançado com aditivos de fosfato de cálcio feitos pelo cliente que tiverem sido adicionados às formulações de tratamento de dente existente, tais como formulações dentifrícias de 5000 ppm F comercialmente disponíveis. Em um estudo de triagem, o prolongamento da remineralização e absorção de fluoreto em lesões de cárie de ponto branco quando tratadas com formulações de tratamento de dente modificadas foi investigado.Additives comprised of sodium lauryl sulphate, cetylpyridinium chloride. polycaprolactone and calcium triphosphate and validated in a pH-cycle reverse lesion reminerization model Example 3: The use of prescription-based NaF toothpaste is suggested for certain population groups at higher risk of developing caries. These pastes typically have 5000 ppm F and are used at least once a day as a replacement for the conventional 1100 ppm F paste for added protection. For a further increase in protection, improved performance can be achieved with customer-made calcium phosphate additives that have been added to existing tooth treatment formulations such as commercially available 5000 ppm F toothpaste formulations. In a screening study, the prolongation of remineralization and fluoride absorption in white point caries lesions when treated with modified tooth treatment formulations was investigated.

Experimento: O protocolo para esse estudo de triagem foi realizado como a seguir. Espécimes de cárie bovino foram desmineralizados por 40 horas em uma solução de "ponto branco" de ácido Carbopol-láctico. As lesões de ponto branco de aproximadamente 70 mícrons foram formadas. A microdureza do espécime variou entre 25 e 45 números de dureza de Vickers. Três espécimes de cárie foram usados para cada grupo de tratamento. Os grupos de tratamento consistiram em um controle negativo (água Dl), controles de 5000 ppm F positivos comercialmente disponíveis (produtos A e B), e grupos de testes experimentais compreendidos de produto A comercialmente disponível combinado com vários aditivos. Durante os períodos de tratamento, saliva artificial foi adicionada à formulação de teste em uma relação de 1:2 (por exemplo, 5 g de pasta, 10 g de saliva artificial). O modelo de ciclagem de pH de remineraliza- ção/desmineralização usado para avaliar a eficácia dos grupos de teste é descrito a seguir. Cada período de 24 horas consistiu em tratamentos de quatro, dois minutos a partir dos grupos descritos acima, desafio de ácidos de uma, quatro horas emulando formação de cáries, e no tempo restante os espécimes foram imersos em saliva artificial. O ciclo foi repetido por sete dias, depois dos quais medidas de pós microdureza e absorção de fluoreto foram realizadas em todos os espécimes de cárie.Experiment: The protocol for this screening study was performed as follows. Bovine caries specimens were demineralized for 40 hours in a Carbopol-lactic acid "white spot" solution. White-spot lesions of approximately 70 microns were formed. Specimen microhardness ranged from 25 to 45 Vickers hardness numbers. Three caries specimens were used for each treatment group. Treatment groups consisted of a negative control (water Dl), commercially available 5000 ppm F positive controls (products A and B), and comprised experimental test groups of commercially available product A combined with various additives. During treatment periods, artificial saliva was added to the test formulation in a 1: 2 ratio (eg 5 g of paste, 10 g of artificial saliva). The remineralization / demineralization pH cycling model used to evaluate the effectiveness of the test groups is described below. Each 24-hour period consisted of four-, two-minute treatments from the groups described above, one-, four-hour acid challenge emulating caries formation, and the remaining time the specimens were immersed in artificial saliva. The cycle was repeated for seven days, after which measurements of microhardness and fluoride absorption powders were performed on all caries specimens.

Formulações de Grupo de Teste: Havia um total de 6 grupos nesse estudo e eles são identificados como a seguir: Grupo 1: Água (controle negativo) Grupo 2: Produto Comercial A de 5000 ppm F Grupo 3: Produto Comercial B de 5000 ppm FTest Group Formulations: There were a total of 6 groups in this study and they are identified as follows: Group 1: Water (negative control) Group 2: Commercial Product A of 5000 ppm F Group 3: Commercial Product B of 5000 ppm F

