CN114080209A - 用于牙齿再矿化的组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于牙齿再矿化的组合物及其应用。该组合物包括磷酸钙(CaP)玻璃，和水性硅溶胶。

Description

用于牙齿再矿化的组合物
本发明涉及一种用于牙齿再矿化的组合物及其应用。该组合物包括磷酸钙(CaP)玻璃，和水性硅溶胶。
发明背景
磷酸钙是骨骼中最有价值的材料之一：作为牙齿和骨骼的主要成分，它提供硬度和稳定性。因此，再矿化(矿物质的再储存)在牙齿中增加了其硬度和对龋齿的抵抗力。
现有技术中许多用于牙齿再矿化的组合物是已知的。
例如，WO 2010/041073 A1描述了一种用于口腔的薄膜，其中该薄膜包括如下：水溶性聚合物成膜剂；和生物活性玻璃；其中在该薄膜分解或基本分解之前，该薄膜能够粘附在口腔中的至少一颗牙齿上，最长时间约为60分钟，并且其中该薄膜能够实现牙齿再矿化。例如，该薄膜包括选自甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和羧甲基纤维素的水溶性聚合物成膜剂；以及包括二氧化硅、氧化钠、氧化钙和氧化磷的生物活性玻璃。
EP 1 343 450涉及一种通过再矿化用于牙齿局部治疗的牙科粘合薄膜。该薄膜由粘附在牙齿上且可在水中溶解的或可膨胀的载体材料和被储存在这种材料中的活性物质组成。该薄膜含有细碎的，在水中难以溶解的钙盐作为活性成分，选自磷酸盐、氟化物、氟磷酸盐的组合及其混合物，优选是羟基磷灰石和/或氟磷灰石，其平均粒径在10至300nm之间。此外，载体材料优选含有蛋白质成分，优选以复合材料的形式，该材料由难溶于水的钙盐和蛋白质成分组成。
EP 1 811 942描述了一种牙科组合物，包括：具有酸性功能的烯烃不饱和化合物；没有酸性功能的烯烃不饱和化合物；以及能释放钙和磷的玻璃，其中酸性功能包括磷酸功能。
WO 2019/068596涉及一种牙科清洁组合物，包括孔隙体积小于0.1ml/g的球形无水无定形硅胶颗粒以及可口服的载体。
WO 2019/034348公开了一种口腔护理组合物，其包括生物活性玻璃、微溶于水和/或溶于水的钙源、磷酸盐源和生理上可接受的载体，其中生物活性玻璃与微溶于水和/或溶于水的钙源以1:3至20:1的质量比(a:b)存在；并且其中钙源是氯化钙、硝酸钙、葡萄糖酸钙、甘油磷酸钙或其混合物。
发明概要
本发明的目的是提供一种组合物，通过该组合物充分保护牙齿的牙本质表面，并且显著减少牙本质表面上的不规则和缺陷。
本发明涉及一种用于牙齿再矿化的组合物，包括或由以下成分组成：
a)磷酸钙(CaP)玻璃，和
b)水性硅溶胶。
本发明的组合物优选不含作为玻璃成分的SiO2。
本发明的详细描述
如上所述，根据本发明的用于牙齿再矿化的组合物包括a)磷酸钙(CaP)玻璃，和b)水性硅溶胶。
在一个实施方案中，该组合物仅包括这两种成分。
根据本发明的组合物用于牙齿的矿化。使用工具(如棉签、刷子、气流)将该组合物涂抹在牙周袋(gum pocket)里的牙颈部上。在这个过程中，形成凝胶层(SiO2)，所述凝胶层含有超细的玻璃颗粒(磷酸钙玻璃)。这种凝胶层固化后，首先为牙颈部暴露的牙本质小管提供表面密封。
在接下来的日子里，磷酸钙玻璃在口腔环境中被分解，并且从其离子成分，羟基磷灰石或磷酸钙形成并在开放的牙本质小管中再矿化。这将永久地封闭这些牙本质小管。
由此，避免了牙齿对热/冷或甜/酸的敏感度，并且也停止了牙周病。此外，口腔粘膜中的牙周袋也得到舒缓，并且在最好的情况下，重建被牙周病破坏的牙周袋。
本文所用的硅溶胶优选含有10％到最多90％(质量)的近球形聚硅酸分子的水性胶体悬浮液，优选15-50％(质量)的二氧化硅(以及剩余的水)。根据本发明使用的水性硅溶胶的例子是以
