CN109475473A - 包含含有阳离子杀菌剂的复合材料颗粒的口腔护理组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包含复合材料颗粒的口腔护理组合物,所述颗粒含有具有式Can(X)x(AOy)z的水不溶性无机组分;其中X选自OH、F和Cl;A选自C、P、Si及其组合;n=1‑5;x=0或1;y=3或4;z=1‑3;和阳离子杀菌剂,其中所述颗粒呈薄片状,厚度为15-80nm。所述口腔护理组合物可防止生物膜的形成,有助于受损牙釉质的再矿化,并提供延长的牙齿美白以及延长的残留的抗微生物活性。
Description
技术领域
本发明涉及包含复合材料颗粒的口腔护理组合物,所述颗粒含有水不溶性无机组分,例如羟基磷灰石,以及阳离子杀菌剂,例如氯化十六烷基吡啶鎓。
本发明的口腔护理组合物防止生物膜的形成,有助于受损牙釉质的再矿化,并提供延长的牙齿美白。此外,所述口腔护理组合物提供延长的残留抗微生物活性。
背景技术
用于治疗口腔疾病的疗法主要针对活动性斑块,即牙齿表面上的细菌沉积物。该类疗法主要依赖于患者的自我护理,其通常包括使用牙线或牙签的刷牙和间质性卫生。
牙膏用于促进口腔卫生:它作为研磨剂促进从牙齿上去除牙菌斑和食物,帮助抑制口臭,并提供活性成分(最常见的是氟化物),以帮助防止蛀牙(龋齿)和牙龈疾病(牙龈炎)。研磨剂占典型牙膏的至少50%。代表性研磨剂包括氢氧化铝(Al(OH)3)、碳酸钙(CaCO3)、各种磷酸氢钙、各种二氧化硅和沸石以及羟基磷灰石(Ca5(PO4)3OH)的颗粒。
已经将防腐剂(antiseptic agent)用于抑制牙菌斑的形成。例如,氯化十六烷基吡啶鎓和氯己定是用于该目的的阳离子杀菌剂。
牙齿卫生和假牙制备物通常含有抗牙菌斑剂和/或抗牙垢剂,以及抗微生物剂。抗微生物作用可能仅简单地通过减少口腔/假牙中细菌的菌落数、或通过杀死捕获在薄膜中的细菌来影响牙菌斑的形成而起作用。因此需要具有延长的残留抗微生物活性的口腔组合物以及方法。
US2012/0251981描述了一种用于预防或治疗牙周病的方法,其包括:
·提供设置在与涂药器外表面流体连接的储存器中的抗微生物组合物,所述涂药器具有足以使存在于牙齿表面上的生物膜产生机械位移的摩擦应力值,或所述涂药器包括直径0.1-1000μm的孔,或两者兼有;
·通过所述涂药器将所述抗微生物组合物分配到所述涂药器的所述外表面上;和
·将所述抗微生物组合物施用于口腔龋洞表面。
所述抗微生物组合物可包括粒径为10-200nm的羟基磷灰石。所述抗微生物组合物还可以含有以下一种或多种:氟化物、三氯生、碳酸氢钠、甜味剂、洗涤剂、氯己定、十六烷基吡啶鎓、氟化亚锡和氟化胺。
Soriano de Souza等人(Adsorption of chlorhexidine on synthetichydroxyapatite and in vitro biological activity,Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 87(2011)310-318)描述了氯己定在合成羟基磷灰石(HA)上的吸附。将含有100mg在1100℃下烧结的HA的管与氯己定二葡糖酸盐(CHX)水溶液一起培养。培养时间后,将固体进行离心。HA/CHX抑制了粪肠球菌(Enterococcus faecalis)的生长长达6天,揭示与HA的结合并不影响CHX的抗微生物活性,并降低细菌的粘附。据作者称,这些结果表明HA/CHX的结合可能导致临床使用的潜在辅助抗菌系统。
