CN102106786B

CN102106786B - 齿科酸蚀凝胶组合物及其使用方法

Info

Publication number: CN102106786B
Application number: CN2009102614007A
Authority: CN
Inventors: 李致达; 张根源
Original assignee: Far Eastern New Century Corp
Current assignee: Far Eastern New Century Corp
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2029-12-25
Also published as: CN102106786A

Abstract

本发明提供一种齿科酸蚀凝胶组合物，其包含磷酸水溶液、增稠剂及视需要使用的添加剂，其中所述增稠剂为羧甲基纤维素钠(CMC)，且所述CMC具有以下的性质：(a)当加水配置成1重量％的CMC水溶液时，具有100至2000cps的粘度；及(b)分子上的钠盐平均取代率为21％至33％。本发明的齿科酸蚀凝胶组合物可用于牙科填补时的前处理，通过结合磷酸水溶液及具有上述特殊性质的CMC增稠剂，所形成的酸蚀凝胶不会任意流动，因此能针对特定的牙齿表面部位进行酸蚀作用，使处理过的牙齿表面变粗糙，从而促进后续填补过程中牙齿与填补树脂间的紧密粘着。

Description

齿科酸蚀凝胶组合物及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种新颖的齿科酸蚀凝胶组合物，可广泛应用于牙齿填补修复过程中作为酸蚀处理剂之用。

背景技术

利用压克力树脂填补蛀牙窝洞的处理程序，已是目前牙医所普遍应用的方法。一般在填补前的前处理步骤为酸蚀处理，即利用磷酸将牙齿表面进行酸蚀与粗糙化，从而将牙齿珐琅质或象牙质表面的脏污清洁或去矿化(demineralize)。此酸蚀处理不仅能将牙齿表面的细微脏污清除干净，同时也能使牙齿的珐琅质产生脱钙作用，于牙齿表面形成粗糙化表面，而产生较大的比表面积，此步骤有利于后续填补牙齿过程中，填补材与牙齿间的紧密粘着。

一般酸蚀处理使用的酸蚀剂为磷酸水溶液，其浓度大多为10至40重量％之间，由于其流动性好，涂在牙齿表面时会任意流动，而造成健康牙齿表面也受到酸蚀产生脱钙作用，甚至可能造成牙齿周遭组织的伤害。因此，许多文献便开始着手开发胶体状的酸蚀剂，称为酸蚀凝胶，所述酸蚀凝胶的作法为，添加增稠剂于磷酸水溶液中，使其呈现胶体状，以改善磷酸水溶液流动性太好的缺点。由此形成的磷酸是酸蚀凝胶，于使用时可直接涂布在特定的牙齿表面部位，而不会任意流动，从而可防止健康的牙齿被酸蚀脱钙。

早期的文献主要是利用硅石(silica)当增稠剂(例如：美国第4,802,950号专利、第6,537,563号专利及第6,753,001号专利)，使磷酸水溶液增稠，并将其充填入25G(针头内径0.25mm)针筒中，以方便能精准的将磷酸凝胶配置在牙齿表面的正确位置上。然而，由于硅石的保水性不好，随时间增加，磷酸凝胶中的水分会逐渐蒸发，而使磷酸浓度增加，使用时不仅可能会对牙齿造成伤害，也容易造成针头堵塞，导致使用上的诸多不便。

为了改善上述使用硅石当增稠剂的缺点，后续许多文献转而使用保水性好的分子当增稠剂，如甘油(glycerin；美国第5,954,996号专利)、蔗糖素(sucralose；美国第6,689,343号专利)及纤维素及其衍生物(美国第6,027,341号专利及第6,537,563号专利)等。其中纤维素是最常见的增稠剂为羧甲基纤维素钠(carboxymethyl cellulose，简称CMC)，所述结构具有吸水性与保水性好的特性，适合作为磷酸水溶液的增稠剂使用。

