CN105769610B - 具有抗菌功能的牙膏组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗菌功能的牙膏组合物，包括研磨剂、保湿剂、粘接剂、双酯型表面活性剂、复合酶、甜味剂、香料、去离子水。复合酶不仅分解牙菌斑菌群分泌的胞外聚合物、细胞壁和细胞膜，而且分解的同时能产生氢过氧化物和过氧化氢，通过氢过氧化物和过氧化氢对牙菌斑生物膜内高水平的巯基进行氧化中和，并对细菌细胞进行氧化杀伤，降低细菌细胞其对外源性生物酶作用的抵抗，同时，双酯型表面活性剂具有强效清洗和去污能力，能有力地清除牙菌斑生物膜及残破菌体，受试者使用后，平均菌落形成单位的降低率为79.1~83.2%，细菌量显著减少。
Description
技术领域
本发明属于日常生活用品技术领域，特别是一种具有抗菌功能的含酶牙膏组合物。
背景技术
牙菌斑生物膜是牙面上或牙周袋内的多种多样菌丛构成的生态系。细菌在内生长、发育和衰亡。其复杂的结构使它能包涵对氧不同敏感性的细菌，这些细菌嵌入在由多糖、蛋白质和矿物质组成的基质中。细菌在其中的代谢活动，影响着细菌与宿主之间或细菌菌属之间的动态平衡。牙菌斑生物膜存在于几乎所有牙齿的表面，并牢固地粘着于牙齿表面，甚至通过剧烈的刷牙活动也难以将其清除。牙齿上形成牙菌斑后，如果不及时并有效地清除，牙菌斑就会不断扩大并最终导致牙龈炎、牙周炎和其它形式的牙周病以及龋齿和牙结石。去除牙菌斑的核心是去除微生物分泌的胞外聚合物。胞外聚合物的组成成分比较多样，其组分因来源微生物的不同也有差异，但总的来说，胞外聚合物主要由蛋白质、多糖、核酸、糖醛酸、脂类、腐植酸、氨基酸等组成。蛋白质和多糖是其主要成分，占胞外聚合物总量的70~80%。在去除微生物的胞外聚合物常用到各种生物酶，生物酶的作用是分解胞外聚合物、微生物的细胞壁和细胞膜，从而达到抑制微生物的生长及其形成牙菌斑生物膜。然而，口腔微生物自身可以分泌酶来降解外源性生物酶而抵抗外源性生物酶的分解作用，使得外源性生物酶的效力减弱。另外，牙菌斑生物膜内高水平的巯基能中和氧基，保护细菌细胞免受氧化损伤，保护菌丛抵抗口腔苛刻环境，使细菌在不适合的条件中仍能存留。
发明内容
针对上述事实，使牙菌斑生物膜内高水平的巯基中和后再使细菌细胞经受氧化损伤来降低其对外源性生物酶作用的抵抗是一种抗菌的新思路。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种具有抗菌功能的牙膏组合物，包括研磨剂、保湿剂、粘接剂、双酯型表面活性剂、复合酶、甜味剂、香料、去离子水；所述复合酶为蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、果胶酶、甘露聚糖酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶的组合，所述双酯型表面活性剂为具有式（1）所示结构的化合物：
（1）
式（1）中，R表示不同碳原子数的烷基，R的碳原子数为8~18的整数；n是氧乙烯醚的单元数，n为210~500的整数。
优选地，所述烷基为直链烷基或支链烷基。直链烷基或支链烷基使得双酯型表面活性剂的两条碳链具有良好的疏水性，有利于吸附细菌细胞膜破坏后暴露出的疏水链，加强残破菌体的清除。
优选地，所述n为240~400的整数。对于牙膏来讲，表面活性剂要具有一定的发泡性能，否则影响牙膏的清洗作用。双酯型表面活性剂的氧乙烯醚的单元数为240~400时，能使双酯型表面活性剂具有良好的发泡性能，有利于清除牙菌斑生物膜及残破菌体。
最优选地，所述n为360的整数。对于牙膏来讲，表面活性剂产生的泡沫不宜过多，否则影响使用。当双酯型表面活性剂的氧乙烯醚的单元数为360时，双酯型表面活性剂不仅具备发泡性能，而且泡沫数量最适宜。
