CN117396183A - 口腔清洁组合物、方法和装置 - Google Patents

口腔清洁组合物、方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117396183A
CN117396183A CN202280026819.8A CN202280026819A CN117396183A CN 117396183 A CN117396183 A CN 117396183A CN 202280026819 A CN202280026819 A CN 202280026819A CN 117396183 A CN117396183 A CN 117396183A
Authority
CN
China
Prior art keywords
composition
oral hygiene
water
biofilm
sodium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280026819.8A
Other languages
English (en)
Inventor
穆罕默德·拉比卜
安东尼奥·佩拉索
安东尼·温斯顿
雅各布·塔巴尼
詹姆斯·L·曼加纳罗
卢卡斯·劳伦斯·弗伦茨
孙瑞延
克里斯托弗·库哈尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis Flax LLC
Original Assignee
Novartis Flax LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US17/225,049 external-priority patent/US12064495B2/en
Application filed by Novartis Flax LLC filed Critical Novartis Flax LLC
Priority claimed from PCT/US2022/023160 external-priority patent/WO2022212913A1/en
Publication of CN117396183A publication Critical patent/CN117396183A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Cosmetics (AREA)

Abstract

一种口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物包含：下列(i)和(ii)的混合物：(i)载体液体；和(ii)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维在所述载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；其中：所述载体液体包含一种或多种保湿剂，基于所述组合物的重量，总的保湿剂的浓度超过5重量％；所述组合物具有弹性模量G’和损耗模量G”，并且所述弹性模量G’大于所述损耗模量G”；并且所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度。

Description

口腔清洁组合物、方法和装置
优先权声明和相关申请的交叉引用
本申请作为国际专利申请于2022年4月1日提交，并在适当的范围内要求于2021年4月7日提交的美国专利申请序列号17/225,049和2021年4月1日提交的美国临时专利申请序列号63/169,585的权益和优先权，美国专利申请序列号17/225,049是2020年10月2日提交的美国专利申请序列号17/062,424的CIP并且要求其优先权，所述美国专利申请序列号17/062,424要求于2019年10月3日提交的美国临时专利申请序列号62/910,049和于2019年10月10日提交的美国临时专利申请序列号62/913,565的优先权。美国临时专利申请序列号17/225,049和17/062,424以及美国专利申请序列号63/169,585、62/910,049和62/913,565的全部内容通过引用并入本文。
以下附加专利申请公开内容通过引用并入本文：临时专利申请美国序列号62/402,394，其于2016年9月30日提交，包括其附录；临时专利申请美国序列号62/563,975，其于2017年9月27日提交，包括其附录；非临时专利申请美国序列号15/718,325，其于2017年9月28日提交，公布号为US20180094214A1，授权号为US10266793；PCT专利申请PCT/US17/53925，其于2017年9月28日提交，公布号为WO2018064284A1；临时专利申请美国序列号62/652,079，其于2018年4月3日提交；临时专利申请美国序列号62/692,082，其于2018年6月29日提交；美国临时专利申请序列号62/822,432，其于2019年3月22日提交；美国临时专利申请序列号USSN 62/828,134，其于2019年4月2日提交；PCT/US2019/025558，其于2019年4月3日提交；专利申请美国序列号16/461,536，其于2019年5月16日提交。
发明领域
本发明的实施方案包括适用于从牙齿上和牙齿之间的表面去除牙菌斑生物膜并提供其他口腔健康益处的组合物和方法。该组合物可称为口腔卫生组合物。
发明背景
在口腔中，细菌合成多糖和蛋白质并产生支架基质结构，它们嵌入其中，从而形成所谓的口腔生物膜、菌斑生物膜或牙菌斑，其在刷牙之间形成在牙齿上。Black,G.V.是现代牙科的研究人员和创始人(1836-1916)，他将牙菌斑描述为一种在牙齿上形成的柔软的、粘蛋白状的、粘性的水不溶性物质。菌斑在大约一周左右的时间内保持柔软和粘性，之后逐渐矿化、硬化(推测为牙垢)并牢固地附着在牙齿表面，通常称为牙垢或牙石。此后，只能使用仪器艰难地将其去除(Pader，M：Oral Hygiene Products and Practice(口腔卫生产品和实践)(Marcel Dekker，Inc.NY)，第4章，牙菌斑，第45-46页)。
尽管人们可能认为菌斑生物膜的连贯性使其容易从牙齿上完全去除，但从牙齿表面物理去除生物膜实际上并不像人们想象的那么容易。大部分困难与接近菌斑有关，菌斑积聚在难以到达的区域，例如裂隙中、牙齿从牙龈中露出的牙龈线处以及相邻牙齿之间的区域(邻间空间)。另一个困难在于克服水不溶性生物膜和牙齿表面之间的表面张力。生物膜中的细菌粘附素与牙齿表面和牙膜上的凝集素的结合导致了去除的额外障碍。(Kolenbrander P&London J：Adherence Today,Here Tomorrow:Oral BacterialAdherence(粘附今天到明天：口腔细菌粘附)，细菌学杂志，1993年；175(11)：3247-3252)。
除了最终转变成牙齿上难看的矿物质沉积物(即，牙垢，也称为牙石)之外，牙齿上菌斑生物膜的存在是不期望的，因为菌斑生物膜中生长的细菌通常具有致病性并导致各种口腔疾病，如龋齿、牙龈炎和牙周炎。越来越多的证据表明，各种人类全身性疾病，如感染性心内膜炎、心血管疾病、动脉硬化、脑血管疾病(即，与大脑有关的疾病，包括阿尔茨海默病和痴呆)、糖尿病以及许多其他疾病，都与口腔菌斑中存在某些细菌相关(Hiromichi Y等 人，The Pathogenic Factors from Oral Streptococci for Systemic Diseases(口腔链球菌对全身性疾病的致病因素)，Int J Mol Sci,2919:20,4571:1-18)。此外，生物膜中的革兰氏阴性细菌产生内毒素，其诱发感染的临床表现，即局部和全身炎症。因此，控制口腔中的菌斑生物膜对于维持良好的口腔健康和令人满意的人类全身系统健康非常重要。
虽然许多洁齿剂声称可以减少牙齿上残留的菌斑生物膜的量，但临床分析已经表明，与不使用洁齿剂的刷牙相比，使用洁齿剂刷牙实际上通常不会增加物理去除的牙菌斑的量。(例如，参见：(1)Valkenburg C等人，使用洁齿剂有助于去除牙菌斑吗？系统回顾(Does Dentifrice Use Help to Remove Plaque？A Systematic Review)，J Clin periodontol 2016；(2)Jayakumar A等人：Indian J Dent Res 2010；21(2)：213-217；(3)Zanata FB等人：使用和不使用洁齿剂的龈上菌斑去除：随机对照临床试验(SupragingivalPlaque Removal with and without Dentifrice:A Randomized Controlled ClinicalTrial)，Braz.Dent J 2012；23(3)：235-240；(4)Paraskevas S等人：洁齿剂对刷牙即时功效的附加作用(Additional Effect of Dentifrices on the Instant Efficacy ofToothbrushing)，牙周病杂志，2006；77(9):1522-1572)。造成这种无效的原因有多种，包括缺乏能够渗透、截留和置换牙齿上、牙齿间和牙龈线处难以进入区域的生物膜的成分。此外，传统牙膏中的成分并不是专门设计来与细菌或生物膜结合以促进其从牙齿表面脱离从而在刷牙完成后用祛痰剂将其从口腔中清除的。
口腔护理研究的一个趋势提升是在漱口水和洁齿剂中添加抗菌剂。研究表明，适当设计的抗菌配方可以减少刷牙之间菌斑生物膜的再生。相比之下，似乎很少有研究让洁齿剂在刷牙期间或使用漱口水时更有效地从牙齿物理取代或去除菌斑生物膜。因此，刷牙前存在的菌斑的40％或50％通常在刷牙后立即残留在牙齿上。单独冲洗，如使用漱口水，效果更差，因为用漱口水冲洗期间施加的力相对较小，并且冲洗并不是设计用于促进物理去除菌斑。
抗微生物剂面临的一个问题是，口腔细菌通常不会以个体浮游细胞的形式生存，而个体浮游细胞极易被清除。相反，这些生物体与许多其他菌株的生物体结合在一起，以构建复杂的多物种生物膜保护群落。在生物膜内，细菌在摄入的人类食物的滋养下迅速合成高分子量多糖和糖蛋白，其在细菌周围形成保护基质。这些结构严重限制了抗菌剂接触到嵌入保护性生物膜基质内的生物体，因此牙齿表面上的大部分微生物在刷牙后仍存活，并且甚至在使用抗菌洁齿剂时，在刷牙后仍能存活。此外，随着时间的推移，生物膜的暴露表面处的细菌对抗微生物剂的抵抗越来越强。作为结果，生物膜中的耐药生物体对抗菌剂的敏感性比浮游细菌低达1000倍。因此，抗菌剂对人类健康的益处往往相当有限。
此外，在个人护理和保健产品中越来越多地使用抗菌物质已成为一个主要的不断发展的问题，因为它有可能促进抗生素和抗菌素耐药菌株的发展和增殖。因此，人们非常担心这可能导致更难以治疗的人类疾病的传播。事实上，出于这个原因，三氯生(一种在个人护理产品中广泛使用的抗菌剂)最近在美国被从牙膏中去除。氟化亚锡是一种已使用多年的氟化剂，也具有显著的抗菌活性，至今仍在许多牙膏中使用。也许，这是因为到目前为止，还没有证据表明氟化亚锡会引起细菌基因型变化，从而导致耐药性的产生。
与使用抗菌剂相反，在刷牙过程中物理去除更多的菌斑生物膜不仅具有减少存在的病原体数量的即刻效果，而且还会减少生物膜再生长，因为将存在较少的菌斑细菌在口腔中重新生长。
一般来说，期望牙膏具有尽可能多的以下属性：有效去除牙齿生物膜，无论是否稀释；避免损坏牙齿；提供氟离子；并且具有令人愉悦的美学特性(味道、口感等)。
因此，高度期望获得促进菌斑生物膜的物理去除的各种剂型的牙膏、口腔冲洗剂或其他口腔护理组合物。还期望显示出能够更有效地减少刷牙之间留在牙齿上的菌斑的净量的产品。
发明概述
本文中公开的口腔护理组合物旨在施用有效量的菌斑驱除组分，以当与动力物理力(例如刷牙)一起施用时促进菌斑生物膜从牙齿上物理移位和去除。该口腔护理组合物可称为口腔卫生组合物。提及卫生表明该组合物有利于保持健康，并且如果可能的话，通过增强清洁度而避免疾病和腐烂。
关于这些实施方案的组合物包含以下中的至少一些：(1)一种用于去除口腔菌斑生物膜的、水不溶性的、可水合或可部分水合的、天然或合成的、原纤化的(fibrillated)、微原纤化或纳米原纤化的、基本上非研磨性的聚合物或网络形成聚合物，其在载体液体中溶胀和增稠，任选地，其与以下附加菌斑去除组分中的一种或多种一起；(2)颗粒状、水不溶性微晶纤维素(MCC)、硅化微晶纤维素(SMCC)或其他有机或无机颗粒；(3)合成的颗粒状交联超吸收性聚合物(SAP)或天然的颗粒状非交联超吸收性聚合物，其在水性介质中溶胀并增稠；(4)水不溶性纳米晶体纤维素聚合物(CNC)，其例如通过天然或合成纤维素的酸化或氧化而衍生；(5)水溶性有机聚合物增稠剂(PT)，其选自以下中的一种或多种：聚丙烯酸的碱金属盐或铵盐、碱金属盐或铵海藻酸盐、黄原胶、瓜尔胶、角叉菜胶、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素；(6)天然或合成的水不溶性粉状纤维素(CP)；并且其中该聚合物在含有至少10％保湿剂的水性介质中形成3D缠结粘弹性结构，并且其从牙齿上移走并去除菌斑生物膜。组合物的成分被混合、分散、悬浮或溶解在载体成分中，这将根据口腔组合物的类型及其所需的特性或剂型而变化。这些实施方案的组分可以被混合、分散、悬浮、乳化或溶解在液体载体中，或者更一般地，在各种形式的载体中的任何一种中。载体液体可包括保湿剂或保湿剂的混合物。
其他实施方案可以包括任意组合的各种性能拓宽成分中的任何一种，其可以满足一些用户的特定口腔护理需求，如本文别处所述。
已经发现，当这些组合物刷过牙齿表面时，它们增加了牙刷对生物膜的去除。相比之下，在类似条件下使用时，传统牙膏通常无法有效改善牙刷对生物膜的去除效果。增加菌斑生物膜的去除导致大大改善口腔健康并减少疾病。通过定期用本发明的组合物刷牙从牙齿上去除菌斑生物膜将减少牙龈炎症、防止龈下袋形成、使牙龈紧密地粘附在牙齿上、减少或消除牙龈出血并对抗导致牙齿脱矿、蛀牙和龋齿引起的牙齿脱落的细菌挑战。重要的是，这些洁齿剂中不需要抗微生物剂，尽管它们也可用于一些组合物中。
通过引用并入的包括于2020年10月2日提交的非临时专利申请美国序列号17/062,424，其公开了各种有用的口腔护理组合物。然而，该公开没有认识到使用显著更大量的保湿剂的益处，例如基于组合物的重量大于约5重量％的保湿剂浓度。关于显著浓度的保湿剂的存在，已经发现原纤占据的构造或形态不同于在以水为主的载体液体中所看到的构造或形态。据观察，在高保湿剂浓度存在下，原纤变得均匀分布，而在主要是水的载体液体中，原纤有聚集在一起的某种趋势。发现保湿剂改变了组合物的结构(与具有主要是水的载体液体的组合物相比)，促进原纤化材料的“蓬松度”并促进原纤分布的均匀性，并有助于缠结。发现保湿剂改变组合物的结构(与具有主要是水的载体液体的组合物相比)，促进原纤化材料的“蓬松性”并促进原纤的分布均匀性，并且有助于缠结。据信，在本发明的实施方案中，原纤在高保湿剂载体液体中的铺展性质有利于原纤与其他原纤的缠结以及将各种颗粒捕获在由原纤形成的缠结网络中。这种缠结和捕获被认为有助于实现更好地去除菌斑生物膜和其他不需要的物质。
本文中还公开了其中组合物中存在超吸收性聚合物的实施方案，并且所制造的组合物中存在的水的量使得超吸收性聚合物保留进一步吸收水(例如唾液)的能力，如果唾液不被SAP颗粒吸收的话，可能会导致刷牙时网络的稀释。
附图简述
通过本文的说明可以进一步理解本发明的实施方案的各方面，但决不限制本发明的实施方案的各方面。
图1A是显示类似于本发明的实施方案的组合物的显微照片，其中微纤维化材料分散在水中，其显示絮凝物的存在和被水占据的空隙的存在。
图1B是显示类似于本发明的实施方案的组合物的显微照片，其中微纤维化材料分散在水-甘油混合物中，其显示出相当均匀的分散。
图1C是显示分散在本发明的实施方案的组合物中的表面交联SAP的颗粒的显微照片。
图1D是显示本发明的实施方案的组合物的显微照片，其中磨料的颗粒被掺入原纤化网络内，并且通常在不存在网络的地方不存在磨料的颗粒。
图1E是显示现有技术商业含磨料牙膏的显微照片，其显示磨料的颗粒大体上分布在整个组合物中。
图1F是显示单独的MCC(PH200)的颗粒的显微照片。
图1G是显示在MFC存在下的MCC(PH200)的颗粒的显微照片。
图1H是显示单独的SMCC(SMCC50)的颗粒的显微照片。
图1I是显示在MFC存在下的SMCC(SMCC50)的颗粒的显微照片。
图2A和2B示出了用于测试管内生物膜去除的管道和流动布置的图。
图2C显示了用于在流变仪中使用圆盘进行生物膜去除测试的锥体和板布置。
图3是在聚四氟乙烯管中进行管测试后剩余的染色生物膜的一系列照片，其说明了性能的等级。
图4A显示羟基磷灰石盘。
图4B示出了用本发明的实施方案清洁之后的羟基磷灰石盘。
图5示出了对于商业牙膏而言，硅树脂管上的清洁结果，以及对于本发明的实施方案而言，硅树脂管上的清洁结果。
图6显示了清洁之前(对照)、用商业牙膏清洁之后以及用本发明实施方案的组合物清洁之后的羟基磷灰石管的内部。
图7显示了作为对照并在用各种组合物清洁之后的HA盘，其中生物膜是通过摇床法制备的。高放大倍数图像用于使用先前描述的过程以及样品的5-7个其他区域来确定生物膜覆盖率。所拍摄图像的位置显示在方框中。
图8显示了作为对照并在用各种组合物清洁之后的HA盘，其中生物膜是通过流动法制备的。高放大倍数图像用于使用先前描述的过程以及样品的5-7个其他区域来确定生物膜覆盖率。所拍摄图像的位置显示在方框中。
图9显示了用在水中的1.5％ MFC与5％和19％研磨二氧化硅(Zeodent113)制成的组合物的线性粘弹性响应。
图10显示了用各种不同液体载体(全浓度)制备的原型牙膏的线性粘弹性响应。
图11显示了用不同液体载体(稀释50％)制备的原型牙膏的线性粘弹性响应。
图12A显示了对本发明的两个实施方案的作为剪切速率的函数的粘度。
图12B显示了对本发明的两个实施方案的作为剪切速率的函数的剪切应力。
图12C显示了对于本发明的两个实施方案的作为振荡剪切应力的函数的G’、G”。
图12D显示了对于本发明的两个实施方案的作为角频率的函数的G’、G”。
图12E显示了对于用水稀释50％的本发明的两个实施方案的作为剪切速率的函数的粘度。
图12F显示了对于用水稀释50％的本发明的两个实施方案的作为振荡剪切应力的函数的G’、G”。
发明详述
一般概念和定义
本文中所用的术语浓度是指组合物中成分的以重量％计的浓度。组合物中的水浓度包括组合物中存在的所有水，无论其是作为水还是作为山梨糖醇70溶液(经常提供山梨糖醇的情况)的一部分或作为微纤化纤维素(其通常以浆液或悬浮液的形式提供，而不是完全干燥)的一部分引入。分数稀释是指将一定量的商业牙膏或预期配方与一定量的水混合。例如，本文中，25％稀释是指最终稀释的牙膏含有25％的原始组合物和75％的额外水。
在本发明的实施方案中，组合物可包含形成缠结网络的多根纤维。当组合物流动或移动或导致其流动或移动时，网络的缠结纤维移动，从而带动网络的其他纤维或者甚至同一纤维的其他部分。类似地，可以携带网络中包含的其他固体。据信，当牙刷在表面上移动时，牙刷施加法向力，该法向力促进纤维和固体与生物膜或其他表面接触物质的接触，以便于从牙齿或其他表面去除这些物质。此外，牙刷的运动在流动过程中会产生剪切应力。在实施方案中，纤维可以是非原纤化的或原纤化的。
在本发明的实施方案中，组合物可包含原纤化的纤维或原纤，其中较小的原纤从较大的纤维分支出来。这种纤维基于天然或合成的微原纤化或原纤化纤维素或其他形式的多糖或其他纤维素或非纤维素聚合物，其形成缠结、互连或接合的三维网络结构。形成网络的连接实体可以是纤维和原纤，并且可以是本文别处提供的网络形成材料。
也可能存在其他固体。另外，可以存在具有本文所述的成分和性质的液体媒介物。
本发明的实施方案的组合物旨在提供粘弹性口腔护理组合物，例如有助于将菌斑移位和去除成分递送至被去除的生物膜的牙膏。本发明的实施方案的组合物即使当如本文所述稀释时也具有屈服应力并且具有弹性模量或储能模量和损耗模量。已经发现，当使这些组合物流过表面时，它们去除生物膜。相反，发现现有技术的口腔护理组合物，例如商业牙膏，在类似条件下使用时是无效的。所述组合物的实施方案预期显著改善口腔卫生并减少牙龈炎、蛀牙和牙齿脱落。据信，传统牙膏中不存在原纤化材料网络去除生物膜的作用机制。
结合本文中所述的工作，已发现候选组合物的流变学和摩擦学测量可用于开发本发明的制剂和组合物。然而，具有相同流变学和摩擦学的组合物不一定具有相同的清洁效果。特别地，本发明的实施方案的组合物比具有相同或非常相似的流变学和摩擦学性质的常规牙膏清洁得更好。换句话说，满足组合物的在稀释之前和之后的流变学和摩擦学的要求可以被认为是必要的，但不足以去除菌斑生物膜，并且需要组合物中的某些成分来制备根据本发明的有效组合物。
一般而言，本发明的实施方案的组合物可包含各种不同类别的成分。下面，给出了有时在现有技术的牙膏中发现的或者可以存在于本发明的实施方案中的成分类别的描述。
原纤化材料
本发明的实施方案包括可形成缠结网络的材料。该网络被认为有效地有助于本文所述的流变特性，并且被认为有助于有效地去除牙菌斑，甚至以稀释的形式，例如在其中发生由唾液所致的显著稀释的刷牙期间。在实施方案中，网络可以包含彼此缠结的纤维。
在实施方案中，微小原纤可以是原纤化的，这意味着它们包括较粗的原纤，从中分支出较细的原纤。在实施方案中，较细的原纤通过缠结可以是缠结网络的一部分。较细的原纤可保持附着于较粗的原纤，例如在一端附着而原纤的另一端未附着。其他配置也是可能的。还可以存在未附着的离散的纤维或原纤。
术语微原纤化纤维素和纳米原纤化纤维素有时可互换使用，并且本文中这两个术语旨在可互换并包含在术语微小原纤的含义中。
在实施方案中，微小原纤可包含多糖。在实施方案中，微小原纤可包含纤维素。纤维素是由植物产生的多糖，并且也由细菌或包括真菌在内的其他生物体产生。在化学上，纤维素包含纤维二糖二聚体的聚合链，每个纤维二糖二聚体包含两个葡萄糖单元。纤维二糖单元通过β-(1-4)键连接，形成含有多达数千个纤维二糖单元的长链聚合物分子。长聚合物链形成纤维素纤维链的三维宏观网络，其具有无定形区和结晶区的混合。无定形是指聚合物组分是高度无序的。相比之下，“结晶纤维素”是指高度规则且有序的纤维素链。关于结晶纤维素，其结晶性不应与例如结晶无机盐中发现的结晶性类型相混淆。结晶盐通过强离子吸引力牢固地结合在一起。结果，离子结晶盐形成坚硬的、高度有序的、基本上固定的离子晶体矩阵。虽然结晶纤维素非常有序，但其结构不是离子的，并且聚合物细胞(即，单个纤维二糖单元)通过具有一定弹性的氢键或共价键结合在一起。虽然结晶纤维素非常有序，但其结构不是离子的，并且聚合物细胞(即，单个纤维二糖单元)通过具有一定弹性的氢键或共价键结合在一起。结果，虽然“结晶”有机聚合物比无定形有机聚合物更“刚性”，但它们仍然比无机结晶盐更柔韧，并且仍然具有一定的流动性。从宏观角度来看，结晶盐表现为坚硬的固体颗粒，而微晶纤维素则更柔软，更像织物。对于微原纤化纤维素去除菌斑生物膜的性能来说，纤维素纤维上的柔性原纤和微原纤在添加到水性介质中时会吸水、溶胀并形成缠结的柔性网络结构，这一点非常重要。除了捕获菌斑并将其从表面去除之外，该结构被认为对组合物的机械性能有重要贡献，其确保了刷牙或冲洗的施加力到达菌斑生物膜并从牙齿的表面和口腔中的其他地方去除菌斑生物膜。
虽然世界上使用的绝大多数纤维素来自植物，但值得一提的是，一些纤维素是从细菌中获得或由细菌分泌的，被称为细菌纤维素。这种纤维素的尺寸通常小于本文所述的其他类型纤维素的尺寸。细菌纤维素可用于本发明的实施方案中。
本文中所述的原纤化纤维素可以由任何各种类型的木材或植物制成。MFC可以是植物来源的，例如由Borregaard(挪威萨普斯堡)、Weidmann Fiber Technology(瑞士拉珀斯维尔乔纳)和许多国家的许多其他制造商制造的MFC。Borregaard材料以挪威云杉(Norwegian Spruce)制成，以商品名为“Exilva”销售。Weidmann材料以瑞士桦木(SwissBirch)制成，以商品名为“Celova”销售。纤维素产品也可由Sappi(美国马萨诸塞州波士顿)获得。Sappi微纤化纤维素由木浆和其他天然来源制成。一般来说，材料不受树木或植物的物种限制。可用于本发明组合物中的原纤化纤维素的尺寸提供于US10,266,793的表1和表2中。来自US10,266,792的表1和表2在下面再现为表1A和表1B。
由Borregaard制造的材料有子分类，包括：
表1A
如通过多次SEM在多个放大倍数下分析的，一些说明性的纤维素微小原纤具有以下特征：
表1B
可能优选的是使用纯机械工艺而不使用化学品来加工木材或其他基于植物的纤维素来源以形成MFC。备选地，用于制造MFC的一些其他可接受的工艺可包括将材料暴露于酶或其他可在加工后洗掉的化学化合物。可以组合使用两种类型的工艺。
特别优选的原纤化多糖组分是微原纤化纤维素(MFC)，其可以通过开纤并分离其纤维和微原纤而由木纤维素纸浆纤维制备。应当注意，术语微原纤化纤维素和纳米原纤化纤维素有时可互换使用。当我们提到微原纤化纤维素或微小原纤时，我们也指包括纳米原纤化纤维素。其他纤维素来源和机械、化学、细菌、生物或酶促过程也可用于制备实施方案的组合物。
除了纤维素聚合物之外的原纤化和微原纤化多糖以及其他非纤维素聚合物(不论其尺寸)也可以用作微原纤化菌斑去除聚合物，条件是它们基本上是水不溶性的。除了MFC的木材/植物来源之外，其他合适的天然多糖包括磨碎的花生壳、玉米芯和磨碎的干草或秸秆，其可含有水不溶性多糖如纤维素、半纤维素和木质素的混合物。另外，可以使用壳聚糖或其衍生物，其是另一种形式的多糖。美国专利号6,602,994(EP 845495和JP 59-84938)涉及通过壳聚糖薄片的均质化制备的不溶性微纤维化聚合物的形成。这种微原纤化多糖将适合于制备组合物的实施方案。在本发明的还有的其他实施方案中，原纤化材料可包含除纤维素之外的还有的其他多糖。其他原纤化材料还可包括由聚乙烯、聚丙烯、聚酯、尼龙、酰胺或任何合成聚合物制成的那些。这些可以单独使用或与其他微小原纤材料组合使用。至少一种木质材料经美国FDA 批准为食品或GRAS(即，公认安全)。
例如，合适的起始材料可包括宽范围的多糖。所得纤维材料在结构和尺寸上与上述原纤化和微原纤化纤维素材料相似，因此在本文所述的菌斑生物膜去除实施方案中是有效的。微原纤化多糖的水不溶性可以通过将成分以1-5％的浓度悬浮在蒸馏水或其他溶剂如二醇等中，并在显微镜下检查悬浮液来确认，如美国专利No.6,602,994中所述，或通过测量所得材料的流变学和摩擦学及其对稀释的响应来确认，如本文别处所述。