Grupo 4: Produto A de 5000 ppm F + 0,2% de TCP98PCL2 [PCL = policapro-lactona] Grupo 5: Produto A de 5000 ppm F + 0,1% de TCP95CPC5 [CPC = cloreto de cetilpiridínio] Grupo 6: Produto A de 5000 ppm F + 0,2% de TCP98SLS2 [SLS = lauril sulfato de sódio] Resultados A extensão de remineralização é a diferença entre pós e linha de referência de indentações de microdureza de Vickers de espécimes de esmalte é reportado como AVHN. ΔΝ/ΗΝ é plotado na figura 3 para os seis grupos listados acima. Embora somente três espécimes tenham sido usados em cada grupo neste estudo-piloto de validação, no total os relativamente pequenos erros padrão sugerem que a faixa de microdureza é aceitável para este estudo. A adição de aditivos de fosfato de cálcio funcionailzados significativamente melhora a eficácia da base de de formulação de Produto A 5000 ppm F por quase 30 VHN.Group 4: 5000 ppm F Product A + 0.2% TCP98PCL2 [PCL = polycapro-lactone] Group 5: 5000 ppm F Product A + 0.1% TCP95CPC5 [CPC = Cetylpyridinium Chloride] Group 6: Product A 5000 ppm F + 0.2% TCP98SLS2 [SLS = sodium lauryl sulfate] Results Remineralization extent is the difference between Vickers microhardness indentation powders and reference line of enamel specimens is reported as AVHN. ΔΝ / ΗΝ is plotted in figure 3 for the six groups listed above. Although only three specimens were used in each group in this validation pilot study, overall the relatively small standard errors suggest that the microhardness range is acceptable for this study. The addition of well-functioning calcium phosphate additives significantly improves the effectiveness of the product formulation base at 5000 ppm F by almost 30 VHN.

Para ainda investigar a eficácia da remineralização, medidas da absorção de fluoreto foram feitas perfurando as espécies de cárie, coletando o pó, e dissolvendo-o em ácido perclórico. A concentração de fluoreto no cárie dissolvido foi medida com um eletrodo de fluoreto calibrado e os resultados estão apresentados na figura 4. Esses dados mostram que os aditivos aumentam de maneira significativa a incorporação de fluoreto no cárie quase duas vezes a quantidade da base de formulação do Produto A de 5000 ppm F.To further investigate the effectiveness of remineralization, fluoride absorption measurements were made by drilling the caries species, collecting the powder, and dissolving it in perchloric acid. Dissolved caries fluoride concentration was measured with a calibrated fluoride electrode and the results are shown in Figure 4. These data show that additives significantly increase caries fluoride incorporation almost twice the amount of the formulation base of the caries. 5000 ppm F. Product A

Esses aditivos de fluoreto estável podem melhorar a absorção e remineralização de fluoreto e indicam que esses agentes funcionam sinergis-ticamente com a formulação do Produto A de 5000 ppm F quando examinados em um modelo de ciclagem de pH de sete dias. O efeito total é uma remineralização líquida do cárie. Os aditivos não parecem comprometer e podem melhorar o desempenho do Produto A.These stable fluoride additives can improve fluoride absorption and remineralization and indicate that these agents work synergistically with the formulation of 5000 ppm F Product A when examined in a seven day pH cycling model. The total effect is a net remineralization of caries. Additives do not appear to compromise and may improve Product A performance.

Desempenho em Oclusão de Túbulos de Dentina Espécimes de dentina de bovino sadio de 3 mm de diâmetro foram extraídos dos dentes e montados em bastonetes. Os espécimes foram moídos e polidos até um lustre mais alto com Gamma Alumina (0,050 mí-crons) usando métodos-padrão.Dentin Tubule Occlusion Performance Healthy bovine dentin specimens of 3 mm diameter were extracted from the teeth and mounted on rods. The specimens were ground and polished to a higher luster with Gamma Alumina (0.050 microns) using standard methods.