Figure BDA0003455222810000032
为名销售的，由Chemiewerk Bad
Figure BDA0003455222810000033
GmbH生产的产品。该产品在化学上可定义为水性、胶体、弱碱性的二氧化硅分散体。该组合物的成分如下：
Figure BDA0003455222810000031
CaP玻璃优选是经过研磨和筛分的，其粒径<100μm。在一个优选的实施方案中，CaP玻璃的粒径为D50<35，优选<20，或<10μm和/或D90<90，优选<20μm。
粒径优选通过筛分分析(例如筛塔)来确定，其中粒径分布与质量有关。这意味着，例如，在D50＝10μm时，给定样品中50％质量分数的颗粒的粒径<10μm，50％质量分数的颗粒的粒径>10μm。同样，在D90＝20μm时，在给定的样品中，粒径<20μm的颗粒的质量分数为90％，并且粒径>90μm的颗粒的质量分数为10％。
例如，德国标准DIN 66165中描述了筛分分析。该标准由两部分组成；DIN 66165-1规定了基本原则，DIN 66165-2规定了筛分分析的步骤。
根据本发明的组合物进一步还包含优选的完全脱盐的水和/或稀释的盐酸。为了消毒，优选煮沸完全脱盐的水。因此，根据本发明的组合物的优选成分是磷酸钙(CaP)玻璃、水溶性硅溶胶、完全脱盐的水和稀盐酸(用于调节pH值)。例如，稀盐酸可由每100gFD水(完全脱盐的水)1.62g 35％的盐酸制备。组合物优选的pH值约为pH 6.6-6.7。
在另一个实施方案中，根据本发明的组合物进一步包括氯己定二葡糖酸盐(chlorhexidine digluconate)和/或稀盐酸。
氯己定二葡糖酸盐通常用于预防和治疗传染病，例如轻微的伤口和损伤，例如轻微烧伤，以及牙龈炎和其他口腔和喉咙的炎症和感染性疾病。实际活性成分是氯己定，一种来自消毒剂组的防腐活性成分，所述活性成分用于预防和治疗传染病和口腔卫生。氯化双胍衍生物主要对细菌有效。这些影响是基于对细胞膜功能的破坏。
氯己定二葡糖酸盐以药学上的通常剂量(0.1-0.2％w/w)添加到该组合物中。
根据本发明使用的磷酸钙(CaP)玻璃优选是由大约等摩尔量的CaCO3和P2O5制备。根据本发明的磷酸钙玻璃的详细制备实例可以在以下实施例中找到。
在一个优选的实施方案中，根据本发明用于牙齿再矿化的组合物包括以下成分：基于SiO2溶胶、水和CaP玻璃成分的总量，大约26-27％w/w的SiO2溶胶、53-54％w/w的水以及19-21％w/w的CaP玻璃。
或者，根据本发明的用于牙齿再矿化的组合物包括以下成分：基于SiO2溶胶、水和CaP玻璃成分的总量，大约30-35％w/w的SiO2溶胶、60-70％w/w的水以及2-3％w/w的CaP玻璃。
此外，任选加入少量被稀释的盐酸来调整pH值，和/或氯己定二葡糖酸盐。
该组合物的pH值优选约为pH 6.6-6.7。
例如，该组合物在干物质中包括以下质量分数的成分：
-干物质中Ca的质量分数：20.4质量％
-干物质中P的质量分数：31.2质量％
-液体成分
Figure BDA0003455222810000041
中Si的质量分数：4.67质量％
-总混合物中Si的质量分数：4.55质量％
根据本发明的另一个方面，上述的组合物用于牙齿的再矿化。如上所述，使用工具将该组合物涂抹在牙周袋里的牙颈部上。在这个过程中，形成凝胶层(SiO2)，所述凝胶层含有超细的玻璃颗粒(磷酸钙玻璃)。这种凝胶层固化后，首先为牙颈部暴露的牙本质小管提供表面密封。在接下来的日子里，磷酸钙玻璃在口腔环境中被分解，并且从其离子成分，羟基磷灰石或磷酸钙形成并在开放的牙本质小管中再矿化。
附图的简要描述
图1：左)炉子装载；右)炉子编程。
图2：0d、1d、7d和14d后处理过的牙本质表面的SEM图像(放大率2500)。