本发明的实施方案的又一种可能性是，微小原纤可以是或可以包含细菌或微生物来源的纤维素。这样的纤维素可提供生物相容性原纤化材料，其可单独使用或与其他纤维基材料混合以形成本发明的网络。通常，与从基于植物的起始材料经原纤化的纤维相比，这样的纤维素的纤维通常具有更小的横截面尺寸和其他详细的微观结构特征。
作为又一替代方案，原纤化材料也可以是非纤维素的，例如由合成或人造聚合物制成的材料，例如植绒尼龙或聚酯、聚烯烃、丙烯酸或其他聚合物。原纤化材料可以通过粘胶(Viscose)或莱赛尔(Lyocell)工艺制成，其中纤维是由溶解在特殊溶剂中的纤维素基聚合物或其他合成聚合物材料纺成的。此类纤维例如由工程纤维技术公司(EngineeredFibers Technology)(美国康涅狄格州谢尔顿)生产。
可用于制备本发明组合物的还有的其他可能的微结构网络形成材料包括以下：
i)聚丙烯原纤，参见Rizvi等人的文章。(2014)分散的聚丙烯原纤提高了聚乙烯基体的发泡能力(Dispersed polypropylene fibrils improve the foaming ability of apolyethylene matrix)，聚合物(Polymer)，55(16)，4199-4205。
ii)蛋白质原纤，参见例如Adamcik,J.,&Mezzenga,R.(2012).从聚合物物理学的角度来看蛋白质原纤(Proteins fibrils from a polymer physics perspective)，高分子(Macromolecules)，45(3),1137-1150。在它们的具体实例/蛋白质中，使用重量百分比为5％以上。
iii)淀粉样原纤，参见Volpatti,L.R.,&Knowles,T.P.(2014).用于研究淀粉样原纤的机械特性的聚合物物理学启发方法(Polymer physics inspired approaches forthe study of the mechanical properties of amyloid fibrils).高分子科学杂志B部分：高分子物理(Journal of Polymer Science Part B:Polymer Physics)，52(4)，281-292。
iv)原纤化全纤维素，参见Yang,X.,&Berglund,L.A.(2020).来自木材的结构和环保全纤维素材料：微米级纤维和纳米级原纤(Structural and EcofriendlyHolocellulose Materials from Wood:Microscale Fibers and Nanoscale Fibrils).先进材料(Advanced Materials)，2001118。
v)原纤化嵌段共聚物，参见Hammer,B.A.、Bokel,F.A.，Hayward,R.C.&Emrick,T.(2011).交联共轭聚合物原纤：来自功能性聚噻吩二嵌段共聚物的坚固纳米线(Cross-linked conjugated polymer fibrils:robust nanowires from functionalpolythiophene diblock copolymers)，材料化学(Chemistry of Materials)，23(18),4250-4256。
vi)胶原原纤，参见Van Der Rijt,J.A.，Van Der Werf,K.O.，Bennink,M.L.，Dijkstra,P.J.和Feijen,J.(2006).单个胶原原纤的微机械测试(Micromechanicaltesting of individual collagen fibrils).高分子生物科学(Macromolecularbioscience)，6(9),697-702。
vii)甲基纤维素原纤，参见Morozova,S.(2020).甲基纤维素原纤：简短回顾(Methylcellulose fibrils:a mini review).国际聚合物(Polymer International)，69(2),125-130。
viii)如聚合物化学中已知的，通过与多价离子交联而由藻酸盐制成的纤维。
ix)使用纳米颗粒作为交联剂通过离子键或氢键结合混合聚合物(例如甲基纤维素和羟乙基纤维素)制成的纤维和网络。
x)通过离子键、酸碱键、或氢键、或通过聚合物分子交联制成的纤维和网络。
xi)通过混合聚合物和离子形成团聚体而制成的纤维和网络；离子可包括硼酸盐或聚合物化学中已知的其他离子。
xii)上述用于制造纤维和网络的替代路线的任意组合。
可用于制备本发明组合物的还有的其他可能的微结构网络形成材料包括以下：
i)壳聚糖(浓度在0.1％至10％之间，优选在0.3％至8％之间)和颗粒如MCC或研磨二氧化硅。
ii)壳聚糖(浓度在0.1％至10％之间)。机械性能随pH值而变化。
iii)合成微米级生物相容性柔性纤维，无论是否原纤化，由PEG或PEG-DA通过化学/紫外光激活交联制成。参见Perazzo等人的文章：(2017)微纤维悬浮液的流动诱导凝胶化(Flow-induced gelation of microfiber suspensions)，美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)，114(41)，E8557-E8564。
iv)聚合物水凝胶的双网络。请参阅JP Gong论文中的聚合物的实例。尽管必须修改浓度，因为它们产生坚硬的凝胶，但在这里我们希望使用较小的弹性模量。
v)互穿聚合物网络。参见JP Gong提供的实例。
vi)由胶体二氧化硅纳米颗粒化学连接而成的互穿聚合物网络：例如将羟乙基纤维素(Mv～1,300或720kDa；)和/或甲基纤维素(Mv～90或60kDa；Sigma)在水中(1-20mg/mL)搅拌并温和加热。胶体二氧化硅纳米颗粒处于约1-30重量％[Ludox TM-50；D～15nm]。然后将(150mL)HEC和MC溶液与胶体纳米二氧化硅溶液(300mL)混合。参见Anthony,C.Yu等人的论文：“用于工业应用的仿生可塑水凝胶的可扩展制造(Scalable manufacturing ofbiomimetic moldable hydrogels for industrial applications)”，美国国家科学院院刊(Proceedings of the National Academy of Sciences)，113.50(2016):14255-14260。
vii)纤维素纳米晶体悬浮液和相关pH效应，参见托尼实例(Tony examples)。
viii)基于锂皂石的凝胶和其他粘土体系，参见Au,P.I.,Hassan,S.,Liu,J.,&Leong,Y.K.(2015)，凝胶的行为：流变学、老化、pH效应和分散剂存在下的相态(Behaviour ofgels:rheology,ageing,pH effect and phase state inthe presence of dispersant)，化学工程研究与设计(Chemical Engineering Researchand Design)，101,65-73。
ix)聚电解质团聚体/复合物，即带正电和带负电的聚电解质的混合物。
x)通过硼酸盐或Zr交联的PVA丙烯酸。请参阅Perazzo等人的论文中的实例：胶体和界面科学的进展(Advances in Colloid and Interface Sciences)，2018。
xi)聚电解质加盐/多价盐，例如Y或Al。
xii)表面活性剂加聚电解质复合物。
xiii)表面活性剂蠕虫状胶束，例如CpyCl表面活性剂和NaCl或CTAB表面活性剂和NaCl或NaSal的组合，参见Gaudino等人的实例，Journal of Rheology，2015。
xiv)乳液，即油水混合物，其中一个相以分散到另一个相中的液滴形式存在。通过表面活性剂或其混合物实现稳定，如用于牙膏的表面活性剂列表中提到的那些。
xv)双连续乳液，即油水混合物，其中一个相渗入/渗透/穿过另一个相。通过表面活性剂或其混合物实现稳定，如用于牙膏的表面活性剂列表中提到的那些。
xvi)纳米乳液，即，液滴尺寸小于200nm的乳液。
xvii)微乳液，即，界面张力接近于零的热力学稳定乳液。
xviii)Pickering乳液，即，由胶体颗粒或纤维稳定的乳液。
xix)Bijels，经渗入的不混溶凝胶相，其主要由胶体颗粒稳定。
直链或支链的蠕虫状表面活性剂胶束可以用作根据本发明的网络形成组合物，所述直链或支链的蠕虫状表面活性剂胶束的直径范围为约0.1nm至100nm，长径比大于2，例如由以下制成的那些：a)氯化十六烷基吡啶表面活性剂和电解质/盐如氯化钠(例如，NaCl)的组合；b)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂和NaCl；或c)通过pH变化和/或电解质活化。制作蠕虫状胶束(WLM)结构的实例由下列描述：Dreiss，软物质(Soft Matter)，2007；Chu等人，(2013)，聪明的蠕虫状胶束(Smart wormlike micelles)，化学会评论(ChemicalSociety Reviews)，42(17),7174-7203；Dreiss,C.A.&Feng,Y.(编辑)，(2017)，蠕虫状胶束：体系、表征和应用的进展(Wormlike Micelles:Advances in Systems,Characterisation and Applications)，英国皇家化学学会(Royal Society ofChemistry)；Gaudino等人，流变学杂志(Journal of流变学)，2015年。
虽然有多种有效方法使纤维素原纤化，但优选的方法包括使纤维素浆液纤维源材料多次通过特定的高剪切或冲击产生均化器或微流化器(参见，例如Turbak等人在美国专利4,341,807；美国专利4,374,702；美国专利4,378,381和美国专利4,500,546中的方法)。
在实施方案中，原纤化材料可通过物理手段例如表面活性剂、离子、聚电解质、分子或聚合物的吸附进行表面改性，或者可进行化学改性以将特定官能团引入纤维和原纤的表面。如果需要的话，MFC可以例如通过TEMPO制造工艺的氧化或通过包括酰胺化、胺化、疏水化等的其他化学反应来官能化(表面官能化纤维素纳米结构作为生物相容性抗菌材料的综述(A Review on Surface-Functionalized Cellulosic Nanostructures asBiocompatible Antibacterial Materials)；Tavakolian等人，Nano-Micro Lett.(2020)12:73)。改性过程可以通过物理吸附，或通过化学反应将特定官能团引入纤维和原纤的表面。一些纤维素材料可以是具有胺阳离子基团的材料，这使得它们可能为含有该成分的洁齿剂组合物提供抗微生物活性。纤维素多糖可以被“衍生化”和微纤维化，如同一美国专利(Cash的美国专利号6,602,994)中所描述的。“衍生化”是指在微纤化之前或之后赋予功能性以产生类似于微纤化纤维素的所需形式。也可以使用能够原纤化的非纤维素聚合物，尽管它们不像纤维素那样普遍从天然来源获得。
关于尺寸，MFC的较粗原纤可具有约0.1μm至约25μm之间且优选约0.25μm至约20μm或更大的直径。较细原纤可具有约250纳米至约20微米之间的直径。如US20180078484中所述，在具体实施方案中，平均MFC原纤长度可以为100nm至50μm，优选500nm至25μm，更优选1μm至10μm，最优选3μm至10μm。在具体实施方案中，平均MFC原纤直径可以为1nm至500nm，优选5nm至100nm，更优选10nm至50nm，最优选10nm至30nm。对于该实施方案的洁齿剂，平均粒度(其可以通过激光衍射测定)应当在约10μm至约150μm之间，更优选在约20μm至100μm之间。这些尺寸可以根据需要通过改变生产工艺参数来修改，所述参数例如纤维素浆液纤维通过精磨机和微流化器/研磨机/研磨装置或类似设备的次数。所得原纤的尺寸可根据原纤化程度进行定制，原纤化程度由用于将源纤维原纤化的机械能的量决定，例如通过微流化机的次数，如制造微米和纳米原纤化纤维素的领域中已知的。
期望的MFC可具有高度原纤化，其是通过微流化器的次数、所使用的间隙尺寸和流化压力的函数。可推荐约5次或多于5次的通过数，更优选5至15次。原纤化的程度可以通过以下方式评估：a)由源纤维制成的原纤的数量和尺寸；b)在稀释状态下通过激光衍射测定的流体动力学尺寸；c)所得结构在水或乙二醇中的粘度和流变性；d)通过在例如3,000至10,000g下离心测定的持水容量；e)通过BET(博纳-埃默特-特勒法(Brunauer-Emmett-Teller))方法测量的以m2/g表示的比表面积。通过激光衍射确定的平均流体动力学尺寸可以为5μm至100μm，其取决于过滤程度，并且优选为20至70μm。通过激光衍射确定的尺寸分布可能包括高达100μm或200μm或者甚至接近1mm的颗粒。应当注意的是，流体动力学尺寸可以是通过许多原纤化实体的聚集形成的絮凝物的尺寸。根据BET方法测量的比表面积可以为50m2/g至300m 2/g或者甚至500m2/g。当使用V73转子以Brookfield粘度计在10rpm下5分钟后测量时，在水中2重量％浓度的MFC的粘度可为10,000至50,000mPa-s。
可以注意到，例如原纤化纤维素的材料具有能够在原纤之间保持或保留水的性质。用于洁齿剂的期望的MFC或多糖具有高度原纤化和持水容量，例如约20g/g至约300g/g(每克干MFC所对应的蒸馏水的克数)，优选约50g/g至约150g/g(可从Borregaard获得)。US20180078484中描述了持水容量的测量。在商业上，微原纤化纤维素通常以稳定浆液的形式运输，该浆液在水中含有约9％至约11％的微原纤化纤维素；一些其他供应商可以提供浓度高达30％至35％浓度的MFC浓度浆液。这是因为，如果从MFC除去水直至产品完全干燥，则干燥会降低MFC在水中重新分散的能力。与此相关的是，如果MFC已完全干燥然后再分散在水中，则与MFC干燥之前存在的性能相比，该MFC在液体中的粘度和其他流变参数要低或差得多。我们注意到，保湿剂的使用防止了纤维素纤维和原纤在干燥时发生不可逆的聚集或角质化，这可用于允许产生含水量很少或不含水的微原纤化纤维素，而不会导致纤维或原纤的破裂或损坏。这可以用于制备用于口腔使用的组合物，例如用于口香糖或其他应用。美国专利4,481,077描述了原纤化材料的干燥和再分散。
MFC的比表面积可以通过BET(博纳-埃默特-特勒法(Brunauer-Emmett-Teller))方法来表征。MFC的比表面积可选择为在约10m2/g至约500m2/g，优选约50m2/g至约350m2/g的范围内。一般来说，具有较大比表面积的MFC将提供更高的水溶液粘度、更高的G’、更高的屈服应力、更大的吸收、增加的生物膜结合，从而更好地去除菌斑和污垢。此外，较大的比表面积表明MFC将更能抵抗由于水性稀释(例如由于刷牙期间进入的唾液)而导致的粘度损失。因此，溶液粘度随着比表面积的增加而增加的一个缺点可能是无法配制含有非常高浓度的MFC的组合物，这将导致组合物极稠(粘稠)并且难以分配。
已知的是，MFC等材料在受到高剪切或扭矩时会经历称为活化的过程，这可以通过均化器获得。活化导致微小原纤缠结以形成存在于本发明的实施方案的组合物中的本发明缠结网络。对于小批量，我们使用Ultra Turrax T25均化器(可从北卡罗来纳州威尔明顿的IKA Works,Inc.购买)。对于该均化器，我们使用以下分散头型号：S25N–18G；S25N–25F；和S25KV-25F。均质化的典型转速和持续时间为10,000至20,000rpm和10至30分钟，或者直到获得平衡流变特性。对于较大批量，我们使用Ross均化器(Charles Ross&Son Company，Hauppauge，NY)或其他同等设备。
如本文其他地方所讨论的，微小原纤彼此之间存在相当大程度的缠结可能是有利的，这在应用于表面时可以产生更好的清洁相互作用。据信，本发明组合物活化期间的机械剪切或均质化促进并增加原纤的缠结。因此，为了描述本发明的实施方案的组合物，不仅可以描述原纤的化学组成和尺寸或尺寸分布，还可以描述由于制造工艺而导致的缠结的程度。在本发明的实施方案的所述组合物的制造过程中，本发明组合物的缠结网络可以通过在水、水-保湿剂混合物或更一般地液体的存在下在剪切下将MFC和可能的其他成分均质化来形成，从而形成物理缠结。
这种活化工艺可以是与用于使材料原纤化的工艺不同且分开的工艺。活化工艺可以在原纤化工艺之后执行。其间可进行其他制造、混合或加工步骤。
据信，由于其相互缠结的微观结构，MFC在水中稀释时不会脱落纤维、原纤或颗粒，而在刷牙、冲洗或清洁过程中可能会发生这种情况。当组合物随后在口中使用时，这种物理缠结难以通过稀释而解开。与用聚合物增稠剂(主要是大分子和颗粒)制成的商业牙膏的行为相比，抗稀释拆散是本发明的实施方案的组合物的特性。当这种商业牙膏被水或唾液甚至轻微稀释时，它们很容易分拆并分解成浆液。
其他纤维材料
在本发明的实施方案中，原纤也可以是非原纤化的简单纤维。在这种情况下，纤维可以足够长，如由长径比所描述的，并且被适当地加工以形成缠结网络。
非纤维固体材料
在本发明的实施方案中，组合物可包含非纤维固体或非原纤化固体。此类成分可以是颗粒或微粒，可以改变流变学、摩擦学和微观结构，并且可以影响组合物的物理、机械或化学性质，使得其可以从牙齿和口腔去除生物膜、污渍、残留物或其他物质。此类成分还可以产生诸如增白或降低敏感度或如本文别处所述的其他期望属性的效果。可属于非原纤化固体材料的类别的材料包括微晶纤维素和磨料以及其他类型的固体。一般来说，它们可以以任何组合和任何浓度使用。
与被清洁表面的摩擦相互作用可以由原纤化材料的纤维和原纤中的任一种或两种以及组合物中可能存在的其他固体产生。如果这些其他固体类似于纤维，则与本文别处描述的原纤化材料相比，此类纤维可以是无支化的，或者它们可以比原纤化材料更少支化。据信这些固体可有助于组合物去除菌斑和污渍。此类固体已被证明可以与聚合物纤维的网络协同作用，在刷牙过程中取代菌斑生物膜。这些颗粒固体可以是一种或多种天然或合成的、无刮痕的、水不溶性的颗粒、纤维或原纤，其可以例如是多糖。
微晶纤维素
附加固体的有用类型是非原纤化、颗粒状、水不溶性微晶纤维素(MCC)。从化学角度来说，MCC基本上与MFC或纤维素类似，因为它由二聚纤维二糖的聚合物链组成。MCC和MFC之间的主要化学差异是MCC中结晶形式纤维素的含量明显较高。此外，从物理角度来看，与MFC相比，MCC中的纤维素链或大原纤没有原纤化。结果，尽管MCC颗粒不具有高硬度，但它们比纤维素的原纤化形式更刚性或更坚硬(关于弯曲)，并且适合于增强流变性和施加轻微的摩擦力来从牙齿表面擦拭或擦抹菌斑生物膜。MFC的长而高柔性的原纤可适合进入难以到达的区域并捕获菌斑生物膜并将其移走。
微晶纤维素(MCC)类别中包括硅化微晶纤维素(SMCC)，其包含含有用胶体二氧化硅(二氧化硅)涂覆或混合的微晶纤维素的颗粒。SMCC执行与MCC相同的功能，即提供轻微的摩擦力以从牙齿表面去除生物膜。然而，MCC具有形成颗粒簇或附聚物的倾向，其在组合物的制备过程中并不总是容易分解以形成光滑的组合物。SMCC提供了一种有用的替代品，其更容易分散在浆液配方中。MCC最流行的形式是它是由FMC Corporation(宾夕法尼亚州费城)发明的，并且现在是Dow(密歇根州米德兰)的产品。各种等级的MCC和SMCC也可在美国从JRS Pharma LP(纽约州帕特森)购买，并以商品名MCC和MCC和SMCC生产。Vivapur MCC可以以约介于15μ至250μ的平均粒度获得。对于该实施方案的洁牙剂，优选的粒度在约15μ至125μ之间，也可以为200um。可获得的SMCC具有50μ至125μ之间的各种平均粒度。这些实施方案的SMCC的平均粒度可选择为约30μ至约125μ，优选50μ至100μ，更优选60至80μ。
颗粒例如MCC可以具有细长的或不规则的形状。此类颗粒可具有大于25微米或大于50微米(平均)的至少一维。尺寸可达200微米或更大。此类颗粒可具有大于2或大于3的长径比(最大尺寸与最小尺寸之比)。在本发明的实施方案中，颗粒例如MCC或SMCC的浓度(w/w)可以至少与微小原纤的浓度(w/w)一样大，或者可以是微小原纤的浓度(w/w)的至少一半。在本发明的实施方案中，MCC颗粒的浓度(w/w)可以是0.2％(w/w)以上，或者0.5％以上，或者0.6％以上。在一些实施方案中，MCC颗粒的浓度(w/w)为1.2％(w/w)以下。在一些情况下，浓度高达5％或10％的颗粒例如MCC可以进一步改变组合物的储能模量或刚度。
已知在一些常规商业牙膏中包含MCC，但据信，在那些常规商业牙膏中，MCC呈非常小的颗粒形式，例如小于25微米或小于50微米，或者甚至可以呈所谓的胶体MCC的形式，例如3或4微米甚至更小，并且其以小的浓度存在。据信，在基于聚合物增稠剂如羧甲基纤维素(CMC)的商业牙膏中，所使用的MCC类型不太可能提供擦拭或生物膜去除效果，因为颗粒尺寸小且浓度低。
也可以使用其他有机或无机颗粒。可以使用这些其他颗粒，包括有机颗粒和无机颗粒，而不管它们的形状和尺寸。可以使用的另外的水不溶性纤维素材料是磨碎的花生壳，其主要由纤维素和半纤维素多糖以及一些木质素(参考：Kerr JI，Windham WR，WoodwardJH和Benner R：热化学处理的花生壳的化学组成和体外消化率(Chemical Compositionand In-vitro Digestibility of Thermochemically Treated Peanut Hulls)，J.Sci.Food Agric.1986；37：632-636)组成，也可用于增强菌斑生物膜的去除。也可以使用包含纤维素、半纤维素和木质素的混合物的粉碎的玉米芯(参考：Pointner M，Kuttner P，Oblik T等人：作为生物燃料发酵底物的玉米芯的组合物(Composition of corncobs as asubstrate for fermentations of biofuels),Agronomy Research 2014；12(2):391-396)。苎麻是提供有用颗粒纤维的天然材料的另一个例子，其可以从苎麻植物茎的内皮韧皮部提取并脱胶。有用的纤维材料还可以从黄麻、爪哇树、亚麻和蕉麻纤维、车前草和其他来源获得。
在本发明的一个实施方案中，这些固体可以缠结在由微小原纤形成的网络中，因此固体颗粒可能不会以松散的自由移动的单个颗粒的形式存在，而这正是在常规商业牙膏的情况下发生的情况，其中一旦在口腔中被唾液稀释，颗粒就会迅速以浆液形式变得松散。作为网络的一部分的实施方案组合物的各种类型的颗粒被认为有助于通过与菌斑生物膜或污渍相互作用来去除菌斑和污渍，例如通过刮擦或通过在表面处产生局部力，这进一步改善了菌斑和污渍的去除，如本文中别处所述。
如果将磨料颗粒的浓度与各种其他种类的颗粒的浓度一起考虑，则各种种类的颗粒的总浓度可以高达组合物重量的30％以上。
纤维素的其他形式
该组合物的实施方案中的另一种任选的菌斑去除成分是水不溶性纳米晶体纤维素聚合物或纤维素纳米晶体(CNC)，其可以通过纤维素的机械、化学和酶处理的组合而得到(Johnsy G：纤维素纳米晶体：合成、功能特性和应用(Cellulose Nanocrystals:Synthesis,Functional Properties,and Applications)。纳米技术、科学与应用(Nanotechnology,Science and Application)，2015；8：47-54)。机械过程将纤维素转化为微原纤化纤维素，例如通过微流化、超声波处理或均质化方法。如前所述，微原纤化和微晶纤维素由纤维二糖单元的长链组成。纤维二糖是由两个葡萄糖单元组成的二聚体。在天然纤维素中，这些二糖形成长聚合物纤维二糖链。纤维素的微原纤化形式和其他形式可以很容易地通过酸水解改性成CNC，以去除无定形区域并将其转化为结晶纤维素，从而增加结晶纤维素含量。这通常缩短微原纤，因此所得纤维素通常被称为纳米晶体纤维素。CNC的特征是坚硬的棒状颗粒，主要具有结晶纤维素结构。较短的相对较硬的棒状纤维的表观刚度可能是由于它们的长度较短。在水性体系中，CNC的水性浆液通常比MFC具有更低的粘度和更低的屈服应力。由于CNC的刚度和刚性，CNC可能会为去除牙齿表面的菌斑生物膜提供更大的摩擦力；由于其较小的颗粒尺寸，CNC很容易在邻间空间中流动并产生生物膜去除。尽管如此，CNC颗粒仍然非常柔软，不会磨损表面。
CNC的尺寸可能会有所不同，其取决于CNC的来源和制造方法。由酸水解木纤维制成的CNC可具有约100至300nm之间的原纤长度。这些原纤的宽度可以为约3至5nm。酸水解、细菌来源的CNC的原纤长度在100nm到1000nm之间，宽度在10nm到50nm之间。
组合物中的另一种任选的菌斑去除成分是粉状纤维素(NPC)(例如可从JRSPharma,Patterson,NY获得)。粉状纤维素是另一种可以提供非常轻微的摩擦力的成分，其可以增强从表面去除菌斑生物膜。这些粉状纤维素颗粒的粒度及其无定形含量使粉状纤维素能够进入狭小空间并从狭小空间去除生物膜。由于粉状纤维素在水性介质中不会大幅溶胀，并且由于其成本相对较低，因此可以在制剂中包含比其他聚合物菌斑去除成分更高浓度的粉状纤维素，以帮助去除更多菌斑。这使得每次刷牙行程能够擦拭相对较大的牙齿表面区域。粉状纤维素对洁齿剂粘度的影响也不像其他聚合物成分那样大，因此可以以更高的浓度使用。许多来源的粉状纤维素都有不同的粒度。所用粉状纤维素的平均粒度可以选择为约15μm至约150μm，优选约35μm至约100μm，更优选约50μm至约75μm。优选的牙膏实施方案可包含约0.2％至约25％的粉状纤维素，其可有助于组合物的流变性质。为了使成分能够进入邻间空间，成分的尺寸很重要。
纤维、原纤、网络形成材料以及与商业洁齿剂的比较
实施方案组合物包含形成3D网络结构的水不溶性离散纤维和原纤。所述纤维和原纤比用于制造商业洁齿剂的水溶性高分子聚合物增稠剂的尺寸大得多(在直径和长度方面)。本发明组合物的纤维和原纤源的实例包括微原纤化纤维素和如本文别处所述的其他网络形成材料。
实施方案纤维和原纤具有大于5nm的直径，其可以是在原纤化的微原纤化或纳米原纤化纤维素中发现的最小初级纤维素纳米原纤的直径。在实施方案组合物中，纤维和原纤可以远大于5nm。实施方案的离散纤维和原纤形成絮状物、束或域的缠结且延伸的3D网络。当在低浓度下通过激光衍射测量时，这些纠缠域的尺寸可以从10微米到超过1000微米。随着纤维和原纤的浓度增加，特别是在活化或适当混合时，这些形成的缠结域可以变得互连或烧结，并且可以形成甚至更大的延伸结构。它们通常会变成粘弹性的，并且难以通过稀释或受到剪切力而分解。纤维和原纤可以支化或不支化以形成本发明的组合物。
