CN1012417B - 含氟防龋牙膏 - Google Patents

Abstract

本发明涉及含有氟化物的配制品和牙齿清洁剂领域。本发明含氟防龋牙膏由分别盛于各自容器内的含钙膏体和含氟膏体组成，在刷牙时挤在牙刷上，在刷牙过程中混合，在含钙膏体中以难溶的碳酸钙和作为惰性磷酸盐的磷酸氢钙和/或焦磷酸钙提供钙离子和部分磷酸根离子，并且本身作为摩擦剂；在含氟膏体中以水溶性氟化钠提供氟离子和以水溶性磷酸二氢钠提供部分磷酸根离子，以氢氧化铝作为摩擦剂。在刷牙过程中，释放出来的氟离子、钙离子和磷酸根离子能保持在一定水平上，并在口腔中形成理想的矿化系统，在防治早期龋中取得显著效果。

Description

本发明属于含有氟化物的配制品和牙齿清洁剂领域。

龋齿是口腔科两大疾病之一，其发病率高达50%以上，有些地区、城市学龄儿童高达70-90%，中、老年人牙颈部龋也十分严重。以预防为主，在龋齿发病早期控制和消灭龋齿是治疗和预防龋齿的有效途径。在防龋方法中，使用含氟牙膏是便于推广的重要防龋手段之一。

过去在防龋牙膏制作工艺中，将水溶性氟化物直接加入牙膏膏体中配制，该水溶性氟化物与膏体中作为摩擦剂的钙盐相遇，不可避免地要发生化学反应，形成难溶性氟化钙，随着牙膏存放时间的延长，形成的氟化钙越多，但是，对牙齿起防龋作用的不是该难溶性氟化物，而是从牙膏中水溶性氟化物游离出来的氟离子，它释放于牙齿外环境菌斑中，或直接作用于牙釉表面，才能起到防治龋齿的效果。因此、常用牙膏存放时间越长，有效氟离子消失得越多，或者最后完全消失。这样含氟牙膏就失去了防龋效果。

在通常使用碳酸钙作摩擦剂的牙膏中，在碳酸钙中的钙离子与膏体中有限量的氟离子缓慢反应，形成难溶性氟化钙的沉淀，一般说来，牙膏出厂后10-12个月后，其有效F^-浓度降到40%以下或更低些。日本研究结果表明，在以单纯碳酸钙作摩擦剂的牙膏配制后一个月，其膏体中有效F离子浓度由1350ppm降到668ppm，一年后只剩下原量的三分之一;以磷酸氢钙作摩擦剂的牙膏配制后一个月，F离子由1000ppm降到500ppm，一年后仅剩微量。在我们的实验中也证实，以碳酸钙作为摩擦剂的牙膏，F离子在配制一个月后由1000ppm降到350ppm，2个月后降到60ppm;在以磷酸氢钙作摩擦剂的牙膏，配制一个月后F离子由1000ppm降到150ppm，二个月后降到微量。

在牙膏中所含氟量过大，则毒性偏高，在副作用，但如氟量过低，疗效又差。实验证明，维持含F^-牙膏的抗龋能力和再矿化效果，必须使膏体中的F^-稳定在一定水平，经含氟牙膏处理的早期龋，其釉面硬度值的恢复与膏体中氟离子浓度有明显关系，如氟离子过高，硬度值上升并不理想：如过低或无氟，则硬度值难上升，从而也难以修复早期龋。

为了维持牙膏中氟离子的浓度，在制作牙膏中，国内外作了一些改进，例如：

1）改进牙膏中摩擦剂成分：作为摩擦剂必须具有摩擦清洁作用，不损伤釉面，又不与膏体中的氟离子起反应，因此有些牙膏采用难溶性焦磷酸钙或无钙的偏磷酸钠，或者溶度积极低的惰性物质如沉淀二氧化硅，a-Al（OH）₃以及塑料颗粒等作摩擦剂，前者与活泼的水溶性氟化钠相遇时，含钙、磷的摩擦剂有耗氟问题，仅程度不同而已;后者不含钙、磷的摩擦剂，虽保氟性强，但因缺乏钙与磷酸根离子，其抗龋能力受限。

2）改用对钙离子亲和力低的单氟磷酸钠与碳酸钙和磷酸氢钙配合使用：用单氟磷酸钠虽比用氟化钠好些，但实验证明，氟离子的降低仍然十分明显，而且用这样配制的牙膏刷牙时，F离子的释放量少，对早期龋齿釉质表面的形成能力比等浓度的 氟化钠所配牙膏为低。