Os espécimes de dentina foram inicialmente desmineralizados por 10 minutos em ácido perclórico diluído para dissolver o mineral de fosfato de cálcio dentro dos tubos. Depois da desmineralização inicial, imagens da base de referência foram tiradas de cada espécime usando um microscópio de luz refletiva a 500x ampliação. Dez espécimes por grupo foram preparados para cada estudo. Os grupos foram submetidos a um regime de 10 dias de ciclagem de pH consistindo em dois tratamentos de dois minutos e três períodos de desafio de ácidos de três minutos (COCA-COLA CLAS-SIC®, pH = 2,65). COCA-COLA CLASSIC é uma Marca Comercial Registrada, Série N° 74381727, de COCA-COLA COMPANY, Delaware Corporation, localizada em One Coca-Cola Plaza, Atlanta, Geórgia 30313). Entre, os tratamentos e desafios de ácidos, os espécimes foram imersos em saliva artificial. Durante o período de tratamento, as pastas de tratamento foram diluídas com águaDI em uma proporção de 1:3 (isto é, 5 ml de solução de teste: 15 ml de água Dl). Os tratamentos consistiram em: (a) um produto comercialmente disponível para reduzir a hipersensibilidade da dentina incorporando túbulos dentais expostos; (b) um produto similar contendo 1100 ppm de fluo-reto ao qual 0,05% de TCP98SLS2 foi adicionado; (c) um produto similar contendo 5000 ppm de fluoreto; e (d) o último produto ao qual 0,1% de TP98SLS2 foi adicionado.Dentin specimens were initially demineralized for 10 minutes in dilute perchloric acid to dissolve calcium phosphate mineral inside the tubes. After initial demineralization, baseline images were taken of each specimen using a reflective light microscope at 500x magnification. Ten specimens per group were prepared for each study. The groups were subjected to a 10-day pH cycling regimen consisting of two two-minute treatments and three three-minute acid challenge periods (COCA-COLA CLAS-SIC®, pH = 2.65). COCA-COLA CLASSIC is a Registered Trademark, Series No. 74381727, of COCA-COLA COMPANY, Delaware Corporation, located at One Coca-Cola Plaza, Atlanta, Georgia 30313). Among the treatments and acid challenges, the specimens were immersed in artificial saliva. During the treatment period, the treatment pastes were diluted with 1D water in a ratio of 1: 3 (i.e. 5ml test solution: 15ml DI water). Treatments consisted of: (a) a commercially available product to reduce dentin hypersensitivity by incorporating exposed dental tubules; (b) a similar product containing 1100 ppm fluo-recta to which 0.05% TCP98SLS2 was added; (c) a similar product containing 5000 ppm fluoride; and (d) the last product to which 0.1% TP98SLS2 was added.

Depois do período de ciclagem de 10 dias, os espécimes foram examinados opticamente. Uma segunda ciclagem de estudo de cinco dias foi depois empregada para adicionalmente melhorar a retenção e/ou formação mineral em e nos túbulos da dentina. Esse estudo não teve desafios de ácido e em vez disso consistiu em três períodos de tratamento de cinco minutos.After the 10 day cycling period, the specimens were examined optically. A second five-day study cycle was then employed to further improve retention and / or mineral formation in and on dentin tubules. This study had no acid challenges and instead consisted of three five-minute treatment periods.

Depois de cinco dias de ciclagem, as imagens foram tiradas novamente. Os espécimes foram depois submetidos a um período de tratamento de 30 minutos (novamente uma diluição de 1:3 usando água Dl), e depois imersos em uma saliva artificial e colocados em uma incubadora a 37°C por seis dias. Durante esse tempo, a saliva artificial fresca foi substituída diariamente. Os espécimes foram removidos da saliva depois de seis dias, levemente enxaguados com água Dl e secos em um forno a 37°C por uma hora. Imagens ópticas foram tiradas dos espécimes.After five days of cycling, the images were taken again. The specimens were then subjected to a 30-minute treatment period (again a 1: 3 dilution using DI water), and then immersed in artificial saliva and placed in a 37 ° C incubator for six days. During this time, fresh artificial saliva was replaced daily. The specimens were removed from saliva after six days, lightly rinsed with DI water and dried in an oven at 37 ° C for one hour. Optical images were taken of the specimens.

Os resultados desse estudo indicaram claramente que a presença dos aditivos descritos nesta invenção intensificam a oclusão dos túbulos dentais expostos e, dessa maneira, sendo esperado diminuir a hipersensibi-lidade da dentina mais eficazmente do que os produtos atualmente disponíveis.The results of this study clearly indicated that the presence of the additives described in this invention intensify the occlusion of the exposed dental tubules and thus is expected to decrease dentin hypersensitivity more effectively than currently available products.

Embora a nova tecnologia tenha sido ilustrada e descrita em detalhes nos exemplos anteriores, a mesma tem de ser considerada como ilustrativa e não de caráter restritivo, ficando entendido que somente as modalidades preferidas foram mostradas e descritas e que deseja-se que todas as alterações e modificações que vêm dentro do espírito da nova tecnologia sejam protegidas.Although the new technology has been illustrated and described in detail in the previous examples, it has to be considered as illustrative and not restrictive, it being understood that only the preferred embodiments have been shown and described and that it is intended that all changes and modifications that come within the spirit of the new technology are protected.