实施方案组合物的3D网络可以延迟或延缓唾液诱导的稀释，并且可以在如本文所述的刷牙或清洁期间阻碍在水或唾液存在的情况下的微结构网络的破坏。相反，商业洁齿剂通过短的水溶性聚合物分子(长度4-20nm)结合在一起，当在刷牙过程中被水或唾液稀释时，它们容易失去其网络结构并形成低粘度浆液，如本领域已知的。该浆液通常可以包括悬浮在低粘度水溶液中的磨料颗粒，其可以表现为牛顿流体。
磨料
一般来说，洁齿剂中添加磨料是为了防止牙齿上堆积难看的污渍。牙齿每天都会吸收来自食物和饮料中的有色有机物质的污渍。这些污渍被困在蛋白质表膜内，其在口腔中不断形成并沉积在牙齿上。洁齿剂含有温和的磨料，其被选择用于去除每天沉积的一层薄薄的表膜和大部分污渍。一些表膜被故意留在牙齿表面上，以防止磨损下面的牙齿。随着时间的推移，表膜层逐渐变厚，牙齿受污的程度也随之增加，直到表膜层厚度约为10μm。每半年定期去牙科诊所，牙科保健员会清除牙齿上堆积的牙垢，并用磨料预防性浆液抛光牙齿，以去除自上次就诊以来形成的受污表膜。从而恢复牙齿洁白。
牙齿由两种矿物质组成。牙冠包含坚硬的暴露无机矿物质(称为釉质)和较软的内部有机根部(称为牙本质)，牙本质被包裹在釉质中。较硬的釉质层终止于牙龈线下方，釉质交界下方的牙根材料由较软的牙本质组成。牙龈随着年龄的增长而退缩，从大约30岁开始暴露出较软的牙本质有机/矿物质。结果，牙龈线下方的牙本质牙齿有机物/矿物质暴露出来，并且由于其硬度较低，在刷牙过程中特别容易受到磨损。选择用于洁齿剂的磨料可被选择为具有足够的研磨性以除去受污的表膜，但研磨性不至于损坏牙釉质或牙本质。影响牙膏的研磨性的因素有几个，包括研磨材料的硬度、研磨颗粒的形状、研磨颗粒的形状以及洁齿剂中磨料的浓度。有用的总结可以在Pader M：Oral Hygiene Products and Practice(口腔卫生产品和实践),(1988)231-266中找到。
与釉质相比，较软的牙本质更容易受到洁齿剂可能的磨损作用的不利影响。测定洁齿剂磨蚀性的标准方法是使用相对牙本质磨损(RDA)程序，该程序基于Grabenstetter等人的放射性牙本质磨损方法(Grabenstetter RJ等人，牙膏磨料对人类牙齿磨损的测量：利用放射性牙齿的测试(The measurement of the abrasion of human teeth bydentifrice abrasives:a test utilizing radioactive teeth)，J Dent Res 1957；37：1060-1068。该标准方法将所评估的洁齿剂的磨损度与标准ADA浆液(RDA＝100)的磨损度进行了比较)。为了实现这一目标，在标准刷牙机中使用固定的标准条件(例如牙膏量和稀释度、刷牙周期数等)用牙膏的水浆刷洗受辐射的牙本质样品。然后测量指定次数的刷牙周期后洁齿剂浆液中发现的放射性物质的量，并与使用标准ADA牙膏浆液(其RDA被认为是100)获得的结果进行比较。有时使用牙釉质进行类似的测试，即REA程序(Bruce R Schemhorn等人，各种商业洁齿剂的研磨、抛光和去污特性(Abrasion,polishing,and stain removalcharacteristics of various commercial dentifrices)，J Clin Dent 2011；22(1)11-18)。
ADA(美国牙科协会)普遍建议牙膏的磨蚀度不应超过防止牙齿上污渍过多积聚所需的程度。当然，不同的个体产生的污渍量差异很大。因此，最佳的牙膏磨蚀度因人而异，取决于许多因素，例如遗传、饮食、个人是否是吸烟者或经常喝浓茶等。因此，应由消费者选择他们认为最合适的牙膏。虽然没有关于磨蚀度的严格规则，但以下提供了一些有关牙膏磨蚀度范围的指南。
RDA低于约50的牙膏通常被认为具有非常低的磨蚀度。这种洁齿剂特别适合牙齿不易受污的用户。RDA磨蚀度在约50至约150之间的范围内的牙膏通常被认为具有中等磨蚀度。对于大多数人来说，这种牙膏在防止污渍和对牙齿的潜在损害方面是令人满意的。RDA磨蚀度高于约150的牙膏通常被认为表现出高磨蚀度，并且仅适用于牙齿受污倾向较高的用户，例如吸烟者或重度饮茶者。FDA建议RDA的最大上限为200，而ADA指定的上限为250。因此，RDA高于250的牙膏通常被认为具有过度的磨蚀度，并且可能对牙齿造成损害。本发明的实施方案的洁牙剂组合物应优选具有30至200之间、更优选50至150之间的RDA。
根据洁齿剂配方的类型和所需特性，洁齿剂可含有约5％至约98％浓度的研磨成分。例如，粉状洁齿剂的磨料含量可以为约50％至约98％(w/w)。牙膏可具有约10％至65％之间的磨料含量，并且牙凝胶的磨料含量可在约5％至约35％的范围内。对于牙液(其粘度介于牙膏和漱口水之间)，磨料的浓度可以为5％至约30％w/w。
用于牙科诊所专业清洁的洁齿剂通常比家用洁齿剂具有更高的可接受的磨蚀度。这是因为牙科诊所使用的洁齿剂是为不经常使用而设计的，用于去除自上次看牙医以来积累的任何污渍。虽然在预防性清洁过程中通常不希望去除牙齿矿物质，但有必要去除自上次看牙医以来积累的带有残留污渍的表膜层。
存在可包含在本发明的实施方案的组合物中的多种类型的磨料。以下是在这些牙膏组合物中有效的磨料的非排他性列表：氧化铝、水合氧化铝、二氧化硅、硅铝酸盐、硅铝酸钙、水合二氧化硅、碳酸钙、二水磷酸二钙、无水磷酸二钙、磷酸三钙、焦磷酸钙、热处理焦磷酸钙、未处理焦磷酸钙、羟基磷灰石钙、不溶性偏磷酸钠、聚偏磷酸钙、碳酸镁、正磷酸镁、三硅酸镁、二氧化钛、珍珠岩、浮石、碳酸氢钠、硅酸铝和硅酸锆。优选的磨料包括水合二氧化硅(W.R.Grace Co.)，称为和Zeodent，以及二水合磷酸二钙和碳酸钙。
本发明的洁齿剂可以使用多种选择和浓度范围的磨料。过度的牙膏磨蚀度当然会引起牙齿表面的潜在划伤或釉质层变薄的担忧。可以使用的磨料有很多种，但令人满意的选择可能是轻度研磨的牙科级水合二氧化硅。可以注意到，由包含在本发明的实施方案中的任何量或形式的纤维素本身提供的磨蚀度预计是低的。
本文所用的术语磨料在粒度尺寸和其他特性方面可以或可以不与本文别处描述的颗粒例如MCC重叠。磨料旨在从牙齿表面去除污渍。这种颗粒典型地具有基于莫氏硬度尺度的小于3的硬度，因为这种硬度足以去除污渍，同时又不会硬到损坏牙釉质或牙本质。它们的硬度基于莫氏硬度尺度可能大于2。这种颗粒通常具有约15至约30微米平均直径范围内的尺寸，或更一般地5微米至50微米。这样的颗粒可以是球形的或者形状没有很大拉长(伸长系数不超过2)，或者可以是不规则的。与颗粒如MCC相比，磨料颗粒可以比诸如MCC的颗粒更小，并且它们的形状可以比颗粒如MCC的形状更接近球形(例如伸长系数不超过2)。此类磨料颗粒的组合物的实例包括：无定形二氧化硅，例如由W.R.Grace和其他公司制造的二氧化硅(例如Zeodent 113，DeWolf Chemical，Warwick，RI)；碳酸钙(CaCO3)；磷酸钙和沸石(其是微孔铝硅酸盐矿物)。本发明的实施方案的组合物可以含有二氧化硅，通常是具有基于莫氏硬度尺度的小于3的硬度的无定形水合二氧化硅。这主要是为了去除污渍，同时仍然足够柔软，以免腐蚀釉质或牙本质。这种材料可以从W.R.Grace and Co.以获得。在许多已知形式的二氧化硅中，本文使用的二氧化硅可以是牙科级二氧化硅，其提供适当的硬度和粒度范围。备选地，硬度可以更硬。
期望的是，所选择的磨料应与洁齿剂中的其他成分尤其是氟化物成分的来源相容。有几种磨料在氟化钠或氟化亚锡存在时不能使用，因为这些磨料在储存过程中会导致氟离子沉淀和失活。以下磨料与氟化钠相容：二氧化硅、水合二氧化硅、热处理焦磷酸钙、偏磷酸钠、二氧化钛、珍珠岩和碳酸氢钠。以下磨料与氟化亚锡相容：二氧化硅、水合二氧化硅、热处理磷酸二钙、偏磷酸钠、二氧化钛、珍珠岩。在期望将这些氟化物不相容磨料中的一种用于所述组合物的情况下，通常总体上可以用单氟磷酸钠配制稳定的含氟化物的组合物。
此类磨料颗粒的浓度可以在本文针对原型配方所定义的范围内(不考虑原型配方中的其他成分浓度)。
本文中，已发现磨料颗粒的存在和浓度对组合物的流变学有影响。据信，本文所述的各种类型的颗粒(磨料和作为MCC或类似物质的颗粒)被并入并缠结在由微小原纤形成的网络中。这就提出了关于磨料颗粒和作为MCC或类似材料颗粒的相对功能的问题。它们在清洁中的作用可能重叠，并且它们都对组合物的流变学有影响。这可以允许使用研磨二氧化硅和MCC的混合物来定制清洁并减少对釉质和牙本质的侵蚀。例如，可以通过使用流变仪测量G’来量化对流变性的影响。尽管在实验中已经使用了研磨二氧化硅，但据信也可以类似地使用其他类似的固体颗粒，例如碳酸钙。磨料的颗粒甚至有可能完全替代MCC。在目前的工作中，实验发现物质的颗粒例如磨料可以被缠结在网络中，这会对流变学产生深远的影响，并且甚至可以使粘度或G’增加10倍甚至更多。
超吸收性聚合物
在本发明的实施方案中，组合物可包含超吸收性聚合物(SAP)。超吸收性聚合物与它们的干质量相比能够吸收非常大量的水，例如每克聚合物最多吸收1000克水。
有关SAP以及SAP的选项(例如颗粒SAP)的信息可以在2019年5月16日提交的美国专利申请序列号16/461,536中找到，例如在0029-53。Mignon A等人对超吸收性聚合物进行了综述：超吸收性聚合物：关于合成、基于多糖的半合成和智能衍生物的特性和应用的综述(Superabsorbent polymers:A review on the characteristics and applicationsof synthetic,polysaccharide-based semi-synthetic and smart derivatives)，欧洲聚合物杂志(European Polymer Journal)，2019；117：165-178。超吸收性聚合物的综述也参见：超吸收性聚合物材料：A综述(Superabsorbent Polymer Materials:AReview)，伊朗聚合物杂志(Iranian Polymer Journal)，2008年6月。超吸收性聚合物可以是合成的，也可以是天然存在的。
SAP聚合物的常见化学类别是聚丙烯酸酯-丙烯酸聚合物。例如，有用的合成超吸收性聚合物通常是丙烯酸与钠盐、钾盐或铵盐的共聚，或者是表面交联的聚丙烯酸。我们的SAP专利申请US20200270551(美国序列号16/461,536)中给出了可以不受限制地使用的SAP的列表。另外参见B.H.Cipriano等人的坚固且高度可拉伸的超吸收性水凝胶(Superabsorbent Hydrogels That Are Robust and Highly Stretchable)，高分子(Macromolecules)，2014年，47，4445-4452。
然而，任何对牙科或口腔使用安全的SAP化学物质都可以考虑。本发明的实施方案不限于聚丙烯酸酯-丙烯酸聚合物或其衍生物。
本发明的实施方案可以包括天然SAP，例如基于多糖的SAP。关于天然存在的SAP，天然超吸收性吸收剂聚合物的实例是包含欧车前多糖的可溶性纤维成分。这种多糖存在于天然卵形车前草以及欧车前壳、种子和叶子中。这种多糖来源主要由菊粉组成，是一种具有β-(2-1)葡萄糖苷键的水溶性果聚糖纤维。这种粘液物质在水中溶胀并增加其粘度。它有助于提供更多的结构并增强菌斑生物膜的去除。欧车前似乎比合成SAPS能够更好地保持水分，且无需交联。不受该机制的束缚，我们相信其有利的特性可能与欧车前中的环状结构有关。水分子可以装入环结构中，并通过氢键由环上的羟基保持。在水性介质中溶胀的可溶性超吸收性粘液的其他可能合适的天然来源是来自燕麦、燕麦麸、亚麻籽、果胶的β-葡聚糖和在浆果、种子、柑橘皮或其他水果来源中发现的树胶。优选地可以选择吸水性多糖，使得它们不润滑，如本文其他地方所讨论的。
所述干SAP颗粒的粒度范围可以为2至63微米或2至106微米，优选为约5微米至约75微米，或2至150微米或更大，并且可包括高达800微米的颗粒。SAP颗粒可以包括小粒度颗粒，如卡波姆(carbopol)或卡波姆(carbomer)(约2至7微米)，以及较大颗粒，如用于卫生巾或尿布或类似应用的那些颗粒(2μm至高达800μm)。可以选择SAP和NSAP的粒度使得当颗粒处于溶胀状态时所述颗粒不大于约200μm。其他尺寸也是可以的。
合成的超吸收性聚合物可以由表面交联的聚合物水溶性聚合物制成，以允许通过吸收聚合物周围的轻度交联基质吸收水。聚合物溶胀并形成凝胶，从而捕获吸收的水。这种聚合物的有用特性是交联的受保护聚合物凝胶的颗粒不会合并、粘在一起或失去它们单独的颗粒特性。结果是，聚合物在其基质结构中对水具有高吸收能力，这可以使其吸收高达其干重1000倍的水。非交联聚合物不太适合用于此目的，因为它们没有受到保护以免合并。SAP可以是表面交联的或非表面交联的或高度本体交联的，或各种形式的混合物。
SAP聚合物被设想为离散颗粒的形式，即使在溶胀之后，其也倾向于保持它们作为分离颗粒的特性。据信优选使用表面交联或高度本体交联的SAP颗粒。这样的颗粒避免在溶胀后彼此聚结。SAP颗粒即使在混合或掺入所述组合物中时也能够保持其作为离散颗粒的完整性，而不是结合其他SAP颗粒以形成柔软的团块或膨胀的凝胶域。CRC(离心保留容量)值在纯水中可以是50至500g/g，或在盐水溶液中可以是15至50g/g。交联SAP的CRC值预计小于相同物质的非交联版本的CRC值。交联SAP的CRC值指示交联的程度，较大的交联量与较小的CRC值相关。
据信(尽管不希望局限于这种解释)，表面交联或高度本体交联的SAP颗粒更有可能保持它们的形状。据信，尽管不希望局限于这种解释，但希望SAP颗粒在表面交联后不应被研磨或磨制，从而暴露出不超过10％的本体聚合SAP，或10％的SAP总表面，或10％的颗粒。可以提供具有在表面交联之后完整的外表面的大多数SAP颗粒。与含有非表面交联SAP的组合物相比，表面交联SAP还增加了组合物的弹性性能(G’)。据信，尽管未得到证实，SAP可以限制网络的破坏，并可以延缓由于水或唾液引起的稀释效果，如本文其他地方所述。
据信，尽管不希望局限于这种解释，但希望SAP颗粒在表面交联后不应被研磨或磨制，从而暴露出不超过10％的本体聚合SAP，或10％的SAP总表面，或10％的颗粒。可以提供具有在表面交联之后完整的外表面的大多数SAP颗粒。SAP的颗粒或它们中的大多数可以具有不规则的形状。可以使用其他SAP颗粒形状，包括球形或不规则的，但不受限制。本体的密度和表面交联密度可以根据需要而无限制地定制。进一步信息可在共同未决的共同转让专利申请美国序列号16/461,536中获得。
关于表面交联(SCL)或其他期望的颗粒SAP的期望标准可以是：如果颗粒在负载下彼此接触，则颗粒不会彼此结合或合并。表面交联或高度本体交联的SAP颗粒具有的CRC值可以小于未表面交联的相同SAP材料的相应值。因此，CRC值可以是发生了多少交联的表示。SCL颗粒的外表面可以期望地足够厚以导致在盐水(0.9％浓度的NaCl，即生理盐水溶液)中的CRC值小于32g/g，优选地小于28g/g。SAP的颗粒可能缠结在纤维网络中。
据信，当MFC和超吸收性聚合物结合在一起并暴露于水时，它们溶胀并一起发挥作用，帮助去除菌斑生物膜并将其从牙齿表面置换。如显微镜检查所证明的，SAP颗粒可以结合在原纤化网络内。由此产生的缠结网络形成粘弹性流体，该粘弹性流体有助于将刷牙的力转移到牙齿表面上的生物膜，从而实现生物膜的去除。此外，所得到的实施方案组合物的流变性例如限制了在牙齿表面形成损耗层，这又确保了洁齿剂成分和生物膜之间更直接的接触。据信，SAP增强了实施方案组合物的弹性特性(G’)，使得弹性组分迫使组合物在牙刷施加的法向力的作用下与生物膜接触。在刷牙过程中的平移运动中，产生剪切力来从牙齿去除粘附的生物膜。然而，我们不希望受到任何具体解释的约束。
保湿剂或保水剂
水活度还描述了牙膏中水的化学活性，因为它与水溶液的物理、化学和微生物特性有关。例如，由于细菌和真菌需要水分才能生存，低水活度会阻止细菌和真菌在牙膏中生长。当水活度小于约0.8时，大多数细菌不会生长。如果水活度小于0.6，其他生物就不能生长。应该注意的是，当水活度较低时，细菌和其他生物即使不生长，也仍然可以存活。当然，生物体的生长和活力也会受到配方中其他成分(如防腐剂)的影响。用保湿剂代替水会降低水活度并且通常提高牙膏的光滑性和稠度。一些保湿剂通常还能改善牙膏的光滑性和稠度。据报道，保湿剂成分还减少菌斑生物膜附着在牙齿表面。
组合物的水活度(Wa)是在与周围空气介质平衡时组合物本身的蒸汽压与相同条件下纯水的蒸汽压之间的比率。通过测定在选定温度下封闭容器中牙膏上方的平衡蒸汽压来测量水活度。然后将水蒸汽压除以相同温度下纯水的蒸汽压，并且水活度表示为0和1之间的数字。这在美国专利7,135,163中进行了描述。理想情况下，对于牙膏来说，水活度应该小于约60％，尽管另一个有用的目标可以是小于70％。优选地，牙膏实施方案的水活度应小于0.78，更优选地小于0.75，并且最优选地小于0.70。
优选的保湿剂包括甘油、1,3丙二醇、1,2丙二醇和山梨醇。木糖醇和赤藓糖醇是其他有用的保湿剂，并且可以通过防止菌斑附着或通过有利于口腔中较少致龋细菌而具有一些额外的好处。本发明的组合物可包含选自以下的一种或多种保湿剂：甘油、山梨糖醇(可作为70％的山梨糖醇获得)、木糖醇、赤藓糖醇、1,3丙二醇、1,2-丙二醇、二丙二醇、乙二醇、具有约5-12个重复乙二醇单元的聚乙二醇、高级聚丙二醇和一些其它糖醇。
在本发明的实施方案中，为了将水活度降低至0.75或更低，保湿剂可以是甘油、丙二醇或山梨醇，其浓度为组合物的30％、40％或甚至50％，优选在35％至45％的范围内。可以使用这些保湿剂的组合，并且浓度可以是单个保湿剂的浓度的总和。可以注意到木糖醇和赤藓糖醇在高于约30％的浓度下沉淀。
惰性填料如微晶纤维素可能具有降低水含量和帮助控制水活度的效果。可添加的盐包括正磷酸一钠、二钠和三钠；磷酸一铵、磷酸二铵和磷酸三铵；以及磷酸一钾、磷酸二钾和磷酸三钾盐。pH范围可以优选为3.5至9.5。
保湿剂-水混合物可用于制备本发明实施方案的组合物，如本文其它地方所述。
表面活性剂或发泡剂
在本发明的实施方案中，组合物可以包括表面活性剂或表面活性剂的混合物。
表面活性剂可以有助于去除菌斑。表面活性剂的一个重要目的是在刷牙过程中产生一些泡沫。发泡性是用户期望和喜欢的感官属性，因为他们将其与有效的清洁联系在一起。因此，在实施方案中，所述组合物可包括表面活性剂，所述表面活性剂可在被搅动时产生一些泡沫，只要表面的类型和浓度不负面影响本文其它地方所述的期望的流变或摩擦特性即可。
表面活性剂也可以具有作为乳化剂的优点，其可用于将不溶于水的成分如风味油分散到组合物中。在不存在表面活性剂的情况下，在储存过程中，这种不溶于水的油可能不希望地与本体水相分离。
这些组合物的制剂实施方案可以包括浓度在约0.1％和2.0％之间，优选在约0.25％和1.5％之间，最优选在约0.4％和约1.2％之间的一种或多种表面活性剂。本发明组合物中的优选成分是一种或多种表面活性剂，其存在浓度不超过约2.5％，优选浓度在0.2％和1.5％之间。较高的浓度可能会有刺激性，而过低的浓度将不产生足够的泡沫。
合适的表面活性剂包括几乎任何无毒、无刺激的表面活性剂。可用于牙膏或其他口腔冲洗剂的常用表面活性剂是十二烷基硫酸钠和椰油酰胺丙基甜菜碱。其他可能的表面活性剂包括例如十二烷基硫酸钠(SLS)或十二烷基硫酸钠盐(SDS)，其通常用于商业牙膏中。
通常，在本发明的实施方案中，表面活性剂可以是任何类型的表面活性剂，包括例如阴离子、阳离子或两性表面活性剂。最优选的表面活性剂是阴离子或两性表面活性剂及其混合物。指定发泡性的程度和泡沫的类型是有用的，使得这样组合物在应用过程中可以有效地去除斑块生物膜和钙沉积物。
关于阴离子表面活性剂，合适的阴离子表面活性剂的实例是烷基链中具有8-18个碳的烷基硫酸盐的水溶性盐。
用于本发明牙膏的优选阴离子表面活性剂包括月桂基硫酸钠(SLS)，其也被称为十二烷基硫酸钠(SDS)。另一种合适的阴离子表面活性剂是月桂酰肌氨酸钠。另一组高发泡阴离子表面活性剂是羟烷基硫酸盐的钠盐，例如2-羟基十四烷基硫酸钠和2-羟基十二烷硫酸钠。已知的是，这些表面活性剂避免许多其他阴离子表面活性剂所经历的“橙汁效应”。在使用含有表面活性剂的牙膏刷牙后，当吸收橙汁时，橙汁效应导致严重的不良风味。其他有用的阴离子表面活性剂包括N-甲基牛磺酸钠和磺化单甘油酯的钠盐。最优选的烷基硫酸盐是月桂基硫酸钠。另一组有用的阴离子表面活性剂包括月桂酰基、椰油酰基、肉豆蔻酰基、棕榈酰基和硬脂酰基肌氨酸盐的水盐。特别优选的是月桂酰肌氨酸钠。
合适的阴离子表面活性剂的实例是烷基链中具有8-18个碳的烷基硫酸盐的水溶性盐。最优选的烷基硫酸盐是月桂基硫酸钠。另一组有用的阴离子表面活性剂包括月桂酰基、椰油酰基、肉豆蔻酰基、棕榈酰基和硬脂酰基肌氨酸盐的水溶性盐。在这些中，优选月桂酰肌氨酸钠。月桂基硫酸钠和月桂酰基肌氨酸钠的组合提供了比单独使用时协同更高量的泡沫。适用于这些洁齿剂实施方案的另一种阴离子表面活性剂是甲基椰油酰基牛磺酸钠。类似地，可以使用月桂基磺基乙酸钠和月桂酰基异硫代酸钠。月桂基(laureth)羧酸钠是一种发泡性稍低但可接受的表面活性剂。另一组高泡沫阴离子表面活性剂是羟烷基硫酸盐的钠盐，例如2-羟基十四烷基硫酸钠和2-羟基十二烷基硫酸钠。在其他有用的阴离子表面活性剂中的是N-甲基牛磺酸钠，脂肪酸链中具有8-18个碳的磺化脂肪酸单甘油酯的水溶性盐也是有效的，尤其是椰子单甘油酯磺酸钠。
关于两性表面活性剂，优选的两性表面活性剂是椰油酰胺丙基甜菜碱。可用于这些洁齿剂的实施方案的两性表面活性剂的实例包括烷基甜菜碱，例如月桂基、肉豆蔻基、棕榈基和鲸蜡基甜菜碱。同样有用的是酰胺基甜菜碱，包括椰油酰胺丙基甜菜碱、椰油酰胺乙基甜菜碱和月桂酰胺丙基甜菜碱。当单独使用或与阴离子表面活性剂如月桂基硫酸钠组合使用时，特别优选椰油酰胺丙基甜菜碱。两性表面活性剂通常比其他表面活性剂刺激性更小，有时甚至会降低其他成分的刺激潜力。单独与甜菜碱表面活性剂组合的氧化胺表面活性剂可用于制备本发明的组合物，因为它们可赋予一些抗菌剂性质。
关于非离子表面活性剂，一组合适的非离子表面表面活性剂包括已知为泊洛沙姆(乙烯和环氧丙烷的嵌段共聚物)、聚山梨醇酯和蔗糖或葡萄糖酯的那些。非离子表面活性剂也特别可用作乳化剂，例如将风味油和其他水不溶性成分分散到洁齿剂中。然而，非离子表面活性剂往往不能提供与阴离子表面活性剂和两性表面活性剂一样高的泡沫。非离子表面活性剂可与阴离子表面活性剂或两性表面活性剂组合使用以稳定泡沫。
阳离子表面活性剂，特别是那些具有抗菌剂性质的阳离子表面活性剂，对于这些实施方案的组合物来说不一定是期望的，因为这种表面活性剂往往比其他表面活性剂对口腔粘膜的刺激性和细胞毒性大得多。因此，如果使用它们，则浓度可以被限制为小浓度，例如，通常小于0.3％。阳离子抗菌剂的另一个关注点是它们有可能促进耐受抗生素和抗菌剂的菌株的发展，正如之前关于牙膏抗菌剂所讨论的那样。阳离子表面活性剂还具有其他不期望的性质，例如增加牙齿受污，并且与许多其他潜在有用的成分例如阴离子表面活性剂和阴离子聚合物(例如CMC)不相容。阳离子表面活性剂也与糖精形成无活性盐，当与高比表面积磨料一起使用时，会被吸附，从而失活。
阳离子表面活性剂有时可以用于为洁齿剂提供抗微生物活性。然而，在一些配方中，阳离子表面活性剂往往与其他成分不相容。由于这样的原因，阳离子表面活性剂可能不太优选用于清洁牙齿。然而，由于各种原因，阳离子表面活性剂可能以合适的浓度被包括在内。例如，阳离子表面活性剂通常用于宝洁公司(Procter&Gamble)生产的“Scope漱口水”。合适的阳离子表面活性剂也是抗菌剂，包括苯扎氯铵、苄索氯铵、甲基苄索氯铵、西吡氯铵和十四烷基氯化吡啶。
可以使用的特定表面活性剂成分是LAE(月桂基藻酸酯)盐酸盐或其他盐。LAE是天然阳离子表面活性剂并且是天然防腐剂，它具有延缓生物膜形成的良好特性。例如，我们已经发现，浓度为0.1％至1％或0.5％至1％的LAE与本发明的牙齿清洁剂的其他成分组合，也可以产生泡沫并促进清洁。LAE是阳离子表面活性剂并且其可分解为精氨酸(其是氨基酸)和月桂酸(其是脂肪酸)，这两种酸在食品中都很常见，而且是安全的。LAE似乎降低了其组合物的表面张力，并且还可以具有吸附在牙齿表面上的倾向，从而在刷牙后产生更持久的效果，从而可以延迟或延缓生物膜形成。LAE具有良好的发泡能力(这在牙膏中是理想的)，也是一种防腐剂，并且具有一些抗菌作用。它被认为是阳离子表面活性剂并且可以取代配方中的其他表面活性剂选项。由于其精氨酸部分，LAE可以防止牙齿过敏。
应当注意，表面活性剂的存在对这些组合物的实施方案的性能不是必需的。然而，我们发现表面活性剂的存在通常改善清洁作用。
发泡剂是表面活性剂的一个子集，并且构成牙膏中的重要成分。如果泡沫不足，消费者会认为牙膏的清洁效果较差。然而，添加到牙膏配方中的发泡剂的浓度不应过高。过多的发泡剂会对味道和口感产生不利影响。此外，一些消费者对表面活性剂敏感，当存在过多发泡剂时，会出现口腔溃疡。一种广泛使用的发泡剂是月桂基硫酸钠。月桂基硫酸钠可能是可接受的，并且比选择其他可能的表面活性剂风险更小。另一方面，可能会发现一种更天然的或天然衍生的表面活性剂，尽管这可能需要相当大的努力。例如，0.5％至0.8％的月桂基硫酸钠的浓度可能证明是令人满意的。
增稠剂和流变改性剂概述
除了包含微小原纤、原纤化材料或网络形成成分之外，本发明组合物促进菌斑生物膜的移位和去除的机制之一是通过实现本文其他地方详述的组合物的适当流变性。在牙膏中，通常，出于美观或性能原因，有时需要加入增稠剂或流变改性剂。粘度或G’的增加可能是期望的，以防止牙膏带下垂，并在应用于牙刷时有助于直立。这样也可以帮助防止脱水收缩，并且可以给组合物更光滑的感觉。增稠剂也可以用于牙膏中，以帮助悬浮未溶解的成分，如磨料。此外，正如关于组合物的菌斑去除成分所指出的，增加洁齿剂的粘度并调整其流变参数可以帮助将刷牙力转移到被去除的生物膜。然而，在本发明的实施方案中，发现增稠剂和流变改性剂既有优点也有缺点。缺点可能是减少纤维和原纤以及各种类型的颗粒与处于待清洁表面的生物膜的接触。
无机增稠剂
一组常用的增稠剂是无机增稠剂，通常称为增稠二氧化硅。这些二氧化硅不同于研磨二氧化硅，研磨二氧化硅有时被称为清洁二氧化硅。这两种类型的二氧化硅有时都被称为“水合二氧化硅”，有时甚至只是“二氧化硅”。增稠二氧化硅和研磨二氧化硅之间的主要区别在于它们的比表面积、吸收能力和磨蚀性。因此，增稠二氧化硅具有较大的比表面积和较高的液体吸收能力，但基本上是非研磨性的，而研磨二氧化硅具有较小的表面积和较低的吸收能力，但是提供高得多的磨蚀性。因此研磨二氧化硅可能会影响粘度和其他流变特性，其影响程度与增稠二氧化硅不同。如果使用无机增稠剂，优选的无机增稠剂包括水合二氧化硅、无定形二氧化硅、热解二氧化硅、胶体二氧化硅、气相二氧化硅和以约1％至10％的浓度使用的硅树脂。当添加到水性介质中时，二氧化硅通过与组合物中的水分水合而变稠，从而在整个洁齿剂中形成水合二氧化硅结构。除了增加牙膏的粘度外，增稠二氧化硅的另一个用途是改善组合物的口感。