然而，并非所有的CMC都适合用于制备磷酸酸蚀凝胶，本案发明人经研究后发现，CMC的粘度(viscosity)及钠盐平均取代率(average degree of substitution)对磷酸水溶液的最终凝胶状态影响甚巨，这是过去文献中所未曾提及的。CMC的固有粘度与其分子量及分子间作用力有关，分子量大其容易造成分子间的纠缠(entanglement)而使其粘度提高，造成制备成凝胶时其流动性差，甚至粘度更高时有可能使胶体应用时容易阻塞针头，造成操作上的不便。另一方面，将CMC应用在制备酸蚀凝胶时，CMC所处的环境为酸性，而根据勒夏特列(Le Chatelier)理论，CMC的钠盐平均取代率越高时，其在酸性水溶液中的溶解度越差。当溶解度差时，会导致CMC于磷酸溶液中，分散不均，而使用时则易造成针头阻塞，也会使医师使用操作不便。所以若CMC作为增稠剂制备磷酸酸蚀凝胶时，为了使磷酸水溶液有效增稠(在使用上不会有阻塞针头的现象)，且同时维持酸蚀凝胶良好的保水性，CMC的粘度及钠盐平均取代率等条件的选择是重要因子，但在过去的相关文献中却没有提及。美国第6,027,341号专利仅揭示可添加1-5％的CMC至乙二胺四乙酸(EDTA)水溶液中作为增稠剂。美国第6,537,563号专利则揭示一种包含10-50重量％的磷酸及约3至约20重量％的硅溶胶(colloidal silicasol)的齿科酸蚀凝胶组合物，所述组合物可视需要包含0.1-3％的CMC作为有机增稠剂。两者文中皆未说明是何种型态的CMC。

因此，在本专利中主要是揭露一种齿科酸蚀凝胶组合物，通过结合磷酸水溶液及具有特殊性质的CMC增稠剂，所形成的酸蚀凝胶不会任意流动，且具备相当好的保水性，当充填在注射容器中接上25G针头后仍可顺利挤出而无阻塞针头的现象，可广泛应用于牙齿填补修复过程中作为酸蚀处理剂之用。

发明内容

所以本发明的一个目的为提供一种齿科酸蚀凝胶组合物，其包含磷酸水溶液及增稠剂，其中所述增稠剂为羧甲基纤维素钠(CMC)，且所述CMC具有以下的性质：

(a)当加水配置成1重量％的CMC水溶液时，具有100至2000cps的粘度；及

(b)分子上的钠盐平均取代率为21％至33％。

本发明的另一目的为提供一种增加牙齿表面粗糙度的方法，其包括在使用填补树脂之前，将根据本发明的齿科酸蚀凝胶组合物施加至牙齿表面，于适当时间，使其产生不均匀表面，再以清水将所述组合物自牙齿表面移除。

具体实施方式

本发明主要是发现为了使磷酸水溶液有效增稠(在使用上不会有阻塞针头的现象)，且同时维持酸蚀凝胶良好的保水性，所述CMC增稠剂的粘度及钠盐平均取代率等条件的选择是重要因子，进而提出一种包含磷酸水溶液及具有特殊性质的CMC增稠剂的齿科酸蚀凝胶组合物。

根据本发明的一个实施方面，用于齿科酸蚀凝胶组合物作为主要成分的磷酸水溶液的浓度为10至40重量％，优选为37重量％。齿科酸蚀凝胶组合物中的磷酸含量可有效提供2分钟内，优选1分钟内，将牙齿表面酸蚀作用。所述磷酸的有效含量一般而言可赋予凝胶组合物不高于1的pH值。

根据本发明的一个实施方面，用于齿科酸蚀凝胶组合物中作为增稠剂使用的CMC其含量以组合物总重量计，优选为0.5至7重量％，更优选为1至6重量％，最优选为2至5重量％。

可使用于本发明作为增稠剂使用的CMC必须同时具有以下性质：

(a)当加水配置成1重量％的CMC水溶液时，具有100至2000cps，优选具有300至1500cps的粘度；及

(b)分子上的钠盐平均取代率为21％至33％。

以下将说明钠盐平均取代率的定义。

若作为增稠剂使用的羧甲基纤维素及其钠盐具有如下式(I)及(II)的结构：

钠盐平均取代率：当n＝10时，即有六十个OH官能基，其中若有十三个官能基的H被-CH₂COONa取代时，则CMC分子上的钠盐平均取代率即为21％，依此类推。

如前所述，CMC增稠剂的粘度及钠盐平均取代率等条件的选择是重要因子。CMC增稠剂粘度过高时(分子缠绕的程度过大)或分子上的钠盐平均取代率过高(酸性环境下溶解度降低)时，由此形成的酸蚀凝胶过于胶结，不易自针筒挤出，且容易阻塞针头，降低牙医实际操作过程中的便利性。反之，CMC增稠剂粘度过小时或分子上的钠盐平均取代率过低时，由此形成的酸蚀凝胶流动性太好，因此实际使用时容易随处流动造成牙齿周围组织的伤害。

