DE19860373A1 - Mundpflegemittel enthaltend shärische Mikropartikel auf Basis linearer wasserunlöslicher Polyglucane - Google Patents
Mundpflegemittel enthaltend shärische Mikropartikel auf Basis linearer wasserunlöslicher PolyglucaneInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft Mundpflegemittel, die als wesentlichen Bestandteil sphärische Mikropartikel enthalten, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mundpflegemittel, das als essentiellen
Bestandteil sphärische Mikropartikel auf Basis linearer wasserunlöslicher
Polyglucane enthält.
Die Verwendung von Polyglucanen in Mundpflegemittel, insbesondere Zahnpasta
und Kaugummis für die Zahnhygiene, ist seit langem bekannt.
Polyglucane sind jedoch eine sehr heterogene Verbindungsklasse, deren einzelne
Vertreter die unterschiedlichsten Eigenschaften aufweisen. Ein bekanntes in der
Natur weit verbreitetes Beispiel für Polyglucan ist Stärke. Stärke besteht aus zwei
verschiedenen Polyglucanen, Amylose und Amylopektin, deren Anteil je nach
Herkunft der Stärke stark variiert.
Amylose ist ein wasserlösliches lineares 1,4-verknüpftes Poly-α-glucan mit einem
Molekulargewicht von etwa 50.000 bis 150.000, Amylopektin dagegen ist
wasserunlöslich und hat eine hochverzweigte Struktur mit 1,4 und 1,6 Verknüpfungen
mit einem Molekulargewicht von 300.000 bis 2.000.000.
Ein weiteres häufiges Polyglucan ist Cellulose, die wasserunlöslich und im
Gegensatz zu Stärke β-1,4 verknüpft ist.
Stärke sowie deren Bestandteile werden in Mundpflegemitteln unter anderem als
Gelierungsmittel, Füllstoff, Verdickungsmittel oder Bindemittel eingesetzt.
Beispielsweise ist in der EP-B-0 502 895 ein Verdickungsmittel für Zahnpasten
beschrieben, das neben einer linearen polymeren Nichtstärkeverbindung wie
Cellulose und deren Derivate, z. B. Carboxymethyl- oder Hydroxyethylcellulose, eine
verzweigte Stärke enthält. Verzweigte Stärke bedeutet hierbei eine Stärke, die
wenigstens zu 70% aus verzweigten Polyglucanen besteht und vorzugsweise ein
Molekulargewicht von 1.000.000 bis 2.000.000 hat.
Es ist bekannt, Stärke oder deren Polyglucanbestandteile zur Erzielung bestimmter
Eigenschaften zu derivatisieren.
So betrifft das US-Patent 5,009,882 die Verwendung einer carboxylierten Stärke in
Mundpflegemitteln wie Zahnpasten oder Mundwässer zur Verhinderung der
Plaquebildung. Das hier beschriebene Stärkemolekül setzt sich aus nicht
carboxylierten Glucanblöcken und carboxylierten Glucanblöcken mit einem
Carboxylierungsgrad von 1 bis 3 zusammen, wobei die Carboxylierung unter
Ringöffnung der Glucaneinheit erfolgt.
In der EP-A-0 673 605 ist eine partikuläre Matrix als Träger für einen Aromastoff wie
Zitronenöl vorgeschlagen mit dem die Lagerstabilität des Aromastoffes z. B. in
Zahnpasten und Kaugummis für die Mundhygiene, verbessert werden soll.
Die Matrix besteht aus einer Mischung aus einem hydrierten Stärkehydrolysat und
Maltodextrose, wobei das hydrolysierte Stärkehydrolisat ein Polyol mit einem
Polymerisationsgrad von maximal 4 ist, dessen eine endständige Glucaneinheit
hydrolytisch geöffnet ist.
Obwohl bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Mundpflegemittel zur Verfügung
steht, ist die Entwicklung neuer verbesserter Produkte von großer Bedeutung, da
immer noch der wirksamste Schutz gegen Karies und Parodontose eine sorgfältige
Zahnpflege mit geeigneten Mitteln ist.
So sollten Zahnreinigungsmittel wie Zahnpasten, Zahnpulver und Kaugummis,
schonend reinigen ohne abrasiv zu wirken, um den Zahnschmelz zu schützen. Dies
setzt voraus, daß in diesen Mitteln keine Komponenten enthalten sind, die abrasiv
wirken können.
Zur Verbesserung der pflegenden Eigenschaften werden Mundpflegemittel häufig
die unterschiedlichsten Wirkstoffe zugesetzt. Damit diese Wirkstoffe voll wirksam
werden können, ist es von Vorteil, diese in eine geeignete Matrix einzubringen, die
eine optimale Freisetzung am Zielort sicherstellt.