作为无机增稠剂的实例，本发明的实施方案可包含0％至约10％浓度的二氧化硅，例如Zeodent 165。这些二氧化硅吸收水并与二氧化硅形成化学水合物。这些材料形成连接并增稠水性组合物。也可以使用无机增稠剂，如合成粘土(laponite)和其他粘土。
在牙膏中，通常这种无机增稠剂的浓度(如果存在的话)可以在0.5％至约10％的范围内。然而，在与本发明的实施方案有关的工作中，已经发现无机增稠剂的浓度优选被限制为不超过组合物的0.5％至4％。
聚合物增稠剂
在传统牙膏中常见的聚合物增稠剂可用于本文所讨论的洁齿剂配方的实施方案中。例如，有机聚合物可用于调节洁齿剂和液体组合物的粘度。此外，它们可以帮助使得洁齿剂光滑，并防止脱水(分离)。本文中使用的术语聚合物增稠剂不是指微小原纤或纤维。
聚合物增稠剂可以是长链聚合物，其具有沿聚合物链间隔开的亲水基团并且通常具有例如2,000至约6百万道尔顿的高分子量。亲水基团可以是非离子的、阴离子的或阳离子的。有用的增稠聚合物的非排他性实例包括多糖胶，例如纤维素衍生物，包括羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素。其他多糖包括瓜尔胶、黄原胶、卡拉胶、黄花胶和钠钾或氨的海藻酸盐、聚丙烯酸的碱金属盐或铵盐、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素、基于纤维素衍生物的其他氢化聚合物，碱金属海藻酸盐或海藻酸铵盐。其他这样的有机增稠剂包括聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺及其衍生物，它们在一些常规牙膏中以约0.5％至约10％的浓度使用，以例如改善配方质地和美观性。
氟化物添加剂
含氟剂代表另一种可选的洁齿剂成分，其可存在于这些洁齿剂的实施方案中。多项临床研究的Meta分析已经证实了含氟牙膏预防龋齿的剂量依赖性能(Walsh T等人，用于预防龋齿的不同浓度的氟化物牙膏(AFluoride Toothpastes of DifferentConcentrations for Preventing Dental Caries)。[Cochrane Database of SystematicReviews 2019,Issue 3.Art.No.:CD007868.DOI:10.1002/14651858.CD007868.pub3]。
在美国，非处方防龋牙膏的氟化物含量受FDA监管。FDA已经出版了专论(联邦法规(Code of Federal Regulations)，第21篇，第5卷；于2019年4月1日修订；21CFR355)，其规定了：牙膏中允许的氟化物浓度的范围，单个牙膏容器中氟化物的最大允许量，洁齿剂中氟化物的可使用类型，以及关于氟化物可用性和性能相对于临床证明有效的氟化物牙膏标准的预测试的规则。该规定还涵盖了在牙膏的标签保质期内必须存在的活性氟化物的最低浓度。该专论还规定了包装标签要求。其他国家也有类似的规定，尽管细节可能有很大不同。
本文中所述组合物的实施方案可任选地包括可将活性氟离子递送到牙齿的氟化物化合物。根据FDA专论，三种氟化物来源，即氟化钠(NaF)、氟化亚锡(SnF2)和单氟磷酸钠(Na2PO3F)在美国是允许的。除了防龋外，这些化合物可以增强牙釉质，并且减少酸性食物和饮料对牙齿的侵蚀。
与可通过USP(美国药典(United States Pharmacopeia))获得的临床验证标准相比，FDA要求对氟化物的可用性和性能进行测试。需要注意的是，胺氟化物在美国不是允许的氟化物来源，但是它们在许多其他国家都得到了批准。对于这样的其他国家，这些组合物的实施方案可以包括胺氟化物牙膏。
在本发明的一个实施方案中，所述组合物可以包括适于将活性氟离子递送到牙齿的氟化物化合物。这样的氟化物化合物可以是或可以包括氟化钠(NaF)或氟化亚锡(SnF2)体系或单氟磷酸钠(Na2PO3F)或其他可接受的氟化物来源而不受限制。这种化合物广泛用于牙膏和其他洁齿剂中，以增强牙釉质。据信，这些化合物将钙矿物磷灰石转化为某种形式的氟磷灰石。进一步认为，由此产生的牙釉质更能抵抗细菌产生的酸性攻击。氟化物的有效生物可利用浓度应与目前商业牙膏的有效生物可利用浓度相当。这样的氟化物化合物可以是或可以包括氟化钠(NaF)或氟化亚锡(SnF2)或单氟磷酸钠(Na2PO3F)。这种化合物广泛用于牙膏和其他洁齿剂中，以增强牙釉质。据信，这些化合物将钙矿物磷灰石转化为氟磷灰石。进一步认为，由此产生的牙釉质更能抵抗细菌产生的酸性攻击。氟化物的有效生物可利用浓度可以选择为与当前的商业牙膏相当。
在一种商业牙膏中，氟化钠的浓度为0.24重量％。在商品牙膏R中，氟化亚锡的浓度为0.454％(相当于0.15％w/v的活性氟离子的浓度)。在本发明的实施方案中，可以使用类似于或可能高于这些浓度的氟化物浓度。
可以注意到，对于诸如内窥镜通道的清洁(在US10266793中描述)的应用，活性氟离子的存在不是考虑因素。虽然牙膏可以不含氟化物，但目前大多数牙膏都含有美国牙科协会推荐的氟化物。优选包括水溶性化合物，其将游离氟离子递送到牙齿。递送适量的游离氟离子的洁齿剂已被证明可以显著降低用户的龋齿发生率。
当包含在洁齿剂中时，优选的氟化物化合物是氟化钠(NaF)、氟化亚锡(SnF2)或单氟磷酸钠(Na2PO3F)。这类化合物广泛用于牙膏和其他洁齿剂中，以预防龋齿和增强牙釉质。这三种氟化物成分都被FDA批准为安全有效的洁齿剂中的防龋剂。用于本发明洁齿剂的不太优选但可接受的氟化物化合物是胺氟化物。据报道，尽管与其他氟化物化合物相比，胺氟化物向牙齿矿物质中递送更多的氟化物，但USA的FDA并未批准将胺氟化物纳入洁齿剂中。
氟化物预防龋齿有几种机制：(1)氟离子利用来自唾液的钙离子和磷酸根离子促进牙釉质的再矿化；(2)氟离子与牙釉质中的羟基磷灰石钙反应，产生水溶性较低的氟磷灰石钙，从而减少归因于来自致龋细菌的酸所引起的釉质脱矿；(3)氟化物对口腔细菌的生长有抑制作用，从而减少致龋细菌的酸释放。
每种释放氟化物的化合物都有不同的特性，这些特性会根据洁齿剂的成分影响氟化物的选择。氟化钠在刷牙过程中基本上会将所有其氟离子完全释放到唾液中，以达到最大的效果。然而，氟化物可以在二价离子和一些其他离子的存在下或由一些类型的研磨剂磨料所致而沉淀和失活。因此氟化钠不能用于有利于其失活的组合物中。
单氟磷酸钠中的氟化物不以游离可溶性氟离子的形式存在。因此，单氟磷酸钠中的氟化物受到“保护”，不会与二价和其他不相容成分发生反应。因此，单氟磷酸钠是含有氟化物不相容成分的洁齿剂的氟源。研究通常表明，单氟磷酸钠在预防龋齿方面的效果略低于氟化钠，因为在刷牙过程中，单氟磷酸盐钠释放游离氟离子需要时间。
氟化亚锡与其他氟化物来源相比具有一些性能优势。首先，亚锡离子与牙釉质发生反应并增强牙釉质，使其更耐酸性侵蚀。氟化亚锡也是一种有效的抗微生物剂，其减少牙齿上菌斑生物膜堆积，并且减少牙龈炎。此外，氟化亚锡在减少龈上牙龈炎方面是有效的。氟化亚锡的另一个好处是它能够阻断通往牙齿神经的牙本质小管。结果，氟化亚锡在预防牙齿敏感方面是有效的。缺点是，氟化亚锡在洁齿剂中的稳定性比氟化钠差一些。因此，含氟化亚锡的洁齿剂在储存过程中逐渐失去了一些它们的功效。此外，亚锡离子会导致牙齿上的污渍堆积。此外，氟化亚锡产生难以掩盖的不良风味。
胺氟化物倾向于向牙齿表面递送更大量的氟化物，因此在预防龋齿方面应该更有效。胺氟化物的实例包括：单氟磷酸铵；氟化铵；十六烷基氟化铵；3-(N-十六烷基-N-2-羟乙基-氨基)丙基双(2-羟乙基)二氢氟化铵；六氟硅酸铵。然而，如上所述，胺氟化物在美国未经FDA批准，但在其他一些国家使用。
本发明的洁齿剂通常含有约0.05％至约1重量％的活性氟。用于常规每日两次家庭使用的洁齿剂应含有约0.08％至约0.25％的可溶性氟化物化合物。牙科诊所使用的预防膏应含有约0.2％至约1％的氟化物。可以注意到，纤维和其他成分可能会扭曲生物上可获得的氟化物的量。对于美国，氟化物牙膏的允许含量显示在表1C中。
表1C
关于OTC洁齿剂中氟化物的FDA专论法规摘要
*>290ppm，当使用热处理焦磷酸钙磨料时
缓冲盐
在本发明的实施方案中，可以包括缓冲盐，例如正磷酸一钠、二钠和三钠；磷酸一铵、二铵和三铵；以及磷酸一钾、二钾和三钾盐。磷酸盐通常不适合作为用于氟化亚锡牙膏的缓冲液。这些盐可以用于将组合物的pH保持在接近期望值。取决于牙膏中的各种成分，关于这些实施方案的牙膏的期望pH范围为约3.5至约9.5。例如，氟化亚锡需要pH范围在约4至约5.5之间的牙膏。氟化钠和一氟磷酸钠可以在较高的pH值下使用。
辅剂
在本发明的实施方案中，组合物可以包括任何一种或多种额外的成分或辅剂，例如：甜味剂，如三氯蔗糖或糖精钠；芳香剂；着色剂；防腐剂。还可以包括本领域中已知的pH调节剂。
本发明的实施方案可以包括一种或多种甜味剂，例如三氯蔗糖或糖精、糖精钠、环己烷氨基磺酸钠、三氯蔗糖、甜菊糖、阿斯巴甜、安赛蜜、木糖醇、纽甜。一个可能的起始点可以是使用浓度为约0.3％至0.5％的糖精，任选地与高达0.1％的三氯蔗糖组合。糖精钠是一种甜味剂，即邻磺酰苯酰亚胺(C7H5NO3S，分子量为183.18g/mol)。本发明的实施方案的组合物可以包括约0.1％至约2.0％浓度的芳香剂。芳香剂可以包括但不限于：薄荷油、留兰香油、薄荷油的混合物、冬青油、丁香油、柠檬油、橙油、葡萄柚油、白柠檬油、甘草、水杨酸甲酯、肉桂、肉桂酸甲酯、肉桂酸乙酯、肉桂酸丁酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、丁香酚、桉油精、茴香脑、香芹酮、薄荷酮、百里酚、桉树脑、水杨酸甲酯、香子兰、香兰素、香芹酮、甘草、百里酚、薄荷醇。
适用于这些洁齿剂实施方案的甜味剂包括糖精、糖精钠、三氯蔗糖、纽甜(neotame)、乙酰舒泛、索马甜、甘草甜素。这些物质是氢化聚合物。在本发明的实施方案中，组合物可以包括下列中的任何一种或多种：甜味剂如糖精；辅剂如甜味剂如三氯蔗糖或糖精钠；芳香剂；防腐剂。还可以包括本领域已知的pH调节剂。
牙垢控制和螯合剂
相当一部分人遭受其牙齿上堆积有牙垢(也称为牙石)之苦。这取决于他们唾液中的钙含量，并且通常由于牙齿错位而增加，这会导致磷酸钙沉积在牙齿上和牙齿之间。本发明的实施方案的组合物可以包括牙垢控制剂，例如焦磷酸盐、三聚磷酸盐和六偏磷酸盐，以及氯化锌、柠檬酸锌或其他锌盐。这些复合磷酸盐也有助于防止牙齿表面的污渍堆积，并支持牙齿美白的主张。
本发明的实施方案可包含牙垢控制剂，包括马来酸共聚物、β-D-半乳糖、β-D-N-乙酰基葡萄糖胺、乳糖、L-鼠李糖(L-rhamose)、β-D-岩藻糖(美国专利4,362,713、美国专利5,362,480；美国专利#4,775,525)。本发明的实施方案可以包含1-20％的藻酸钠(平均分子量222)，其通过螯合钙来帮助去除菌斑。本发明的实施方案可以包含浓度为0.0025％至1％的抗菌斑多糖(美国专利#4,855,128)。这样的多糖可以选自乳糖酸、黄原胶、瓜尔胶、黄芪胶、瓜尔胶、聚半乳糖醛酸，只要它们不降级本文其他地方所述的组合物的摩擦性能即可。
本发明的实施方案可以包括口服安全的螯合剂。用于一般(非牙科)应用的已知螯合剂是EDTA(乙二胺四乙酸)。然而，EDTA可能不是牙科应用的理想成分。作为替代方案，本发明的实施方案的组合物可以包括葡萄糖酸钠。葡萄糖酸钠是一种已知且安全的螯合剂，可以在刷牙过程中螯合钙。也可以使用其他口服安全的螯合剂。此外，可以使用藻酸钠(平均分子量222)，其通过螯合钙来帮助去除菌斑。
牙齿敏感通常发生在三四十岁的人的牙齿中。它是由牙龈退缩引起的，暴露出通常位于牙龈线下方的牙本质。牙本质含有微小的小管，其允许改变牙髓内神经的压力。可以使用钾盐如硝酸钾来控制神经敏感性。较新的技术提供了沉积在暴露的牙本质上的成分，从而堵塞小管。由于本文所述的这种牙膏仅含有少量的硬质磨料，这些研磨剂可以去除暴露在外的牙本质上的保护性矿物层，或者可以根本没有这种磨料，因此对于患有牙齿敏感性的人来说，使用本发明的实施方案的牙膏制剂可能是特别希望的。在本发明的实施方案中，所述组合物可包含a)硝酸钾；b)精氨酸；c)LAE；d)其他抗敏化合物。在本发明的实施方案中，可以避免将阳离子化合物与SLS组合使用，因为SLS是阴离子的并且将中和阳离子化合物。可以包含8％精氨酸用于敏感牙齿，精氨酸是一种降低牙齿敏感性的药物。它改变唾液的pH值，从而使钙沉淀到小管中。这有助于堵塞产生敏感性的小管。此外，对于具有敏感牙齿的人，我们可以采用典型的牙膏并且减少二氧化硅并且其降低牙本质或牙齿敏感者的敏感性。此外，Sensodyne牙膏含有局部麻醉剂。
精油
本发明的实施方案可以包括精油。精油是从植物中提取的物质，所以任何天然油都是精油。精油不一定起到抗微生物的作用。然而，术语“抗菌精油”有时用于指李斯特防腐液中用作抗菌剂的四种天然油，它们具有抗菌特性。它们是(连同李斯特漱口水中使用的浓度)0.042％薄荷醇、0.06％水杨酸甲酯、0.064％百里酚和0.092％桉油精。所示百分比是李斯特漱口水中用作抗菌剂体系的量。作为精油或具有抗菌特性的还有的其他成分包括：蜂胶；芦荟；椰子油；丁香粉；血根草；柠檬烯。
精油可以包括在本发明的实施方案中，所述实施方案是牙膏、漱口液、口香糖，或者通常任何其他剂型。
抗菌剂或抗菌素
本发明的实施方案可以包括各种抗菌剂或抗菌素中的任何一种。此类物质的实例包括：a)阳离子表面活性剂，例如苯扎氯铵、苄索氯铵、甲基苄索氯铵、西吡氯铵和十四烷基氯化吡啶；b)季胺；c)CHG(葡萄糖酸氯己定)或CHX(二葡萄糖酸氯已定)或醋酸氯己定；d)西吡氯铵、苄索氯铵和苯扎氯铵；e)PHMB(聚六亚甲基双胍)；f)精油；g)LAE及其衍生物；h)其他。氟化亚锡具有抗菌性能。成分三氯生虽然在美国不被允许，但具有抗菌性能。例如，本发明的实施方案的组合物可以专门制备用于治疗鹅口疮、酵母感染和真菌感染。这样的实施方案可以制成特殊产品，以便分配给特定的患者。
防腐剂
本发明的实施方案可以包括防腐剂。这种配方中可能不需要防腐剂。特别是，如果牙膏的水活度降低到60％或更低，即使不使用防腐剂，细菌和真菌的生长也可能被阻止。如果需要，可以使用许多防腐剂，通常与缓冲液结合，以将pH调节到约5至5.5的弱酸性范围。
富含保湿剂的组合物，以及根据保湿剂的量划分的组合物类别
在本发明的一些实施方案中，组合物可以包含尽可能大浓度的保湿剂和尽可能小浓度的水。这种组合物可以称为几乎非水性的制剂。除了提供组合物的合适的水活度之外，这种情况在增强微小原纤的缠结方面也可能具有益处。如果在组合物中包括超吸收性聚合物，则这种情况也可能对超吸收性聚合物有利。
关于组合物中所含的水量，由于与制造有关的原因，可能不可避免地存在一些量的水。其中一个原因是MFC不是在干燥条件下商业供应的，而是作为水基浆料供应的。例如，Borregaard提供的MFC以包含10％MFC、90％水的浆料的形式提供。由Weidmann提供的MFC以30％MFC、70％水的浆料的形式提供。在Turbak的美国专利4,374,702和Herrick的专利4,481,077中讨论了其原因。Turbak描述了制备MFC的基本工艺可以包括通过高压射流泵送纤维素纤维的悬浮液，产生剪切作用和撞击或冲击。Herrick中进一步描述，如果原纤化材料从未完全干燥是有益的，因为干燥后再悬浮在水中的原纤化物质的表现与干燥和再悬浮前并不精确相同。此外，Herrick中公开了如果存在于原纤周围的液体包括能够基本上抑制原纤的氢键的化合物。水不是这样一种化合物，但这一类包括许多有机液体。特别地，包括在该类别中的是作为保湿剂感兴趣的液体。Herrick指出，在引入其他液体之后，例如通过真空蒸发，还可以从液体MFC悬浮液中蒸发水。
水的另一来源是山梨醇作为保湿剂或作为保湿剂的组合之一的可能用途。山梨醇在室温下是固体，但在水中高度可溶。它通常以含有70％山梨醇和30％水的水溶液的形式提供。然而，可以使用各种其他保湿剂来代替山梨醇，因此山梨醇保湿剂不必是组合物中的水的来源。除了山梨醇之外，可能还有一些其他成分可以作为水溶液引入组合物中，例如表面活性剂、香料等。
关于浓度的数值，本发明的实施方案的组合物可以含有约2％的MFC浓度，这是指原纤化的MFC材料本身。如果将MFC以包含十分之一MFC和十分之九水的浆料的形式添加到组合物中，那么除了2％的MFC之外，组合物还将包含18％的水浓度。这就是本文报道组合物中成分的浓度的方式。如果该组合物进一步包含35％的甘油，如一些实施方案的情况，则该组合物将是大部分非水性组合物。
除了刚才描述的大多数非水性组合物之外，本发明实施方案的其他备选组合物可以具有完全是水或大部分是水的载体液体。这样的实施方案已经在专利申请US序列号17/062,424和PCT/US2020/054149中进行了描述。尽管它们可能具有高的水活度，但通过加入防腐剂，它们可能对微生物生长具有抵抗力。
在再另一些实施方案中，组合物可以包含水和保湿剂的基于这些的混合物；有时保湿剂的浓度比水的浓度大。可以使这类制剂表现出0.7至0.75之间的低水活度，并且在这种情况下，本发明的实施方案相当于商业和现有技术的牙膏制剂。
实验发现，即使在本发明实施方案的牙膏中存在保湿剂(例如，丙二醇、甘油或山梨醇或它们的混合物，总保湿剂浓度高达45％)，该组合物在去除高度粘附的生物膜方面也非常有效。
现在参考图1A和1B，其显示了两种不同载体液体中的微原纤化纤维素的显微照片。图1A显示了在作为载体液体的水中的MFC，可以看出，在这些聚集体之间存在强烈的原纤聚集(即絮凝物)和空隙。这将是在美国序列号17/062,424和PCT专利申请PCT/US2020/054149中公开的低保湿剂组合物的典型情况。在图1A中，35％的面积(可能的标准偏差约为5％)被大的(直径>>10微米)微结构空隙占据，这些空隙几乎不含或根本不含MFC。其余65％的面积被MFC占用。换句话说，大约三分之一的材料微观结构被MFC耗尽的大空隙占据。这些数字可能在一定程度上受到组合物中MFC的总浓度的影响。在图1B中，较高浓度的保湿剂(浓度为30-35-40％的保湿剂)导致纤维MFC具有不同的微观结构，因为它使MFC更分散、更高度地分散、更均匀地分散，并且很明显，空隙不会像图1A中那样出现。在图1B中，在高浓度保湿剂(35％甘油)的情况下，原纤遍布，基本上不存在空隙。如图1A所示，在大部分为水的情况下，没有出现强烈的聚集。絮凝物是原纤化实体或相互纠缠的多个原纤化实体。絮凝物可以在非常稀的条件下通过激光衍射进行测量。在许多情况下，单个絮凝物可能不是特别可见，但一旦组合物充分稀释，就可以看到它们。图1A显示了包括高度聚集的MFC絮凝物(A)和空隙(浅色阴影区域B)的微观结构。图1B显示了在微观结构内均匀分散的MFC，没有可见的空隙。
本发明的实施方案的一些组合物包含MFC和高保湿剂浓度二者，从而产生独特且有益的微观结构。这显示在如图1C中。实施方案组合物是用表面交联的SAP制成的。SAP颗粒显示为浅色阴影不规则形状的对象(用黄色圆圈圈出)。这是一个“口渴”组合物的例子，没有空隙，随时可以吸收水分。
据信，在本发明的实施方案中，研磨二氧化硅颗粒被MFC纤维/原纤包裹，从而增强了网络的机械性能，并且与分散在缺乏网络的商业牙膏中的相同浓度和类型的研磨二氧化硅相比，有可能有助于改进污渍去除。在图1D中，我们显示了在MFC中捕获研磨二氧化硅的证据，载体液体是水。在图9中，我们报告了在含有1.5％MFC的水溶液中，与5％浓度的研磨二氧化硅(Zeodent 113)相比，使用19％浓度的研磨二氧化硅(Zeddent113)时，导致粘度(粘性模量)和弹性(储能模量)的增加。图1D显示了原纤化实体(A)中包含的二氧化硅磨料颗粒，并且空隙(B)不包含松散的磨料颗粒。图9显示了在含有5％和19％研磨二氧化硅(Zeodent 113)的水中用1.5％MFC制成的组合物的线性粘弹性响应。
在一个实施方案中，我们意外地发现磨料水合二氧化硅颗粒被微原纤化网络结构的纤维/原纤包裹并结合。图1D是显微镜图像，其显示研磨二氧化硅被捕获在原纤化结构中，在纤维和原纤之间的空隙中没有观察到松散颗粒，即使当用水将组合物稀释到原始浓度的50％时。这种新的微观结构不同于现有技术的商业牙膏(图1E)，在现有技术中，研磨二氧化硅松散地分散在聚合物基体中。在图1D和1E中，磨料颗粒是最暗的颗粒。图1D中的浅灰色区域表示作为空隙的液体区域。同样在图1D中，可以看到原纤化结构中夹杂着磨料颗粒。深色磨料颗粒不倾向于在空隙(液体)区域中。在图1E(右)中，商业牙膏的外观类似于砾石。图1E显示了商业牙膏，其磨料颗粒松散地分布在材料内的各处。
具有SAP的实施方案组合物-口渴组合物
在包含如本文其它地方所述的超级吸收剂的颗粒的实施方案组合物中，据信可能希望提供与载体流体组合的超吸收性聚合物，该载体流体可能含有一些水但具有高浓度的液体保湿剂。可以预期，在这种情况下，在刷牙开始时提供的牙膏中，SAP的颗粒没有吸收它们能够吸收的平衡量的水。因此，它们在刷牙过程中仍然能够吸收额外的水。特别是，这意味着SAP颗粒可以吸收刷牙过程中产生的一些唾液水。据信，当唾液或水以这种方式被SAP颗粒吸收时，唾液或水不可用于引起可能导致本发明的实施方案的网络在去除生物膜方面变得不那么有效的稀释类型。在这种情况下，牙膏中的非SAP成分的表现可能比人们从总体参数中预期的稀释程度要低。因此，诸如稀释引起的网络弱化之类的行为可能没有人们预期的那么严重，并且牙膏去除牙齿生物膜的性能可能会得到改善。本领域技术人员可以改变SAP和保湿剂的类型及它们的比例，以获得关于去除菌斑、污渍或其他残留物的最佳性能。该实施方案并不意味着局限于特定的组合物。例如，它甚至适用于可能不包括微小原纤或原纤化材料的组合物。该实施方案的目的是提供一种新的策略，以广泛地将唾液诱导的稀释在牙膏组合物中的影响最小化。
组合物的实施方案可以通过考虑微小原纤的SAP CRC值和持水容量(WHC)来制备。组合物中所用的水的量可以小于CRC和WHC的总和，这意味着组合物中所使用的水的量将小于获得平衡溶胀或水合所需的量。这些要求可以通过使用保湿剂-载水液体制备组合物来满足。根据实施方案，这种“口渴”组合物在刷牙期间具有从口腔中去除水分的倾向，并且这将延长网络保持其良好流变性和结构的时间。刷牙过程中的脱水率可以通过选择SAP的类型、其CRC值、其浓度、其吸水率以及载体流体中保湿剂的类型和水平来调节。据信，一些水的去除可能是由组合物的保湿剂和微小原纤组分引起的。本领域技术人员可以根据实施方案的教导来操纵组合物以制备这种口渴组合物。制备这种组合物的目的是减少刷牙过程中唾液引起的稀释作用，并保持牙膏结构的完整性，从而可以获得最佳的生物膜去除。本发明不旨在局限于SAP、保湿剂、微小原纤或组合物的其它元素。
在本发明的实施方案中，微小原纤本身也具有显著的保水能力。在本发明的实施方案中，可以在微小原纤中实现保水性。
在本发明的一些实施方案中，载体液体可以包括水和一定浓度的一种或多种保湿剂。一种或多种保湿剂在组合物中的总浓度可以是组合物的20％、30％、40％或甚至50％。组合物中一种或多种保湿剂的总浓度可以大于组合物中水的浓度。同时，在本发明的实施方案中，组合物还包括超吸收性聚合物的颗粒。除了SAP的颗粒可能直接有助于清洁的任何效果之外，SAP吸收水的能力可能阻碍脱水收缩，并且也可能有助于抵消使用过程中唾液或水稀释组合物的效果。如果发生这种稀释，可能会降低网络有效引起清洁作用的能力，因为在稀释的情况下，纤维/原纤可能会变得更加彼此远离和分离。因此，如果可能导致网络稀释的水被SAP的颗粒捕获，那么该水将不再可用于稀释或损害网络，因为水将被隔离在SAP的颗粒内，并且将不可用于导致网络松动。因此，该组合物将有效地包含比基于组合物的总体比例(包括刷牙期间可能添加的水/唾液)预期的更少的游离水。关于存在于组合物中的保湿剂，据推测，保湿剂不会被SAP吸收，而是将在组合物的纤维/原纤和其他非液体组分中保持为液体。
可以量化关于SAP螯合水能力的这一标准。描述超吸收性聚合物的一个参数是离心保留容量，它是相对于每单位质量的干SAP的SAP可保留的纯水的量。虽然一些SAP可以具有几百g/g的CRC值，但据信，对于本发明的实施方案而言所期望的表面交联SAP或高度本体交联SAP的形式可以具有10-30g/g的CRC值。因此，作为示例计算，如果组合物含有50％浓度的水和2％浓度的SAP，并且如果SAP具有25的CRC值，则该浓度的SAP可以吸收组合物中存在的所有水。如果SAP的浓度仍然大于刚刚描述的量，那么即使SAP吸收组合物中存在的所有水，SAP仍然具有吸收更多水的额外能力，例如在刷牙过程中引入的水/唾液。该标准可以表示为：
CRC*[SAP的浓度]>[水的浓度]
因此，在本发明的实施方案中，SAP的浓度乘以SAP的CRC值可以大于组合物中的水的浓度。作为进一步的实例，在本发明的实施方案中，SAP的浓度乘以SAP的CRC值可以是组合物中水的浓度的两倍或更多倍。
进一步考虑的是MFC纤维本身具有某种吸水能力。关于这一点，原纤化材料本身吸收水的能力可以以与SAP颗粒吸收水的能力大致相同的方式起作用。描述这一点的参数是持水容量，WHC，也以相对于每克所述材料(即MFC)的水的克数表示。在前面的公式中添加额外的细节，这种效果可以描述为：
CRC*[SAP的浓度]+WHC*[MFC的浓度]>[水的浓度]
作为另一个实例，在本发明的实施方案中，方程的左侧不仅可以略大于右侧，而且可以是右侧的两倍或更多倍。据信，尽管不希望局限于这种解释，但在刷牙过程中，当这种水螯合发生时，该网络持续时间更长，在去除菌斑生物膜和污渍方面比其他情况更有效。据信SAP不吸收保湿剂，并且据信MFC原纤也不吸收保湿剂。据信它们只吸收水分。
在本发明的一个实施方案中，组合物的液体含量可以是大约50％的水和50％的保湿剂。在本发明的一个实施方案中，由于SAP(以及可能的原纤化材料)的剩余吸水能力，组合物可能能够吸收额外体积的纯水，该额外体积等于组合物本身的体积，或者可以等于该体积的一半。
制造步骤的顺序，尤其是对于富含保湿剂的组合物
本发明的实施方案还可以包括制造一些所述组合物的方法，例如“口渴SAP”实施方案。本发明的一个实施方案的组合物可以根据以下步骤制备：
(A)将组合物的固体成分，例如MCC或类似的固体颗粒和SAP的颗粒以及可能的一些研磨二氧化硅和二氧化钛首先悬浮在纯保湿剂或保湿剂-水混合物中，然后均化以使它们分解并产生均化均匀的分散体。