REIVINDICAÇÕES

Claims

Method of repairing weakened teeth, characterized in that it comprises: (a) combining a first predetermined amount of an inorganic calcium source in the form of beta tricalcium phosphate with a second predetermined amount of an organic material to define a mixture; b) placing the mixture in a grinding jar operably connected to a planetary grinder; c) introducing grinding media into the grinding bottle; d) comminuting the mixture to provide sufficient kinetic energy to split the substantially smaller organic and inorganic materials into intermediate particles and to fuse the intermediate particles together to yield functionalized molecules having both organic and inorganic chemical characteristics; e) combining functionalized calcium phosphate / organic compound with fluorinated formulations to define a hybrid system; f) apply the hybrid system to weakened teeth.

Method according to claim 1, characterized in that the calcium phosphate / functionalized organic compound generally comprises between 0.5 and 99.5 weight percent of a calcium phosphate mineral including tricalcium phosphate and I generally include between 0.5 and 99.5 weight percent of an organic component.

Method according to claim 1, characterized in that the organic material is a neutral surfactant or polyether and is selected from the group including polyethylene glycol (PEG), polypropylene glycol (PPG), poly (ethylene glycol) poly (propylene glycol) -block-poly (ethylene glycol); and wherein the material has no manifested charges in its structure; and wherein the material is terminated with hydroxyl groups; and wherein those materials have ether bond and ether monomer lengths between n = 13 and n = 150.

Method according to claim 1, characterized in that the organic component is a carboxylic acid and is selected from the group including fumaric acid, acrylic acid, malic acid, citric acid, maleic acid, stearic acid and combinations of the same. same; and wherein those materials having carboxylic acid characteristics; and wherein the carboxylic acid functional groups are attached via saturated or unsaturated carbon bonds.

Method according to claim 1, characterized in that the organic component is a negative surfactant and is selected from the group including sodium lauryl sulfate, sodium lauryl ether sulfate, ammonium lauryl sulfate, hydroxide inner salt of N, N-Dimethyl-N- [3- (sulfoxy) propyl] -1-nonanaminium, sodium dodecylbenzenesulfonate, poly (ethylene glycol) 4-nonylphenyl 3-sulfopropyl ether potassium salt, doctila sulfosuccinate sodium salt and combinations of the same; and wherein the cationic species of the material are ionically bonded; and wherein the material has anionic functionalities; and wherein the aliphatic character of the material extends to at least 12 carbon atoms; and wherein the material exhibits ethoxy (OCH 2 CH 2),) functionalities.

Method according to claim 1, characterized in that the organic component is a positive surfactant and is selected from the group including cetylpyridinium chloride, pyridinium chloride, hexadecyltrimethylammonium bromide, N, N-Dimethyl hydroxide inner salt -N- [3- (sulfoxy) propyl] -1-decanaminium and combinations thereof; and wherein the materials have a characteristic of quaternary ammonium cation manifested in a conjugated carbon ring; and wherein materials having anionic species are ionically bonded; and wherein the length of the aliphatic chain extends to at least 17 carbon atoms.

Method according to claim 1, characterized in that the organic component is a surfactant or neutral polyester and is selected from the group including polycaprolactone, poly (ethylene) -block-polycaprolactone oxide, polycaprolactone diol, polycaprolactone triol and combinations of the same; and wherein the materials are neutral; and wherein the materials exhibit ester monomer lengths between at least 10 and 150; and wherein the material shows no ring ester bonds (0- (CH2) 5-C = 0)).

Method according to claim 1, characterized in that the hybrid system is added to a member of the group including toothpaste, dental gel, enamel, oral rinse to define a hybrid oral dental application.

Method of remineralizing a tooth, characterized in that it comprises: a) mechanochemically combining an organic precursor with an inorganic calcium-containing precursor to yield a functionalized nanocomplex; b) introducing the functionalized nanocomplex for a depleted mineral tooth; and c) increase the mineral content of the tooth; wherein the functionalized nanocomplex is a surfactant coated mineral.

Method for enhancing fluoride bioavailability in a dental composition, characterized in that it comprises: a) mechanochemically synthesizing a nanocomplex material of an inorganic calcium-containing precursor and an organic precursor; b) combining the nanocomplex material with an aqueous fluoride source to yield a dental treatment composition; c) introducing the dental treatment composition into a patient's tooth, wherein the bioactivity of the aqueous fluoride source is decreased by no more than 50 percent.