本发明的齿科酸蚀凝胶组合物由于使用具有特定范围的粘度及分子上钠盐平均取代率的CMC增稠剂，从而呈现为半胶体状态(semi-gel type)，当填充至针筒施用时，不仅可顺利挤出而无阻塞针头的现象，此外当施加至牙齿表面时亦可固定在特定的部位，不致随意流动造成牙齿周围组织的伤害。本文中，“半胶体状态”是指将酸蚀凝胶充填至3mL的针筒并装设在万能试验机(Instron)的夹具上以固定2mm/min的速度向下压，此时将针筒压下所需的挤出力落于约6N至约10N的范围内者。

本发明的齿科酸蚀凝胶组合物中可视需要进一步含有颜色指示剂。添加颜色指示剂的目的主要是为了使齿科酸蚀凝胶组合物得以与牙齿的颜色作区分，从而实际使用时可清楚的辨识牙齿与酸蚀凝胶的不同，同时酸蚀过程结束后也可将酸蚀凝胶仔细清除干净。常用的颜色指示剂为食用颜料，例如，但不限于，甲基蓝及甲基紫。一般而言，市面上的产品多以蓝色为主。颜色指示剂的添加量，以酸蚀凝胶组合物总重计，为0.0001至1.0重量％。

另一方面，本发明的齿科酸蚀凝胶组合物中可视需要进一步含有香精，从而在实际使用的过程中，让病患觉得气味清香，而不会有磷酸的酸味。常用的香精为食用香料，例如，但不限于，留兰香及水果香。香精的添加量，以酸蚀凝胶组合物总重计，为0.0001至1.0重量％。

除了颜色指示剂及香精之外，本发明的齿科酸蚀凝胶组合物中可视实际应用范围的需要进一步包含所属领域的技术人员所熟知但不致对本发明组合物产生不利影响的一种或多种其它添加剂，例如，氟化物、填料及/或抗菌剂等。

本发明所提供的齿科酸蚀凝胶组合物在实际应用上不会有阻塞针头的现象，并具有以下特点：

(a)可有效清除牙齿表面细微脏污，增加表面粗糙度，有利于牙齿与填补材料之间的粘着。

(b)为半胶体状态(semi-gel type)，使用时不会任意流动，可固定在特定的部位使用。

(c)填充在针筒中时，可轻易挤出分配使用。

(d)可快速有效的进行牙齿表面酸蚀且使用后可轻易以水冲洗移除。

据此，本发明进一步关于一种增加牙齿表面粗糙度的方法，其包括在使用填补树脂之前，将根据本发明的齿科酸蚀凝胶组合物施加至牙齿表面，于适当时间，使其产生不均匀表面，再以清水将所述组合物自牙齿表面移除。实际施加时间是所属领域的技术人员所能推知者，一般而言少于1分钟。此外，本发明的齿科酸蚀凝胶组合物可利用注射器或其它习知的施打方式施加至牙齿表面。

以下实施例是用于对本发明作进一步说明，而非用以限制本发明的范围。所属领域的技术人员可轻易达成的修饰及改变均包括于本案说明书揭示内容及所附权利要求书的范围内。

实施例

齿科酸蚀凝胶的制备

制备例1：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为375cps，平均取代率为27％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

制备例2：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为1500cps，平均取代率为29％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

比较例1：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为50cps，平均取代率为30％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

比较例2：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为3500cps，平均取代率为25％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

比较例3：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为3500cps，平均取代率为30％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

比较例4：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为400cps，平均取代率为42％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

比较例5：

配制37％的磷酸水溶液100克，加入0.2克1％甲基蓝水溶液，再添加0.01克留兰香香精，放置于容器中，利用搅拌机以铁氟龙搅拌棒持续搅拌，再将CMC(1％时粘度为1550cps，平均取代率为36％；亚跨龙(Aqualon)(购自台湾公利洋行股份有限公司))5克逐渐加入上述的磷酸溶液中，使其搅拌均匀呈凝胶状，将搅拌均匀的磷酸凝胶以高速离心机离心脱泡，脱泡后即完成酸蚀凝胶。

粘度测量

分别将制备例1至2及比较例1至5所使用的CMC调配成1重量％的水溶液并装在容器中，以博力飞(Brookfield)粘度计(HADV-III Ultre)搭配4号转子(spindle)，测量其粘度，结果如表1中所示。

pH值测量

分别取制备例1至2及比较例1至5所制备完成的酸蚀凝胶，并利用酸碱及导电度仪测量其pH值，结果如表1中所示。

挤出力测量

取制备例1至2及比较例1至5所制备完成的酸蚀凝胶，将其分别充填到3mL的针筒中，并将其装在万能试验机(Instron)的夹具上，以固定2mm/min的速度向下压，使酸蚀凝胶稳定的由针筒中被挤出，并观察将针筒压下所需的力，即为挤出力，结果如表1中所示。挤出力的测量值必须在约10N以下，在实际牙医操作的过程中才不会发生挤不出来的问题。此外，挤出力的测量值也必须在约6N以上，才不至于流动性太好，而于实际使用时造成病人牙齿周围组织的伤害。

表1

	CMC钠盐平均取代率(％)	CMC粘度(cps)(于1％溶液中)	凝胶pH	挤出力(通过25G针分配)(N)
					制备例1	27	375	＜1	7.12
制备例2	29	1500	＜1	9.86
					比较例1	30	50	＜1	5.35
比较例2	25	3500	＜1	15.25
					比较例3	30	3500	＜1	19.14
比较例4	42	400	＜1	10.57
					比较例5	36	1550	＜1	13.43

由制备例2与比较例3的实验结果可知，当钠盐平均取代率相近时，随粘度增加(相同浓度下，粘度越高，即分子量越大)，所制备出来的酸蚀凝胶的分子缠绕的程度越大，因此于实际使用时，不易挤出，且容易阻塞针头。反之，由制备例2与比较例1的实验结果可知，在相同钠盐平均取代率的条件下，粘度越小，其分子缠绕程度较小，流动性太好，因此实际使用时易会造成病人牙齿周围组织的伤害。

另一方面，由制备例1与比较例4以及制备例2与比较例5比较可知，在相同浓度下，其粘度相近的分子(分子量接近)的几组，其形成胶体后，由于在酸性的环境下，CMC分子上的钠盐平均取代率高则溶解度低，因此充填在针筒后要将其挤出使用较不容易，且容易阻塞针头，降低牙医实际操作过程中的便利性。

应容易了解本发明的各种改良是可行的并且是所属领域的技术人员容易联想到及预期的。

Claims

1.一种齿科酸蚀凝胶组合物，其包含磷酸水溶液及增稠剂，其中所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，且所述羧甲基纤维素钠具有以下的性质：

(a)当加水配置成1重量％的羧甲基纤维素钠水溶液时，具有100至2000cps的粘度；及

(b)分子上的钠盐平均取代率为21％至33％；

其中所述磷酸水溶液的浓度为10至40重量％；以及所述羧甲基纤维素钠的含量以酸蚀凝胶组合物的总重量计，为0.5至7重量％。

2.如权利要求1所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述磷酸水溶液的浓度为37重量％。

3.如权利要求1或2所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述羧甲基纤维素钠的含量以酸蚀凝胶组合物的总重量计，为1至6重量％。

4.如权利要求3所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述羧甲基纤维素钠的含量以酸蚀凝胶组合物的总重量计，为2至5重量％。

5.如权利要求1或2所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述羧甲基纤维素钠具有如下的性质：

(a)当加水配置成1重量％的羧甲基纤维素钠水溶液时，具有300至1500cps的粘度；及

(b)分子上的钠盐平均取代率为21％至33％。

6.如权利要求1或2所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其进一步包含选自由颜色指示剂、香精、氟化物、填料及抗菌剂所组成的群组的一种或多种添加剂。

7.如权利要求6所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述颜色指示剂为甲基蓝且所述香精为留兰香。

8.如权利要求7所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述颜色指示剂的含量以酸蚀凝胶组合物的总重量计，为0.0001至1.0重量％。

9.如权利要求7所述的齿科酸蚀凝胶组合物，其中所述香精的含量以酸蚀凝胶组合物的总重量计，为0.0001至1.0重量％。

10.一种增加牙齿表面粗糙度的方法，其包括在使用填补树脂之前，将如权利要求1至9中任一权利要求所述的齿科酸蚀凝胶组合物施加至牙齿表面，于适当时间，使其产生不均匀表面，再以清水将所述组合物自牙齿表面移除。