(B)然后，将组合物的原纤化材料的一部分或全部以足够的量/浓度添加到刚刚产生的分散体中，使得原纤化材料可以在SAP颗粒的表面上形成保护性吸附层。该吸附层将使它们稳定，并防止它们在组合物内彼此坍塌/聚结。
(C)在将固体颗粒和SAP与保湿剂或保湿剂-水混合物混合后，然后将所得组合物均化以形成网络，其中固体颗粒和经涂覆的SAP颗粒完全结合在原纤化网络中。所得到的组合物稠度增加，具有粘弹性，并具有如本文其他地方所述的屈服应力。
(D)在将原纤化材料、固体颗粒和SAP均匀地掺入如上所述的保湿剂或保湿剂-水混合物中之后，可以加入其他固体成分(包括额外的原纤化材料、剩余的研磨二氧化硅、剩余的二氧化钛和本文其他地方描述的其他成分)并且在足够的剪切力下(可能用其他类型的混合设备)与上述形成的材料混合足够的时间，以确保产生均匀的组合物。然后，将表面活性剂、香料、甜味剂和防腐剂加入上述混合物中，然后混合以制备最终的牙膏组合物。
牙膏的稀释
优选的是，在刷牙的持续时间内或至少超过30秒，更优选超过1分钟，最有利的是2分钟，粘弹性应保持在去除生物膜的有效范围内(具有大于10Pa的屈服应力并且具有大于1000Pa的弹性模量或储能模量)。即使稀释到组合物原始浓度的50％，也希望保持这些性质。如果这些性质在稀释至组合物的原始浓度的33％或25％时能够保持，则更为理想。取决于所用牙刷的类型而产生的速度和剪切速率，需要考虑将实施方案组合物的粘弹性保持在有效水平以在刷牙期间去除生物膜菌斑。例如，有效去除生物膜的条件可能在一定程度上取决于是否使用手动、机械或声波牙刷来刷牙，如都是在2020年10月2日提交的专利申请美国序列号17/062,424和PCT专利申请PCT/US2020/054149中所详述的。
施用器和剂型
尽管洁齿剂例如牙膏是本发明的突出实施方案，但是洁齿剂并不是可以使用这些实施方案从牙齿物理地去除菌斑生物膜的唯一载体。例如，可以使用口腔装置，如冲牙器(Water Flosser)(Fort Collins，Colorado)，其将液体组合物流强力递送到牙齿上和牙齿之间，从而获得有效的菌斑去除。也可以通过咀嚼具有组合物实施方案的口香糖来递送机械作用，以移动和去除生物膜。也可以简单地通过用合适的漱口水彻底漱口来提供机械力。因此，虽然所讨论的许多实施方案适用于组合物如洁齿剂，但可以设想，不同剂型的本发明组合物如漱口水、预漂洗剂或固体组合物如口香糖，也可以用作本文所述的实施方案。
这些实施方案的一个有用的应用是以牙膏、牙胶、牙霜、牙液或牙粉形式的洁齿剂，其最大限度地提高牙刷或其他合适的施用器在刷牙期间从牙齿物理地去除菌斑生物膜的能力。洁齿剂实施方案中包括预防性浆液、预防性凝胶、预防性粉末，其用于由牙科专业人员在办公室内去除污渍和抛光牙齿。另一种洁齿剂实施方案是专业处方或应用的高氟化物口腔凝胶，其用于龋齿高危患者或表现出早期龋齿病变迹象(如白斑)的患者。
这些实施方案的口腔组合物可以以几乎任何形式提供，例如液体、喷雾、半固体、糊剂、凝胶或乳膏，其在液体介质中具有预先形成的3D、缠结、粘弹性结构，或者其可以是干固体、干粉末、胶或无水糊剂或凝胶的形式，当在使用过程中与水混合或与唾液混合时，其形成这样的3D、缠结、粘弹性结构。所谓干，我们的意思是干固体或干粉末没有被显著浓度的未吸收液体组分润湿，所述未吸收液体组分例如为液体水、液体保湿剂或液体表面活性剂，其会使组合物看起来潮湿，即组合物摸起来是干的。
令人惊讶地发现，天然或合成聚合物的某些组合可以配制成有效的菌斑生物膜移除和去除组合物，该组合物在从牙齿上和牙齿之间物理地置换菌斑生物膜方面比目前市场上销售的常规口腔护理组合物更有效。例如，与传统牙膏相比，使用包含这些实施方案的洁齿剂每天刷牙两次在物理上从齿系去除明显更多的菌斑生物膜。与用传统漱口剂冲洗相比，用漱口剂实施方案彻底冲洗口腔在从牙齿上去除菌斑生物膜方面更有效。一种特殊的刷牙前漱口液可以在常规刷牙之前递送菌斑生物膜去除实施方案。随后的刷牙将提供促进菌斑生物膜去除所需的力，以更好地去除菌斑生物膜。这种预冲洗的一个优点是，用户可以在使用自己选择的牙膏组合物的同时，获得去除菌斑成分的好处。口香糖实施方案可以为有健康意识的个人提供一种在饭后或在不可能刷牙的常规口腔卫生程序之间的其他时间从他们的牙齿上清除菌斑和生物膜的方法。菌斑生物膜去除实施方案不仅包括个人护理组合物，还包括牙科专业人员使用或开处方的组合物，例如预防性浆液、氟化物治疗组合物和牙齿制剂，其用于在填充、拔除或根管手术之前更有效地清洁牙齿表面。这种组合物可以配制有磨料或没有磨料，否则磨料可能会损坏釉质或暴露的牙本质。事实上，还可以设想，由牙科专业人员用牙周治疗实施方案对牙齿进行仔细的龈下清洁可以有效地从牙周袋中去除病原体，并为牙周炎的高效非手术治疗提供基础。
作用模式
虽然不希望被任何特定的作用模式所束缚，但我们提出了几种机制的组合，以解释洁齿剂中的成分对菌斑生物膜从齿系的高效置换。我们认为，聚合物组分以多种方式有助于组合物去除菌斑生物膜的能力。在刷牙过程中，来自微原纤化聚合物组分的原纤在穿透狭窄的空间中发挥直接作用，例如在紧密间隔的相邻牙齿之间、在牙齿的裂缝内，以及沿着在牙龈边缘形成的上下裂缝，即上下牙齿从牙龈露出的地方。原纤和微原纤进入、捕获和从这些通常无法进入的上述区域中取出菌斑。此外，当添加到水性介质中时，微原纤化组分和超吸收性聚合物都吸收水并溶胀。微原纤化组分与有机聚合物增稠剂一起形成粘弹性流体，其包裹不溶于水的纠缠的3D原纤化网络。在刷牙过程中，粘弹性洁齿剂流体将施加的刷牙力转移到生物膜上，并将其从牙齿表面排出。由于粘弹性洁齿剂的特性，最小化了否则会抑制生物膜的去除的损耗层的形成。微晶纤维素、磨料颗粒(例如二氧化硅)、硅化微晶纤维素、纳米晶体纤维素和/或粉状纤维素成分也有助于生物膜去除效果，它们使用温和的摩擦力来确保从牙齿表面优异地去除菌斑。所谓的“温和的摩擦力”，我们指的是洁齿剂成分从牙齿表面擦拭生物膜而施加的弱的侧向力，甚至是牙刷上刷毛之间的区域和区。还应进一步注意的是，表面活性剂“发泡剂”可能在降低生物膜和牙齿表面之间的表面张力或界面力方面发挥作用，从而有助于松动其表面粘附性。
在不受可能的特定作用模式限制的情况下，提出了当添加到水性载体中时，这些多糖纤维和原纤单独地或与其他固体组合地形成3D缠结网络结构。所得组合物是粘弹性的并且具有大于10Pa的屈服应力，并且具有大于1000Pa并且优选更高的弹性模量或储能模量。因此，这些材料的功能之一是改变摩擦学，并通过洁齿剂更好地引导刷牙力，以获得这些参数的适当值。结果，已经发现，当本发明的实施方案的组合物由牙刷或施用器在牙齿的表面上驱动时，固体颗粒与网络一起从被清洁的表面物理地去除生物膜，甚至是极具挑战性的生物膜。这与大多数商业牙膏形成了对比，后者通常被发现在物理上无法增加菌斑生物膜的去除。改变洁齿剂摩擦学的另一个方面是进入牙齿上和牙齿之间的狭小空间，而普通牙刷或传统牙膏无法到达这些空间。我们还认为，使用天然颗粒多糖的优点之一是，它们提供了菌斑生物膜可以附着的表面，从而有助于在刷牙后咳出洁齿剂时去除菌斑生物膜。
组合物的这些特征，无论它们的几何结构是纤维状的、颗粒状的还是其他什么，都显著改善了口腔生物膜、食物残渣和其他不期望的物质从牙齿中的物理位移，并导致减少牙龈炎、减少蛀牙和减少牙齿脱落，从而改善口腔健康。
此外，有人提出，在刷牙过程中，多糖原纤上的凝集素与生物膜细菌上的粘附素接触并结合，从而将它们从表膜中的凝集素和它们最初粘附的矿物表面上释放出来。
另一组有价值的口腔实施方案是口腔护理液体或固体的口腔护理组合物，其包括例如口香糖、片剂、含片、漱口水、漱口液、口腔预冲洗液和与口腔护理设备一起使用的流体组合物，例如冲牙器(Fort Collins,Colorado)。
虽然不希望被任何特定的作用模式所束缚，但我们提出，液体组合物，如漱口水，通过与我们提出的用于洁齿剂的机制类似的机制来去除菌斑。据信，在彻底冲洗过程中，来自微原纤化聚合物组分的原纤和微原纤穿透狭窄的空间，例如牙齿上和牙齿之间、沿着牙龈线、裂缝等，并清除菌斑生物膜，而菌斑生物膜通常是不可接近的。微原纤化组分与其他吸水和溶胀的聚合物SAP或NSAP以及有机聚合物增稠剂结合，在不溶于水的缠结的3D原纤网络周围形成粘弹性流体。通过用漱口水实施方案彻底冲洗，或将粘弹性流体递送到牙齿的其他有力作用，迫使液体组合物进入牙齿的否则难以进入的区域。
在其他潜在的口腔护理组合物中有预冲洗实施方案，它有助于在刷牙之前和刷牙期间移除和去除菌斑生物膜。预冲洗可以通过提供剪切稀化(假塑性)粘度特性来提高洁齿剂的有效性。当预冲洗在冲洗过程中起作用时，液体组合物的粘度大大降低，允许液体几乎到达齿系的所有区域。冲洗作用停止后，由于假塑性特性，组合物粘度将增加，在菌斑上留下凝胶状的冲洗膜，特别是在菌斑生物膜堆积的地方，如牙齿之间。随后使用牙膏或不使用牙膏刷牙以将允许残留聚合物菌斑去除并从口预冲洗去除残留膜中的成分，以置换和去除更多的生物膜。当然，如前所述，冲洗液中的微晶纤维素、硅化微晶纤维素、纳米晶体纤维素和/或粉状纤维素成分也对生物膜去除有贡献，它们提供温和的摩擦力以改善生物膜去除。
按数值范围描述的组合物
以下是实例组合物：
关于洁齿剂(例如牙膏)：
本发明的实施方案的洁齿剂组合物，其可以包含：
(A)前述成分，其物理地移除和去除菌斑生物膜，所述前述成分包含：
(1)约0.1％至约10％的去除口腔菌斑生物膜的、水不溶性的、可水合的、天然的或合成的、原纤化的或微原纤化聚合物，其在水性介质中溶胀和增稠，以及以下额外的菌斑去除组分中一种或多种：
(2)约0.1％至约5％的水不溶性微晶纤维素(MCC)或水不溶性硅化微晶纤维素(SMCC)(在口香糖或干剂型的情况下，浓度可以更大)；
(3)约0.1％至约5％的合成超吸收性聚合物(SAP)，其可以是表面交联的，但不一定是，或天然的超吸收性多糖(NSAP)，并且其在水性介质中溶胀和增稠；
(4)约0.1％至约10％的天然或合成的、不溶于水的纳米晶体纤维素聚合物(CNC)，其通过天然或合成纤维素的酸化或氧化得到；
(5)约0.1％至约4％的一种或多种水溶性有机聚合物增稠剂(PT)，其选自聚丙烯酸的碱金属盐或铵盐、黄原胶、卡拉胶、海藻酸盐、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素；
(6)约0.1％至约15％的天然或合成的、不溶于水的粉状纤维素(PC)。
(B)功能性洁齿剂成分，其提供洁齿剂组合物所期望的额外清洁、口腔护理、健康护理和美学益处，所述功能性洁齿剂成分包括：
(i)约5％至约65％的磨料；
(ii)约0.1％至约2.0％的芳香剂；
(iii)任选地，约0.05％至约1％的甜味剂，其选自糖精；糖精钠、三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜菊糖、安赛蜜钾、纽甜、索马甜、环己烷氨基磺酸钠；
(iv)任选地，约0.2％至约2.0％，优选约0.4％至2.0％的表面活性剂；
(v)任选地，约0.1％至约2.0％的防腐剂；
(vi)任选地，约0.2％至约2.0％，优选约0.5％至约1.5％的缓冲剂，以提供在约3.5至9.5之间的pH，所选择的确切pH范围将取决于所选择的氟化物(如果有的话)以及所选择的其他成分的需要；
(vii)任选地，足够的着色剂，如FD&C染料，或遮光剂，如二氧化钛，以赋予洁齿剂所需的颜色或白度；
(viii)任选地，约0.05％至约1.0％的乳化剂；
(ix)任选地，氟化物源，其选自氟化钠、单氟磷酸钠、氟化亚锡和胺氟化物，其量为提供约0.025％至约1％的氟离子；
(C)并且此外，还可以包含下列任选的性能拓展剂中的一种或多种，其选自：
(x)牙垢控制剂，其以约0.1％至约5％的浓度存在，所述牙垢控制剂选自以下：复合磷酸盐、柠檬酸锌、乳酸锌、氯化锌、碱金属聚丙烯酸盐和聚丙烯酸铵盐、碱金属葡萄糖酸盐和葡萄糖酸铵盐；
(xi)牙齿脱敏剂，其选自约0.1％至约7％的硝酸钾盐、约0.1％的锶盐和亚锡盐；
(xii)非研磨性去污剂，其选自柠檬酸钠和复合磷酸盐。
(xiii)非研磨性牙齿增白剂，其成分选自过氧化氢、过氧化脲、过碳酸钠和过硼酸钠。
(xiv)呼吸除臭组分，如桉油精、氯化锌、水杨酸甲酯、百里酚、薄荷醇。
(D)将组合物混合、悬浮、分散、乳化或部分溶解在约4％至约50％的载体中，所述载体选自以下中的一种或多种：
(xv)水；
(xvi)保湿剂，其选自甘油、山梨醇、1,2-丙二醇、1,3丙二醇、聚乙二醇、山梨醇、聚丙二醇、赤藓糖醇和木糖醇；
(xvii)(在牙粉或口香糖的情况下)粉末状薄片或固体物质，其选自以下中一种或多种：固体、胶和粉末、纤维素、微纤维素、水合二氧化硅、沉淀二氧化硅、无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅干凝胶、分子量高于约650的聚乙二醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、硫酸钙、石膏、硫酸镁、水合硅酸镁、滑石、碳酸氢钠、膨润土、碳酸钠、碳酸钙，磷酸二钙二水合物、无水磷酸二钙、焦磷酸钙、磷酸三钙、偏磷酸钙、胶基(gum bases)、蜡、硬脂酸。
关于液体剂型(例如漱口水)：
本发明的实施方案的口用液体和其他组合物，其可以包含：
(A)物理移除和物理分离菌斑生物膜的成分，其包括：
(1)约0.02％-约8％的口腔的、用于去除菌斑生物膜的、水不溶性、可水合、天然或合成、原纤化或微原纤化的聚合物，其在水性介质中溶胀和增稠，以及以下额外的菌斑去除组分中的一种或多种：
(2)约0.1％至约5％的水不溶性微晶纤维素(MCC)或水不溶性硅化微晶纤维素(SMCC)；
(3)约0.1％至约5％的合成表面交联超吸收性聚合物(SAP)或天然超吸收性多糖(NSAP)，其在水性介质中溶胀和增稠；
(4)约0.1％至约2％的天然或合成的水不溶性纳米晶体纤维素聚合物(CNC)，其通过天然或合成纤维素的酸化或氧化得到；
(5)约0.1％至约4％的一种或多种水溶性有机聚合物增稠剂(PT)，其选自聚丙烯酸的碱金属或铵盐、黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素、碱金属或铵藻酸盐；
(6)约0.1％至约15％的天然或合成的水不溶性粉状纤维素(PC)。
(B)用于液体组合物的功能成分，其提供完整口腔护理组合物所期望的额外清洁、口腔护理、健康护理、呼吸除臭和美学益处，其包含：
(iii)任选地，0.01％至约0.5％的抗微生物剂，其选自氯己定、西吡氯铵、苄索氯铵和苯扎氯铵，以及精油，所述精油包括薄荷醇、水杨酸甲酯、百里酚和桉油精；
(iv)0％至约2％的表面活性剂；
(i)约0.05％至约2.0％的芳香剂；
(ii)约0.01％至约1％的甜味剂；
(v)任选地，pH缓冲液；
(vi)任选地，氟化物源，其选自氟化钠、单氟磷酸钠、氟化亚锡和胺氟化物，其量为提供约0.025％至约0.5％的氟离子；
(vi)任选地，乳化剂；
(viii)任选地，防腐剂；
(ix)任选地，着色剂；
(C)此外，可以包括选自以下的下列任选性能拓展剂中的一种或多种：
(x)约0.1％至约2％的牙垢控制剂，其选自以下：复合磷酸盐、柠檬酸锌、乳酸锌、氯化锌、碱金属聚丙烯酸酯、聚丙烯酸铵盐、碱金属葡萄糖酸盐、葡萄糖酸铵盐；
(xi)硝酸钾、锶盐、亚锡盐；
(xii)增白剂，其选自过氧化氢、过硼酸钠；
(xiii)呼吸除臭组分，其选自0.05％至0.7％的西吡氯铵和精油，如桉油精、水杨酸甲酯、百里酚和薄荷醇；
并且上述成分可以混合、分散、悬浮或部分溶解在下列中：
(D)载体，所述载体选自：
(i)水；
(ii)乙醇；
(iii)粉末、薄片或固体物质，其选自以下中的一种或多种：固体、胶和粉末、纤维素、微纤维素、水合二氧化硅、沉淀二氧化硅、无定形二氧化硅、沉淀氧化硅、二氧化硅干凝胶、分子量高于约650的聚乙二醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、硫酸钙、石膏、硫酸镁、水合硅酸镁、滑石、碳酸氢钠、膨润土、碳酸钠、碳酸钙、磷酸二钙二水合物、无水磷酸二钙、焦磷酸钙、磷酸三钙、偏磷酸钙、胶基、蜡、硬脂酸；
(iv)和保湿剂，其选自甘油、山梨醇、1,2丙二醇、1,3丙二醇、聚乙二醇、山梨醇、聚丙二醇、赤藓糖醇和木糖醇。
本发明的实施方案的口腔护理组合物可包含有效量的原纤化或微原纤化的、天然或合成的、不溶于水的、可水合的聚合物(MFC)，其在水性介质中溶胀和增稠以形成粘弹性流体，并从口腔表面物理地去除菌斑生物膜。
本发明实施方案的另一种口腔组合物可包含(A)0.05％至8％的用于移除和去除口腔菌斑生物膜的、天然或合成的、不溶于水的、可水合的、聚合物(MFC)，其在水性介质中溶胀和增稠以形成粘弹性流体，并且其物理地从口腔表面移除和去除菌斑生物膜，以及(B)下列生物膜去除组分中的一种或多种：
(i)约0.1％至约5％的颗粒状、水不溶性微晶纤维素(MCC)或颗粒状、水不溶性硅化微晶纤维素(SMCC)；
(ii)约0.1％至约5％的颗粒状、合成的、交联的超吸收性聚合物(SAP)，其在水性介质中溶胀和增稠；
(iii)约0.1％至约5％的颗粒状天然非交联超吸收性聚合物(NSAP)，其在水性介质中溶胀和增稠；
(iv)约0.1％至约2％的水不溶性、颗粒状、纳米结晶纤维素聚合物(CNC)，其例如通过天然或合成纤维素的酸水解得到；
(v)约0.1％至约4％的水溶性有机聚合物增稠剂(PT)，其选自以下中的一种或多种：聚丙烯酸的碱金属或铵盐、碱金属或铵海藻酸盐、黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠(CMC)、甲基纤维素(MC)、羟甲基纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)；
(vi)天然或合成的水不溶性粉状纤维素(CP)。
上述菌斑生物膜移除和去除口腔组合物可以与载体成分(C)混合、吸收、分散、悬浮、乳化或溶解，以形成糊剂、凝胶、乳膏、液体、粉末、胶或固体，所述载体成分(C)包括以下：
(i)固体物质、粉末、薄片或胶，其包括以下中的一种或多种：纤维素、微纤维素、水合二氧化硅、沉淀二氧化硅、无定形二氧化硅、沉淀氧化硅、二氧化硅干凝胶、分子量大于约650的聚乙二醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、硫酸钙、石膏、硫酸镁、水合硅酸镁、滑石、碳酸氢钠、膨润土、碳酸钠、碳酸钙、磷酸二钙二水合物、无水磷酸二钙、无水焦磷酸钙、磷酸三钙、偏磷酸钙、胶基、蜡、硬脂酸；
(ii)约0.5％至约25％的乙醇；
(iii)约10％至约95％的水；
(iv)约5％至约80％的保湿剂，其选自：甘油；山梨醇；1,2丙二醇；1,3丙二醇；分子量在250和650之间的聚乙二醇；聚丙二醇；赤藓糖醇；和木糖醇。
一个实施方案可以是牙膏、牙胶、牙霜、牙液或牙粉形式的洁齿剂，其最大限度地提高牙刷或其他合适的施用器在刷牙期间从牙齿物理去除菌斑生物膜的能力。洁齿剂实施方案中包括预防性浆液、预防性凝胶、预防性粉末，其用于由牙科专业人员在办公室内去除污渍和抛光牙齿。另一种洁齿剂实施方案是专业开处方或应用的高氟化物口腔凝胶，其用于龋齿高危患者或表现出早期龋齿病变迹象(如白斑)的患者。
这些实施方案的洁齿剂组合物可包含约0.1％至约6％的原纤化或微原纤化的、天然或合成的、不溶于水的、可水合的聚合物(MFC)，其在水性介质中溶胀和增稠以形成粘弹性流体，并且其从口腔表面物理去除菌斑生物膜。
洁齿剂组合物可任选地包含以下额外的菌斑生物膜去除组分中的一种或多种，所述菌斑生物膜去除组分包括：
(i)约0.1％至约5％的颗粒状水不溶性微晶纤维素(MCC)或颗粒状水不溶性硅化微晶纤维素(SMCC)；
(ii)约0.1％至约5％的颗粒状的、合成交联超吸收性聚合物(SAP)，其在水性介质中溶胀和增稠；
(iii)约0.1％至约5％的天然的、颗粒状、非交联的超吸收性聚合物(NSAP)，其在水性介质中溶胀和增稠；
(iv)约0.1％至约2％的水不溶性、颗粒状、纳米结晶纤维素聚合物(CNC)，其例如通过天然或合成的纤维素的酸水解得到；
(v)约0.1％-约4％的一种或多种水溶性有机聚合物增稠剂(PT)，其选自以下中的一种或几种：聚丙烯酸的碱金属和铵盐、碱金属和铵海藻酸盐、黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠(CMC)、甲基纤维素(MC)、羟甲基纤维素(HMC)，羟乙基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)，
(vi)约0.1％至约15％的天然或合成的水不溶性粉状纤维素(CP)。
此外，洁齿剂可以包括一种或多种以下功能性洁齿剂成分，其提供洁齿剂组合物所期望的额外清洁和口腔健康护理以及安全益处，其包括(D)：
(i)约5％至约65％的磨料，
(ii)0.2％至约2％的表面活性剂，其选自月桂基硫酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱和月桂基磺基乙酸钠；
(iii)任选地，氟化物源，其选自氟化钠、单氟磷酸钠、氟化亚锡和胺氟化物，其量为提供约0.025％至约1％的氟离子；
(iv)任选地，约0.5％至8％的无机增稠剂；
(v)任选地，约0.2％至0.5％的葡萄糖酸氯己定，其用于专业应用或处方洁齿剂。
此外，洁齿剂和其他口腔组合物包含一种或多种以下辅助成分(E)，其提供令人愉快的体验、令人愉快的美学以及口腔中有效性和安全性的最佳环境：
(i)约0.2％至约2.5％的缓冲盐以提供约3.5至9.5之间的pH。所选择的确切pH范围可能取决于氟化物源和其他成分的需要；
(ii)约0.1％至约2.0％的芳香剂；
(iii)约0.05％至约1％的甜味剂，其选自糖精、糖精钠、三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜菊糖、安赛蜜钾、纽甜、索马甜、环己烷氨基磺酸钠；
(iv)约0.1％至约2.0％的防腐剂；
(v)足够的着色剂，如FD&C染料，以赋予洁齿剂所需的颜色；约0.2％至约2.5％的遮蔽剂，例如二氧化钛，以使洁齿剂变白；
(vi)约0.05％至约1.0％的乳化剂。
洁齿剂还可以包括一种或多种选自以下的可选的性能拓展剂(F)：
(i)约0.1％至约5％的牙垢控制剂，其选自碱金属或铵复合磷酸盐、柠檬酸锌、乳酸锌、氯化锌、醋酸锌、葡萄糖酸碱金属盐和葡萄糖酸铵盐；
(ii)牙齿脱敏剂，其选自约0.1％至约7％，优选6％的硝酸钾和约0.1％至约3％的锶盐和亚锡盐；
(iii)非研磨性去污剂，其选自柠檬酸钠和复合磷酸盐；
(iii)非研磨性去污剂，其选自柠檬酸钠和复合磷酸盐。
治疗性洁齿剂适用于专业人员在牙科办公室的应用，或用于开处方，并且包括预防性浆液、凝胶、粉末和龈下菌斑去除组合物。还包括高氟化物治疗凝胶，其包含约0.15％至约1.0％的氟离子，用于龋齿高危或有早期龋齿病变迹象的患者。这些组合物还可以包含一种或多种上述功能性成分(D)、辅助成分(E)和载体成分(C)。氟化物功能成分的存在在预防性浆液中可能特别重要，预防性浆液往往具有高度研磨性。氟化物可以促进釉质或牙本质区域的再矿化，这些区域可能在预防过程中被磨损。此外，葡萄糖酸氯己定功能成分可能有助于龈下专业菌斑去除配方，以杀死由龈下生物膜去除组合物留下的任何残留病理细菌。氯己定通常不建议在OTC(非处方)传统牙膏中常规使用，因为它容易污染牙齿，并且在经常使用时可能促进耐药菌株的形成。
将包括菌斑生物膜移除和去除成分(A)和(B)、功能成分(D)、辅助成分(E)和性能拓展剂(F)的洁齿剂成分在合适的载体(C)中混合，以形成混合物、悬浮液、分散体、乳液、部分溶液、固体、粉末、液体、糊状物、凝胶或乳膏，其包含以下中的一种或多种：
(i)固体物质、粉末、薄片或胶，其选自以下中的一种或多种：纤维素、微纤维素、水合二氧化硅、沉淀二氧化硅、无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅干凝胶、分子量高于约650的聚乙二醇、山梨醇、甘露醇、麦芽糖醇、异麦芽酮糖醇、硫酸钙、石膏、硫酸镁、水合硅酸镁、滑石，碳酸氢钠、膨润土、碳酸钠、碳酸钙、磷酸二钙二水合物、无水磷酸二钙、无水焦磷酸钙、磷酸三钙、偏磷酸钙、胶基、蜡、硬脂酸；
(ii)约0.5％至约25％的乙醇；
(iii)约10％至约95％的水；
(iv)约5％至约80％的保湿剂，其选自甘油；山梨醇；1,2丙二醇；1,3丙二醇；分子量在250和650之间的聚乙二醇；山梨醇；聚丙二醇；赤藓糖醇；和木糖醇，它们被混合、悬浮、分散、乳化或部分溶解在载体中。
实例组合物
用于去除菌斑生物膜和牙垢的专业预防性浆液
使用和不使用温和的抗微生物剂去除龈下生物膜的组合物
B.功能性口腔护理成分
本节进一步描述了用于洁齿剂和其他组合物的各种功能性口腔护理成分。除了聚合物菌斑去除成分之外，洁齿剂功能成分以提供洁齿剂益处的量包括洁齿剂磨料、氟化剂、表面活性剂、无机增稠剂、有机增稠剂、芳香剂、甜味剂、pH缓冲剂以及能够减少菌斑粘附的组分、牙垢控制剂、钙沉积控制剂、牙齿脱敏剂、增白剂、水活度调节剂、防腐剂。在一个洁齿剂实施方案中，优选包括来自上述列表的以下四种洁齿剂成分：
(a)介于约5％至约50％之间的洁齿剂磨料，
(b)介于约0.1％至约2.0％之间的一种或多种洁齿剂表面活性剂，
(c)介于约0.1％至约1.0％之间的甜味剂，以及
(d)介于约0.1％和约2.0％之间的芳香剂。
洁齿剂实施方案通常含有介于约0.025重量％至约1重量％之间的活性氟。用于常规每日两次家庭使用的洁齿剂通常含有约0.08％至约0.25％的可溶性氟化合物。牙科诊所中使用的预防性浆液通常含有约0.2％至约1.0％的氟化物。美国氟化物牙膏的允许含量显示在表1中。
附加实施方案
实施方案组合物可以与氟化亚锡体系一起配制，从而可以实现菌斑生物膜的最佳物理去除、釉质的氟化和SnF2(或其他化合物)在牙龈-牙齿界面的深度递送。SnF2的龈下深度递送可以通过将表面活性剂(例如SLS)的类型和浓度调节到更高的浓度来进一步增强，如果需要，可以为约1.5％。不希望被解释所束缚，相信在刷牙期间由实施方案组合物施加的物理力可以进一步促进SnF2更深地传输至在牙龈和牙齿之间的龈下空间中3至6mm。这可以通过使用表面分析技术(例如TOF-SIMS等)进行分析。此外，由实施方案组合物提供的高水平清洁也被认为有助于SnF2的传输，从而可以在各种地方提供更有效的氟化和抗微生物性能。实施方案组合物的组合益处可导致更少的龋齿、蛀牙、更低的牙齿脱落、更强的釉质和更少的牙龈炎或牙周炎。