具体地，所述具有抗菌功能的牙膏组合物由以下重量百分比的组份组成：
水合硅石25~40%； 氢氧化铝25~40%；
聚丙二醇6~9%； 甘油12~18%；
羧甲基纤维素钠0.3~0.5%； 黄原胶0.3~0.6%；
卡拉胶0.8~1.2%； 双酯型表面活性剂1~3%；
食用香精1~1.5%； 糖精钠0.18~0.28%；
蛋白酶0.03~0.08%； 脂肪氧合酶0.05~0.1%；
葡萄糖氧化酶0.05~0.1%； 磷脂酶0.01~0.04%；
果胶酶0.01~0.03%； 甘露聚糖酶0.01~0.03%；
溶葡萄球菌酶0.01~0.04%； 溶菌酶0.02~0.05%；
去离子水12~19%。
优选地，所述具有抗菌功能的牙膏组合物由以下重量百分比的组份组成：
水合硅石28~32%； 氢氧化铝25~28%；
聚丙二醇6~8%； 甘油14~16%；
羧甲基纤维素钠0.45~0.5%； 黄原胶0.3~0.45%；
卡拉胶0.8~1%； 双酯型表面活性剂1~2%；
食用香精1.3~1.5%； 糖精钠0.18~0.2%；
蛋白酶0.06~0.08%； 脂肪氧合酶0.08~0.1%；
葡萄糖氧化酶0.08~0.1%； 磷脂酶0.01~0.02%；
果胶酶0.01~0.02%； 甘露聚糖酶0.01~0.02%；
溶葡萄球菌酶0.03~0.04%； 溶菌酶0.04~0.05%；
去离子水14.19~18.38%。
受试者使用上述优选组合的具有抗菌功能的牙膏组合物后，平均菌落形成单位的降低率为79.1~80.3%。
最优选地，所述具有抗菌功能的牙膏组合物由以下重量百分比的组份组成：
水合硅石30%； 氢氧化铝25%；
聚丙二醇7%； 甘油15%；
羧甲基纤维素钠0.5%； 黄原胶0.4%；
卡拉胶0.8%； 双酯型表面活性剂1.5%；
食用香精1.5%； 糖精钠0.2%；
蛋白酶0.08%； 脂肪氧合酶0.1%；
葡萄糖氧化酶0.1%； 磷脂酶0.02%；
果胶酶0.01%； 甘露聚糖酶0.01%；
溶葡萄球菌酶0.04%； 溶菌酶0.05%；
去离子水17.69%。
受试者使用上述最优选组合的具有抗菌功能的牙膏组合物后，平均菌落形成单位的降低率为83.2%。
本发明的具有抗菌功能的牙膏组合物中的各种生物酶发挥协同作用，其中蛋白酶、果胶酶和甘露聚糖酶分解牙菌斑菌群分泌的胞外聚合物，使藏于胞外聚合物中的微生物暴露出来；脂肪氧合酶分解残留在口腔中的脂肪污渍和胞外聚合物中的脂质并产生氢过氧化物，葡萄糖氧化酶分解口腔中的淀粉污渍和胞外聚合物中的糖类并产生过氧化氢，氢过氧化物和过氧化氢不仅能对牙菌斑生物膜内高水平的巯基进行氧化中和，而且在中和后继续对细菌细胞进行氧化杀伤，降低细菌细胞其对外源性生物酶作用的抵抗，再由溶葡萄球菌酶、溶菌酶和磷脂酶分解微生物的细胞壁和细胞膜，从而杀死微生物；牙菌斑中的微生物的细胞膜被破坏后，尤其是磷脂酶分解破坏细胞膜的磷脂双分子层，暴露出磷脂双分子层内的疏水链，此时双酯型表面活性剂的两条疏水碳链通过分子间的作用力吸附暴露出的疏水链，疏水碳链连接的苯环增强疏水碳链的吸附能力，同时双酯型表面活性剂又具有适宜的发泡性能，加强牙菌斑生物膜及残破菌体的清除。
可以理解的是，除了牙膏外，漱口水的基质成分中可以包括由蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、甘露聚糖酶、果胶酶、溶葡萄球菌酶、溶菌酶组成的复合酶以及所述双酯型表面活性剂；口腔喷雾剂的基质成分中可以包括由蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、甘露聚糖酶、果胶酶、溶葡萄球菌酶、溶菌酶组成的复合酶以及所述双酯型表面活性剂；口腔清洁剂的基质成分中可以包括由蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、甘露聚糖酶、果胶酶、溶葡萄球菌酶、溶菌酶组成的复合酶以及所述双酯型表面活性剂；口香糖的基质成分中可以包括由蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、甘露聚糖酶、果胶酶、溶葡萄球菌酶、溶菌酶组成的复合酶。