Ganz allgemein sollten derartige Mittel auch über einen längeren Lagerzeitraum ihre
Konsistenz und Wirksamkeit beibehalten.
Wesentlich für die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel ist die Verwendung von
sphärischen Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem
wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.
Für die vorliegende Erfindung bedeutet Mundpflegemittel sowohl Mittel, die
entweder allein der Reinigung der Mundhöhle dienen und somit den Kosmetika
zuzurechnen sind, als auch Mittel, die aufgrund zusätzlicher Wirkstoffe mit
spezifischen vorbeugenden und heilenden Eigenschaften zugleich noch
therapeutische Zwecke verfolgen und daher als Arzneimittel anzusehen sind.
Beispiele für Mundpflegemittel sind Mundwässer, Mundpulver, Mundpillen, Mund
sprays, Gebiß-, Prothesen- und Zahnpflegemittel wie Zahnpasten, Zahngele,
Zahnreinigungspulver und Kaugummis zur Verbesserung der Mundhygiene, aber
auch Plaqueanfärbetabletten zur Sichtbarmachung von Zahnbelägen, z. B. als
Kontrolle.
Die erfindungsgemäß in Mundpflegemittel verwendeten Mikropartikel zeichnen sich
insbesondere durch ihre Multifunktionalität aus und können für eine Vielzahl von
unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt und angepaßt werden, so daß mit
ihnen gezielt Mundpflegemittel für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke
erhalten werden können.
So können die Mikropartikel ganz allgemein die bisher in Mundpflegemitteln
verwendeten herkömmlichen Polyglucane ersetzen und deren Funktion als
Verdickungsmittel, Bindemittel, Füllstoff oder Gelierungsmittel übernehmen.
Weiter besitzen sie eine hervorragende Reinigungs- und Polierwirkung und eignen
sich daher besonders gut als Putz- und Poliermittel, z. B. für die mechanische
Zahn-, Gebiß- und Prothesenreinigung.
Die erfindungsgemäß verwendeten Mikropartikel besitzen neben ihrer regelmäßigen
sphärischen Gestalt eine sehr gute Dispergierbarkeit.
Es hat sich gezeigt, daß sie auch ohne Zusatz weiterer Hilfsmittel wie
Dispergierhilfsmitteln eine stabile Dispersion ausbilden können, die selbst über
einen längeren Zeitraum stabil bleibt.
So können sie z. B. stabile Emulsionen, Aerosole oder Suspensionen ausbilden.
Diese Eigenschaft ist von besonderer Bedeutung für die Herstellung geeigneter
Formulierungen für Mundpflegemittel, da häufig auf den Zusatz von
Dispergierhilfsmitteln verzichtet werden kann oder die Menge an
Dispergierhilfsmittel verringert werden kann, wodurch die Herstellung vereinfacht
und verbilligt werden kann.
Besondere Bedeutung für die Zahnhygiene haben Zahnpasten, in transparenter
Form als Gel bezeichnet, die durch ihren Gehalt an Putz- und Polierkörpern sowie
oberflächenaktiven Substanzen die plaqueentfernende Wirkung von Zahnbürsten
optimieren und gegebenenfalls dem Schutz von Zahn und Zahnhalteapparat
dienende Wirkstoffe wie Fluoride aufbringen.
Aufgrund ihrer gleichförmigen sphärischen Gestalt mit keinen oder nur
geringfügigen Oberflächenrauhigkeiten ohne große Unregelmäßigkeiten wie
Vorsprünge, Ecken oder Kanten, wirken die erfindungsgemäß eingesetzten
Mikropartikel nicht abrasiv und können daher vorteilhaft in Zahnpflegemittel
eingesetzt werden.
Zusätzlich stellen die Mikropartikel ein ausgezeichnetes Trägermaterial für
Wirkstoffe, wie heilende oder pflegende Substanzen, Aromastoffe etc. dar.
Der Wirkstoff kann hierzu den für die Herstellung der Mikropartikel verwendeten
Ausgangsverbindungen zugesetzt werden, so daß die Mikropartikel aus einer
Mischung aus Ausgangsverbindung und Wirkstoff vorliegen.
Der Wirkstoff kann in den Mikropartikeln verkapselt vorliegen, wobei übliche
Verkapselungstechniken eingesetzt werden können. Geeignete Beispiele sind
Emulsionsverfahren oder Sprühtrocknungsverfahren. Dabei fallen unter den letzten
Begriff auch Sprühverfahren, bei denen die Partikel im Wirbelbett oder analogen
Verfahren mit einer Lösung des Wirkstoffs besprüht werden.
Weiter kann der Wirkstoff auf der Mikropartikeloberfläche absorbiert und/oder
adsorbiert vorliegen, indem z. B. der Wirkstoff und die Mikropartikel in einem
geeigneten Medium suspendiert, bis zur Gleichgewichtseinstellung stehengelassen
und anschließend die mit Wirkstoff beladenen Partikel abgetrennt werden.
Bei Bedarf können die erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel zur
kontrollierten Wirkstoffabgabe ausgestaltet werden.
Unter kontrollierter Wirkstoffabgabe wird verstanden, daß der Wirkstoff nicht sofort
und auf einmal freigesetzt wird, sondern daß die Freisetzung über einen bestimmten
Zeitraum und/oder nach Ablauf einer bestimmten Zeitperiode erfolgt. Die
Freisetzungsgeschwindigkeit kann beliebig in Abhängigkeit des erwünschten
Verwendungszwecks gewählt werden. Sie kann über den Zeitraum konstant sein,
oder sie kann zu Beginn groß sein, gefolgt von einer langsamen Freisetzung.
Kontrollierte Wirkstoffabgabe kann z. B. von Vorteil für Gebiß- und
Prothesenreinigungsmittel sein, die über einen längeren Zeitraum auf das Gebiß
oder die Prothese einwirken, für Kaugummis, um eine gleichmäßige Wirkung und
langdauernden Geschmack zu erzielen, oder für die gezielte lokale Verabreichung
in der Mundhöhle, im Rachen, an den Zähnen, usw., die auch unter den Begriffen
"mucosale" oder "buccale" Anwendungen zusammengefaßt werden können, z. B.
auch in Form von sogenannten Drug Delivery Systemen.
Es versteht sich, daß die Freisetzungsgeschwindigkeit und die
Abbaugeschwindigkeit der Mikropartikel stark von der Art der Ausgangsmaterialien
des eingesetzten Wirkstoffs, der Partikelgröße und dem Herstellverfahren
abhängen. Je nach Bedarf kann der Fachmann durch einfache routinemäßige
Variationen dieser Parameter ein für seinen speziellen Verwendungszweck
maßgeschneidertes System erzeugen.
Eine ausführliche Beschreibung der Verwendung der erfindungsgemäß
eingesetzten Mikropartikel als Mittel zur kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen
gibt die nicht vorveröffentlichte deutsche Anmeldung der Anmelderin mit dem
amtlichen Aktenzeichen 198 16 070.4 "Retardtablette, hergestellt aus linearen
wasserunlöslichen Polysacchariden", auf die hier in diesen Zusammenhang
ausdrücklich verwiesen wird.
Aufgrund ihrer guten Dispergierbarkeit und Eignung als Trägermaterial können mit
den erfindungsgemäß verwendeten Mikropartikeln vorteilhaft Mundsprays auf
Aerosolbasis erhalten werden.
Unter sphärischen Mikropartikeln sind Mikropartikel zu verstehen, die annähernd
Kugelform besitzen. Bei Beschreibung einer Kugel durch von einem gemeinsamen
Ursprung ausgehende, in den Raum gerichtete Achsen gleicher Länge, die den
Radius der Kugel in alle Raumrichtungen definieren, ist für die sphärischen Partikel
eine Abweichung der Achsenlängen vom Idealzustand der Kugel von 1% bis 40%
möglich. Bevorzugt beträgt die Abweichung 25% oder weniger, besonders
bevorzugt 15% oder weniger.
Die Mikropartikel können einen mittleren Durchmesser Dn (Zahlenmittelwert) von 1
nm bis 100 µm, vorzugsweise von 100 nm bis 15 µm, und besonders bevorzugt von
300 nm bis 3 µm aufweisen.
Es versteht sich, daß je nach Art des Mundpflegemittels der mittlere Durchmesser
variieren kann.
Für die Anwendung in Mundpflegemittel besonder geeignet sind kleine Mikropartikel
mit einem mittleren Durchmesser von 15 µm oder weniger.
Die Oberfläche der sphärischen Partikel kann makroskopisch mit einer Himbeere
verglichen werden, wobei die Tiefe von Unregelmäßigkeiten auf der
Partikeloberfläche, wie Eindellungen oder Einschnitte, maximal 20%, vorzugsweise
10%, des mittleren Durchmessers der sphärischen Mikropartikel beträgt.
Die spezifische Oberfläche der Mikropartikel beträgt im allgemeinen von 1 m2/g bis
100 m2/g, vorzugsweise 1,5 m2/g bis 20 m2/g und besonders bevorzugt 3 m2/g bis 10
m2/g.