与现有技术的商业牙膏相比，实施方案的方法和组合物可用于在刷牙期间从牙齿获得有效的污渍去除。已经发现，即使当所述组合物在刷牙过程中被唾液或水稀释时，诸如水合二氧化硅或其他颗粒(例如碳酸钙等)的磨料也可以被掺入和截留在实施方案组合物的网络结构中，即，颗粒在稀释时不与网络结构分离。总的来说，包括原纤化材料、颗粒材料(例如MCC)、磨料(例如水合二氧化硅)和颗粒SAP或它们的组合的组合物的固体可以形成复合垫，其可以穿透、擦拭、转移和去除牙齿上的污渍。在这里，组合物中的颗粒以某一表面密度分布在组合物垫的表面(而不是作为浆料)，并且当组合物通过牙刷的作用在牙齿的表面上方移动时捕获并去除污渍。
因此，根据不同于且明显区别于商业牙膏的新的实施方案方法，实施方案组合物可以被设计和定制为有效地从牙齿去除污渍，因为在传统牙膏中，牙膏通过唾液稀释转化为低粘度浆料，如本文其他地方所述。在商业牙膏中，浆状磨料颗粒与牙膏分离，并被刷毛尖端拖过牙齿表面上方，其中这些颗粒的运动有助于去除污渍，正如Lewis等人所述(Lewis,R.,Dwyer-Joyce,R.S.,&Pickles,M.J.(2004).牙刷与牙膏磨粒在模拟牙齿清洁中的相互作用(Interaction between toothbrushes and toothpaste abrasive particlesin simulated tooth cleaning)Wear,257(3-4),368-376)。据信，本发明的实施方案方法和组合物可以提供更有效的从牙齿去除污渍的手段，并且与现有技术的方法或组合物相比，新机制可以在组合物和被污渍的牙齿之间提供更大的接触表面积。
实施方案的组合物可以有效地从牙齿去除茶、咖啡和食物污渍，在这方面，它们可以每天常规使用或不经常使用，例如每周一次。组合物也可以配制成预防性浆液或凝胶的形式，消费者可以根据需要使用，例如每周一次，以防止污渍过度积聚。此外，所述组合物可配制成预防性浆液，用于牙科诊所环境中的卫生员使用或用于清洁假牙或牙科器具。当实施方案组合物被配制成牙膏时，它们可以提供如本文其它地方所述的对污渍和菌斑生物膜的有效控制。
实施方案组合物可以配制成在刷牙或在口腔内施用期间和之后产生二氧化氯(ClO2)。亚氯酸钠或其他合适的二氧化氯前体可以以约50ppm至1000ppm或更高的浓度包含在实施方案组合物中；可以调节前体的浓度以允许在储存期间与纤维素成分反应。可以使用适当的缓冲剂(例如磷酸盐缓冲剂)将组合物调节至pH高于8.0至约10.5，以防止二氧化氯前体在货架储存期间降解。一旦应用实施方案组合物，前体将在口腔中与天然酸反应，在溶液中产生新生的二氧化氯。所产生的ClO2预计在口腔中的宽pH范围内有效，例如在3.0至7.5之间。如本文其他地方所述的实施方案组合物发现的高水平菌斑生物膜去除和产生的ClO2的组合可预期增强以下功能：1)杀死导致生物膜的生物体；2)中和作为口臭的口腔气味；3)由于氧化漂白而增强牙齿的美白；4)通过常规使用防止牙垢形成；5)去除先前积聚的牙垢。因此，可以根据本发明配制能够递送ClO2的实施方案组合物。预计会有不同的剂型组合物，包括：牙膏；牙胶；漱口液；口腔预冲洗剂；预防性浆液和凝胶。这些可供消费者和专业人士使用。本领域技术人员可以基于本发明的教导来改变成分的浓度和水平以制备有效的产生ClO2的组合物。
公开了一种实施方案口腔组合物，其中磨料结合在原纤化网络的微观结构内。我们发现研磨二氧化硅颗粒(或其他磨料如碳酸钙)成为实施方案组合物的一部分，并且这种颗粒即使在高稀释水平下也不会分离，如本文其他地方所述。这一发现可以在清洁过程中提供更好的污渍和生物膜去除，例如在刷牙或漱口过程中。这一发现可以使得能够制备具有不同剂型(浆液、凝胶、浆料、预冲洗剂、冲洗剂等)的制剂，其中磨料颗粒被牢固地保持在原纤维化实体内，而不会像现有技术的商业牙膏那样由于稀释而转变成液体浆料。因此，用小浓度的高度原纤化的MFC制备漱口水是可行的，其中磨料颗粒结合在原纤化实体内。这种组合物可以有效地从牙龈线处和下方的邻间空间、表面或牙齿去除污渍和生物膜。在不受解释约束的情况下，相信负载磨料的原纤化实体的流动可以产生剪切力，当这些实体在邻间空间中流动时，该剪切力可以提供清洁，这将增强对这些不可接近区域的清洁。基于本发明的教导，本领域技术人员可以操作和优化各种剂型的组合物以获得类似的清洁结果。
在一个实施方案中，当定期使用或与高浓度处方氟化物制剂一起使用时，本发明的组合物可以促进牙釉质的更有效氟化。实施方案组合物通常包括0.24％的氟化物，这是美国FDA推荐的剂量。据信，实施方案组合物可以促进釉质更好的氟化，因为这样的组合物可以提供从牙齿表面高水平去除有机残留物。如果允许这些有机层保留下来，由于氟离子对釉质的扩散阻力，它们可能会延迟最佳氟化。在另一种情况下，当用实施方案组合物定期刷牙时，并且当清洁水平高时，相信在施用5000ppm或10000ppm氟化物凝胶/溶液时，吸收和氟化的速率可以提高，使得釉质的形成和强化将更快更有效。不希望受到解释的约束，相信用实施方案组合物定期刷牙以及定期应用治疗性高氟化物水平制剂将有效地修复薄弱的釉质。
实验方法和程序
进一步描述了本发明的实施方案，但不受本文中所述实施例的限制。首先描述形成实施例基础的程序是有用的。
A.用于评估菌斑去除有效性的生物膜的制备
在本文报道的工作中，使用方案制备了几种类型的生物膜。它们是：1)BBF(堆积生物膜)；2)单一物种生物膜；和3)双物种生物膜。表2中提供了用于生长生物膜的细菌物种和所使用的基质。
BBF是一种生物膜的形式，其代表了生物膜偶尔暴露于使其变得更硬、更难从牙齿去除的条件和化合物的事实。未通过日常刷牙去除的牙齿生物膜积聚，然后随着时间的推移钙化形成本文所述的牙垢。发现BBF在本工作中特别有价值，其用于评估菌斑生物膜从各种表面和基质的去除有效性，并用于比较现有技术的商业牙膏和实施方案组合物。在本工作中，BBF生长时间为8天，并且在制备过程中，它多次暴露于低浓度的戊二醛中，从而产生交联、强度和附着。实施方案BBF已被证明对于生物膜去除的体外评估以及实施方案方法和组合物的开发非常有用。
表2：体外生物膜生长方法
BBF制备备方法/方案：第1天，用在37℃的血琼脂(BA)板上培养的粪肠球菌(Enterococcus faecalis)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)在人工试验土壤(ATS2015)中制备108CFU/mL的细菌悬浮液。用在ATS2015中的细菌悬浮液填充预先消毒的3.7mm内径PTFE管和泵管装置。两端相连形成闭合回路。细菌悬浮液通过蠕动泵在室温下以72mL/hr在管道中循环。48小时后，在第3天，排出细菌悬浮液。将管用无菌自来水冲洗，用1:50稀释的戊二醛固定2分钟，用无菌自来水再次冲洗，用无菌RO水填充，并在托盘上放置过夜。在第4天，将管用细菌悬浮液填充，并连接到蠕动泵进行4小时循环。然后，将管冲洗，用1:50稀释的戊二醛固定2分钟，再次冲洗，并放置过夜。除最后一步外，在第5天重复第4天的程序。管中没有填充无菌RO水，而是填充了细菌悬浮液，并连接到蠕动泵，以便在周末进行循环。第8天，将管排空，冲洗，用未稀释的戊二醛固定20分钟，然后再次冲洗。这是对根据下列的已发表方法的修改：Alfa M、Ribeiro MM、Da Costa Luciano C、Franca R、Olson N、DeGagne P和Singh H.在2017年发表的A novel polytetrafluoroethylene-channelmodel,which simulates low levels of culturable bacteria in buildup biofilmafter repeated endoscope reprocessing(一种新型聚四氟乙烯通道模型，其模拟重复内窥镜再处理后形成的生物膜中低水平的可培养细菌)，Gastrointest.Endosc.86(2):442-451。
单物种牙齿生物膜制备方法/方案：在用表膜涂覆羟基磷灰石(HA)盘之前，将HA盘在0.12M HCl中蚀刻60秒，在饱和碳酸钠中浸泡30秒，然后在1％的植酸中浸泡60秒。为了在HA圆盘上形成表膜，将盘悬浮在40℃的蒸馏水中的1.2％粘蛋白中15分钟。接下来，将溶液与盘一起从加热的溶液中取出，然后缓慢冷却至36℃。将盘从溶液中取出，并在37℃下干燥30分钟。重复该循环处理2天，以正确形成表膜，以模拟在唾液存在的情况下通常在口腔中生长的牙齿生物膜。
变形链球菌(Streptococcus mutans)悬浮液是通过在37℃的脑心浸液(BHI)肉汤中培养单个菌落过夜来制备的。将过夜生长培养物在BHI中稀释至1:5。将制备的盘放置在12孔板中，该板填充有2.5mL含有2％蔗糖的稀释的变异链球菌(S.mutans)悬浮液，并在37℃下温育直至使用。每隔24小时，培养基就会被新的培养基取代。该生物膜是根据KhosraviY、Kandukuri RDP、Palmer SR、Gloag ES、Borisov SM、Starke EM、Ward MT、Kumar P、DeBeer D、Chennu A和Stoodley P.2020改编制备的。使用氧气平面光电二极管评估高速微喷雾对体外人类牙齿生物膜中的氧气渗透的影响。BMC口腔健康20:230。
双物种生物膜制备方法/方案：在用表膜涂覆HA盘之前，将盘在0.12M HCl中蚀刻60秒，在饱和碳酸钠中浸泡30秒，然后在1％的植酸中浸泡60秒。为了在HA盘上形成表膜，将盘悬浮在40℃的蒸馏水中的1.2％粘蛋白中15分钟。接下来，将溶液与盘一起从热中取出，并缓慢冷却至36℃。将盘从溶液中取出，并在37℃下干燥30分钟。重复此循环处理2天。
该方法根据Verkaik等人在2010年发表的方法进行了修改，其中将口腔链球菌(Streptococcus oralis)在Todd Hewitt肉汤(THB，Sigma-Aldrich)上有氧培养，将内氏放线菌(Actinomyces naeslundii)在切碎的肉汤(Anaerobic systems,CA)中在厌氧条件下培养，两者均为37℃。将菌株在过夜分批培养中预培养，并且接种在第二培养物中，培养16小时。在具有20％培养基(口腔链球菌用THB，内氏放线菌用切碎的肉汤)的粘附缓冲液(2mM磷酸钾、50mM氯化钾和1mM氯化钙，pH 6.8)中将细菌浓度调节至108CFU/mL。采用三种方法制备双物种牙齿生物膜，如下所示：
方法1：在HA盘上生长的双物种：将准备好的盘在橡胶条上对齐，并放置在连接入口和出口的6英寸歧管中。使用蠕动泵使介质流动2.5mL/min，通过入口到歧管再到出口进行排放。首先使粘附缓冲液流过歧管30分钟。对于双物种生物膜的形成，接下来使内氏放线菌悬浮液流动2小时，然后将流动切换到粘附缓冲液30分钟和口腔链球菌悬浮液2小时以开始共粘附。然后将流动切换到THB并操作直到使用。所有缓冲液和培养基被保持在处于33℃的水浴中用于整个实验。
方法2：在HA盘上生长的双物种：将准备好的盘在在粘附缓冲液中浸泡15分钟。用内氏放线菌悬浮液代替粘附缓冲液，并在摇床上在37℃温育2小时。将盘再次在粘附缓冲液中浸渍15分钟，并在摇床上在口腔链球菌悬浮液中在37℃温育2小时。最后，将盘放置在充满新鲜THB的培养皿中，并在摇床上在37℃厌氧温育直至使用。
方法3：在HA盘上生长的双物种：该方法涉及使用已知形成牙齿菌斑生物膜的两种生物体的双物种生物膜的制备，根据本文中引用的参考文献，该方法被证明提供了清洁牙齿的定量测量。将口腔链球菌在Todd-Hewitt肉汤(THB，Sigma-Aldrich)中有氧培养并且将内氏放线菌在切碎的肉汤(Anaerobe Systems，Morgan Hill，CA)中在有氧条件下培养；两者均在37℃下温育。将菌株在过夜分批培养物中预培养，并接种在第二培养物中，培养16小时。将3英尺的PTFE管连接到2英尺的硅树脂管以形成闭合回路，该闭合回路连接到用于循环的蠕动泵。在实验前一天，用0.25％粘蛋白填充PTFE和硅树脂管以形成表膜，从而模仿和模拟口腔中的菌斑生物膜的自然形成。在第二天，排出粘蛋白溶液，并且用内氏放线菌的第二培养物填充管组，并在室温下以3mL/min的流速循环流体。1小时后，将内氏放线菌的第二培养物替换为口腔链球菌的第二种培养物，并循环1小时。将细菌悬浮液用在脑心浸液(BHI)肉汤中的0.1％酵母培养基代替。培养基每24小时更换一次。由于泄漏，在3天后更换硅树脂管。循环10天后，使用本文别处所述的管几何结构，使用硅树脂替换管来测试生物膜去除。根据这种方法，由于循环的作用，细菌转移在硅树脂管内形成生物膜。将所得生物膜暴露于0.5％的亚甲蓝水溶液中后，如深蓝色染色所示，发现其良好地粘附在硅树脂管的表面上。双物种生物膜的参考文献：(1)Verkaik MJ、Busscher HJ、Rustema-Abbing M、SlompAM、Abbas F和Van der Mei HC.2010.Oral biofilm models for mechanical plaqueremoval(用于机械菌斑去除的口腔生物膜模型),Clin.Oral.Invest.14:403-409；(2)Gusnaniar、Hizal F、Choi C-H、Sjollema J、Nuryastuti T、Rustema-Abbing M、RozenbaumRT、Van der Mei HC、Busscher HJ和WesselSW.2018,Transmission of monospecies anddual-species biofilms from smooth to nanopillared surfaces(单物种和双物种生物膜从光滑表面到纳米柱表面的传输),Appl.Environ.Microbiol.84(15)e01035-18。
已经发现，堆积生物膜(BBF)模型可以模拟两种形式的挑战性生物膜：1)在常规刷牙模式下(例如，每12小时到两天)生长和积累的生物膜菌斑；和2)在较长时间内(例如，>1周)转化为牙垢或牙石的较老的生物膜菌斑。第一种形式(菌斑生物膜)可以被称为“年轻生物膜”，例如，它可能是柔软粘稠的并且易于通过刷牙去除。第二种形式发生在生物膜未通过常规刷牙完全清除的区域，然后转化为牙垢。牙垢含有钙化的死细菌，并且它变得高度附着在牙齿表面，通过刷毛无法将其清除。
在生长BBF的过程中，细菌悬浮液在管中循环，或在基质(如羟基磷灰石盘)上方流动4天(BBF4)至8天(BBF8)的时间，详见“方法”。当细菌悬浮液在水平管中循环时，由于重力的作用，一些细菌不断沉淀并积聚在管的底部上。随着时间的推移，与在管侧面和顶部形成的生物膜相比，在管底部形成的生物膜变得更强、更粘附。由于在生物膜生长过程中定期用稀释的戊二醛溶液处理生物膜，因此底部生物膜会转变为类似于牙垢或结石的沉积结构。上部生物膜转化为不太坚固的材料，更能代表菌斑生物膜。沉积和戊二醛周期性交联的组合用于制备BBF，可以在单管或实验中模拟生物膜菌斑和牙垢两者。在一个实施方案中，通过调整生物膜的老化情况(age)和形式，所制备的BBF可用于评估和定量化菌斑生物膜和牙垢的去除。生物膜去除评估方法见“方法”。
BBF已被证明是牙菌斑生物膜的极好替代品，因为它很好地粘附在各种不同的表面上，包括羟基磷灰石和聚合物表面两者。此外，已经将BBF与用牙/口腔菌斑生物体制成的生物膜进行了比较，发现BBF提供了等效的生物膜去除结果。将双物种牙齿生物膜用于验证所使用的方法，以评估从羟基磷灰石(相当于本文其他地方描述的牙釉质)的表面的去除有效性。
B.基质材料
对于许多关于用于刷牙或其他清洁应用的清洁组合物的实验，生物膜生长在聚合物管的内表面上。在许多实验中，测试段的管子是由制成的。对于由变形链球菌生长的生物膜来说尤其如此。商标名Teflon经常指聚四氟乙烯(PTFE)。然而，还有另外两种具有类似性质的类似化合物，也可以使用商品名Teflon来提及，即氟化乙烯丙烯(FEP)和全氟烷氧基硅烷(PFA)。聚四氟乙烯是不透明的，而FEP是透明的。使用透明管材料，尤其是在测试前生物膜挑战(challenge)被染色的情况下，允许在清洁过程中对清洁过程进行视觉观察，并允许在完成清洁过程后对清洁的结果进行照片记录，而不会损坏管。然而，对于本文报道的使用Teflon的实验，所使用的材料是聚四氟乙烯。
对于一些实验，生物膜生长在由硅树脂而不是Teflon制成的管的内表面上。这是为了生长双物种生物膜(内氏放线菌和口腔链球菌)，其被(Verkaik等人)认为是在非接触式刷洗评估中评估生物膜去除的一个非常好的模拟物。发现这种双物种生物膜没有粘附在Teflon管上，而是适当地粘附在硅树脂管上，用于使用本文所述的流过管的技术进行测试。
对于一些实验，为了与刷牙最接近，使用的基质是羟基磷灰石。羟基磷灰石(磷酸钙的形式)是一种类似于牙釉质的陶瓷材料。羟基磷灰石可从Himed，Old Bethpage，NY商购。在羟基磷灰石管的制造过程中，调整加工条件以产生特别好地代表牙釉质的表面。因此，涉及这种羟基磷灰石表面的实验结果特别好地反映了刷牙过程中发生的情况。羟基磷灰石可从该制造商处获得，其形式为平盘，其与任何其他盘一样可用。在一个实施方案中，我们使用内径约为0.25英寸、长度约为4英寸(100mm)的管形式的羟基磷灰石，以使用本文所述的管几何结构中的流动来适当评估从HA去除生物膜。关于管，羟基磷灰石管是不柔性的并且是不透明的。尽管如此，由于其化学性质与牙釉质相似，所以使用管状羟基磷灰石用于一些实验。
生物膜的特性，如粘附强度，取决于其上生长生物膜的表面。相关特性不仅包括化学性质，还包括表面的拓扑结构和弹性。Teflon是光滑的，当然具有低摩擦和抗粘附性质。羟基磷灰石是一种模仿牙釉质的物理和表面化学的矿物质，其表面比Teflon更粗糙，并且部分多孔。因此，生长在两个不同表面上的同一生物膜可能不同。口腔中的细菌与用于生长BBF的那些细菌不同。因此，Teflon上的BBF与牙齿上的牙菌斑不同，并且表面也不同(釉质vs.Teflon)。然而，我们发现用BBF获得的结果与在羟基磷灰石盘上生长的双物种生物膜发现的那些结果一致。
C.使用管几何结构的生物膜去除评估方法
本发明的几个实施方案包括用于通过体外方法评估生物膜去除的方法。这些实施方案包括：1)在管几何结构中生长BBF的方法；2)在HA管中生长生物膜的方法；3)用于评估生物膜去除和从流动参数评估机械参数的方法，所述参数包括：压降；剪切速率；剪切应力；体积和线速度以及相关参数；4)基于去除有效性的大小而对结果进行分等级；5)使用具有锥形和板状几何结构或其他几何结构的流变测定法来评估和测量在规定的剪切速率和剪切应力条件下从HA盘中由牙膏流引起的生物膜去除；6)用于生长双物种生物膜并用于评估采用任何口腔组合物去除生物膜的有效性的方法，所述任何口腔组合物包括：牙膏/洁齿剂；牙胶；漱口液、口香糖或本文其它地方所述的其它剂型。这些实施方案被认为是本发明的一部分。
在本文所述的实验中，使用使组合物流过圆管来进行候选组合物的某种表征和筛选，所述圆管的内壁涂覆有细菌生物膜或其他污染物。尽管内腔管状几何结构与刷牙过程中牙齿的几何结构不同，但管状几何结构是有用的，因为它是一种标准且易于重复的几何结构，并且因为管容易在商业上获得。对于这样的实验，作为一种生物挑战，使用从商业供应商处购买的特定细菌，使用规定的方案在管的内表面上生长生物膜。
对于关于刷牙或其他清洁应用的清洁组合物的许多实验，测试段的管由或其他组合物例如硅树脂、丙烯酸类等制成。这种管的典型内径为3.7mm(0.146英寸)。对于本文报道的使用Teflon的实验，所使用的材料是聚四氟乙烯。在本文所述的实验中，通常用于对生物膜进行染色的着色剂是亚甲蓝，或者在某些情况下是结晶紫，或者是孟加拉玫瑰红。
对于不透明的管材料，如果生物膜挑战(challenge)被染色，则可以通过观察离开管的清洁组合物的作为时间的函数的总体颜色来实时进行清洁过程中的一些总体观察。当离开管的清洁组合物中不再存在任何污渍颜色时，这表明可能已经完成了有效的清洁。此外，对于不透明管，如果希望在清洁后获得管腔表面状况的照片证据或生物定量(例如通过培养或PCR方法)，则可以切开管并在培养后进行视觉检查或回收，尽管这需要破坏管。
对于一些实验，为了与刷牙最接近，使用的管是由釉质样羟基磷灰石制成的管。
我们发现，用BBF获得的结果与在羟基磷灰石盘上生长的双物种生物膜获得的结果一致。
在此进行实验以证明通过Teflon管的流动的测试结果代表了清洁羟基磷灰石表面或代表了刷牙。该程序包括在HA盘上生长表膜，然后在表膜上生长单物种生物膜或双物种生物膜。这模拟了HA盘上的牙菌斑，并发现产生的结果与用管几何结构获得的那些结果一致。使用Anton Paar旋转流变仪上提供的锥形和板状几何结构来评估从HA盘的生物膜去除。将牙膏的薄膜放置在HA盘上，并且移动旋转锥以接触牙膏，并将其设置在锥(截头)尖端和底板之间的一定距离处。牙膏完全填充了涂覆生物膜的板和锥之间的间隙。将锥以一定的扭矩或旋转速度旋转20秒，并检查所述盘以查看生物膜是否被去除，如本文其他地方所述。
当进行管流动实验时，几何结构是圆形横截面的管的被生物膜涂覆的内部，并且使各种潜在的口腔组合物流过管的管腔。在这样的测试期间，清洁组合物的每单位长度的流量和压降经常受到限制或测量。通常在进行测试之前对生物膜进行染色，并且在进行测试之后对任何剩余的生物膜进行染色。
堆积生物膜(BBF)生长在具有3.7mm内径的PTFE或硅树脂管内。对于流动测试，“测试段”是该管的2英寸长的节段，其内表面上具有BBF或其他生物膜类型。在实验装置中，内径为3.7mm的2英寸长BBF测试段的每一端的侧面都有内径为3.2mm的1英尺长的管的节段。将正在评估的牙科制剂泵送通过一系列管：1英尺的侧面段，然后是测试段，然后再是另一个1英尺长的侧面段。在一些实验中，流过该测试装置的组合物是处于其标称浓度的牙科组合物。在许多实验中，用水稀释牙科组合物，通常稀释到其原始浓度的50％，以表示刷牙过程中牙膏在口腔中的稠度。通过注射泵将该牙科组合物以20mL/min的设定流速(其对应于测试段中的约3.1cm/s的平均线速度)泵送通过该系列管历时2分钟。测量侧面管两端之间的压降，并在考虑了侧面管段和测试段的长度以及它们略微不同的内径的情况下，使用计算来获得跨过测试段的压降。在清洁组合物流动之后，立即将120mL的冲洗水以90mL/min泵送通过所述管。
在20mL/min的清洁组合物流速下，所测得的压降是两个侧面段和2英寸长的测试段的总压降。我们使用用于管中层流的Hagen-Poiseuille方程来估计2英寸长试验段中的压力梯度：
假设Hagen-Poiseuille方程适用于这种情况，我们可以表明，跨过试验段发生的总压降的分数f由下式给出：
其中，D＝管内径，L＝截面的长度，并且下标“1”表示侧面管段，并且下标“2”表示测试段。在代入各自的长度和直径的值的情况下，我们得出归因于测试段的压降的分数为：
f＝0.045
该分数具有该值是因为在目前的设置中，侧面段比测试段更长，并且还具有稍微更小的内径。然后，以psi/ft为单位的测试段中的压力梯度变为：
其中压降以psi为单位，并且压力梯度以psi/ft为单位。
对于牛顿流体或非牛顿流体的层流，圆形管的壁处的剪切应力由下式给出：
该方程用于估计流动组合物在测试段的管壁处施加的剪切应力。
在使用作为表观速度(体积流速除以横截面面积)的Vave并假设抛物线速度分布的情况下，可以计算在壁处的剪切速率，其为r＝R时的dv/dr。结果可以估计为：
在壁处的剪切速率，
可以注意到，这些方程基于牛顿层流的假设。对于非牛顿流体的流动，即本发明的实施方案的组合物，这只是近似值。然而，方程的一些甚至对非牛顿流体也是有效的。
D.用于测量清洁后残留在管几何结构中的生物膜的方案
来自流动测试的结果在等级表上进行了视觉表征。与阳性对照(未清洁)相比，我们指定了四个清洁等级(1-4)。
1＝完全清洁；完全没有斑点剩余
2＝几乎和1一样好；但偶尔会留下随机的蓝色生物膜斑点
3＝部分去除生物膜；一些生物膜被去除，一些残留
4＝生物膜去除率低于5％或10％，或根本没有去除
该等级用于评估实验的生物膜去除的有效性，并将现有技术的商业牙膏组合物与实施方案组合物进行比较。该分等级方法用于评估从PTFE管、从硅树脂管和从HA管的生物膜去除。有时，该方法也被扩展到评估HA盘，如本文实施例中所述。
这些等级基于对“表观生物膜去除率(Apparent Biofilm Removal)”的视觉和显微镜估计，所述“表观生物膜去除率”基于去除生物膜的管表面积的分数。为了以稍微更定量的方式描述生物膜去除的程度，在表3中总结了该等级和相应的去除生物膜的表观表面积：图3在视觉上说明了在来自实际清洁实验的实施例中使用的等级。
表3
等级 表观％BBF去除率
1 100
2 70-99
3 30-69
4 1-29
阳性对照 0
一般程序包括以下步骤：1)如方法中所述在管中制备生物膜；2)用所选择的染色剂(例如亚甲蓝)对生物膜进行染色；3)通过被生物膜覆盖的表面积、或通过超声处理然后培养或通过PCR(聚合酶链式反应)回收生物膜来评估管腔中生物膜的量；4)如方法中所述用测试组合物进行清洁；5)通过使用如本文别处所述的图像分析软件测量(被生物膜覆盖的)表面区域的未清洁部分来评估残留在表面上的残留生物膜；6)通过从100减去被生物膜覆盖的表面的百分比来计算清洁或生物膜去除的百分比；7)备选地，基于视觉外观为移除级别分配等级表。分配的等级表从1到4，其中1为100％清洁，并且4为几乎未清洁，如图3所示。
E.使用旋转流变仪进行和测试从HA盘的生物膜的去除
如本文其他地方所述，流变仪通常用于通过将材料放置在两个表面之间来测量材料的流变特性，其中两个表面间存在相对旋转，并且所述旋转是连续旋转或振荡旋转。在这里，我们使用该装置来测试牙膏流动诱导的细菌生物膜去除。
在用于该实施例的测试中(使用Anton Paar MCR 302流变仪)，我们使用了锥-板几何结构。对于流变仪配置的底部盘，我们使用了直径为1.2cm的釉质样羟基磷灰石盘(来自Himed)。该盘涂覆有用如本文其它地方所述制备的生物膜。对于顶部锥，我们使用了直径为25mm的粗糙金属锥板，其具有的锥角为1度。我们将2ml牙膏放在涂有生物膜的下盘上，然后我们降低所述锥以提供预期的间隙大小。在这种配置中，锥和盘之间的间隙距离固定在约0.050mm。可以注意到，如果顶板和底板都是完全平坦的并且彼此平行，则局部剪切速率将作为半径的函数而变化，并且朝向盘的外部的清洁将比在中心附近的清洁更好。相反，锥形的锥在外侧提供了稍大的间隙，并且在圆的中心附近提供了较小的间隙。这种变化使得朝向盘的外侧的局部剪切速率等于盘的中心附近的局部剪切率(图2)，因此在材料上方施加了均匀的剪切速率。
然后，我们以剪切速率、剪切应力、扭矩或旋转速度的预定值旋转锥。在不变的剪切速率的情况下，我们保持约300s-1的不变剪切速率。扭矩约为1.4mN-m，并且旋转速度约为50转/分钟。旋转进行了大约20秒。我们相信这些数值与普通刷牙过程中的典型数值一致。在所需的旋转之后，我们分析了由所测试的组合物引起的生物膜去除。我们测试了实施方案牙膏、其他几种商业牙膏。在大多数情况下，由于对稀释效果的兴趣，被测试材料被稀释到其标称组成或购买组成的50％(或偶尔一些其他分数)。
