CN101784254A - 带有包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒的颜色稳定的含有过氧化物的牙粉配制剂 - Google Patents

带有包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒的颜色稳定的含有过氧化物的牙粉配制剂 Download PDF

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Abstract

提供了一种组合物，其用于使口腔护理组合物的褪色最小化。该组合物包含：a)包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质，b)大约0.1-大约1重量％量的提供生理学稳定的氟离子的化合物，c)大约1-大约20重量％量的提供过氧化物物质的化合物。该胶囊化的二氧化硅壳染料纳米颗粒在过氧化物和氟离子存在下稳定颜色来抗降解。

Description

带有包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒的颜色稳定的含有过氧化物的牙粉配制剂
发明背景
已知的是过氧化物物质在宽谱牙膏着色剂存在下是反应性的，并且会快速的分解着色颜料。另外，在含有过氧化物的体系中存在氟离子会进一步提高着色剂的分解速率，这不但导致了颜色漂白，而且由于与着色剂的化学(氧化还原)反应而损失过氧化物的稳定性。已经鉴定了几种自由基猝灭剂和还原剂，其据报道能够延缓，但是不能明显消除过氧化物物质与着色剂例如FD&C蓝色1和FD&C黄色5之间的不相容性和化学稳定性。
本领域没有公开化学和生理学稳定的牙粉凝胶体，其包含过氧化物和氟离子以及有机染料，并且在环境温度和高温范围二者中长时间内使得褪色和降解最小化。
因此，这里需要在单一体系中配制全部的三种成分：氟离子，过氧化物物质和着色剂(染料)，并且在环境温度和高温范围二者中在长时间内具有牙粉颜色的最小损失和降解。
发明内容
本发明包括一种用于使得口腔护理组合物的褪色最小化的组合物，其可以包括包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质，提供氟离子的化合物和c)提供生理学稳定的过氧化物物质的化合物(PSPC)。该提供氟离子的化合物的存在量可以是大约0.1-大约1重量％，该PSPC的存在量可以是大约1-大约20重量％。
此处同样还公开了一种使得口用牙粉组合物或者漱口药溶液中的褪色最小化的方法。这样的方法包括将二氧化硅壳包封的有机染料纳米颗粒与包含过氧化物物质和氟离子的配制剂进行合并，稳定牙粉配制剂或者漱口药溶液中的该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒、过氧化物物质和氟离子，其中该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒为该口服组合物提供了在高达49℃时至少三周的颜色稳定性。
具体实施方式
作为全部所使用的，范围作为速记来描述所述范围中的每一个和全部的值。可以选择所述范围中的任何值来作为范围的端点。另外，此处所引用的全部参考文献在此以它们整体引入作为参考。在本发明的定义与所引用的参考文献的定义相冲突的情况中，以本发明为准。
本发明的口服组合物包括这样的产品，其主要是液体性质的，例如漱口药或者漱洗药，凝胶体性质的，糊状性质的和/或被用于在口腔护理装置或者工具例如牙线或者牙刷上涂覆或者形成膜。
作为此处使用的，术语“生理学稳定的”当指的是化合物时，其意思是该化合物在被用于受测试者时，在获得期望的效果之前，该化合物基本上不分解或者变得失效。
本发明涉及用于使得口腔护理组合物的褪色最小化的组合物以及相关的方法。本发明的组合物包括包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质，提供氟离子的化合物和提供过氧化物物质的化合物(“PSPC”)。该提供氟离子的化合物可以是生理学稳定的，并且以任何期望的量而存在；优选是大约0.1-大约1重量％。PSPC可以是生理学稳定的，并且其存在量是大约1-大约7重量％，大约1-大约10重量％，大约1-大约15重量％，大约1-大约20重量％或者大约20重量％或者更高。
已经报道了制备二氧化硅壳纳米颗粒来将染料分子或者其他材料包封到核中的方法的不同的例子。可以参考例如US专利6924116(Tan等人)；US专利6548264(Tan等人)和US专利6800122(Anderson等人)，其每个都公开了使用油包水微乳液方法来制备由二氧化硅(SiO2)壳包封的核的纳米颗粒的方法。还可以参考国际专利公开(WO2004/074504)(Wiesner等人)，其公开了使用二氧化硅和染料前体的缩合方法来制备荧光二氧化硅基纳米颗粒。还可以参考US专利6913825(Ostaiin等人)，其公开一种通过硅酸盐晶体生长技术来制造中孔硅酸盐纳米颗粒涂层和空心的中孔二氧化硅纳米颗粒的方法。这些参考文献每个的内容在此引入，来参考它们全部的对于二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒基质、它们的特性的说明，并且用于本发明中。
用于本发明实践中的有机染料可以包括无毒的、水不溶性有机染料。该用于本发明实践中的染料是通过如(例如)Tan，Anderson，Ostafin和Wiesner supra所述的任何一个方法来包封到二氧化硅壳纳米颗粒基质中的。该包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质被均匀的分布到整个牙粉成分中，并且其通常是目前所鉴定的、在Food Drug&CosmeticAct下的用于食品和摄入药品的食品颜色添加剂。
组合物中所用的染料包括但不限于染料例如FD&C红色No.3(四碘荧光素的钠盐)，FD&C黄色No.5(4-对磺苯基偶氮-1-对磺苯基-5-羟基吡唑-3羧酸的钠盐)，FD&C黄色No.6(对磺苯基偶氮-B-萘酚-6-单磺酸的钠盐)，FD&C绿色No.3(4-{[4-(N-乙基-对磺苄基氨基)-苯基]-(4-羟基-2-锍苯基)-亚甲基}-[1-(N-乙基-N-对磺苄基)-□-3，5-环己二烯亚胺的二钠盐]，FD&C蓝色No.1(二苄基二乙基二氨基三苯基甲醇三磺酸酐(anhydrite)的二钠盐)，FD&C蓝色No.2(靛蓝的二磺酸钠盐)及其不同比例的混合物。对于在本发明中最有效的结果来说，染料在牙粉组合物中的存在浓度是大约0.05-大约4重量％。
在一种示例性的实施方案中，本发明组合物中的二氧化硅壳包封的染料是FD&C蓝色No.1或者FD&C黄色No.5。
在一种可选择的示例性实施方案中，本发明组合物的包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质表现出免受渗透压梯度的低的表面积，从而不形成跨过二氧化硅壳的扩散。
在本发明的实践中，该包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质可以以任何量存在。例如，该包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质的存在量可以是大约1-大约4重量％，大约3-大约10重量％，或者大约5-大约25重量％，基于总组合物的重量。
不同类型的提供过氧化物物质的化合物(在此称为“提供过氧化物物质的化合物”或者(“PSPC”))可以用于本发明中。在示例性的实施方案中，PSPC包括但不限于过氧化氢，过氧化脲，过氧化钙，过硅酸盐，过磷酸盐，过硫酸盐，过硼酸盐和过碳酸盐。对本发明有用的金属过氧化物包括含有过氧化物的化合物例如过氧化钙，过氧化钠，过氧化锶，过氧化镁，和下面的盐：过硼酸盐，过硅酸盐，过磷酸盐和过碳酸盐例如过硼酸钠，过硅酸钾和过碳酸钠。
不同类型的提供氟离子的化合物(在此称为“提供氟离子的化合物”)可以用于本发明中。在示例性的实施方案中，该提供氟离子的化合物包括但不限于氟化钠，氟化钾，氟化钙，氟化镁，氟化亚锡，单氟磷酸亚锡，单氟磷酸钠和氟化铜。
另外的水可混溶性有机溶剂可以存在于本发明的组合物中。该水混溶性溶剂有利的包含或者可选择的包含一种或多种烷基二醇醚，后面称作“二醇醚”。二醇醚是公知的，并且包括但不限于多元醇的单-或者二烷基醚例如乙二醇的烷基醚。在牙粉组合物中有用的示例性的二醇醚物质包括但不限于聚乙二醇。
在一种可选择的示例性实施方案中，本发明组合物的乙二醇包括至少大约5重量％量的聚乙二醇。在一种可选择示例性实施方案中，本发明的组合物进一步包括至少大约0.1重量％量的磷酸。在一些实施方案中可以存在着磨光剂。在本发明的实践中所用的牙粉组合物中有用的磨光剂包括但不限于二氧化硅，煅烧氧化铝，碳酸氢钠，碳酸钙，磷酸二钙和焦磷酸钙可以包括在本发明实践中所用的基础牙粉组合物中。视觉上透明的牙粉组合物是通过使用磨光剂来获得的，例如胶体二氧化硅，例如获自Huber Corporation的在商标名Zeodent115(Zeo115)下销售的这些或者碱金属铝硅酸盐络合物，其的折射率接近于牙粉组合物中所用的凝胶剂液体(包括水和/或者润湿剂)体系的折射率。在一种可选择的示例性实施方案中，本发明的组合物进一步包括大约0.1-大约0.5重量％量的二氧化硅研磨剂。
本发明的牙粉组合物还可以包含调味剂。用于本发明实践中的调味剂包括但不限于香精油以及不同的调味醛类，酯类，醇类和类似的材料。香精油的例子包括源自下面的油：留兰香例如薄荷，鹿蹄草，黄樟，丁香，鼠尾草，桉树，香花薄荷，肉桂，柠檬，酸橙，柚子和柑桔。同样有用的是这样的化学品例如薄荷醇、香芹酮和茴香脑。
在一种可选择的示例性实施方案中，本发明的组合物进一步包括以大约0.5-大约2重量％的浓度混入到牙粉或者漱口药组合物中的食用香料。
在一种可选择的示例性实施方案中，本发明的组合物进一步包括大约30-大约50重量％量的去离子水(DI)。
甜味剂也可以混入到本发明的牙粉组合物中。本发明的甜味剂包括但不限于天然和人造的甜味剂二者。合适的甜味剂包括但不限于水溶性甜味剂例如单糖，二糖和多糖例如木糖，核糖，葡萄糖(右旋糖)，甘露糖，半乳糖，果糖(左旋糖)，蔗糖(食糖)，麦芽糖，水溶性人造甜味剂例如可溶性糖精盐，(即)，糖精钠或者钙盐，环磺酸盐二肽基甜味剂，例如L-天门冬氨酸衍生的甜味剂，例如L-天冬氨酰-L-苯基丙胺酸甲基酯(阿斯巴甜糖)。
在一种可选择的示例性实施方案中，本发明进一步包括甜味剂，其中该甜味剂是大约0.1-大约0.4重量％量的糖精钠。
在本发明的基料牙粉的制备中，这里使用了一种口服可接受的载体，包括具有润湿剂的水相，该润湿剂优选是甘油或者山梨糖醇。在一种示例性实施方案中，本发明的组合物进一步包括至少大约35-大约45重量％量的甘油。
可以用于与无机增稠剂一起来制备过氧化物凝胶体的有机增稠剂的例子包括但不限于天然和合成的胶例如角叉菜胶(爱尔兰苔藓)，黄原胶和羧甲基纤维素钠，淀粉，聚乙烯吡咯烷酮，羟乙基丙基纤维素，羟丁基甲基纤维素，羟丙基甲基纤维素和羟乙基纤维素，和羧乙烯基聚合物，其是在商标“Carbopol 934，940，974P”下由B.F.Goodrich市售的，这些聚合物由用大约0.75-大约2％的作为交联剂的聚烯丙基蔗糖或者聚烯丙基季戊四醇交联的聚丙烯酸的胶状水溶性聚合物组成的，其通常具有大约4百万-大约5百万或者更高的分子量。
在一种示例性实施方案中，有机增稠剂例如Carbopol和或黄原胶可以以大约0.1-大约5重量％的量混入到本发明的牙粉凝胶体中。
不同的其他材料可以混入到本发明的牙粉成分中。其非限定性的例子包括防腐剂，有机硅，叶绿素化合物，抗菌剂例如氯己烯(chlorohexidene)，卤代二苯醚例如三氯生，脱敏剂例如硝酸钾和柠檬酸钾及其混合物，维生素例如泛酰酮(pantheon)。这些助剂是以这样的量混入到牙粉成分中的，该量基本上不对所期望的性能和特性产生不利的影响，并且是根据所涉及的牙粉成分的具体类型来选择和使用正确的量的。
在一种可选择的示例性实施方案中，一种使得口腔所用的牙粉或者漱口药溶液中的褪色最小化的方法，其包含：a)提供二氧化硅壳包封的有机染料纳米颗粒，b)将该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒与包含过氧化物物质和氟离子的配制剂进行合并，c)稳定牙粉配制剂或者漱口药溶液中的该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒、过氧化物物质和氟离子，其中该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒为该牙粉凝胶体或者漱口药溶液提供了在高达(up to)49℃时至少三周的颜色稳定性。
实施例
本发明示例性实施方案将参考下面的实施例进行说明，这些实施例被包括来作为示例性的，而非对本发明的范围进行限制。
下面的实施例说明了包含包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质的牙粉凝胶体的测试样品和它在给定时间和温度范围中对于颜色稳定性和褪色的效果
实施例1：制备了一种牙粉配制剂样品A，其包含了带有正规的FD&C蓝色1而不带有过氧化物物质的牙粉凝胶体。完整的配方在表1中的样品A中详细给出。
实施例2：制备了一种牙粉配制剂样品B，其包含了通用的增白过氧化物凝胶体，该凝胶体含有FD&C蓝色1染料和5.71重量％的(35％的过氧化氢)。完整的配方在表1中的样品B中详细给出。
实施例3：制备了一种牙粉配制剂样品C，其包含了与样品B同样的组成，但是配制有二氧化硅壳包封的FD&C蓝色1染料。
表1：表1表示了三种具有和不具有过氧化物和二氧化硅包封的FD&C蓝色的样品的牙粉配方。
表1：牙粉测试样品组成
  成分  样品A(对照)wt％   样品Bwt％   样品Cwt％
  净化水   44.82   39.11   36.66
  甘油   40.00   40.00   40.00
  成分  样品A(对照)wt％   样品Bwt％   样品Cwt％
  聚乙二醇600   10.00   10.00   10.00
  COP Carbopol974P   2.10   2.10   2.10
  黄原胶   0.40   0.40   0.40
  糖精钠   0.25   0.25   0.25
  氟化钠   0.49   0.49   0.49
  二氧化硅研磨剂(Zeo115)   0.30   0.30   0.30
  过氧化氢(35％)   ---   5.71   5.71
  磷酸(85％)   0.10   0.10   0.10
  FD&C蓝色#1溶液(6.25％)   0.36   0.36   ---
  二氧化硅包封的FD&C蓝色#1(0.8％)   ---   ---   2.81
  薄荷凝胶调味剂   1.15   1.15   1.15
  丁基化羟基甲苯(BHT)   0.03   0.03   0.03
进行了一系列的颜色稳定性测试来评价包封FD&C蓝色#1染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质(0.8％)对于包含过氧化物物质和氟离子的牙粉凝胶体配制剂的作用。
制备了如表1所示的具有同样成分(除了不同的过氧化物物质和二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒之外)的凝胶体组合物。对实施例1-3进行了研究和评价。将牙粉凝胶体样品在室温和在49℃老化至少三周的时间。记录该凝胶体的颜色来作为牙粉凝胶体长期颜色稳定性的指示。
使用国际颜色体系(CIELAB：测量L*，a*和b*)来测量老化的凝胶体的颜色变化。ΔE*表示了在室温老化样品和49℃老化样品之间的总色差。三种老化样品的结果表示在表2中。
表2：老化凝胶体的颜色稳定性
  样品   L*   a*   b*   □E
  样品A(室温)   35.18   -16.75   -34.80   ---
  样品A(在120℃三周)   37.50   -19.47   -34.27   3.61
  样品B(室温)   43.71   -24.47   -31.42   ---
  样品B(在120℃三周)   59.05   -17.47   -11.19   26.34
  样品C(室温)   41.32   -12.31   -23.82   ---
  样品C(在120℃三周)   41.70   -14.80   -19.71   7.52
如表2中的数据所示，该结果清楚的表明：由于过氧化物物质与着色剂之间的氧化还原反应而产生的颜色损失(□E)通过在老化周期中使用二氧化硅壳包封的FD&C蓝色#1染料而被最小化。样品C(在120°F三周)显示了一种与没有胶囊化的染料和没有过氧化物物质的对照物相当的变化。但是，带有过氧化物物质而没有胶囊化的染料的样品B表现出最大的颜色损失和颜色降解。样品B的颜色由于染料的氧化而显著褪色，并且这种氧化随着温度的升高而发生的更快。但是具有过氧化物和包封的二氧化硅壳染料的样品C表现出与对照物样品A相当的颜色变化。具体的，在b*值(黄色到蓝色的转化)和L*值(黑色到白色的转化)中也能够直观的看到改进。
对于牙粉凝胶体来说，在过氧化物和氟离子存在下将有机染料(着色剂)包封到二氧化硅基纳米颗粒基质中表现出最小的作为老化函数的颜色变化，并且表现出与非过氧化物凝胶体(对照物)配制剂类似的颜色变化。不局限于理论，这个结果归因于通过二氧化硅壳纳米颗粒基质对于有机染料增加的屏蔽作用，而抗与牙粉凝胶体中的过氧化物和氟物质的氧化作用。同样的，该牙粉组合物不但提高和增强了牙粉凝胶体的颜色稳定性，而且明显地提高了消费者对于产品美学的感知。

Claims (20)

1.一种用于使口腔护理组合物的褪色最小化的组合物，其包含：
a)包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质，
b)提供生理学稳定的氟离子的化合物，
c)大约1-大约20重量％量的、提供生理学稳定的过氧化物物质的化合物(PSPC)。
2.权利要求1的组合物，其中该包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质表现出免受渗透压梯度的低的表面积，从而基本不形成跨过二氧化硅壳的扩散。
3.权利要求1的组合物，其中该包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质的存在量是大约1-大约4重量％。
4.权利要求1的组合物，其中该染料是FD&C蓝色1或者FD&C黄色。
5.权利要求1的组合物，其中该PSPC选自过氧化氢、过氧化脲、过氧化钙、过硅酸盐、过磷酸盐、过硫酸盐、过硼酸盐和过碳酸盐。
6.权利要求1的组合物，其中该提供氟离子的化合物选自氟化钠、氟化钾、氟化钙、氟化镁、氟化亚锡、单氟磷酸亚锡、单氟磷酸钠和氟化铜。
7.权利要求1的组合物，其进一步包含至少5重量％量的聚乙二醇。
8.权利要求7的组合物，其一步包含至少大约0.1重量％量的磷酸。
9.权利要求7的组合物，其进一步包含大约0.1-大约0.5重量％量的二氧化硅研磨剂。
10.权利要求7的组合物，其进一步包含调味剂。
11.权利要求7的组合物，其进一步包含大约30-大约50重量％量的水。
12.权利要求7的组合物，其进一步包含甜味剂，其中该甜味剂是糖精钠。
13.权利要求1的组合物，其进一步包含至少大约35-大约45重量％量的甘油。
14.权利要求1的组合物，其中该组合物提高了口腔护理组合物的颜色稳定性。
15.一种使得口腔护理组合物中的褪色最小化的方法，其包含：
a)将二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒与包含过氧化物物质和氟离子的配制剂进行合并，和
b)稳定牙粉配制剂或者漱口药溶液中的该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒、过氧化物物质和氟离子，
其中该二氧化硅壳包封的染料纳米颗粒为该牙粉凝胶体或者漱口药溶液提供了在高达49℃时至少三周的颜色稳定性。
16.权利要求15的方法，其中该包封有机染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质表现出免受渗透压梯度的低的表面积，从而基本不形成跨过二氧化硅壳的扩散。
17.权利要求15的方法，其中该包封染料的二氧化硅壳纳米颗粒基质的存在量是大约1-大约4重量％。
18.权利要求15的方法，其中该染料是FD&C蓝色1或者FD&C黄色。
19.权利要求15的方法，其中该组合物进一步包含至少大约5重量％量的聚乙二醇。
20.权利要求19的方法，其中该组合物进一步包含大约0.1-大约0.5重量％量的二氧化硅研磨剂。
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