图3：用根据本发明的组合物处理前(0d)和处理后(14d)的牙本质表面有垂直的牙本质小管。
图4：未被处理(0d)和被处理(14d)的牙本质表面的形貌SEM图像。
图5：14d后用根据本发明的组合物处理过的牙本质表面的牙本质小管的横截面图(顶部图像)。
实施例
1磷酸钙玻璃的制备
1.1玻璃原料混合物的制备
制备一个坩埚装的磷酸钙玻璃需要101.09g CaCO3(1.00mol)和141.94g P2O5(1.00mol)。
称出25.27g CaCO3(0.250mol)，并放入一个玛瑙研钵中。使用陶瓷刮勺，快速称出35.48g P2O5(0.250mol；小心，有强烈的吸湿性！)，并加入到玛瑙研钵的CaCO3中。
紧密地研磨混合物2min。然后静置混合物5min，并再次研磨2min。
将混合物倒入氧化铝坩埚中，并按上述方法制备另一部分25.27g CaCO3和35.48gP2O5，等等。由于玛瑙研钵容量的原因，为确保良好的混合，不能一次研磨较大的量。
1.2熔炉的准备(玻璃熔化)
炉子的装载情况如图1所示。封闭炉子，选择加热速度为0℃-1050℃：300K/h的烧结程序。
见图1：左)炉子装载；右)炉子编程。
1.3玻璃铸造
必须提供一个装有冷自来水的耐热桶(不是FD水，以避免玻璃的浸出！)。
用钳子抓住坩埚(检查稳定的握力)，至桶的正上方(避免飞溅)，并且将玻璃熔融物倒入冷水中。该过程应安全但迅速地进行，以避免坩埚中的玻璃熔融物冷却。
然后将坩埚放回炉内的陶瓷盘中，封闭炉子并让其自行冷却。
凝固的玻璃尽快从水中取出，并在40℃的干燥炉中干燥16h。然后可以进行研磨。
1.4玻璃研磨
凝固的玻璃将被粗略地粉碎，并且然后在两个氧化铝研磨碗上进行分配。加入氧化铝研磨球(3个中球d＝1.5cm，4个小球，d＝1cm)，并且玻璃在行星球磨机中以200rpM的速度研磨4小时。为了确保没有较大的颗粒残留(可能会出现玻璃碎片和较大的颗粒！)，磨碎的玻璃在筛分塔中用筛子(200μm)进行筛分。为了确定平均粒径，取样后用激光粒度仪测量(D50<25μm)。
2混合物成分的制备
2.1化学品
·
Figure BDA0003455222810000061
0830(水性硅溶胶，见"
Figure BDA0003455222810000062
830数据表")
·完全脱盐的水(FD水)，为了消毒被煮沸
·稀盐酸(每100gFD水1.62g 35％盐酸)
·磷酸钙玻璃(经研磨和筛分；粒径＜100μm，见第一部分)
·20％氯己定二葡糖酸盐(任选)
2.2设备
·Sartorius CP324S分析天平
·Brand Transferpette S(体积500-5000μl)
·Brand Transferpette S(体积100-1000μl)
·pH计Portamess 911pH(源自Knick)
·150ml烧杯(用于液体成分的制备)
·1个小的卷边玻璃容器(用于磷酸钙玻璃的称取)
·12个卷边玻璃容器(50mm×20mm，15ml容量)，用于应用单元
·12个适当的盖子
·12根磁性搅拌棒(10×6mm)
·多点搅拌器(源自VarioMag)
烧杯、卷边玻璃容器和磁性搅拌棒在完全脱盐的水(FD水)中被煮沸以消毒。盖子用
Figure BDA0003455222810000072
(基于2-丙醇、1-丙醇和乙醇的清洗剂)进行消毒。
2.3液体成分的制备
称出26.8g
Figure BDA0003455222810000071
和53.2g被煮沸的水。然后加入这两种成分并搅拌约15min。
2.4悬浮液的制备
每个应用单元使用5g液体成分。在分析天平Sartorius CP324S上进行称重。使用Brand Transferpette S(体积500-5000μl)将4710μl液体成分(密度：1.06g/ml)分别移入12个卷边玻璃容器中。然后在分析天平Sartorius CP324S上的小的卷边玻璃容器中称量固体成分(磷酸钙玻璃)各0.125g，并将其转移到装有液体成分的12个卷边玻璃容器中。