3）在含氟牙膏中加入a-Al（OH）₃或非离子表面活性剂等稳定剂;这样配制的牙膏在7个月或一年以后，牙膏中F₁保留率也下降到70%。

从以上三种途径来看，以加入惰性物质如二氧化硅、a-A°1（OH）的牙膏在保持其中F离子浓度的稳定性方面最佳，但从防龋目的来衡量的话，它们都缺乏在氟防龋过程中所必须提供的具有适当钙离子和磷酸根离子的环境。

从生物矿化的基本原理来看，釉质的脱矿-再矿化过程是同时进行并互为因果和相互依存的可逆反应。在口腔环境中必须具备一个理想的矿化系统，持续地抑制釉质脱矿，使反应永远向再矿化的单一方向进行，也即必需具备以钙离子、磷酸根离子为基础的含氟矿化系统，才能使龋齿再修复。牙齿釉质的化学组成是羟基磷灰石：Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂，其中Ca/P之比为1.67。实验证明，单纯以二氧化硅作摩擦剂的含氟牙膏，虽然含有氟，而其对龋齿的再矿化效能明显低于含钙和磷酸根离子和含氟牙膏。

为了彻底保证含氟防龋牙膏的效能，保证氟离子的稳定性，目前采取将容易与含钙摩擦剂起反应的水溶性氟化物分别包装成二部分，即配成二种组合物，以便使膏体中的氟离子不被该摩擦剂中的钙所消耗，永远将氟离子保持在一定的水平上。

WO87/02890专利说明书就是将脱敏组合物分成二部分，然后将它们分别挤出加以混合，因而使含氟组分和含锶组分分开，但该专利使用性质与钙相似的锶而不用钙，所用氯化锶的价格昂贵。

DT2647870专利说明书也将含钙离子的组合物和含氟离子的组合物分开放置，在该两种组合物中有一个或二者可含有磷酸根离子，在使用时混合，作成牙膏时另外加摩擦剂，该摩擦剂含有钙和磷酸根离子，最好用透钙磷石，可见，并未采用磷酸钙作为摩擦剂，价格也较高。

US4080440专利说明书与US4083955都是美国The    Procter    &    Gamble    Company一个公司申请的，都是将含氟与含钙的部分分开放置，在混合时钙离子和磷酸根离子的比例为0.01-100。但是该二专利所用磷酸盐和钙盐按照其实施例所载都是易溶性的，并且化学性质活泼，即提供磷酸根离子的是磷酸氢二钠;提供钙离子的是氯化钙。当刷牙时，一旦二者相遇，迅速发生化学反应，使钙离子和磷酸根离子大量消耗，因而对于口腔内所建立的矿化系统难以控制。

发明人从该二专利中的实施例中选了三个例，按照各该实施例的磷酸氢二钠和氯化钙的量分别加入二氧化硅摩擦剂，然后各取0.5克加水混匀，分别测量钙离子和磷酸根离子：

1）按照US4080440的实施例1，其中在阴离子部分内含有磷酸二氢钠0.88（重量）%，在阳离子部分内含有氯化钙2.5（重量）%，将二部分按上述加水混匀后，测得钙离子为27×10^-2mmol/g;磷酸根离子为1.73×10^-2mmol/g，计算其钙磷比例为15.6;

2）按照US4080440的实施例2，其中在阴离子部分内含有磷酸二氢钠1.69（重量）%;在阳离子部分内含有氯化钙2.22（重量）%，将二部分按上述加水混匀后，测得钙离子为15×10^-2mmol/g，磷酸离子为5.03×10^-2mmol/g，计算其钙磷比例为2.95;

3）按照US4083955的实施例2，其中阴离子部分内含有磷酸二氢钠3.12（重量）%，在阳离子部分含有氯化钙5.00（重量）%，将二部分按上述加水混合后，测得钙离子为11×10^-2mmol/g;磷酸根离子为12.4×10^-2mmol/g，计算其钙磷比例为0.89。

从以上结果看出，由化学性质活泼的氯化钙和磷酸氢二钠分别提供钙离子和磷酸根离子的二部分牙膏相遇时，迅速化合成为磷酸钙，消耗量大，刷牙时间越长则消耗量就越大，而且磷酸氢二钠越多，则消耗氯化钙越多，从而钙磷比例就越低，以上US4083955的实施例2就是这种情况。

从以上分析看，以上二个美国专利，虽然记载其钙离子对磷酸离子比值范围在0.01-100，甚至最佳比例在1.67，但是，从其所举实施例来看，由于使用易溶性和化学性质活泼的原料，钙磷的比例范围如此之大，以致很难围绕最佳值1.67附近波动，从而生成物的成分接近羟基磷灰石结构成分的可能性越小，转化成为羟基磷灰石的可能性越小，也就是说，其矿化效果越差。

