CN114557897A - 一种含生物活性玻璃的健齿膏及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牙膏技术领域，具体涉及一种含生物活性玻璃的健齿膏，其质量配比包括：生物活性玻璃2‑10份、羟基磷灰石2‑4份、摩擦剂10‑20份、增稠剂1‑2份、保湿剂10‑15份、表面活性剂1‑2份、防腐剂0.05‑0.1份、甜味剂0.1‑0.5份；并提供了健齿膏的制备工艺。本发明解决了现有牙膏功能化不足的问题，利用生物活性玻璃为原材料，以羟基磷灰石为辅助材料，形成稳定且致密的牙体修复结构，提高了修复牙体的封闭性，实现保护护牙釉质、减少牙敏感、坚固牙齿和促进牙齿生长的效果。

Description

一种含生物活性玻璃的健齿膏及其制备工艺

技术领域

本发明涉及牙膏技术领域，具体涉及一种含生物活性玻璃的健齿膏及其制备工艺。

背景技术

随着生活水平的不断提高，食品种类越来越多，口腔健康状态越来越受关注，目前的口腔健康状态不容乐观，龋齿、牙龈出血、牙周炎等问题普遍发生。这些问题主要由致病菌引起，严重影响人体健康和社会交往。牙齿能够承受口腔环境中的一系列物理和化学过程，导致牙釉质脱矿质。针对这一问题，含氟牙膏是目前市面上采用较多的牙膏。含氟牙膏能有效促进釉质的再矿化和抗酸蚀，但其使用安全方面存在争议，与其他营养素一样，氟化物的健康效应与摄取剂量有关，适宜剂量可维持身体的生理需要，但过量摄入会导致中毒，尤其是高氟地区人群或者孕妇，含氟牙膏的使用更应慎重。因此，市场亟需一种安全可靠的，对牙体修复性好的牙膏。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种含生物活性玻璃的健齿膏，解决了现有牙膏功能化不足的问题，利用生物活性玻璃为原材料，以羟基磷灰石为辅助材料，形成稳定且致密的牙体修复结构，提高了修复牙体的封闭性，实现保护护牙釉质、减少牙敏感、坚固牙齿和促进牙齿生长的效果。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种含生物活性玻璃的健齿膏，其质量配比包括：

生物活性玻璃2-10份、羟基磷灰石2-4份、摩擦剂10-20份、增稠剂1-2份、保湿剂10-15份、表面活性剂1-2份、防腐剂0.05-0.1份、甜味剂0.1-0.5份。