本发明的有益效果是：针对现有的牙膏组合物抗菌效果不佳的情况，本发明的具有抗菌功能的牙膏组合物中的复合酶不仅能分解牙菌斑菌群分泌的胞外聚合物、细胞壁和细胞膜，而且能在分解的同时产生氢过氧化物和过氧化氢，通过氢过氧化物和过氧化氢对牙菌斑生物膜内高水平的巯基进行氧化中和，并对细菌细胞进行氧化杀伤，降低细菌细胞其对外源性生物酶作用的抵抗，同时，双酯型表面活性剂具有强效清洗和去污能力，能有力地清除牙菌斑生物膜及残破菌体，受试者使用后，平均菌落形成单位的减少率为79.1~83.2%，细菌量显著减少。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
在10升带有冷凝器、分水器的酯化反应釜中，依次加入5公斤甲苯、4.48公斤直链辛基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=8，n=210）、0.52公斤邻苯二甲酸酐，以150转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟，使直链辛基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=8，n=210）和邻苯二甲酸酐充分溶解于甲苯中；再加入0.05公斤对甲基苯磺酸，并以150转/分钟的搅拌速度搅拌10分钟，对甲基苯磺酸催化直链辛基酚聚氧乙醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=8，n=210）和邻苯二甲酸酐发生酯化反应；升温至110℃，并以150转/分钟的搅拌速度搅拌、回流反应4小时；最后除去分水器中的水，利用真空泵抽除甲苯，冷却至室温，得到双酯型表面活性剂，该双酯型表面活性剂结构如下：
（R=8）。
实施例2
在10升带有冷凝器、分水器的酯化反应釜中，依次加入5公斤甲苯、4.92公斤异辛基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=12，n=500）、0.08公斤邻苯二甲酸酐，以150转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟，使异辛基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=12，n=500）和邻苯二甲酸酐充分溶解于甲苯中；再加入0.003公斤磷酸，并以150转/分钟的搅拌速度搅拌10分钟，磷酸催化异辛基酚聚氧乙醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=12，n=500）和邻苯二甲酸酐发生酯化反应；升温至110℃，并以150转/分钟的搅拌速度搅拌、回流反应4小时；最后除去分水器中的水，利用真空泵抽除甲苯，冷却至室温，得到双酯型表面活性剂，该双酯型表面活性剂结构如下：
（R=12）。
实施例3
在10升带有冷凝器、分水器的酯化反应釜中，依次加入5公斤甲苯、4.85公斤直链十二烷基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=18，n=360）、0.15公斤邻苯二甲酸酐，以150转/分钟的搅拌速度搅拌30分钟，使直链十二烷基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=18，n=360）和邻苯二甲酸酐充分溶解于甲苯中；再加入0.02公斤苯磺酸，并以150转/分钟的搅拌速度搅拌10分钟，苯磺酸催化直链十二烷基酚聚氧乙醚（烷基酚聚氧乙烯醚，R=18，n=360）和邻苯二甲酸酐发生酯化反应；升温至110℃，并以150转/分钟的搅拌速度搅拌、回流反应4小时；最后除去分水器中的水，利用真空泵抽除甲苯，冷却至室温，得到双酯型表面活性剂，该双酯型表面活性剂结构如下：
（R=18）。
实施例4
具有抗菌功能的的牙膏组合物由以下成分组成（重量百分比）：
水合硅石30%； 氢氧化铝25%；
聚丙二醇7%； 甘油15%；
羧甲基纤维素钠0.5%； 黄原胶0.4%；
卡拉胶0.8%； 实施例3制得的双酯型表面活性剂1.5%；
食用香精1.5%； 糖精钠0.2%；
蛋白酶0.08%； 脂肪氧合酶0.1%；
葡萄糖氧化酶0.1%； 磷脂酶0.02%；
果胶酶0.01%； 甘露聚糖酶0.01%；
溶葡萄球菌酶0.04%； 溶菌酶0.05%；
去离子水17.69%。
制备方法如下：
一、配制复合酶
按上述重量百分比，将蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、果胶酶、甘露聚糖酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶混合均匀；
二、制胶
按上述重量百分比，将水合硅石、氢氧化铝、聚丙二醇、甘油、羧甲基纤维素钠、黄原胶、卡拉胶、实施例3制得的双酯型表面活性剂、食用香精、复合酶和去离子水均匀搅拌，制成胶体；
三、捏合
按上述重量百分比，在胶体中加入糖精钠，搅拌均匀并脱气，制成膏体。
实施例5
具有抗菌功能的牙膏组合物由以下成分组成（重量百分比）：
水合硅石28%； 氢氧化铝28%；
聚丙二醇6%； 甘油14%；
羧甲基纤维素钠0.45%； 黄原胶0.3%；
卡拉胶1%； 实施例1制得的双酯型表面活性剂2%；
食用香精1.3%； 糖精钠0.18%；
蛋白酶0.08%； 脂肪氧合酶0.08%；
葡萄糖氧化酶0.1%； 磷脂酶0.02%；
果胶酶0.01%； 甘露聚糖酶0.01%；
溶葡萄球菌酶0.04%； 溶菌酶0.05%；
去离子水18.38%。
制备方法同实施例4。
实施例6
具有抗菌功能的牙膏组合物由以下成分组成（重量百分比）：
水合硅石32%； 氢氧化铝25%；
聚丙二醇8%； 甘油16%；
羧甲基纤维素钠0.5%； 黄原胶0.45%；
卡拉胶0.8%； 实施例2制得的双酯型表面活性剂1%；
食用香精1.5%； 糖精钠0.2%；
蛋白酶0.06%； 脂肪氧合酶0.1%；
葡萄糖氧化酶0.08%； 磷脂酶0.01%；
果胶酶0.02%； 甘露聚糖酶0.02%；
溶葡萄球菌酶0.03%； 溶菌酶0.04%；
去离子水14.19%。
制备方法同实施例4。
实施例7
本发明牙膏组合物的抗菌功能
一、试用材料：实施例4~6的牙膏组合物。
二、试用对象：30名受试者。
三、试验方法：
将30名受试者随机分成3组，分别为实施例4组、实施例5组和实施例6组，每组10名；受试者在实验前，在舌头背部一侧抽吸以收集细菌，然后将收集的样品用血琼脂培养基在37℃的厌氧条件下进行培养，72小时后，计算平均细菌菌落形成单位（基线），然后受试者分别使用本实施例4~6的牙膏组合物，每日刷牙早晚各1次，每次使用牙膏2克，持续3个月，采用水平颤动法刷牙；3个月后，受试者在舌头背部另一侧抽吸以收集细菌，然后将收集的样品用血琼脂培养基在37℃的厌氧条件下进行培养，72小时后，计算平均细菌菌落形成单位，比较使用本实施例4~6的牙膏组合物前后受试者的平均菌落形成单位结果的变化。
四、试验结果：
| 组别 | 基线平均CFU | 使用3个月后平均CFU | 基于基线的平均CFU的降低率% |