悬浮液是由液体和固体成分通过结合形成的。卷边玻璃容器用相应的盖子封闭。然后在多点搅拌器(源自VarioMag)上以700-750rpm的速度搅拌样品约1小时。
2.5 pH值的测量和盐酸的加入
搅拌1h后，用Brand Transferpette S每次加入300μl稀盐酸(体积100-1000μl)。然后再次封闭12个卷边玻璃容器。将样品搅拌过夜。
2.6加入氯己定二葡糖酸盐(20％)
最后，加入氯己定二葡糖酸盐(20％)。称重是在分析天平Sartorius CP324S上进行的。使用Brand Transferpette S(体积100–1000μl)每次将50μl氯己定二葡糖酸盐(20％)转移到12个样品。各个称重被记录。在加入氯己定二葡糖酸盐添加物后，再次封闭样品并再搅拌5分钟。形成絮状沉淀物。在放置较长时间后(约2小时)，样品变成固体。
3体外实验中牙本质小管的封闭情况
3.1样品准备
牙齿样品被横向抛光至牙本质小管。用棉签将再矿化悬浮液涂在被清洁和被干燥的样品上。悬浮液在牙齿(牙本质)上的作用时间为10分钟。之后，在生理盐水(每天更换介质)中进行规定时间(0d、1d、7d、14d)样品的储存。这种设置有助于模拟口腔内的环境。在观察时间内，取样品、干燥并通过扫描电子显微镜(SEM)进行分析。
3.2实验结果
图2中的SEM图像显示了在不同的观察时间点(0d，1d，7d，14d)处理过的牙本质表面。
见图2：0d、1d、7d和14d后被处理的牙本质表面的SEM图像(放大率2500)。
在时间点0d，只有被粗化的釉质存在。然后，涂抹应用实施例中提到的以生物活性玻璃为基础的再矿化膏。1d后，仍然可以看到连续层。7d后，涂层开始分解，并且钙离子和磷酸盐离子开始释放。这些离子再矿化为磷酸钙，并通过超过钙和磷酸盐的溶解产物来封闭涂层下的牙本质小管。
在涂层完全分解后，可以观察到两种效果(图3、4)。
图3显示了用根据本发明的组合物在处理之前(0d)和之后(14d)的牙本质表面有垂直的牙本质小管。图3显示，与未被处理的表面相比，牙本质小管已完全封闭。
图4显示，通过处理，牙本质表面的不规则和缺陷已经明显被减少。图4显示了未被处理(0d)和被处理(14d)的牙本质表面的形貌SEM图像。
当制备与牙本质小管相关的横截面时(图5)，使用基于生物活性玻璃的再矿化膏处理后，牙本质小管的密封性非常明显。

Claims (8)

1.用于牙齿再矿化的组合物，包括：
a)磷酸钙(CaP)玻璃，和
b)水性硅溶胶。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述磷酸钙玻璃被研磨和筛分，并且磷酸钙玻璃的粒径<100μm。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述磷酸钙玻璃的粒径为D50<35μm，和/或，D90<90μm。
4.根据前述一项或多项权利要求所述的组合物，所述组合物进一步包括完全脱盐的水和稀盐酸。
5.根据前述一项或多项权利要求所述的组合物，所述组合物进一步包括氯己定二葡糖酸盐和/或稀盐酸。
6.根据前述一项或多项权利要求所述的组合物，其中所述磷酸钙玻璃是由大约等摩尔量的CaCO3和P2O5制成。
7.根据前述一项或多项权利要求所述的组合物，包括：基于SiO2溶胶、水和磷酸钙玻璃成分的总量，大约30-35％w/w的SiO2溶胶、60-70％w/w的水以及2-3％w/w的磷酸钙玻璃。
8.根据前述一项或多项权利要求所述的组合物用于牙齿再矿化的应用。
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