所述生物活性玻璃由硅酸乙酯、乙酸钙、碳酸钠和五氧化二磷为主升温制得，进一步的，所述生物活性玻璃的制备方法，包括如下步骤：a1，将乙酸钙加入至乙醇中球磨处理，得到浆料，然后加入硅酸乙酯乙醚液恒温搅拌形成粘稠浆料；所述乙酸钙与乙醇的质量比为4:1-2，球磨处理的温度为30-40℃，球磨压力为0.2-0.3MPa，所述硅酸乙酯乙醚液的浓度为100-300g/L，所述硅酸乙酯与乙酸钙的质量比为1:2-5，恒温搅拌的搅拌速度为1000-2000r/min，温度为50-60℃，这一过程中，乙酸钙在乙醇环境中球磨形成细粉，并且具有不溶性，转化为浆料，当硅酸乙酯乙醚液加入时，硅酸乙酯在乙醚和乙醇中均具有溶解性，且乙醚和乙醇能够形成互溶，带来硅酸乙酯的快速且均匀的分散，与此同时，恒温搅拌的温度高于乙醚的沸点，带来乙醚的快速蒸发，从而形成以乙酸钙为沉淀、硅酸乙酯为溶解质、乙醇为溶剂的混合浆料，且该浆料基于硅酸乙酯自身的特性，具有一定的粘稠性；a2，将粘稠浆料放入反应釜内恒温静置20-40min，然后通入水蒸气静置1-2h，经高频震动得到混合颗粒；所述恒温静置的温度为160-165℃，反应釜氛围为氮气氛围，所述水蒸气通入后的氛围为氮气与水蒸气氛围，且水蒸气的体积占比为10-15％，所述温度为100-120℃；在该步骤中，乙酸钙在160℃左右的环境下转化为碳酸钙和丙酮(此处的丙酮并不计算在后续氛围内)，并且该温度下硅酸乙酯会形成良好的流动性，形成良好的表面液膜，需要注意的是，此处的硅酸乙酯含量小于乙酸钙，因此，在通入水蒸气后，硅酸乙酯会转化为二氧化硅，基于自身液膜的分散性，原位化水解能够保证二氧化硅急剧分散性；a3，将碳酸钠、五氧化二磷混合至混合颗粒内搅拌均匀，得到前驱料；经急速升温熔解、水淬和烘干碎化后得到生物活性玻璃，所述碳酸钠的加入量是乙酸钙质量的90-100％，所述五氧化二磷的加入量是乙酸钙质量的10-20％，所述急速升温的温度为1900℃，所述水淬的水温为5-10℃。该工艺制备的生物活性玻璃基于纳米二氧化硅在碳酸钙表面形成稳定的液膜，转化为颗粒时具有良好的分散性，因此自身的颗粒粒径分布窄，能够在其他材料内均匀结构，且原位水解形成的纳米二氧化硅具有不错的表面活性，有助于生物活性玻璃的结合；此处的碳酸钙通过乙酸钙为原材料，并以硅酸乙酯作为间隔剂，能够形成大比表面的轻质碳酸钙结构，为后续的生物活性玻璃的形成提供大比表面接触，有助于生物活性玻璃的均质。

所述摩擦剂采用氧化硅、氧化钛、碳酸钙中的一种或几种，进一步的，所述摩擦剂采用氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒、二氧化硅与二氧化钛在碳酸钙表面形成稳定的覆盖，从而形成良好的分散性，同时二氧化硅与二氧化钛的自身低粒径和高活性，有助于其与生物活性玻璃结构，达到封堵生物活性玻璃的效果，大大提升了牙体修复过程中的修复体致密性，有效的提升了修复效果。更进一步的，所述氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒的制备方法包括：b1，将硅酸乙酯和钛酸正丁酯加入至乙醇中超声分散形成稳定的混合醇液，所述硅酸乙酯与钛酸正丁酯的摩尔比为3:1，所述硅酸乙酯在乙醇中的浓度为50-100g/L，所述超声分散的温度为10-20℃，超声频率为40-70kHz；b2，将乙酸钙加入至无水乙醚中搅拌均匀，球磨处理并烘干形成乙酸钙细粉，所述乙酸钙与无水乙醚的质量比为10-15:2，球磨处理的温度为5-10℃，压力为0.2-0.3MPa，烘干温度为50-60℃；b3，将乙酸钙细粉加入至混合醇液中超声分散20-40min，过滤烘干得到镀膜颗粒，所述乙酸钙细粉在混合醇液中的浓度为600-900g/L，超声分散的超声频率为60-90kHz，温度为10-20℃，所述烘干温度为90-100℃；b4，将镀膜颗粒放入反应釜内静置1-2h，并升温沉积形成摩擦剂，所述反应釜的氛围为水蒸气和氮气氛围，且水蒸气的体积占比为8-10％，温度为100-120℃，所述升温沉积的温度为170-180℃；所述摩擦剂表面形成二氧化硅-二氧化钛的介孔结构，且碳酸钙基于乙酸钙高温分解形成，属于原位转化，形成自身的比表面积，并在氧化硅-氧化钛上形成气孔，确保丙酮释放；同时，摩擦剂表面的二氧化硅与二氧化钛属于分散系液膜转化而成，自身粒径偏小，能够体现良好的活性，有助于其与生物活性玻璃结合，大大提升修复效果。再进一步的，为进一步保证活性，将摩擦剂放入反应釜内静置20-40min，取出得到水合化摩擦剂，所述反应釜氛围为水蒸气与氮气的混合氛围，且水蒸气体积占比为10-20％。该过程中，纳米二氧化硅和纳米二氧化钛能够空气中的水分子，并逐步在表面形成水合化活性。

所述增稠剂采用黄原胶，黄原胶表面含有大量的情急结构，且黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构，在使用过程中，黄原胶对生物活性玻璃和羟基磷灰石的羟基材料形成保护效果，该保护效果以氢键为主，并在摩擦清洗过程中形成断裂重组，与此同时，黄原胶自身的双螺旋结构提升粘稠度的同时也具有一定的可恢复性，保证自身的活性。。

所述保湿剂采用聚乙二醇。

所述表面活性剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱，所述椰油酰胺丙基甜菜碱属于两性离子表面活性剂，自身具有刺激性小、对酸碱稳定，泡沫多等特点，具有良好的稳定性，同时自身表现出的阳离子性与阴离子性，能够有效的结合具有活性的摩擦剂与生物活性玻璃，保证材料活性的稳定性。同时，自身的生物可降解性与杀菌性，有效的保证了产品的长效性与稳定性。

所述防腐剂采用脱氢醋酸钠，自身具有一定的杀菌性，能够起到广谱杀菌效果，同时脱氢醋酸钠在使用中，与唾液能够形成一定反应，造成酸碱性环境的变化，该变化能够与椰油酰胺丙基甜菜碱的酸碱特性结合，促使阳离子性与银离子型的变化，并为摩擦剂与生物活性玻璃营造高活性环境，大大提升了自身的结合稳定性，有助于牙体修复的进行，提高修复效果。

所述甜味剂采用甘油，所述甘油自身含有三羟基结构，具备良好的羟基活性，能够与羟基磷灰石表面的羟基形成氢键结构，并与唾液接触后形成释放，达到保护羟基活性的效果，大大提升了牙膏的稳定与长效性，同时自身能够作为常用甜味剂。

所述健齿膏的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按照配比称取原材料，进行备料；

步骤2，将增稠剂与保湿剂恒温加入配制罐中搅拌均匀，得到混合液，所述恒温的温度为40-50℃；

步骤3，将生物活性玻璃、羟基磷灰石搅拌均匀形成混合物，然后加入至混合液中充分搅拌，然后加入表面活性剂、防腐剂和甜味剂，搅拌均匀后得到预制浆料；

步骤4，将摩擦剂加入预制浆料内充分搅拌，然后抽真空搅拌2-3h，得到产品。

从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：

1.本发明解决了现有牙膏功能化不足的问题，利用生物活性玻璃为原材料，以羟基磷灰石为辅助材料，形成稳定且致密的牙体修复结构，提高了修复牙体的封闭性，实现保护护牙釉质、减少牙敏感、坚固牙齿和促进牙齿生长的效果。

2.本发明制备的牙膏具有良好的牙体自身修复和口腔抗菌性能较理想的性能。

3.本发明利用氢键与纳米材料的自身特性，增加了生物活性玻璃的表面活性，不仅有效的提升了其在牙齿表面的媳妇效果，同时高活性结构提升了抗菌效果，减少了牙齿菌斑的形成。

具体实施方式

结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。

实施例1

一种含生物活性玻璃的健齿膏，其质量配比包括：

生物活性玻璃2份、羟基磷灰石2份、摩擦剂10份、增稠剂1份、保湿剂10份、表面活性剂1份、防腐剂0.05份、甜味剂0.1份。

所述生物活性玻璃由硅酸乙酯、乙酸钙、碳酸钠和五氧化二磷为主升温制得，所述生物活性玻璃的制备方法，包括如下步骤：a1，将乙酸钙加入至乙醇中球磨处理，得到浆料，然后加入硅酸乙酯乙醚液恒温搅拌形成粘稠浆料；所述乙酸钙与乙醇的质量比为4:1，球磨处理的温度为30℃，球磨压力为0.2MPa，所述硅酸乙酯乙醚液的浓度为100g/L，所述硅酸乙酯与乙酸钙的质量比为1:2，恒温搅拌的搅拌速度为1000r/min，温度为50℃；a2，将粘稠浆料放入反应釜内恒温静置20min，然后通入水蒸气静置1h，经高频震动得到混合颗粒；所述恒温静置的温度为160℃，反应釜氛围为氮气氛围，所述水蒸气通入后的氛围为氮气与水蒸气氛围，且水蒸气的体积占比为10％，所述温度为100℃；a3，将碳酸钠、五氧化二磷混合至混合颗粒内搅拌均匀，得到前驱料；经急速升温熔解、水淬和烘干碎化后得到生物活性玻璃，所述碳酸钠的加入量是乙酸钙质量的90％，所述五氧化二磷的加入量是乙酸钙质量的10％，所述急速升温的温度为1900℃，所述水淬的水温为5℃。

所述摩擦剂采用氧化硅。

所述增稠剂采用黄原胶。

所述保湿剂采用聚乙二醇。

所述表面活性剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。

所述防腐剂采用脱氢醋酸钠。

所述甜味剂采用甘油。

所述健齿膏的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按照配比称取原材料，进行备料；

步骤2，将增稠剂与保湿剂恒温加入配制罐中搅拌均匀，得到混合液，所述恒温的温度为40℃；

步骤3，将生物活性玻璃、羟基磷灰石搅拌均匀形成混合物，然后加入至混合液中充分搅拌，然后加入表面活性剂、防腐剂和甜味剂，搅拌均匀后得到预制浆料；

步骤4，将摩擦剂加入预制浆料内充分搅拌，然后抽真空搅拌2-3h，得到产品。

实施例2

一种含生物活性玻璃的健齿膏，其质量配比包括：

生物活性玻璃10份、羟基磷灰石4份、摩擦剂20份、增稠剂2份、保湿剂15份、表面活性剂2份、防腐剂0.1份、甜味剂0.5份。

所述生物活性玻璃由硅酸乙酯、乙酸钙、碳酸钠和五氧化二磷为主升温制得，所述生物活性玻璃的制备方法，包括如下步骤：a1，将乙酸钙加入至乙醇中球磨处理，得到浆料，然后加入硅酸乙酯乙醚液恒温搅拌形成粘稠浆料；所述乙酸钙与乙醇的质量比为4:2，球磨处理的温度为40℃，球磨压力为0.3MPa，所述硅酸乙酯乙醚液的浓度为300g/L，所述硅酸乙酯与乙酸钙的质量比为1:2-5，恒温搅拌的搅拌速度为2000r/min，温度为60℃；a2，将粘稠浆料放入反应釜内恒温静置40min，然后通入水蒸气静置2h，经高频震动得到混合颗粒；所述恒温静置的温度为165℃，反应釜氛围为氮气氛围，所述水蒸气通入后的氛围为氮气与水蒸气氛围，且水蒸气的体积占比为15％，所述温度为120℃；a3，将碳酸钠、五氧化二磷混合至混合颗粒内搅拌均匀，得到前驱料；经急速升温熔解、水淬和烘干碎化后得到生物活性玻璃，所述碳酸钠的加入量是乙酸钙质量的100％，所述五氧化二磷的加入量是乙酸钙质量的20％，所述急速升温的温度为1900℃，所述水淬的水温为10℃。

所述摩擦剂采用氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒，所述氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒的制备方法包括：b1，将硅酸乙酯和钛酸正丁酯加入至乙醇中超声分散形成稳定的混合醇液，所述硅酸乙酯与钛酸正丁酯的摩尔比为3:1，所述硅酸乙酯在乙醇中的浓度为100g/L，所述超声分散的温度为20℃，超声频率为70kHz；b2，将乙酸钙加入至无水乙醚中搅拌均匀，球磨处理并烘干形成乙酸钙细粉，所述乙酸钙与无水乙醚的质量比为15:2，球磨处理的温度为10℃，压力为0.3MPa，烘干温度为60℃；b3，将乙酸钙细粉加入至混合醇液中超声分散40min，过滤烘干得到镀膜颗粒，所述乙酸钙细粉在混合醇液中的浓度为900g/L，超声分散的超声频率为90kHz，温度为20℃，所述烘干温度为100℃；b4，将镀膜颗粒放入反应釜内静置2h，并升温沉积形成摩擦剂，所述反应釜的氛围为水蒸气和氮气氛围，且水蒸气的体积占比为10％，温度为120℃，所述升温沉积的温度为180℃；为进一步保证活性，将摩擦剂放入反应釜内静置40min，取出得到水合化摩擦剂，所述反应釜氛围为水蒸气与氮气的混合氛围，且水蒸气体积占比为20％。

所述增稠剂采用黄原胶。

所述保湿剂采用聚乙二醇。

所述表面活性剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。

所述防腐剂采用脱氢醋酸钠。

所述甜味剂采用甘油。

所述健齿膏的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按照配比称取原材料，进行备料；

步骤2，将增稠剂与保湿剂恒温加入配制罐中搅拌均匀，得到混合液，所述恒温的温度为50℃；

步骤3，将生物活性玻璃、羟基磷灰石搅拌均匀形成混合物，然后加入至混合液中充分搅拌，然后加入表面活性剂、防腐剂和甜味剂，搅拌均匀后得到预制浆料；

步骤4，将摩擦剂加入预制浆料内充分搅拌，然后抽真空搅拌3h，得到产品。

实施例3

一种含生物活性玻璃的健齿膏，其质量配比包括：

生物活性玻璃8份、羟基磷灰石3份、摩擦剂15份、增稠剂2份、保湿剂13份、表面活性剂2份、防腐剂0.1份、甜味剂0.4份。

所述生物活性玻璃由硅酸乙酯、乙酸钙、碳酸钠和五氧化二磷为主升温制得，所述生物活性玻璃的制备方法，包括如下步骤：a1，将乙酸钙加入至乙醇中球磨处理，得到浆料，然后加入硅酸乙酯乙醚液恒温搅拌形成粘稠浆料；所述乙酸钙与乙醇的质量比为4:1，球磨处理的温度为30℃，球磨压力为0.2MPa，所述硅酸乙酯乙醚液的浓度为100g/L，所述硅酸乙酯与乙酸钙的质量比为1:2-5，恒温搅拌的搅拌速度为1000r/min，温度为50℃；a2，将粘稠浆料放入反应釜内恒温静置20min，然后通入水蒸气静置1h，经高频震动得到混合颗粒；所述恒温静置的温度为160℃，反应釜氛围为氮气氛围，所述水蒸气通入后的氛围为氮气与水蒸气氛围，且水蒸气的体积占比为10％，所述温度为100℃；a3，将碳酸钠、五氧化二磷混合至混合颗粒内搅拌均匀，得到前驱料；经急速升温熔解、水淬和烘干碎化后得到生物活性玻璃，所述碳酸钠的加入量是乙酸钙质量的90％，所述五氧化二磷的加入量是乙酸钙质量的10％，所述急速升温的温度为1900℃，所述水淬的水温为5℃。

所述摩擦剂采用氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒，所述氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒的制备方法包括：b1，将硅酸乙酯和钛酸正丁酯加入至乙醇中超声分散形成稳定的混合醇液，所述硅酸乙酯与钛酸正丁酯的摩尔比为3:1，所述硅酸乙酯在乙醇中的浓度为80g/L，所述超声分散的温度为15℃，超声频率为60kHz；b2，将乙酸钙加入至无水乙醚中搅拌均匀，球磨处理并烘干形成乙酸钙细粉，所述乙酸钙与无水乙醚的质量比为13:2，球磨处理的温度为8℃，压力为0.3MPa，烘干温度为55℃；b3，将乙酸钙细粉加入至混合醇液中超声分散30min，过滤烘干得到镀膜颗粒，所述乙酸钙细粉在混合醇液中的浓度为800g/L，超声分散的超声频率为80kHz，温度为15℃，所述烘干温度为95℃；b4，将镀膜颗粒放入反应釜内静置2h，并升温沉积形成摩擦剂，所述反应釜的氛围为水蒸气和氮气氛围，且水蒸气的体积占比为9％，温度为110℃，所述升温沉积的温度为175℃；为进一步保证活性，将摩擦剂放入反应釜内静置30min，取出得到水合化摩擦剂，所述反应釜氛围为水蒸气与氮气的混合氛围，且水蒸气体积占比为15％。

所述增稠剂采用黄原胶。

所述保湿剂采用聚乙二醇。

所述表面活性剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。

所述防腐剂采用脱氢醋酸钠。

所述甜味剂采用甘油。

所述健齿膏的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按照配比称取原材料，进行备料；

步骤2，将增稠剂与保湿剂恒温加入配制罐中搅拌均匀，得到混合液，所述恒温的温度为45℃；

步骤3，将生物活性玻璃、羟基磷灰石搅拌均匀形成混合物，然后加入至混合液中充分搅拌，然后加入表面活性剂、防腐剂和甜味剂，搅拌均匀后得到预制浆料；

步骤4，将摩擦剂加入预制浆料内充分搅拌，然后抽真空搅拌3h，得到产品。

性能检测

对比例采用某市售修复牙膏。

牙膏耐磨值可根据GB/T35832-2018检测方法进行测试，抗菌测试可参考QB/T2738-2012进行测试，牙膏功效测试采用人员测试，每个测试项目人员为20人，且测试方式为：每天两次刷牙，且刷牙时间不低于3min，一个月后进行测试。以客户的感官作为评价标准，评分标准为十分制。效果越好，分值越高。

经比对，实施例1-3制备的牙膏在耐磨值和抗菌性上优于吸纳有产品，且在使用感官与口腔溃疡、牙龈红肿的改善上均有优于市售产品的表现。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：其质量配比包括：

生物活性玻璃2-10份、羟基磷灰石2-4份、摩擦剂10-20份、增稠剂1-2份、保湿剂10-15份、表面活性剂1-2份、防腐剂0.05-0.1份、甜味剂0.1-0.5份。

2.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述生物活性玻璃由硅酸乙酯、乙酸钙、碳酸钠和五氧化二磷为主升温制得。

3.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述摩擦剂采用氧化硅、氧化钛、碳酸钙中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述摩擦剂采用氧化硅-氧化钛系碳酸钙颗粒。

5.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述增稠剂采用黄原胶。

6.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述保湿剂采用聚乙二醇。

7.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述表面活性剂采用椰油酰胺丙基甜菜碱。

8.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述防腐剂采用脱氢醋酸钠。

9.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述甜味剂采用甘油。

10.根据权利要求1所述的含生物活性玻璃的健齿膏，其特征在于：所述健齿膏的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，按照配比称取原材料，进行备料；

步骤2，将增稠剂与保湿剂恒温加入配制罐中搅拌均匀，得到混合液，所述恒温的温度为40-50℃；

步骤3，将生物活性玻璃、羟基磷灰石搅拌均匀形成混合物，然后加入至混合液中充分搅拌，然后加入表面活性剂、防腐剂和甜味剂，搅拌均匀后得到预制浆料；

步骤4，将摩擦剂加入预制浆料内充分搅拌，然后抽真空搅拌2-3h，得到产品。