Cheng等人(Antibacterial and physical properties of calcium-phosphateand calcium-fluoride nanocomposites with chlorhexidine,Dental Materials28(2012)573-583)描述了具有氯己定(CHX)的磷酸钙纳米复合材料的抗菌性质。经由液氮使CHX冷冻并研磨,得到0.62微米的粒径。用无定形磷酸钙(ACP)+10%CHX制备了纳米复合材料。发现向ACP中添加CHX填料会大大提高抗菌能力。与对照物相比,具有CHX的纳米复合材料使生物膜的代谢活性降低了10-20倍,并减少酸的产生。
WO 2007/137606描述了碳酸盐取代的非化学计量羟基磷灰石的生物活性纳米颗粒,其结晶度低于40%,长度(L)为20-200nm,宽度(W)为5-30nm,并且纵横比(L/W)为2-40。这些纳米颗粒优选具有扁平的针状形状,其最适于与牙本质和牙釉质表面相互作用(第6页第1-2行)。所述纳米颗粒可以含有有效量的抗菌金属离子,其中所述金属优选选自Zn、Cu和Ag(第10页第1-14行)。
韩国专利申请KR 1020030016539涉及含有涂敷有氯化十六烷基吡啶鎓的水不溶性无机材料粒料的牙膏组合物。这些粒料的粒径为100-750μm。所述韩国专利申请的实施例描述了通过用含有氯化十六烷基吡啶鎓和水溶性聚合物的涂覆溶液涂覆二氧化硅颗粒来制备这种粒料。
US2003/175217A1(Kropf Christian)公开了触变性口腔和牙齿护理剂,其含有选自金属氧化物、金属氧化物水合物、金属氢氧化物、金属碳酸盐、金属磷酸盐和金属硅酸盐的纳米颗粒状无机化合物。在所有其他使用的成分中,参见所包括的抗菌剂、牙菌斑抑制物质,诸如如氯己定和三氯生。
EP2810917A1(UAB Moksliniu Lab,2014)公开了一种制备具有用于治疗骨骼病症的希望形态的钙羟基磷灰石纳米晶体的方法。
US4273759A(Colgate Palmolive,1981)公开了含有抗菌抗牙菌斑剂如氯化十六烷基吡啶鎓以及用于减少牙齿表面的染色而基本不会降低该试剂的抗菌和抗牙菌斑活性的过氧二磷酸盐的抗菌口腔组合物。
VISWANATH B等人在“Controlled synthesis of plate-shaped hydroxyapatiteand implications for the morphology of the apatite phase in the bone”,BIOMATERIALS,ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS BV.,BARKING,GB,29卷,第36期,2008年12月1日(2008-12-01)第4855-4863页中公开了一种预测通过沉淀而形成板状结构的条件。还公开了这种材料的几种应用。
NORBERTO ROVERI等人“Surface Enamel Remineralization:BiomimeticApatite Nanocrystals and Fluoride Ions Different Effects”,JOURNAL OFNANOMATERIALS,第2卷,第2期,2009年1月(2009-01-01)第1149-9页公开了一种通过碳酸盐-羟基磷灰石纳米晶体而改变牙釉质表面再矿化的方法,其模拟了牙本质磷灰石晶体的组成、结构、纳米尺寸和形态,并且非常类似于天然磷灰石的化学-物理性质。