典型实验的代表性照片结果显示在图4A和4B中。生物膜的存在用蓝色污渍表示。可以看出，本发明的实施方案的制剂(图4B)清楚地从盘上去除了几乎所有的生物膜。相比之下，商业牙膏(图4A)去除的生物膜很少。
我们注意到，该试验中应用的剪切速率只能被视为近似剪切速率值，因为由于设备和试样的限制，顶部锥比底部板大得多，而理想情况下它们将具有相同的尺寸。然而，这种类型的实验提供了非常有用的数据组。
F.图像分析
实验中使用的图像是用带有Bright LED装置的Firefly Model GT700UV显微镜(FireflySci Inc.，Staten Island，NY)拍摄的。该图像是在HA盘的整个表面区域上拍摄的。除了简单的视觉观察之外，图像被输入到图像处理软件ImageJ(公共域，由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)开发)中。对图像进行裁剪，以排除重叠部分和不包括样品的图像部分。然后取消“图像>调整>颜色阈值，深色背景”下的颜色阈值工具。调节色调、亮度和饱和度，直到阈值包括样品上的所有生物膜。色调应选择为蓝色波长，而饱和度和亮度应包括滑块上方的图表中显示的主峰。然后，单击“选择”以选择所有具有生物膜的截面。要进行测量，首先进入分析>设置测量并包括面积。然后进入“分析”>“测量”以计算生物膜覆盖像素的数量。返回到颜色阈值工具“图像”>“调整”>“颜色阈值”，并展开选择以包括正在分析的HA盘的整个表面区域。如此做的一个简单的方法是在第一步删除图像的所有不相关部分(重叠部分和样品外的部分)后，扩展色调和饱和度以包括全光谱，并将亮度从1扩展到255。单击“选择”并且这将选择整个样品。转到分析>测量，并且它将打印整个部分的像素数。对每个图像重复此过程，直到HA盘的整个表面区域都已分析完毕。将由生物膜覆盖的面积求和，并且将每个图像的总面积求和。以覆盖百分比报告的参数计算为覆盖像素/总像素。
G.流变学测量
在本文所述的实验中，使用流变学的测量来进行候选组合物的一些表征和筛选。
流变学以弹性行为和粘性行为来描述流体的行为。这些测量也在Anton Paar MCR302流变仪上进行，其使用其中圆形平板相对于彼此旋转的实验装置。流变学测量通过测量流体的粘度、用储能模量G’描述其弹性特性和用损耗模量G”描述其粘性特性(两者均具有Pa单位或类似单位)来表征流体。
摩擦学表征相对于其他固体表面相对运动的固体表面的相互作用，通常在固体表面之间也存在流体物质。这些信息与摩擦相互作用有关，所述摩擦相互作用与生物膜的去除有关。摩擦学特性可以用摩擦系数来表征，摩擦系数是切向力与法向力的比值，就像在经典物理学中一样。这通常以斯特里贝克(Stribeck)图的形式呈现，其中摩擦系数被绘制为各个固体表面之间的相对速度的函数，如本文其他地方所讨论的。
在本工作中，使用Anton Paar MCR 302流变仪进行摩擦学测量，所述流变仪使用这样的实验装置，其中球体绕垂直轴旋转，同时在三个均等分布的位置与较小的销接触。在一些实验中，所述销是由Teflon制成的。对于其他实验，所述销由PDMS(聚二甲基硅氧烷)制成。与Teflon相比，PDMS更易变形，并且这可以更好地反映刷牙过程中牙齿-刷毛相互作用的情况。众所周知，在摩擦学中，球体和销表面的化学和机械性能影响摩擦测量。人们认为，可变形的PDMS销可以更好地模仿牙膏在坚硬表面(如牙釉质)和较软材料(如牙刷的刷毛)之间的行为。我们特别考虑大于1cm/s的滑动速度，因为这样的速度可以模拟刷牙过程中遇到的有用的速度范围。
在本发明的实施方案中，流变学通常类似于商业牙膏的流变学。
H.水活度的测量
以下是用于测量水活度的程序。将湿度室放在23摄氏度的烘箱中，等待温度稳定。一旦温度稳定，记录初始湿度和温度读数。将5克样品放在湿度室底部的小玻璃培养皿中。将风扇固定在样品上方8英寸处，并打开至最高设置，将风扇指向样品。在第1、3、5、8、10、15和20分钟记录湿度和温度读数。湿度稳定在18-20分钟之间。一旦稳定，记录最终湿度读数。
这些程序和方案用于以下实施例。
实施例1：双物种生物膜去除测试——实施方案组合物vs.商业牙膏，通过管测试
在硅树脂管中生长双物种生物膜(内氏放线菌和口腔链球菌)，如本文其他地方所述。Verkaik等人发现，在非接触式刷洗评估中，这种生物膜比变形链球菌生物膜更适合评估生物膜去除情况。在此，我们发现这种双物种牙齿生物膜可以提供优异的替代生物膜，其用于评估实施方案组合物并提供与商业牙膏的有效比较。
将都处于50％的浓度(用水稀释)的CP1和本发明实施方案TP#46用作测试组合物，以确定在用唾液或水稀释后去除生物膜的有效性，所述唾液或水稀释通常发生在刷牙期间。流速和清洁持续时间如关于管几何形状的方法中所述。在根据实验用生物膜涂覆并清洁之后，使用剃须刀片将管的横截面切割成1.5-2.0cm的长度，然后水平平分。使用带有HCFL PLAN 10/0.25干式物镜的Leica DMI8显微镜以10倍放大率分析样品。使用该显微镜的本地Leica-K5-14401188相机在整个样品长度上拍摄连续的亮场图像。用亚甲基蓝染色的生物膜在显微镜下通过目镜观察时被视觉识别为具有蓝色，这对应于图像中的深灰色。ImageJ软件用于选择然后测量生物膜中被覆盖的区域。对跨过样品的长度的每个区域的生物膜覆盖面积进行汇总，并将总剩余覆盖率确定为覆盖面积除以管段的总面积。经测定，在用商业牙膏1(CP1)清洁后，36.70％的区域仍然被生物膜覆盖，而在用实施方案组合物(TP#46)清洁时，只有0.55％的区域仍然被覆盖。在图5中，显示了每个样品的两张图像以表示同一样品上的不同位置，其显示在整个管上存在生物膜。深灰色区域表示被生物膜覆盖的表面，而黑点表示硅树脂管的表面变形或粗糙。商业牙膏图像(A和B)显示，材料表面上有显著的残留生物膜，厚度不同，粗糙度和凹槽也有浅有深。图像C和D显示，TP#46去除了包括表面特征在内的所有生物膜，同时在裂缝和缝隙的底部留下一些生物膜。
该实施例的结果清楚地表明，实施方案组合物(TP#46)能够去除99.45％的生物膜表面积，而商业牙膏CP1为63.3％。这些结果是当双物种生物膜被用作挑战性牙齿生物膜模拟物时得出的。这些(硅树脂管上的双物种生物膜)结果与在Teflon管几何形状中的BBF模拟生物膜获得的结果一致。图5显示了TP#46和CP1的图像比较，以及清洁后仍被生物膜覆盖的％残余表面积。
实施例2：使用羟基磷灰石管的测试
通过如方法中所述的再循环方法在HA管的管腔表面上生长堆积生物膜(BBF)。如本文其他地方所述，通过使测试组合物在管内流动，在管几何结构中执行和评估移除程序。选择HA材料以模拟用测试组合物从牙釉质去除生物膜的有效性，并将结果与在Teflon或硅树脂管或HA盘上生长的BBF进行比较。用亚甲基蓝对涂覆有BBF的HA管进行染色，以揭示生物膜并评估去除效果。关于实施方案组合物(TP#44)和商业牙膏CP1对从HA管中去除BBF进行比较。图6显示TP#44是有效的，而商业牙膏CP1在从HA表面去除BBF的方面明显是无效的。该数据与用涂覆有BBF的Teflon和涂覆有BBF-的硅树脂管进行的其他实验一致。此外，这些结果与本文另一实施例中提供的从HA盘去除双物种生物膜一致。
实施例3：使用流变仪和定量方法在恒定剪切应力下从羟基磷灰石盘去除双物种生物膜
如“方法”中的描述，在HA盘上生长双物种牙齿生物膜。用0.3％亚甲蓝(MB)对生物膜染色10分钟，然后用水漂洗以去除残留的MB并在清洁之前露出生物膜。这起到了对照作用。通过使用“方法”中所述的锥板布置和配置在恒定剪切应力下进行旋转，评估了双生物膜的去除有效性。清洁时间为20秒。在该程序之后，用水冲洗HA盘，然后用特定的显微镜技术和图像分析来评估，以确定实施方案组合物或商业牙膏对双物种生物膜的去除有效性。用图像分析软件评估HA盘的表面，如本文其他地方所述。计算所评估的组合物的清洁百分比。在所有情况下，用稀释至其标称浓度的50％的相应组合物(商业牙膏或本发明的实施方案)进行评估，以模拟在刷牙过程中用唾液或水稀释的情况，如本文其他地方所述。结果汇总在图8和图9的照片中。
使用这个方法，我们确定：
1)本试验使用通过振荡波法(shaker wave method)制备的双物种生物膜。基于清洁后仍被生物膜覆盖的表面积，商业牙膏(CP1)仅去除了35.99％的生物膜(不能去除64.01％的生物膜)。关于CP1的生物膜去除率为35.99％。
2)本试验使用通过流动法制备的双物种生物膜。基于HA盘的表面积，商业牙膏CP1仅去除了21.44％的生物膜(不能去除78.56％的生物膜)。
3)本试验使用通过振荡波法制备的双物种生物膜。基于清洁后仍被生物膜覆盖的表面积，商业牙膏(CP2)仅去除了32.06％的生物膜(不能去除67.94％的生物膜)。关于CP2的生物膜去除率为32.06％。
4)本试验使用通过流动法制备的双物种生物膜。基于HA盘的表面积，商业牙膏CP1仅去除了15.45％的生物膜(不能去除84.46％的生物膜)。
5)本试验使用通过流动法制备的双物种生物膜。实施方案组合物(TP#75)成功地去除了HA盘上98.70％的生物膜。残留的生物膜的百分比为表面积的1.30％。
6)本试验使用通过流动法制备的双物种生物膜。实施方案组合物TP#75成功地去除了HA盘上97.97％的生物膜。残留的生物膜的百分比为表面积的2.03％。
这些结果汇总在表4中；所有测试组合物均为50％稀释。
表4
“生物膜制备方法”列表示生物膜产生的方法，如“方法”中其他部分所述。“组合物”列表示用于清洁(稀释后)的流体组合物。去除率％列表示清洁后HA盘的表面上未被生物膜覆盖的面积的分数。剩余率％列表示清洁后仍覆盖在生物膜中的面积的分数，其是测试中的被测量。
一般来说，可以注意到，对于用商业牙膏清洁，盘的显著的生物膜通常保留在盘的整个表面上。对于用本发明实施方案的牙膏进行清洁，无论残留的少量生物膜是什么，都主要位于盘的边缘。采用实施方案组合物在50％稀释下的生物膜去除率为约98％(表4)。
实施例4：通过采用商业牙膏和添加的MFC进行的头对头(Head-to-head)比较
该实施例显示，单独的压降或流动过程中产生的相应的平均壁剪切应力并不是从表面去除生物膜的清洁有效性的唯一决定因素。本实施例使用如方法中所述的生长在Teflon管上的堆积生物膜(BBF)。
在这个实施例中，我们显示将MFC添加到商业牙膏组合物中将提高商业组合物的BBF生物膜去除有效性。测试了三种不同品牌的流行商业牙膏：CP1、CP2和CP3。
可以注意到，这些不同的商业牙膏包含多种成分，包括：SLS、月桂酰肌氨酸钠、聚山梨醇酯80(Tween 80)、葡萄糖酸钠、CAPB、SMCT、柠檬酸锌、Na5P3O10、Na2HPO4、NaOH、NaHCO3、氯化亚锡、卡拉胶、黄原胶、纤维素胶、甘油、卡波姆(PAA聚丙烯酸)、PEG-8、水合二氧化硅、TiO2、云母、山梨醇、糖精钠和三氯蔗糖。典型的牙膏除了水之外，还可以包含大约10至12种这些成分。
用于评估清洁组合物的有效性的实验程序是用水将其稀释至50％的全强度(从而复制在刷牙过程中在口腔中的代表性浓度)。然后通过注射泵将该混合物泵送通过内径为3.7mm的管。含有挑战BBF的PTFE测试段长度为2英寸，并且位于两个侧面管段之间，每个侧面管段的长度为1英尺。稀释的组合物的流速为20mL/min，持续2分钟。在该流速下，在第一侧面管的入口处测量压力。清洁之后用90毫升/分钟的水漂洗1.3分钟。
如上所述，组合物是在用水稀释50％的情况下制备的，并且含有MFC的组合物含有1％MFC或0.5％MFC的MFC浓度。因此，在未稀释的基础上，MFC在牙膏中的浓度将分别为2％或1％。
结果：我们没有看到任何可能被分级为3的样品。对于这一系列实验，表5A给出了MFC含量、分级结果、跨过测试段和两个1英尺长的管侧面段的压降，以及计算出的壁剪切应力。等级1是最好的等级，而等级4是最差的。示例性清洁测试段的视觉外观及其等级显示在图3中。
表5A
*MFC浓度以稀释为基础。
代表现有技术的典型商业牙膏(CP2，见实施例2)按“原样”(即添加0％MFC)进行研究，并与具有三种浓度0％、0.5％和1.0％的MFC的组合物进行比较。在本实施例的前三种情况下，见表5B，商业牙膏CP2被稀释至50％。这种稀释的组合物通常用于模拟唾液稀释后组合物的有效性，这通常发生在刷牙过程中。将重量百分比的MFC添加到50％浓度的CP2基体中，然后混合以产生均匀的混合物。在表5B的第四行中，另一种商业牙膏CP4在不添加MFC的情况下仅稀释25％(得到75％的CP4和25％的水)。结果显示在表5B中：
表5B
*MFC浓度以稀释为基础。
得出的结论是，将MFC添加到已知的商业牙膏中提高了该商业牙膏的清洁有效性。其中，MFC或其它网络形成成分是本发明组合物的重要组分。应当注意，表5A和表5B中包括的所有含MFC的组合物都是实施方案组合物，并且在这里用于证明与现有技术商业组合物相比原纤化或网络形成材料在去除生物膜中的作用。
壁剪切应力的计算在本文的其他地方进行了描述。该数据显示，尽管壁剪切应力的增加可能有所帮助，但这并不是实现高清洁有效性的唯一因素。我们注意到由75％ CP4(25％稀释)混合物产生的高壁剪切应力，但其等级差。这种相对“稠”的组合物产生了高的压降和相应的高壁剪切应力，但无法导致生物膜的有效去除。这显示，简单地在壁表面产生高剪切应力并不一定足以去除生物膜。据信，MFC的独特性能、其高表面积以及使其能够到达细微缝隙的原纤结构的结合，组合生产出有效的清洁剂/组合物。
实施例5：保湿剂的使用
本实施例提供了用不同的保湿剂制成的实施方案组合物。通过调节组合物中保湿剂的类型和浓度来实现变化。水活度是在装有循环风扇的封闭容器中在平衡时测量的相对湿度，其被认为是牙膏防止干燥和细菌生长的重要特性。表6显示，可以通过调节组合物中保湿剂的类型和浓度来制备具有不同水活度水平的组合物，并且其他成分通常不会影响水活度。这些结果显示，使用甘油、丙二醇、山梨醇或它们的混合物可以提供低至0.70的水活度。还制备了其他组合物，所述其他组合物包含甘油与丙二醇、山梨醇、PEG、木糖醇或赤藓糖醇，或与丙二醇与甘油、山梨醇、聚乙二醇、木糖醇或赤糖醇的混合物，并且其显示可以实现0.70至0.75之间的所需牙膏水活度。该实施例显示，保湿剂-水载体液体可用于制备具有任何所需水活度的实施方案组合物，而不受限制。本发明并不局限于用于制备组合物的保湿剂或混合物的类型。此外，当包括防腐剂时，用水制成的组合物是有用的。
表6
TP 20 TP22 TP 28 TP41
微原纤化纤维素(MFC) 1.5 1.5 2.0 1.75
微晶纤维素(MCC) 1.5 1.5 1.5 2.5
超吸收性聚合物(SAP)SCL 0.5 0 0 0.5
二氧化钛 0.22 0 0 0.22
水合二氧化硅磨料 19.0 19.0 19.0 19.0
水合二氧化硅增稠剂 4.0 2.0 0 2.0
1,2丙二醇 24.0 0 40 45.0
甘油 5.0 45.0 0 0
小苏打 0 0 0 0
山梨醇(70％) 15.0 0 0 0
来自山梨醇的水 4.5 0 0 0
水 27.387 31.0 37.50 27.137
水活度(Wa) 0.78 0.70 0.75 0.71
实施例6仅具有MFC(不包括颗粒)的最小组合物能够清洁
发现包含MFC、甘油、表面活性剂和水的相对简单的实施方案组合物(表7A)以1的清洁等级有效地去除BBF(代表菌斑生物膜)。在该组合物中，粘度和流变性主要由MFC或原纤化材料决定。该组合物不存在MCC、研磨二氧化硅和增稠二氧化硅以及聚合物增稠剂。尽管如此，它仍然可以彻底清除BBF。这表明，由于MFC而形成的原纤化网络可以有效地发挥功能以提供去除生物膜所需的属性。这表明MFC是用于去除菌斑性能的关键成分，并且如果需要，MFC可以用作牙膏增稠剂，代替无机增稠剂如二氧化硅或有机增稠剂(其通常用作现有技术商业牙膏中的增稠剂)。
作为对照，我们显示，当组合物不含MFC时，即使添加高负载的二氧化硅和MCC，也不会去除生物膜。
表7A
相反，不含MFC(即使它确实含有MCC和磨料)的类似组合物(表7B)根本不清洁(清洁等级4)。
表7B
实施例7：MCC的效果
我们制备了包含各种不同浓度和类型的微晶纤维素的牙膏制剂，并显示，使用各种不同尺寸和类型的微纤维素颗粒(例如，50微米硅化微晶纤维素(SMCC 50)或粒度为200微米的微晶纤维素(PH200)或它们的混合物)可以获得成功的生物膜去除制剂(清洁等级2)。MCC或SMCC的浓度可以从约1％调节到5％，以帮助调整流变特性和清洁性能。此外，该实施例还表明，如果需要，可以在增稠二氧化硅(0-5％)或研磨二氧化硅(10-25％)的大范围内配制成功的生物膜清洁制剂。(MCC作为Avicel PH200得自DuPont Nutrition USA,Inc.(DOW的一部分)，Wilmington，DE；SMCC得自JRS Pharma LP，Patterson，NY；NatrosolT250HR CS得自Ashland Chemicals，Wilmington，DE)。注意，产品名称中的数字50或200表示以微米为单位的平均粒度。结果总结在表8中。MCC是有帮助的，但也可能有其他方法来实现良好的清洁。
表8
实施例8:聚合物增稠剂的效果
我们用各种聚合物增稠剂制备了基于MFC的牙膏制剂，并显示，当用羟乙基纤维素(HEC，Natrosol 250HR CS)、黄原胶或卡波姆918配制牙膏时，可以获得良好的细菌生物膜清洁性能。这表明存在广泛的聚合物增稠剂浓度和类型或它们的混合物，从中进行选择以满足流变和清洁性能的任何特定要求。此外，这些制剂可以在宽范围的MCC(0到5％)、宽范围的增稠二氧化硅浓度(0至5％)和宽范围的研磨二氧化硅浓度(10至25％)内实现。这与其他实施例一起显示，可以制备不含聚合物增稠剂但仍能清洁的组合物。组合物和清洁等级显示在表9中。
表9
实施例9:SAP的效果
实施方案组合物包含SAP。在本实施例中，我们制备了具有不同类型SAP的组合物。颗粒SAP被包括在实施方案组合物中，以调整其流变性、延缓唾液诱导的浆液稀释的效果、增强菌斑生物膜的去除以及本文其他地方所述的其他功能。使用并发现两种主要类型的SAP在生物膜去除方面提供了成功的组合物：i)表面交联的SAP(例如：从Zappa Stewart(Westwood，MA)获得的0-60SCL；粒径2μm至104μm或更大)；这是板状颗粒的形式，其保持为离散颗粒，当暴露于水中时不彼此聚结/合并；以及ii)不表面交联的SAP(例如：由SumitomoSeika，Tokyo，Japan制造的Aqua Keep 10SH-NFC；粒度20-30微米)，其中在水中形成的颗粒可以至少部分地合并在一起。类似地，卡波姆可以用作SAP，尽管其颗粒尺寸较小(约1-10μm)。含SAP的实施方案组合物可以在(0-5％)的宽范围的浓度和宽范围的其他组分下制备，例如：MFC(0-5％)、MCC(0-5％)、研磨二氧化硅(10-25％)、增稠性二氧化硅(0-5％)和聚合物增稠剂(0-5％)。表10提供了用不同SAP类型和浓度制备的实例组合物。
我们用不同类型和含量的超吸收性聚合物(SAP)制备了基于MFC的牙膏制剂。SAP可以用作我们牙膏中的有机增稠剂和/或细菌生物膜清洁辅剂。使用并发现两种主要类型的SAP在细菌生物膜去除方面提供了成功的牙膏制剂：i)表面交联SAP(Zappa Stewart 0-60 SCL)，其在水中形成片状颗粒，所述片状颗粒不会相互合并/渗透；和ii)非表面交联SAP(Aquakeep 10SH-NFC)，其中在水中形成的颗粒可以至少部分地相互补充，类似于卡波姆在水中的溶液。这些牙膏可以在SAP的宽浓度范围(0-5％)内配制，也可以在其他考察化合物的宽范围内配制，例如MFC、MCC(0至5％)、磨料二氧化硅(10至25％)、增稠二氧化硅(0至5％)和聚合物增稠剂(0至5％)。
组成和清洁等级显示在表10中。代表性显微照片显示在图1C中。
表10
实施例10：在实施方案组合物的微观结构网络中磨料的结合
发现磨料在原纤化微观结构中的结合显著增强了所得材料的机械性能。图9显示，当研磨二氧化硅(Zeodent 113)在水中的1.5重量％MFC的悬浮液/浆液中从5％至19％增加时，G’和G”显著增加了约6倍。据信，在本发明的组合物中结合磨料可以增强去除菌斑生物膜和污渍的有效性，如本文其他地方详述的。
已知的是(Lewis,R.,Dwyer-Joyce,R.S.,&Pickles,M.J.(2004)，牙刷和牙膏磨料颗粒在模拟牙齿清洁中的相互作用(Interaction between toothbrushes and toothpasteabrasive particles in simulated tooth cleaning),Wear，257(3-4)，368-376)，磨料颗粒去除污渍的机制是通过在牙刷刷毛和污渍所在的牙齿表面之间捕获和拖动/摩擦颗粒，而磨料颗粒不会被捕获在刷毛下面，而是分散在溶液中，对污渍去除没有任何帮助。在这方面，我们假设MFC纤维/原纤是捕获磨料颗粒并将其拖过污渍的另一个可能因素，从而改善污渍的去除。
实施例11：保湿剂对制剂的机械和微观结构性能的效果
我们注意到，根据所使用的液体载体，对牙膏的微观结构和机械性能有显著影响。事实上，与单独使用水相比，当使用保湿剂或保湿剂与水的混合物时，粘度和弹性显著增加。保湿剂和水的联合使用有助于提高浆料的机械性能，这可能是由于在不形成溶剂袋/空隙的情况下形成了更扩展的微观结构网络，而当仅使用水作为溶剂时，可能会出现这种情况。
观察到，用主要是水的载体液体制成的组合物和用主要是保湿剂载体液体制备的那些组合物之间存在显著差异。组合物的微观外观、水活度系数和流变性存在差异。
在图10中，我们报告了三种原型牙膏的储能模量(G’)和粘性模量(G”)，这些牙膏是用单独的水作为溶剂或水和甘油的混合物制备的。与单独使用水相比，当将保湿剂与水结合使用时，由水稀释所致的浆液的机械性能的减弱不那么明显，正如强调的那样。在图11中，我们报告了用三种不同的载体液体制成的牙膏在用水稀释至原始组合物的50％浓度后的线性粘弹性响应。换句话说，当使用保湿剂作为液体载体时，与单独使用水作为液体载体相比，在用水稀释50％时浆液的储能模量和粘性模量更大。我们注意到，当浆料与口腔中的唾液接触时，水稀释有助于模拟浆液的机械性能的变化。
表11显示了所使用的组合物。
表11
TP 75 TP 75* TP 75**
糖精钠 0.3 0.3 0.3
三氯蔗糖 0.05 0.05 0.05
氟化钠 0.243 0.243 0.243
月桂基硫酸钠(SLS) 1.0 1.0 1.0
薄荷风味剂 0.3 0.3 0.3
微原纤化纤维素(MFC) 1.75 1.75 1.75
微晶纤维素(MCC) 4.0 4.0 4.0
二氧化钛 0.22 0.22 0.22
水合二氧化硅磨料 5.0 5.0 5.0
水合二氧化硅增稠剂 0.0 0.0 0.0
甘油 35 0 70.787
磷酸二氢钠 0.25 0.25 0.25
磷酸氢二钠 0.25 0.25 0.25
山梨酸钾 0.10 0.10 0.10
水 51.537 86.537 15.750
实施例12：用于牙膏、预防性浆液等的组合物的流变学范围
该实施例显示，实施方案组合物可以制备为覆盖从类似预防性浆液的浆料(TP46)到牙膏制剂(TP75)的广泛流变特性。本实施例还显示了水诱导稀释对组合物流变性质的影响。我们用水模拟唾液诱导的稀释对牙膏的机械性能的影响。
在图12A中提供TP46和TP75在100％组成下作为剪切速率的函数的粘度。对于TP46，在较低剪切速率下的粘度是TP75的粘度的大约2个数量级大，而在较高剪切速率下，两种制剂的粘度之间存在约一个数量级的差异。
图12B显示了两种组合物在100％浓度下作为剪切速率的函数的剪切应力。这里，TP46的屈服剪切应力约为500Pa，而TP75的屈服剪切应该力约为100Pa。这里，屈服应力被定义为剪切速率开始显著不同于零的最小应力。这种流变行为是本发明组合物的特征，其中在1至约100s-1的剪切速率范围内存在几乎恒定的剪切应力(在100至1000Pa之间)。这表明这种组合物的微观结构在与刷牙相关的剪切速率范围内不会分解。TP46和TP75的屈服应力值也通过在10rad/s的变形固定角频率下进行的振荡剪切试验来证实，该振荡剪切试验改变了振荡剪切应力。在后者中，G’与G”相交处的应力可以确定为屈服应力(图12C)。图12D显示了两种组合物在100％浓度(无稀释)下的线性粘弹性响应。TP46具有约50,000Pa的储能模量，而TP75具有约20,000Pa的储能模量。
图12E显示了在用水稀释至50％浓度后，两种组合物的作为剪切速率的函数的粘度。TP46和TP75在所研究的所有剪切速率范围内具有可比较的粘度值。
图12F表明，用水稀释50％的TP46的屈服应力约为TP75(15Pa)的两倍(30Pa)。我们注意到，屈服应力是由G’与G”相交处的应力决定的。这些结果支持实施方案组合物在稀释时保持凝胶状流变响应(G’>>G”)，并暗示即使在50％稀释时，MFC网络也只是被削弱，而不是被破坏。该实施例清楚地表明，本发明组合物的流变特性可以通过调节成分浓度来调整，并且在这方面，本发明可以不限于本文公开的范围。
这表明，除其他外，我们可以制定本发明的实施方案的组合物的宽范围的机械参数。
进一步说明
在本专利申请的工作中，除了美国序列号17/064,244和PCT/US2020/054149中的工作之外，我们还增加了保湿剂的浓度，有时高达80％的浓度。据观察，与以水为主的载体液体相比，高保湿剂载体液体产生了更有利于产生缠结网络的纤维形态，而不会在材料的微观结构中留下MFC耗尽的口袋/空隙，这有利于去除菌斑生物膜和其他物质。证明改善了菌斑生物膜的去除。我们公开了含有“口渴”SAP的组合物。实施方案组合物显著改善了菌斑生物膜的去除。
据信，由于本发明的实施方案提供了更有效的清洁，牙膏和相关产品中的氟化物可以更有效地到达牙齿的牙本质和釉质，具有有益的效果。
通常，本文所描述的公开的特征、组件、方法和步骤的在物理上是可能的任何组合意欲都在权利要求的范围内。
所有引用的参考文献通过引用并入本文。
尽管已经公开了实施方案，但是不希望被限制于此。相反，所述范围应当仅由所附权利要求来确定。

Claims (61)

1.一种口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物包含：
(a)下列(i)和(ii)的混合物：(i)载体液体；和(ii)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维在所述载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；其中：