| 实施例4组 | 9.5×105 | 1.6×105 | 83.2 |
| 实施例5组 | 1.1×106 | 2.3×105 | 79.1 |
| 实施例6组 | 7.6×105 | 1.5×105 | 80.3 |
CFU=菌落形成单位
平均CFU降低率=[（基线平均CFU-使用3个月后CFU平均值）/基线平均CFU]×100%。
由上表可知，使用本发明的具有抗菌功能的牙膏组合物后，平均菌落形成单位的降低率为79.1~83.2%，细菌量显著减少。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (7)
1.一种具有抗菌功能的牙膏组合物，包括研磨剂、保湿剂、粘接剂、双酯型表面活性剂、复合酶、甜味剂、香料、去离子水，其特征在于，所述复合酶为蛋白酶、脂肪氧合酶、葡萄糖氧化酶、磷脂酶、果胶酶、甘露聚糖酶、溶葡萄球菌酶和溶菌酶的组合，所述双酯型表面活性剂为具有式（1）所示结构的化合物：
（1）
式（1）中，R表示不同碳原子数的烷基，R的碳原子数为8~18的整数；n是氧乙烯醚的单元数，n为210~500的整数。
2.如权利要求1所述的具有抗菌功能的牙膏组合物，其特征在于，所述烷基为直链烷基或支链烷基。
3.如权利要求1所述的具有抗菌功能的牙膏组合物，其特征在于，所述n为240~400的整数。
4.如权利要求3所述的具有抗菌功能的牙膏组合物，其特征在于，所述n为360的整数。
5.如权利要求1~4任一项所述的具有抗菌功能的牙膏组合物，其特征在于，所述具有抗菌功能的牙膏组合物由以下重量百分比的组份组成：
水合硅石25~40%； 氢氧化铝25~40%；
聚丙二醇6~9%； 甘油12~18%；
羧甲基纤维素钠0.3~0.5%； 黄原胶0.3~0.6%；
卡拉胶0.8~1.2%； 双酯型表面活性剂1~3%；
食用香精1~1.5%； 糖精钠0.18~0.28%；
蛋白酶0.03~0.08%； 脂肪氧合酶0.05~0.1%；
葡萄糖氧化酶0.05~0.1%； 磷脂酶0.01~0.04%；
果胶酶0.01~0.03%； 甘露聚糖酶0.01~0.03%；
溶葡萄球菌酶0.01~0.04%； 溶菌酶0.02~0.05%；
去离子水12~19%。
6.如权利要求5所述的具有抗菌功能的牙膏组合物，其特征在于，所述具有抗菌功能的牙膏组合物由以下重量百分比的组份组成：
水合硅石28~32%； 氢氧化铝25~28%；
聚丙二醇6~8%； 甘油14~16%；
羧甲基纤维素钠0.45~0.5%； 黄原胶0.3~0.45%；
卡拉胶0.8~1%； 双酯型表面活性剂1~2%；
食用香精1.3~1.5%； 糖精钠0.18~0.2%；
蛋白酶0.06~0.08%； 脂肪氧合酶0.08~0.1%；
葡萄糖氧化酶0.08~0.1%； 磷脂酶0.01~0.02%；
果胶酶0.01~0.02%； 甘露聚糖酶0.01~0.02%；
溶葡萄球菌酶0.03~0.04%； 溶菌酶0.04~0.05%；
去离子水14.19~18.38%。
7.如权利要求6所述的具有抗菌功能的牙膏组合物，其特征在于，所述具有抗菌功能的牙膏组合物由以下重量百分比的组份组成：
水合硅石30%； 氢氧化铝25%；
聚丙二醇7%； 甘油15%；
羧甲基纤维素钠0.5%； 黄原胶0.4%；
卡拉胶0.8%； 双酯型表面活性剂1.5%；
食用香精1.5%； 糖精钠0.2%；
蛋白酶0.08%； 脂肪氧合酶0.1%；
葡萄糖氧化酶0.1%； 磷脂酶0.02%；
果胶酶0.01%； 甘露聚糖酶0.01%；
溶葡萄球菌酶0.04%； 溶菌酶0.05%；
去离子水17.69%。
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