本发明的目的在于：在将含钙部分与含氟部分分别放置，使用时混合的基础上，选用难溶的钙盐 提供钙离子和惰性磷酸盐提供磷酸根离子，并使混合后释放出来的钙磷比值保持在狭窄范围内，以创造更宜于实现的矿化效果，同时使提供钙离子和磷酸根离子的化合物本身作为牙膏的摩擦剂。

本发明的目的是通过如下措施达到的：在含钙（阳离子部分）膏体中以难溶的磷酸钙和钙的惰性磷酸盐提供钙离子和部分磷酸根离子并作为摩擦剂，在含氟（阴离子部分）膏体中以水溶性氟化物提供氟离子和以水溶性磷酸氢二钠提供部分磷酸根离子。

在本发明的含钙膏体中含有羧甲基纤维素0.8-1.6（重量）%、甘油10-30（重量）%、十二醇硫酸钠2.5-7.5（重量）%、苯甲酸钠2-5（重量）%、香料、色素、糖精、洗必太0.1-1.0（重量）%以及馀量水，特征是还含有作为提供钙离子的难溶性磷酸钙40-55（重量）%和提供钙离子和磷酸根离子的惰性磷酸盐，其中磷酸氢钙和或焦磷酸钙0.1-10（重量）%，碳酸钙和磷酸氢钙或焦磷酸钙也作为摩擦剂使用。

在本发明的含氟膏体中含有羧甲基纤维素0.8-1.6（重量）%、甘油10-30（重量）、十二醇硫酸钠2.5-7.5（重量）%、苯甲酸钠2-5（重量）%和馀量水，其特征在于：还含有提供氟离子的水溶性氟化钠0.04-0.5（重）%，以及提供部分磷酸根离子的易溶性磷酸氢二钠0.001-1（重量）%。

将以上含钙膏体与含氟膏体分开放置于容器内，使用时涂在牙刷上，在刷牙过程中混合，从而本发明目的就完全达到了。

以下对本发明进行详细说明。

在本发明中将含钙膏体与含氟膏体分别盛于各自的容器内，用时将二种膏体分别挤在牙刷上，在刷牙过程中，二种膏体混合，使膏体内的氟离子、钙离子与磷酸根离子在口腔环境中建立一个理想的矿化环境，以使抑制釉质脱矿和使龋齿再矿化，同时两种膏体内的摩擦剂可使牙齿摩擦去垢，再加两种膏体内含有的惯用成分如杀菌剂、防腐剂、发泡剂等使牙齿和口腔内保持清洁卫生。

本发明的含钙膏体是指含有提供钙离子的磷酸钙和提供部分磷酸根离子和钙离子的惰性磷酸盐的作为摩擦剂的膏体;所说的含氟膏体是指含有提供氟离子的氟化物的比重与含钙膏体相近的膏体。将二种膏体分开盛于各自容器中，是为了保持氟离子的防龋作用以及在口腔内建立一个理想的矿化环境。关于二种膏体分开盛于各自容器中有以下几种方式：可将二种膏体分别盛于两个牙膏筒中，但两个牙膏筒在底部连接起来，使用时用力挤二个筒的底部，牙膏的二种膏体分别从筒口被挤出，以牙刷分别取少许膏体，刷牙时二者即混合;也可将二种膏体装于具有隔壁的二个牙膏筒中，当挤压筒体时，二种膏体可从筒口同时被挤出使用;也可将二种膏体分别装于各自的二个牙膏筒中，使用时先将一种膏体挤在牙刷上，再将另一种膏体也挤在牙刷中，刷牙过程中即可混合。

以下说明本发明两种膏体的组分与含量。

在含钙膏体中和含氟膏体中都含有作为粘合剂的羧甲基纤维素，含量为0.8-1.6（重量）%，最好是1（重量）%;有作为保湿剂的甘油，其含量为10-30（重量）%，最好是20（重量）%;有作为发泡剂的十二醇硫酸钠，它有清洁牙齿的作用，其含量2.5-7.5（重量）%，最好是2.5（重量）%，有苯甲酸钠作为防腐剂，其含量2-5（重量）%，最好为4（重量）%。

在含钙膏体中除上述四种成分外，还含有常用的香料、色素、糖精、洗必太以及平衡量的水，所含的提供钙离子的磷酸钙和提供部分磷酸根离子及钙离子的磷酸氢钙或焦磷酸钙，他们也是作为摩擦剂使用的，碳酸钙是一种廉价的化合物，而且它具有难溶性，它的钙离子与磷酸根离子（在含钙膏体中磷酸氢钙的磷酸离子和在含氟膏体中的磷酸氢二钠的磷酸根离子）并不在混合后立即成为磷酸盐，而是在刷牙过程中，逐渐化合，因而有利于在口腔内建立矿化系统，有利于防龋治龋，碳酸钙含量占40-55（重量）%，最好是50（重量）%，磷酸氢钙含量0.1-10（重量）%，最好是0.5（重量）%，焦磷酸钙可代替磷酸氢钙或与其混用，单用焦磷酸钙时的含量为0.1-10（重量）%。以上，碳酸钙含量如少于40（重量）%，则摩擦作用差，钙离子提供少;如含量大于55（重量）%，则膏体太稠，磷酸氢钙如少于0.1（重量）%，则释放磷酸根离子少;反之，如大于10（重量）%，则钙离子对磷酸根离子的比例不合适，同样，焦磷酸钙代替磷酸氢钙时，其含量也应在0.01-10（重量）%之内。

在含氟膏体中除所含羧甲基纤维素、甘油、十二醇硫酸钠和苯甲酸钠与含钙膏体中的含量相同外，还含有提供氟离子的水溶性氟化物，其含量为0.04-0.5（重量）%，最好是0.4（重量）%，有磷酸氢二钠作为提供部分磷酸根离子的物质，其含量为0.001-1（重量）%，最好是0.01（重量）%，为了使含氟膏体与含钙膏体的比重接近，以便挤压牙膏筒时可同时挤出大致相等量的二种膏体，在含氟膏体内加入40-55（重量）%的氢氧化铝，最好是50（重量）%，它又是硬度适中的摩擦剂，磷酸氢二钠的含量如大于1（重量）%，则使钙离子和磷酸根离子的比值不适宜，如含量小于0.001（重量）%，也同样达不到钙离子对磷酸根离子的适当比值。含氟化物如不足0.04（重量）%则含氟离子量太少，对防治龋齿效果差，如含量大于0.5（重量）%，则氟离子含量过多，对口腔有增加毒性的缺点。以上所说的水溶性氟化物是指氟化钠;或者是提供相等氟离子浓度的一种或一种以上的水溶性氟化物，例如同时加入氟化钠与单氟磷酸钠;或者氟化铵与氟化锡。

当二种膏体混合后释放出来钙离子和磷酸根离子，其比值以在0.01-4为适宜，最好是1.67，此比值是由于牙釉是羟基磷灰石化学结构而来，在Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂中，钙磷比值是1.67，在这样的比值下才是取适宜的矿化环境。

实施例1

1）含钙膏体组成如下（重量）%

羧甲基纤维素    1.5

甘油    12

十二醇硫酸钠    2.5

苯甲酸钠    4

糖精    0.8

洗必太    0.2

香料    1.0

色素    少许

碳酸钙    40

焦磷酸钙    0.52

磷酸氢钙    0.0525

水    平衡量

2）含氟膏体组成如下（重量）%

羧甲基纤维素    0.9

甘油    25

十二醇硫酸钠    6.5

苯甲酸钠    2

氟化钠    0.45

氢氧化铝    42

磷酸氢二钠    0.01

水    平衡量

本例二种膏体混合后，测得钙离子5.27×10^-2mmol/g，磷酸离子为2.08×10^-2mmol/g，Ca/P为2.58。

实施例2

1）含钙膏体组成如下（重量）%。

羧甲基纤维素    1.1

甘油    25

十二醇硫酸钠    6.5

苯甲酸钠    2.5

糖精    1.0

洗必太    0.2

香料    1.0

色素    少许

碳酸钙    50

焦磷酸钙    0.55

磷酸氢钙    0.125

2）含氟膏体组成如下（重量）%

羧甲基纤维素    0.9

甘油    15

十二醇硫酸钠    3.0

苯甲酸钠    3.5

氟化钠    0.25

氢氧化铝    52

磷酸氢二钠    0.01

水    平衡量

本例的二种膏体混合后，测得钙离子3.7×10^-2mmol/g：磷酸根离子1.8×10^-2mmol/g，钙磷比值为2.06。

实施例3

1）含钙膏体的组成如下（重量）%

羧甲基纤维素    1

甘油    20

十二醇硫酸钠    2.5

苯甲酸钠    4

糖精    0.5

香料    1.0

色素    少许

洗必太    0.5

焦磷酸钙    0.45

磷酸氢钙    0.255

2）含氟膏体组成如下（重量）%

羧甲基纤维素    1

甘油    20

十二醇硫酸钠    2.5

苯甲酸钠    4

氟化钠    0.4

氢氧化铝    50

磷酸氢二钠    0.01

水    平衡量

本例的二种膏体混合后，测得钙离子为2.27×10^-2mmol/g：磷酸根离子为1.44×10^-2mmol/g;钙磷比值为1.57。

本发明含氟防龋牙膏具有许多优点，它将含钙膏体和含氟膏体分开包装，在使用的过程中再混合，从而使氟离子和钙离子不互相消耗，使氟离子永远保持在一定水平上，本发明在含钙膏体中所提供的碳酸钙和钙的磷酸盐是难溶化合物，又是摩擦剂本身，由于它的化学性能稳定，即使放在含钙膏体中时，由于在牙膏中仅有少量水份，并无明显的相互消耗，在刷牙时，由于加水和遇到唾液，它们分别释放出钙离子和磷酸根离子，其释放量易于控制：此外还有在含氟膏体中含有磷酸氢二钠也可提供一部分磷酸根离子，使混合后的钙离子对磷酸根离子比值满足0.01-4，最好是1.67的要求。钙磷比值的波动小，本发明所用磷酸钙、磷酸氢钙或焦磷酸钙来源丰富，价格低廉，因此成本较低;本发明牙膏含氟量稳定不变或变动很小：用本发明牙膏能提高龋齿矿化后硬度值。从而能有效地防治早期龋。对早期龋硬度值恢复情况的体外试验如下：

从以上试验可见，早期龋齿经体外使用本发明牙膏处理后，矿化后比矿化前的统计学处理值有显著提高，为了除去生成的氟化钙，使用KOH处理，处理后经统计学处理的硬度值也有显著的提高，可见用本发明牙膏处理后的早期龋硬度值有提高，也即对龋齿起到再矿化作用，能有效地防治早期龋。

另外还作体外试验如下：

将选用专利US4080440实施例1，测得Ca/P比为15.6，简称外一组，US4080440实施例2，测得Ca/P比值为2.95，简称为外二组，按照US4083955的实施例2，Ca/P比为0.89，简称为外三组，本发明实施例3，Ca/P比为1.57.在同样条件下，用以上四种处方处理牛牙早期人工龋，在矿化前后测其硬度值，比较前后硬度值差的显著性。结果如下：

结果看出本发明例3使早期龋釉面硬度值上升的最多，与外一、外二、外三相比，统计学处理，有极显著性，P＜0.001，说明本发明牙膏处方对早期龋修复效果最佳。

组别    矿化前硬度值    矿化后硬度值    KOH处理后硬度值（Kg/mm）

1    100.66    158.12    131.4

2    102.61    157.26    138.04

3    104.19    151.30    130.14

4（无氟）    101.73    115.82    破损

组别    处方Ca/P比    早期龋釉面    再矿化后釉面    硬度值差（Kg/mm）

硬度值    硬度值

本发明3    1.57    95.8±1.69    139.3±1.89    43.5±2.84

外一    15.6    103.1±1.22    125.7±1.37    22.6±1.18

外二    2.95    98.2±1.55    114.0±1.79    16.4±1.82

外三    0.89    100.6±1.08    125.6±1.11    25.0±1.99

Claims (3)

1、含氟防龋牙膏，由分别盛于各自容器内的含钙膏体和含氟膏体组成，在刷牙时挤在牙刷上在刷牙过程中混合，两种膏体中均含有通常牙膏所需的必要和辅助组分，如粘合剂、保湿剂、发泡剂、防腐剂等，其特征在于：在含钙膏体中以难溶的碳酸钙和作为惰性磷酸盐的磷酸氢钙和/或集磷酸钙提供钙离子和部分磷酸根离子，并且本身作为摩擦剂，其中，碳酸钙含量为40～55(重量)%，磷酸氢和/或焦磷酸钙含量为0.1～10(重量)%；在含氟膏体中以水溶性氟化钠提供氟离子和以水溶性磷酸氢二钠提供部分磷酸根离子，作为摩擦剂的是氢氧化铝，其中，氟化钠的含量为0.04～0.5(重量)%，磷酸氢二钠的含量为0.001～1(重量)%，氢氧化铝含量为40～55(重量)%。

2、按照权利要求1所说的牙膏，其特征在于：所说的含钙膏体含有碳酸钙50（重量）%和含有磷酸氢钙0.255（重量）%和焦磷酸钙0.45（重量）%。

3、按照权利要求1或2所说牙膏，其特征在于：所说的含氟膏体含有0.4（重量）%的氟化钠和50（重）%的氢氧化铝，以及0.01（重量）%的磷酸氢二钠。