所述载体液体包含一种或多种保湿剂，基于所述组合物的重量，总的保湿剂的浓度超过5重量％；
所述组合物具有弹性模量G’和损耗模量G”，并且所述弹性模量G’大于所述损耗模量G”；并且
所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度。
2.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维包含具有纤维素基团、糖基团、或纤维素基团和糖基团两者的聚合物。
3.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维是通过原纤化形成的。
4.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维不是通过原纤化形成的。
5.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维的长径比(长度比直径)为至少10。
6.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含至少0.05重量％的所述水不溶性可水合聚合物纤维。
7.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含约0.1重量％至约8重量％的所述水不溶性可水合聚合物纤维。
8.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含约0.5重量％至约6重量％的所述水不溶性可水合聚合物纤维。
9.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述载体包含水。
10.根据权利要求9所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含至少约20重量％的所述水。
11.根据权利要求9所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含约20重量％至75重量％的所述水。
12.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含至少约8重量％的所述保湿剂。
13.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含约10重量％至约40重量％的所述保湿剂。
14.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含约15重量％至约35重量％的所述保湿剂。
15.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述保湿剂包含甘油、山梨糖醇、甘露糖醇、聚乙二醇、木糖醇、赤藓糖醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、糖醇及其混合物中的至少一种。
16.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含至少约0.5重量％的表面活性剂。
17.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含约0.5重量％至约5重量％的表面活性剂。
18.根据权利要求16所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述表面活性剂包含高发泡阴离子表面活性剂。
19.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物具有在所述载体中的水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络，并且所述保湿剂表现出小于20％的空隙纤维区域的体积百分比，其中空隙纤维区域的尺寸为至少约100μm。
20.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物具有在所述载体中的水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络，并且所述保湿剂表现出小于10％的空隙纤维区域的体积百分比，其中空隙纤维区域的尺寸为至少约100μm。
21.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物基本上是非磨蚀性的，并且优选RDA小于30。
22.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维通过受到剪切力而被活化。
23.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维包含长径比大于40的纤维。
24.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维包含较粗原纤和从所述较粗原纤分支的较细原纤，其中所述较粗原纤具有约250nm至约20,000nm的直径。
25.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物还包含被捕获或包围在所述网络内的非原纤化颗粒。
26.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物还包含非原纤化颗粒，所述非原纤化颗粒包含最小尺寸为至少0.5微米且长径比为至少4的微晶纤维素，并且以至少0.05重量％的浓度存在于所述组合物中。
27.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物还包含长径比小于2的非原纤化颗粒，其为磨料颗粒并且以0.05重量％至40重量％范围内的浓度存在。
28.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含非原纤化颗粒，所述非原纤化颗粒包含二氧化硅、碳酸钙或另一种无机物质中的至少一种。
29.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述聚合物纤维以纤维浓度存在，并且还包含以颗粒浓度存在的非原纤化颗粒，并且其中所述颗粒浓度的范围为所述纤维浓度的一半至两倍。
30.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物还包含一种或多种超吸收性聚合物的颗粒。
31.根据权利要求30所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述一种或多种超吸收性聚合物包含交联聚丙烯酸或其盐、或其他超吸收性的天然物质。
32.根据权利要求30所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)以所述组合物的0.1重量％至5重量％的浓度提供所述一种或多种超吸收性聚合物的颗粒。
33.根据权利要求30所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述一种或多种超吸收性聚合物的颗粒是表面交联的或本体交联的，或者在生理盐水溶液中具有小于50g/g的离心保留比。
34.根据权利要求30所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物中提供的所述水的量小于可能的吸水量，所述可能的吸水量计算为：所述水不溶性可水合聚合物纤维的量乘以持水容量，加上所述超吸收性聚合物的量乘以离心保留容量。
35.根据权利要求30所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)提供的所述水的量小于所述超吸收性聚合物的量乘以离心保留容量。
36.根据权利要求30所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)提供的所述水的量小于所述超吸收性聚合物的量乘以离心保留容量的一半。
37.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述水不溶性可水合聚合物纤维具有通过博纳-埃默特-特勒法测定的至少10m2/g的比表面积。
38.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含低于20％浓度的增稠聚合物，如果存在的话。
39.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物具有200Pa或更高的储能模量和约1.0Pa至约2000Pa的屈服剪切应力。
40.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物含有小于10％浓度的增稠无机颗粒，如果存在的话。
41.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物含有小于5％浓度的增稠聚合物，如果存在的话。
42.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物还包含选自以下的至少一种附加组分：
(i)约0.1％至约10％的颗粒状、水不溶性微晶纤维素(MCC)或颗粒状硅化微晶纤维素(SMCC)；
(ii)约0.1％至约5％的合成颗粒状表面交联或非表面交联的超吸收性聚合物(SAP)；
(iv)约0.1％至约20％的天然颗粒状、非交联的超吸收性聚合物(NSAP)；
(v)约0.1％至约10％的水不溶性纳米晶体纤维素聚合物(CNC)，
(vii)天然或合成的水不溶性粉状纤维素(CP)；和
(viii)约0.1％至约8％的壳聚糖或其衍生物。
43.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物还包含以下成分的至少一种：
(i)约5％至约65％的牙科磨料；
(ii)约0.2％至约2％的表面活性剂，所述表面活性剂选自月桂基硫酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、和月桂基磺基乙酸钠、甲基椰油酰基牛磺酸钠、氧化胺；
(iii)氟化物源，所述氟化物源选自氟化钠、单氟磷酸钠、氟化亚锡或氟化胺，其量提供约0.025％至1％的氟离子；和
(iv)任选的约0.5％至约8％的无机增稠剂。
44.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物还包含以下成分的至少一种：
(i)约0.1％至约2.0％的精油或芳香剂，其选自薄荷油、留兰香油、薄荷油混合物、冬青油、丁香油、白柠檬油、柠檬油、橙油、葡萄柚油、甘草、水杨酸甲酯、肉桂、肉桂酸甲酯、肉桂酸乙酯、肉桂酸丁酯、丁酸乙酯、乙酸乙酯、丁香酚、桉油精、茴香脑、香芹酮、薄荷酮、百里酚、桉树脑、水杨酸甲酯、香子兰、香兰素、甘草、百里酚、薄荷醇；
(ii)约0.05至约1％的甜味剂，其选自糖精、糖精钠、三氯蔗糖、阿斯巴甜、甜叶菊、安赛蜜钾、纽甜、索马甜和环己烷氨基磺酸钠；
(iii)约0.1％至约2.0％的防腐剂，其适于防止储存期间的细菌生长；
(iv)约0.2％至约2.0的缓冲剂，其适于提供约3.5至9.5之间的pH；
(v)食品安全染料或遮光剂；
(vi)约0.1％至约0.25％不透明二氧化钛；
(vii)乳化剂，其选自泊洛沙姆407、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯89和聚山梨醇酯60、am聚氧乙烯40、氢化蓖麻油(Cremophor RH40)。
45.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物还包含以下成分的至少一种：
(i)约0.1％至约4％的牙垢控制剂，其选自碱金属或铵焦磷酸盐、碱金属或铵六偏磷酸盐、醋酸锌、乳酸锌、氯化锌和柠檬酸锌；
(ii)牙齿脱敏剂，其选自约0.1％至7.0％硝酸钾、约0.1％至约2.0％氯化亚锡、或约0.5％至约2％氯化锶；
(iii)牙齿增白剂，其选自以下增白剂之一：0.5％至2.5％过氧化氢、1.5％至7％过氧化脲、1.5％至7.0％过碳酸钠和1.5％至7.0％过硼酸钠；和
(iv)包含0.1至0.5％葡萄糖酸氯己定的抗微生物剂。
46.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物是液体形式，其包括漱口液、漱口剂、预漱口剂或用于通过包括冲牙器的口腔装置递送的流体；并且
(b)所述组合物包含以下中的一种或多种：
(i)包含0.02％氟化钠的牙齿强化成分；
(ii)约0.05％至约2％的阴离子表面活性剂，其选自十二烷基硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基磺基乙酸钠、月桂酰肌氨酸钠、氧化胺、聚山梨醇酯和泊洛沙姆。
47.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物是液体形式，其包括漱口液、漱口剂、预漱口剂或用于通过包括冲牙器的口腔装置递送的流体；
(b)所述组合物包含用于这种液体组合物的至少一种功能成分，其提供完整口腔护理制剂所期待的附加清洁、口腔护理、保健、口气除臭和美学益处；并且
(c)所述组合物包含以下中的一种或多种：
(i)包含0.02％氟化钠的牙齿强化成分；
(ii)约0.01％至约0.5％的阳离子表面活性剂；
(iii)约0.1％至约2％的风味油；和
(iv)约0.05至约1％的浓缩甜味剂，其选自：0.01至约2.0％，优选约0.01至约1.0％的非致龋浓缩甜味剂，如糖精、糖精钠、三氯蔗糖、环己烷氨基磺酸钠、甜菊糖苷(甜叶菊)、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜和索马甜。
48.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物是液体形式，其包括漱口液、漱口剂、预漱口剂或用于通过包括冲牙器的口腔装置递送的流体；并且
(b)所述组合物包含以下中的一种或多种：
(i)包含0.02％氟化钠的牙齿强化成分；
(ii)约0.05％至约2％的阴离子表面活性剂，其选自十二烷基硫酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二烷基磺基乙酸钠和月桂酰肌氨酸钠；
(iii)口气清新剂，其选自精油，所述精油选自以下中的一种或多种：薄荷醇、水杨酸甲酯、百里香酚和丁香酚。
49.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物是龈下洁齿剂；
(b)所述组合物为浆液形式；并且
(c)所述组合物还包含0.1％至0.5％的葡萄糖酸氯己定或乙酸氯己定。
50.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物是口香糖的形式。
51.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物是预防性浆液、预防性凝胶、预防性粉末、龈下菌斑去除组合物或氟化物凝胶治疗剂的形式；并且
(b)所述组合物包含0.1％至1％浓度的氟离子。
52.一种口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物包含：
(a)可水合组合物，其包含：(i)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维用于在载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；(ii)一种或多种保湿剂；其中：
所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度；
(b)所述组合物为牙粉形式，其包含以下功能性洁齿剂成分的一种或多种：
(i)约10％至约65％的磨料粉末，其选自小苏打(碳酸氢钠)、碳酸钙、无水磷酸二钙、二水合磷酸二钙、焦磷酸钙水合二氧化硅磨料；
(ii)约0.1％至约2％的表面活性剂，其选自十二烷基硫酸钠、月桂酰肌氨酸钠、椰油酰胺丙基甜菜碱、N-甲基牛磺酸钠和十二烷基磺基乙酸钠；
(iii)选自氟化钠、单氟磷酸钠和氟化亚锡的氟化物源，其量提供约850至1150ppm的氟离子；
(iv)约0.1％至约1.0％的风味油；
(v)约0.01％至约1.0％的非致龋性浓缩甜味剂，其选自糖精、糖精钠、三氯蔗糖、环己烷氨基磺酸钠、甜菊糖苷(甜叶菊)、阿斯巴甜、安赛蜜、纽甜和索马甜；
(vi)约0.1％至约4％的水溶性有机聚合增稠剂(PT)，其选自以下中的一种或多种：聚丙烯酸的碱金属或铵盐、碱金属或铵海藻酸盐、黄原胶、瓜尔胶、卡拉胶、羧甲基纤维素钠(CMC)、甲基纤维素(MC)、羟甲基纤维素(HMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、卡拉胶和HPMC。
53.一种口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物包含：
(a)下列(i)和(ii)的混合物：(i)载体液体；(ii)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维在所述载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；其中：
所述载体液体包含一种或多种保湿剂，基于所述组合物的重量，总的保湿剂的浓度超过5重量％；
所述组合物具有粘弹性；并且
所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度。
54.一种口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物包含：
(a)下列(i)和(ii)的混合物：(i)载体液体；(ii)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维在所述载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；其中：
所述载体液体包含一种或多种保湿剂，基于所述组合物的重量，总的保湿剂的浓度超过5重量％；
基于使用Anton Paar MCR 302流变仪在锥板法中使用所述组合物使生物膜经受3001/秒的剪切速率的实验，所述组合物有效地移出或去除超过50％的菌斑生物膜；并且
所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度。
55.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物在其制造状态下以及当所述合物被稀释至制造状态的50％时均具有大于10Pa的屈服应力和大于1,000Pa的储能模量。
56.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物的水活度为0.75或更低。
57.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)与除不含所述一种或多种保湿剂外其他相同的组合物相比，所述组合物具有减少的微结构空隙的存在。
58.根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述一种或多种保湿剂包含甘油、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、山梨糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、二丙二醇、乙二醇或聚乙二醇中的至少一种。
59.(新)根据权利要求1所述的口腔卫生组合物，其中：
(a)所述组合物包含蠕虫状表面活性剂胶束。
60.一种口腔卫生组合物，所述包含：
(a)下列(i)和(ii)的混合物：(i)载体液体；(ii)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维在所述载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；其中：
所述载体液体包含一种或多种保湿剂和水，其中所述保湿剂以足以向所述组合物提供0.75或更低的水活度的浓度提供；
所述组合物具有弹性模量G’和损耗模量G”，并且所述弹性模量G’大于所述损耗模量G”；并且
所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度。
61.一种口腔卫生组合物，所述口腔卫生组合物包含：
(a)下列(i)和(ii)的混合物：(i)载体液体；(ii)水不溶性可水合聚合物纤维，所述水不溶性可水合聚合物纤维在所述载体中形成所述水不溶性可水合聚合物纤维的缠结三维网络；其中：
所述载体液体包含一种或多种保湿剂和水；
与除不含所述一种或多种保湿剂外其他相同的组合物相比，所述组合物具有减少的微结构空隙的存在；
所述组合物具有弹性模量G’和损耗模量G”，并且所述弹性模量G’大于所述损耗模量G”；并且
所述水不溶性可水合聚合物纤维具有约10至约20,000nm的直径和至少100nm的长度。
CN202280026819.8A 2021-04-01 2022-04-01 口腔清洁组合物、方法和装置 Pending CN117396183A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US63/169,585 2021-04-01
US17/225,049 2021-04-07
US17/225,049 US12064495B2 (en) 2019-10-03 2021-04-07 Oral cavity cleaning composition, method, and apparatus
PCT/US2022/023160 WO2022212913A1 (en) 2021-04-01 2022-04-01 Oral cavity cleaning composition, method, and apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117396183A true CN117396183A (zh) 2024-01-12

Family

ID=89465352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280026819.8A Pending CN117396183A (zh) 2021-04-01 2022-04-01 口腔清洁组合物、方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117396183A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12064495B2 (en) Oral cavity cleaning composition, method, and apparatus
TWI453038B (zh) 流體組成物
US11918677B2 (en) Oral cavity cleaning composition method and apparatus
RU2419412C2 (ru) Композиция для личной чистки
JP5711663B2 (ja) ダイヤモンド粒子を伴うデンタルケア製品
US8932563B2 (en) Higher loading zinc-containing films
JP2021520442A (ja) 高吸収性ポリマーを備える洗浄組成物
CN107693394A (zh) 膜和包含所述膜的组合物
EP3223778A1 (fr) Composition cosmetique comprenant un phyllosilicate synthetique et un electrolyte et/ou un polyelectrolyte
Anthoney et al. Effectiveness of thymoquinone and fluoridated BioACTIVE glass/nano-oxide contained dentifrices on abrasion and dentine tubules occlusion: an ex vivo study
WO2023148307A1 (en) Oral care composition comprising porous silica particles
CN117396183A (zh) 口腔清洁组合物、方法和装置
EP4312967A1 (en) Oral cavity cleaning composition, method, and apparatus
JP2018002594A (ja) 歯牙美白用組成物及び歯牙美白用セット
BR112017016105B1 (pt) Produto para cuidados orais, métodos para o branqueamento dos dentes e kit para o clareamento dos dentes
EP2361120B1 (en) Dental care products with diamond particles
JP6584711B1 (ja) 口腔ケア組成物
WO2021233630A1 (en) Oral care composition
KR20240114919A (ko) 탄산칼슘 비드를 포함하는 구강용 조성물 및 이의 제조방법
CN105722843A (zh) 用于提供牙齿爽滑感的方案
JP2008533184A (ja) 溶解性カルシウム捕捉剤としてホスホン酸基を有する誘導体を含む歯磨剤組成物
EA039810B1 (ru) Композиция для ухода за полостью рта на основе оксида цинка и дигидрофосфата кальция
Abidin POTENCY OF CHITOSAN NANO GEL AS DESENSITIZING AGENTS

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination