CN115634159B - 一种抗菌牙膏 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种抗菌牙膏,其包括带电抗菌牙膏摩擦剂,所述带电抗菌牙膏摩擦剂包括铁电陶瓷,所述铁电陶瓷选自铌酸钾钠K0.5Na0.5NbO3、钛酸钡BaTiO3、铌酸锂LiNbO3、钛酸锶钡BaxSr1‑xTiO3中的至少一种或一种以上的复合物或组合物;其中,0<x<1。本申请的抗菌牙膏中,带电抗菌牙膏摩擦剂能够保持良好的电学稳定性,利用极化效应使得包含其的抗菌牙膏能够发挥持久的抗菌作用,并具有较好的抗菌性能,实现清洁牙齿和抗菌的双重功效。

Description

一种抗菌牙膏
技术领域
本申请涉及牙膏技术领域,特别是涉及一种抗菌牙膏。
背景技术
摩擦剂是牙膏中含量最多的成分,主要起到清洁牙齿的作用。目前牙膏摩擦剂多由碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铝、磷酸氢钙、焦磷酸钙等组成,但这些摩擦剂并不具备抗菌功能,无法实现在刷牙过程中同时起到抑制牙菌斑附着、预防牙周炎或龋病的功效。随着人们生活水平及健康意识的提高,具有良好抗菌功能的牙膏受到大众的欢迎。目前在抗菌性牙膏产品设计方面主要依赖添加抑菌成分实现牙膏的抗菌功能,但是这些方法存在长期生物相容性、安全性、抗菌稳定性差等缺点。
发明内容
本申请的目的在于提供一种抗菌牙膏,以实现清洁牙齿和抗菌的双重功效。具体技术方案如下:
本申请提供了一种抗菌牙膏,其包括带电抗菌牙膏摩擦剂,所述带电抗菌牙膏摩擦剂包括铁电陶瓷,所述铁电陶瓷选自铌酸钾钠K0.5Na0.5NbO3、钛酸钡BaTiO3、铌酸锂LiNbO3、钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3中的至少一种或一种以上的复合物或组合物;其中,0<x<1。
本申请提供的抗菌牙膏,采用包括所述铁电陶瓷的带电抗菌牙膏摩擦剂,由于所述铁电陶瓷的自发极化特性,并能够保持良好的电学稳定性,利用所述铁电陶瓷的剩余极化效应实现抑制牙齿表面的细菌和牙菌斑,使得在刷牙过程中,不仅可以起到清洁牙齿的作用,还能够发挥抗菌作用,实现抑制细菌、抑制牙菌斑、预防或缓解牙周炎症或龋病等功能;且采用包括所述铁电陶瓷的带电抗菌牙膏摩擦剂,能够提高所述抗菌牙膏的长期相容性、安全性以及抗菌稳定性。
当然,实施本申请的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的实施例。
图1为实施例1-5中的铁电陶瓷电镜照片;
图2为实施例1-5铁电陶瓷的X射线衍射图;
图3为实施例1和实施例5的抗菌牙膏在冷热循环的变温条件下的抗菌率结果;
图4为实施例3的抗菌牙膏分别在变温条件和恒温条件下的抗菌率结果;
图5为实施例3、实施例6和对比例1-2牙膏的菌斑清除率结果;
图6为不同用量的BaTiO3纤维分别在变温条件和恒温条件下的抗菌效果图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员基于本申请所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请提供了一种抗菌牙膏,其包括带电抗菌牙膏摩擦剂,所述带电抗菌牙膏摩擦剂包括铁电陶瓷,所述铁电陶瓷选自铌酸钾钠K0.5Na0.5NbO3、钛酸钡BaTiO3、铌酸锂LiNbO3、钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3中的至少一种或一种以上的复合物或组合物;其中,0<x<1。
本申请提供的抗菌牙膏,采用包括所述铁电陶瓷的带电抗菌牙膏摩擦剂,由于所述铁电陶瓷的自发电极化特性,并能够保持良好的电学稳定性,利用所述铁电陶瓷的剩余极化效应实现抑制牙齿表面的细菌和牙菌斑,使得在刷牙过程中,不仅可以起到清洁牙齿的作用,还能够通过所述带电抗菌牙膏摩擦剂持续稳定的带电特性发挥抗菌作用,且抗菌性能持久良好,实现抑制牙齿表面的细菌活性、抑制牙菌斑附着、预防或缓解牙周炎症或龋病等功能。
在本申请的一些实施方式中,所述铁电陶瓷预先经过电晕极化处理;所述电晕极化处理的参数包括:极化电压1-30kV,极化距离1-50mm,极化时间1-60min。
在本申请的一些实施方式中,所述铁电陶瓷包括铁电陶瓷颗粒或铁电陶瓷纤维。
在本申请的一些实施方式中,所述铁电陶瓷颗粒的粒径为1-3μm;所述铁电陶瓷纤维的长径比为1-6,长度为1-6μm,直径为200-400nm。
在本申请中,采用粒径为1-3μm的铁电陶瓷颗粒或长径比为1-6的铁电陶瓷纤维,能够使所述带电抗菌牙膏摩擦剂的结构均匀、电学性能稳定,从而发挥更好的抗菌作用,同时在清洁牙齿时减小对牙齿的磨损程度。本申请中,采用粒径为1-3μm的铁电陶瓷颗粒时,颗粒细小不容易引起异物感,同时能够避免颗粒过小(例如小于1μm)引起絮凝和反粗现象。
在本申请的一些实施方式中,所述带电抗菌牙膏摩擦剂的莫氏硬度为2-4。
在本申请的一些实施方式中,以所述抗菌牙膏的重量为百分比计,所述抗菌牙膏包括10-50wt%的带电抗菌牙膏摩擦剂;优选地,所述抗菌牙膏包括20-40wt%的带电抗菌牙膏摩擦剂。
本申请中,所述带电抗菌牙膏摩擦剂在抗菌牙膏中的重量百分比为10-50wt%时,抗菌牙膏的抗菌性能较好,所述抗菌牙膏的抗菌率在15-99.99%范围内;所述带电抗菌牙膏摩擦剂在抗菌牙膏中的重量百分比为20-40wt%时,抗菌牙膏的抗菌性能更好,所述抗菌牙膏的抗菌率在30-99.99%范围内。
在本申请的一些实施方式中,所述抗菌牙膏还包括常规牙膏摩擦剂,所述常规牙膏摩擦剂选自碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铝、磷酸氢钙、焦磷酸钙中的至少一种;以所述抗菌牙膏的重量为百分比计,所述带电抗菌牙膏摩擦剂和所述常规牙膏摩擦剂的总重量为10-50wt%;所述带电抗菌牙膏摩擦剂与所述常规牙膏摩擦剂的重量比为1:(0-1);优选地,所述带电抗菌牙膏摩擦剂和所述常规牙膏摩擦剂的总重量为20-40wt%。
在本申请的一些实施方式中,所述带电抗菌牙膏摩擦剂在抗菌牙膏中的重量百分比为20-40wt%且不含常规牙膏摩擦剂时,所述抗菌牙膏的抗菌率在40-99.99%范围内。
在本申请的一些实施方式中,所述抗菌牙膏的抗菌率为15-99.99%;优选地,所述抗菌牙膏的抗菌率为30-99.99%;更优选地,所述抗菌牙膏的抗菌率为40-99.99%。
本申请对所述铁电陶瓷颗粒的制备方法没有特别的限定,只要能够实现本申请的目的即可,示例性地,在本申请中,所述铁电陶瓷颗粒的制备方法,包括:
(1)称取铁电陶瓷原料,混匀磨细,得到混合料;
(2)将所述混合料高温煅烧,经固相反应生成所述铁电陶瓷,研磨,得到铁电陶瓷粉体;
(3)将所述铁电陶瓷粉体经电晕极化处理,得到所述铁电陶瓷颗粒;其中,所述电晕极化处理的参数包括:极化电压1-30kV,极化距离1-50mm,极化时间1-60min。
其中,步骤(1)中,所述铁电陶瓷原料可以是相应元素的氧化物、碳酸盐、硝酸盐等,本申请对此没有特别的限定,只要能够实现本申请的目的即可。其中,在称取所述铁电陶瓷原料前,先将所述铁电陶瓷原料进行预处理,除杂去潮;本申请对所述混匀磨细的方式没有特别的限定,只要能够实现本申请的目的即可,例如可采用干磨或湿磨,也可采用搅拌球磨或气流粉碎的方式。
步骤(2)中,在高温下煅烧进行固相反应,能够使制得的铁电陶瓷致密化,再研磨,得到成分均匀、粒度合适的铁电陶瓷粉体。
步骤(3)中,经过电晕极化处理后使得所述铁电陶瓷颗粒表面带有一定的极化电荷,并具有持续稳定的带电性能。
本申请所述铁电陶瓷颗粒的制备方法简单、高效且成本低,可控性强,能用于工业化生产。
本申请对所述铁电陶瓷纤维的制备方法没有特别的限定,只要能够实现本申请的目的即可;示例性地,可采用电纺法制备本申请所述的铁电陶瓷纤维。
本申请的抗菌牙膏,采用本申请的带电抗菌牙膏摩擦剂,而其它的组成部分,可以包括保湿剂、粘结剂、发泡剂、防腐剂、香味剂、甜味剂和水,本申请没有特别的限制,只要能够实现本申请的目的即可。
本申请对所述抗菌牙膏的制备方法没有特别的限定,只要能够实现本申请的目的即可。
以下举出实施例及对比例对本申请的实施方式进行更具体地说明。
测试方法和设备:
粒度测试:通过对电镜下的铁电陶瓷颗粒粒径进行测量统计粒度的分布。
硬度测试:选择所测试带电抗菌牙膏摩擦剂样品的尖锐位置,在具有已知硬度的平面矿物硬度计平面上刻硬度的测试从低到高的顺序进行,观察硬度计平面是否有刻面,轻轻擦拭平面,使测定样品的粉末留在硬度计上,以免判断错误;硬度计平面上有划痕时,样品硬度大于硬度计;依次测试更高的硬度计,直到达到两个硬度水平之间或对应于特定硬度计,确定所测带电抗菌牙膏摩擦剂的莫氏硬度。
清洁性能测试:(1)选取牛牙作为污渍载体,经前期喷砂清洁处理后,按顺序分别在清蛋白溶液、茶与咖啡的混合液和柠檬酸铁溶液中浸泡30min,重复上述过程至污渍牢固地附着在牛牙的表面,备用。取附着污渍的牛牙放到刷牙机的样品槽内,使污渍表面与样品槽的表面在同一水平面上,调整刷头及力臂使其与污渍表面吻合。将牙膏分散液倒入样品槽,加载规定的载重,按预定条件进行模拟刷牙试验。污渍清洁能力通过拍照变化来衡量。(2)将牛牙与口腔牙菌斑菌液在BHI液体培养基(脑心浸液培养基)中共培养12小时,用移液枪吸去培养基,无菌生理盐水小心轻洗1次,洗去悬浮菌,取出牛牙放到刷牙机的样品槽内,使污渍表面与样品槽的表面在同一水平面上,调整刷头及力臂使其与污渍表面吻合。将牙膏分散液倒入样品槽,加载规定的载重,按预定条件进行模拟刷牙试验。在牛牙表面滴加适量染色液室温暗室下孵育15min,用磷酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液)小心冲洗以去除过量染料,使用激光共聚焦显微镜(CLSM)观察拍照,并得到绿色荧光强度,根据(1-牙膏组绿色荧光强度/对照组绿色荧光强度)×100%,与未加牙膏处理的对照组对比得出菌斑清洁率。
抗菌性能测试:取牙膏,通过25个冷热循环(20-45℃变温)或在恒温条件下(37℃),与300μL(104 CFU/mL)变形链球菌的共培养实验,统计菌液的细菌数量;以细菌活性率=(培养前细菌数量-培养后细菌数量)/培养前细菌数量×100%,计算牙膏的细菌活性率;以抗菌率=1-细菌活性率,计算抗菌率。
实施例1
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
取BaTiO3颗粒,经电晕极化处理,得到极化后的BaTiO3颗粒,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数包括:极化电压20kV,极化距离25mm,极化时间30min。
<牙膏的制备>
以牙膏的重量为百分比计,包括:带电抗菌牙膏摩擦剂:BaTiO3颗粒20wt%;保湿剂:山梨醇61wt%;粘结剂:羟甲基纤维素钠1wt%;发泡剂:月桂醇硫酸酯钠2wt%;防腐剂:对羟基苯甲酸酯类3wt%;香味剂:香精1wt%;甜味剂:糖精0.3%;余量为去离子水。
按重量百分比,分别称取上述组分;将保湿剂置于制膏机中;将防腐剂、香味剂、甜味剂溶于水中,经液料罐搅拌,混合均匀,加至制膏机中,搅拌10分钟混合均匀;将牙膏摩擦剂、粘结剂、发泡剂混合均匀,加至制膏机中,搅拌15分钟混合均匀;脱气,得到牙膏。
实施例2
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
取Ba0.8Sr0.2TiO3颗粒,经电晕极化处理,得到极化后的Ba0.8Sr0.2TiO3颗粒,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数包括:极化电压5kV,极化距离3mm,极化时间50min。
<牙膏的制备>
以牙膏的重量为百分比计,包括:带电抗菌牙膏摩擦剂:Ba0.8Sr0.2TiO3颗粒40wt%;保湿剂:山梨醇50wt%;粘结剂:羟甲基纤维素钠1wt%;发泡剂:月桂醇硫酸酯钠0.5wt%;防腐剂:对羟基苯甲酸酯类2wt%;香味剂:香精0.8wt%;甜味剂:糖精0.3%;余量为去离子水。
牙膏的制备步骤与实施例1相同。
实施例3
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
取Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒,经电晕极化处理,得到极化后的Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数包括:极化电压25kV,极化距离35mm,极化时间30min。
<牙膏的制备>
除了将带电抗菌牙膏摩擦剂种类替换为Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒以外,其余与实施例2相同。
实施例4
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
取Ba0.6Sr0.4TiO3颗粒,经电晕极化处理,得到极化后的Ba0.6Sr0.4TiO3颗粒,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数包括:极化电压30kV,极化距离18mm,极化时间5min。
<牙膏的制备>
除了将带电抗菌牙膏摩擦剂种类替换为Ba0.6Sr0.4TiO3颗粒以外,其余与实施例2相同。
实施例5
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
(1)取9mL冰醋酸与1.340g乙酰丙酮混合后,保鲜膜密封下搅拌5分钟;加入1.703g乙酸钡,搅拌1小时,至完全溶解;加入2.266g钛酸四丁酯,搅拌15分钟;加入0.45g聚乙烯吡咯烷酮,搅拌2-3小时,完全溶解,得到电纺液;
(2)取电纺液,进行电纺处理,然后于70℃干燥过夜12h,置于马弗炉中以5℃/min升温速度至500℃,烧结2小时,再升温至750℃,烧结2小时,然后自然冷却,得到BaTiO3纤维;其中,所述电纺处理的参数包括:电压:正电压7.5kV,负电压7.5kV;推注速度:0.035mm/min,注射器型号22g;针头距滚轴距离15cm;滚轴转速800rpm。
取得到的BaTiO3纤维,经电晕极化处理,得到极化后的BaTiO3纤维,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数与实施例1相同。
<牙膏的制备>
除了将带电抗菌牙膏摩擦剂种类替换为BaTiO3纤维以外,其余与实施例1相同。
实施例6
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
取Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒,经电晕极化处理,得到极化后的Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数包括:极化电压25kV,极化距离35mm,极化时间30min。
<牙膏的制备>
以牙膏的重量为百分比计,包括:带电抗菌牙膏摩擦剂:Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒20wt%;常规牙膏摩擦剂:SiO2 20wt%;保湿剂:山梨醇50wt%;粘结剂:羟甲基纤维素钠1wt%;发泡剂:月桂醇硫酸酯钠0.5wt%;防腐剂:对羟基苯甲酸酯类2wt%;香味剂:香精0.8wt%;甜味剂:糖精0.3%;余量为去离子水。
牙膏的制备步骤与实施例1相同。
实施例7
<带电抗菌牙膏摩擦剂的制备>
取Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒,经电晕极化处理,得到极化后的Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒,作为带电抗菌牙膏摩擦剂;电晕极化处理的参数同实施例3。
<牙膏的制备>
以牙膏的重量为百分比计,包括:带电抗菌牙膏摩擦剂:Ba0.7Sr0.3TiO3颗粒10wt%;保湿剂:山梨醇65wt%;粘结剂:羟甲基纤维素钠1wt%;发泡剂:月桂醇硫酸酯钠2wt%;防腐剂:对羟基苯甲酸酯类3wt%;香味剂:香精1wt%;甜味剂:糖精0.3%;余量为去离子水。
牙膏的制备步骤与实施例1相同。
对比例1
<牙膏的制备>
除了将牙膏摩擦剂种类替换为SiO2以外,其余与实施例1相同。
对比例2
<牙膏的制备>
除了将牙膏摩擦剂种类替换为CaCO3以外,其余与实施例1相同。
对实施例1-4中极化后的各带电抗菌牙膏摩擦剂进行硬度测试,测得莫氏硬度均为3。
采用各实施例和对比例制备的牙膏的性能参数见表1。
表1
Figure 411384DEST_PATH_IMAGE001
其中,实施例1-5中的铁电陶瓷电镜照片如图1所示,实施例1-5铁电陶瓷的X射线衍射图如图2所示,说明本申请的铁电陶瓷颗粒晶体为四方相结构,具有铁电性,能够自发极化。
实施例1和实施例5的抗菌牙膏在冷热循环的变温条件下的抗菌率结果如图3所示,实施例3的抗菌牙膏在变温条件(△T)和恒温条件下(T0)的抗菌率结果如图4所示,实施例3、实施例6和对比例1-2牙膏的菌斑清除率结果如图5所示。
根据图3、图4及表1可知,在抗菌性能测试中,不加牙膏的空白组中菌液的细菌数量均较多,采用本申请带电抗菌牙膏摩擦剂的抗菌牙膏,均能够明显提高抗菌率(****P<0.0001,与空白组比),抗菌性能均较好。根据表1中实施例3和实施例6的结果可知,本申请的带电抗菌牙膏摩擦剂也可以与常规牙膏摩擦剂组合使用,所制得的抗菌牙膏仍具有较好的抗菌性能。
根据表1及图5可知,本申请抗菌牙膏的清洁率与对比例1-2牙膏的清洁率结果相当(统计结果P=0.127>0.05,各组间无统计学差别)。
综上可知,本申请的抗菌牙膏具有较好的抗菌和清洁牙齿的双重功效。
本申请中,取用量分别为0mg(空白对照)、5mg、10mg、20mg、30mg、50mg的实施例5中极化后的BaTiO3纤维,分别在恒温条件(T0)和冷热循环的变温条件(△T)下进行铁电陶瓷的抗菌性能测试(100),并依次用PBS缓冲液分别稀释101、102、103、104倍,得到BaTiO3纤维的抗菌效果如图6所示;根据图6可知,BaTiO3纤维在变温条件和恒温条件下的抗菌效果均与其用量呈正相关,随着BaTiO3纤维用量的增加,抗菌效果呈升高的趋势。
综上,本申请提供的抗菌牙膏,其包括带电抗菌牙膏摩擦剂,所述带电抗菌牙膏摩擦剂包括铁电陶瓷,所述铁电陶瓷选自铌酸钾钠K0.5Na0.5NbO3、钛酸钡BaTiO3、铌酸锂LiNbO3、钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3中的至少一种或一种以上的复合物或组合物;其中,0<x<1。本申请的抗菌牙膏中,带电抗菌牙膏摩擦剂能够保持良好的电学稳定性,利用极化效应使得包含其的抗菌牙膏能够发挥持久的抗菌作用,并具有较好的抗菌性能,实现清洁牙齿和抗菌的双重功效。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种抗菌牙膏,其包括带电抗菌牙膏摩擦剂,所述带电抗菌牙膏摩擦剂包括铁电陶瓷,所述铁电陶瓷为钛酸锶钡BaxSr1-xTiO3,其中,0<x<1;
所述铁电陶瓷包括铁电陶瓷颗粒或铁电陶瓷纤维;所述铁电陶瓷颗粒的粒径为1-3μm;所述铁电陶瓷纤维的长径比为1-6,长度为1-6μm,直径为200-400nm;
以所述抗菌牙膏的重量为百分比计,所述带电抗菌牙膏摩擦剂和常规牙膏摩擦剂的总重量为40-50wt%,所述带电抗菌牙膏摩擦剂与所述常规牙膏摩擦剂的重量比为1:(0-1)。
2.根据权利要求1所述的抗菌牙膏,其中,所述铁电陶瓷预先经过电晕极化处理。
3.根据权利要求2所述的抗菌牙膏,其中,所述电晕极化处理的参数包括:极化电压1-30kV,极化距离1-50mm,极化时间1-60min。
4.根据权利要求1所述的抗菌牙膏,其中,所述带电抗菌牙膏摩擦剂的莫氏硬度为2-4。
5.根据权利要求1所述的抗菌牙膏,其中,所述常规牙膏摩擦剂选自碳酸钙、二氧化硅、氢氧化铝、磷酸氢钙、焦磷酸钙中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的抗菌牙膏,其中,所述抗菌牙膏的抗菌率为15-99.99%。
7.根据权利要求6所述的抗菌牙膏,其中,所述抗菌牙膏的抗菌率为30-99.99%。
8.根据权利要求7所述的抗菌牙膏,其中,所述抗菌牙膏的抗菌率为40-99.99%。
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