NORBERTO ROVERI等人在“Evolving application of biomimeticnanostructured hydroxyapatite”,NANOTECHNOLOGY,SCIENCE AND APPLICATIONS,2010年11月1日(2010-11-01)第107页公开了仿生合成磷酸钙的应用,详细介绍了存在磷酸钙的骨骼和牙齿的主要特征,并讨论了仿生磷酸钙的化学-物理性质,合成它们的方法,以及它们的某些生物医学应用。
发明内容
本发明人已经开发了一种口腔护理组合物,其防止生物膜的形成、有助于受损牙釉质的再矿化,提供延长的牙齿美白以及延长的残留抗微生物活性。
本发明的口腔护理组合物包含含有水不溶性无机化合物并组合阳离子杀菌剂的复合材料颗粒,其具有薄片形状和15-80nm的厚度。更具体而言,所述口腔护理组合物包含复合材料颗粒,其含有:
·具有式Can(X)x(AOy)z的水不溶性的无机组分;
其中:
X选自OH、F和Cl;
A选自C、P、Si及其组合;
n=1-5;
x=0或1;
y=3或4;
z=1-3;和
·阳离子杀菌剂,
其中所述颗粒呈薄片状,厚度为30-50nm。
可以在所述口腔护理组合物中应用的水不溶性无机化合物的实例包括羟基磷灰石、氟磷灰石、氯磷灰石、碳酸钙和硅酸钙。可以使用的阳离子杀菌剂的实例包括卤化十六烷基吡啶鎓和氯己定。
尽管本发明人不希望受理论束缚,但据信上述复合材料颗粒会沉积在牙齿裂缝中,从而补充损失的牙釉质,并使牙齿变亮(变白)。通过从沉积的复合材料颗粒中缓慢释放阳离子杀菌剂而实现了其他的益处。具体而言,这种缓慢释放提供了延长的抗微生物活性并有效地防止了生物膜的形成。所述复合材料颗粒可以以与普通研磨剂一样的方式而用作牙膏中的研磨剂组分。
本发明的组合物还可有利地用作除口腔护理之外的其他领域中的防腐组合物。
具体实施方式
因此,本发明的第一方面涉及包含复合材料颗粒的组合物,所述颗粒包含:
·具有式Can(X)x(AOy)z的水不溶性无机组分;
其中:
X选自OH、F和Cl;
A选自C、P、Si及其组合;
n=1-5;
x=0或1;
y=3或4;
z=1-3;和
·阳离子杀菌剂,
其中所述颗粒呈薄片状,且厚度为15-80nm。
本文所用的术语“水不溶性”是指在20℃下在软化水中的溶解度小于10mg/l的材料。
本文所用的术语“杀菌剂”是指可以安全用于口腔护理组合物中的消毒剂。
术语“阳离子杀菌剂”是指含有至少一种阳离子的离子杀菌剂。
当本发明的复合颗粒的最小尺寸小于其平均尺寸的60%时,就认为它是薄片状的。
当复合材料颗粒是薄片状且其长度大于其平均尺寸的180%时,就认为其是薄片状且是细长的。
本发明的组合物包括含有少量所述复合材料颗粒的口腔护理组合物以及含有高含量这些复合材料颗粒和可以用作口腔护理组合物中的成分的组合物。
本发明的组合物通常含有至少5重量%的复合材料颗粒。更优选,该组合物含有15-60重量%、最优选30-50重量%的复合材料颗粒。
根据特别优选的实施方案,所述复合材料颗粒的表面Zeta电位大于+10mV,更优选+15至+40mV。
Zeta电位是胶体分散体中电动势的科学术语,通常使用希腊字母zeta(ζ)来表示。Zeta电位是分散介质和附着于分散颗粒的固定流体层之间的电位差。Zeta电位是胶体分散体稳定性的关键指标。Zeta电位的大小表示分散体中相邻的带相似带电粒子之间的静电排斥程度。对于足够小的分子和颗粒,高Zeta电位(例如超过+40mV)将带来稳定性,即,溶液或分散体对聚集具有抵抗性。当所述电位很小时,吸引力可能超过这种排斥力,然后分散体可能会破裂并絮凝。
本组合物中的无机组分优选选自Ca5(PO4)3(OH)、Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl、CaCO3、Ca2SiO4及其组合。甚至更优选,所述无机组分选自Ca5(PO4)3(OH)、Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl及其组合。最优选所述无机组分是Ca5(PO4)3(OH),即羟基磷灰石。
根据另一个优选的实施方案,所述无机组分以结晶形式存在于复合材料颗粒中。
在本发明的一个实施方案中,复合材料颗粒中的阳离子杀菌剂是阳离子季铵化合物,优选卤化十六烷基吡啶鎓,更优选氯化十六烷基吡啶鎓。
根据另一个实施方案,所述阳离子杀菌剂是阳离子二双胍(bisbiguanide),优选氯己定。
本发明组合物中的复合材料颗粒通常含有90-99.95重量%的无机组分和0.05-10重量%的阳离子杀菌剂。更优选,复合材料颗粒含有92-97重量%的无机组分和3-8重量%的阳离子杀菌剂。
无机组分和阳离子杀菌剂的组合通常占复合采矿颗粒的至少95重量%,最优选至少97重量%。
本组合物中的复合材料颗粒的厚度优选20-70nm,最优选30-50nm。
所述复合材料颗粒优选是薄片状的,且形状为细长的。通常而言,所述复合材料颗粒的长度至少100nm,更优选150-750nm,最优选200-500nm。
根据特别优选的实施方案,所述复合材料颗粒的长度:厚度的比例为至少3:1,优选至少5:1。
根据本发明的特别优选的实施方案,含有复合材料颗粒的组合物为含有5-90重量%,优选16-60重量%,最优选30-50重量%的复合材料颗粒的口腔护理组合物。
本发明的口腔护理组合物的实例包括牙膏、牙粉、牙皂漱口水。更优选所述口腔护理组合物是牙膏或牙粉。最优选,所述口腔护理组合物是牙膏。
本发明的牙膏通常包含以下的一种或多种:
·5-25重量%的抛光剂,优选选自硅酸、氢氧化铝、氧化铝、白垩、焦磷酸钙、二水合磷酸二钙及其组合的抛光剂;
·0.25-4重量%的阴离子表面活性剂;
·5-60重量%的选自山梨糖醇、甘油、1,2-丙二醇及其组合的多元醇。
更优选,所述牙膏含有浓度如所述的上述三种成分中的至少两种。
根据另一种组合物,该组合物含有至少50重量%,优选至少80重量%的复合材料颗粒。该组合物可适合用作口腔护理品生产中的成分。该组合物优选为可以易于混入口腔护理组合物中的浆液。
本发明的另一方面涉及如前所述的组合物作为洁齿剂或在洁齿剂生产中的用途。
本发明的另一方面涉及制备如本文所定义的复合材料颗粒的方法,所述方法包括以下步骤:
·提供水溶性钙盐和阳离子杀菌剂的水溶液;
·加入磷酸氢二钠,同时保持pH至少为8,优选保持pH值为10-12;
·将所得混合物在至少50℃,优选在60-90℃的温度下保持至少60分钟,优选保持至少180分钟,以使复合材料颗粒沉淀;以及
·回收所述复合材料颗粒。
根据特别优选的实施方案,通过加入氢氧化钠、氢氧化钾或其组合物而将pH维持在至少为8。
借助以下实施例对本发明进行进一步的说明。
实施例
实施例1
基于表1中所示的配方(使用20%NaOH溶液以调节pH),在蒸馏水中制备100mL具有不同浓度和添加剂的反应物溶液。
表1
1使用如在Discuss.Faraday Soc.55–75,(1951)中所描述的改良的Turkevich方法而沉积到HA颗粒上。
将混合物倒入热液瓶中。将瓶子塞住并在90℃下加热3小时。反应之后,将所形成的羟基磷灰石(HA)颗粒进行过滤,用大量水和乙醇进行洗涤,并在真空下干燥。所形成的薄薄片状HA颗粒的平均长度约为250nm,平均厚度约为60nm。
实施例2
通过分析其抗微生物功效而对实施例1的HA颗粒的性能进行评估。
通过在1ml蒸馏水中涡旋50mg HA颗粒而制备浆液。接下来将每种浆料加入尺寸为2cm×2cm的方形HA盘的一侧,并使其在层流下干燥(使用层流以避免被大气细菌污染)。
将变形链球菌(S.mutans)UA159接种在胰蛋白胨酵母提取物(TY介质)肉汤中,在37℃5%CO2的培养器中过夜。在低分子量培养基(LMW,即通过10KDa过滤器过滤的TY培养基)中以1:20的比例将过夜培养物进行稀释并在37℃培养,直至它们达到0.5OD(中对数阶段)。将中对数阶段培养物在含有2%蔗糖的LMW培养基中稀释至1:250。
将2ml上述培养物加入12孔板中,将上述涂敷的HA盘浸入每个孔中,并在37℃5%CO2的培养器中培养过夜。在培养期结束时(21小时),将该盘使用赤藓红进行染色。使用0.1N NaOH对赤藓红进行提取,并进行540nm处的吸光度测量。盘上染料的吸光度越低,则抗微生物活性越高。结果总结于表2中。
表2
另外,使用平板计数法对用不同颗粒进行处理后的细胞活力进行测量。盘上的细胞数越低,则抗微生物的活性越高。结果总结于表3中。
表3
编号 | HA盘的涂敷 | log CFU/ml |
1 | 无涂层(对照物) | 6.9 |
2 | HA颗粒,没有添加剂 | 6.8 |
3 | 含有银纳米颗粒的HA颗粒 | 7.2 |
4 | 含有氯化十六烷基吡啶鎓的HA颗粒 | 1.5 |
Claims (15)
1.一种包含复合材料颗粒的组合物,所述颗粒含有:
(i)具有式Can(X)x(AOy)z的水不溶性的无机组分;
其中:
X选自OH、F和Cl;
A选自C、P、Si及其组合;
n=1-5;
x=0或1;
y=3或4;
z=1-3;和
(ii)阳离子杀菌剂,
其中所述颗粒呈薄片状,厚度为15-80nm。
2.权利要求1所述的组合物,其中所述复合材料颗粒的表面Zeta电位为大于+10mV,优选为+15mV至+40mV。
3.权利要求1或2所述的组合物,其中所述无机组分选自Ca5(PO4)3(OH)、Ca5(PO4)3F、Ca5(PO4)3Cl、CaCO3、Ca2SiO4及其组合。
4.权利要求3所述的组合物,其中所述无机组分为Ca5(PO4)3(OH)。
5.权利要求1-4中任一项所述的组合物,其中所述阳离子杀菌剂是阳离子季铵化合物,优选卤化十六烷基吡啶鎓。
6.权利要求5所述的组合物,其中所述阳离子杀菌剂是阳离子二双胍,优选氯己定。
7.权利要求1-6中任一项所述的组合物,其中所述复合材料颗粒含有90-99.95重量%的所述无机组分和0.05-10重量%的所述阳离子杀菌剂。
8.权利要求1-7中任一项所述的组合物,其中所述复合材料颗粒的长度至少为100nm。
9.权利要求1-8中任一项所述的组合物,所述复合材料颗粒的长度:厚度的比例为至少3:1,优选至少5:1。
10.权利要求1-9中任一项所述的组合物,其中所述组合物为含有5-90重量%的所述复合材料颗粒的口腔护理组合物。
11.权利要求1-10中任一项所述的组合物,其中所述组合物为牙膏。
12.权利要求1-11中任一项所述的组合物,其中所述组合物含有至少30重量%、优选至少80重量%的复合材料颗粒。
13.权利要求1-12中任一项所述的组合物作为洁齿剂或在洁齿剂制造中的用途。
14.制备如权利要求1所述的复合材料颗粒的方法,所述方法包括如下步骤:
·提供水溶性钙盐和阳离子杀菌剂的水溶液;
·加入磷酸氢二钠,同时保持pH至少为8;
·将所得混合物在至少50℃的温度下保持至少60分钟,以使复合材料颗粒沉淀;以及
·回收所述复合材料颗粒。
15.权利要求14所述的方法,其中通过加入氢氧化钠、氢氧化钾或其组合物而将pH维持在至少为8。
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