Weiter zeigen die erfindungsgemäß eingesetzten Partikel vorzugsweise eine
Dispersität D = Gewichtsmittelwert des Durchmessers (dw) / Zahlenmittelwert des
Durchmessers (dn) von 1,0 bis 10,0, insbesondere von 1,5 bis 5,0 und besonders
bevorzugt von 2,0 bis 3,0.
Die hier benutzten Mittelwerte sind wie folgt definiert:
dn = Summe ni × di / Summe ni = Zahlenmittelwert
dw = Summe ni × di 2/Summe ni × di = Gewichtsmittelwert
ni = Anzahl der Partikel mit Durchmesser di,
di = ein bestimmter Durchmesser,
i = fortlaufender Parameter.
dn = Summe ni × di / Summe ni = Zahlenmittelwert
dw = Summe ni × di 2/Summe ni × di = Gewichtsmittelwert
ni = Anzahl der Partikel mit Durchmesser di,
di = ein bestimmter Durchmesser,
i = fortlaufender Parameter.
In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff Gewicht ein gewichtetes Mittel,
wodurch die größeren Durchmesser einen höheren Stellenwert erhalten.
Für die vorliegende Erfindung können auch Mikropartikel eingesetzt werden, deren
Oberfläche modifiziert worden ist, beispielsweise durch Derivatisierung von
funktionellen Gruppen wie den Hydroxylgruppen der
Polyglucanausgangsverbindung.
Lineare wasserunlösliche Polyglucane im Sinne der vorliegenden Erfindung sind
Polysaccharide, die aus Glucanen als monomeren Bausteinen derart aufgebaut
sind, daß die einzelnen Bausteine stets in der gleichen Art miteinander verknüpft
sind. Jede so definierte Grundeinheit oder Baustein hat genau zwei Verknüpfungen,
jeweils eine zu einem anderen Monomer. Davon ausgenommen sind lediglich die
beiden Grundeinheiten, die den Anfang bzw. das Ende des Polysaccharids bilden.
Diese haben nur eine Verknüpfung zu einem weiteren Monomer und bilden die
Endgruppen des linearen Polyglucans.
Besitzt die Grundeinheit drei oder mehr Verknüpfungen, wird von Verzweigung
gesprochen. Dabei ergibt sich aus der Anzahl der Hydroxylgruppen pro 100
Grundeinheiten, die nicht am Aufbau des linearen Polymerrückgrats beteiligt sind
und die Verzweigungen ausbilden, der sogenannte Verzweigungsgrad.
Erfindungsgemäß weisen die linearen wasserunlöslichen Polyglucane einen
Verzweigungsgrad von maximal 8% auf, d. h. sie haben maximal 8 Verzweigungen
auf 100 Grundeinheiten. Vorzugsweise ist der Verzweigungsgrad kleiner 4% und
insbesondere maximal 2,5%.
Besonders bevorzugt sind Polyglucane deren Verzweigungsgrad in 6-Position
kleiner 4%, vorzugsweise maximal 2% und insbesondere maximal 0,5%, und in
den anderen Positionen, z. B. in 2- bzw. 3-Position, vorzugsweise jeweils maximal 2
% und insbesondere 1% ist.
Besonders bevorzugt sind auch Polyglucane mit einer Verzweigung in 6-Position
von kleiner 0,5%.
Für die Erfindung sind insbesondere Polyglucane geeignet, die keine
Verzweigungen aufweisen, bzw. deren Verzweigungsgrad so minimal ist, daß er mit
herkömmlichen Methoden nicht mehr nachweisbar ist.
Beispiele für bevorzugte wasserunlösliche lineare Polyglucane sind lineare Poly-D
glucane, wobei die Art der Verknüpfung unwesentlich ist, solange Linearität im
Sinne der Erfindung vorliegt. Beispiele sind Poly-alpha-D-glucane, insbesondere
Poly(1,4-alpha-D-Glucan), und Poly(1,3-beta-D-Glucane)
Für die vorliegende Erfindung beziehen sich die Präfixe "alpha", "beta" oder "D"
allein auf die Verknüpfungen, die das Polymerrückgrat ausbilden und nicht auf die
Verzweigungen.
Unter dem Begriff "wasserunlösliches Polyglucan" werden für die vorliegende
Erfindung Verbindungen verstanden, die nach der Definition des Deutschen
Arzneimittelbuches (DAB = Deutsches Arzneimittelbuch, Wissenschaftliche
Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag, Frankfurt, Auflage, 1987)
entsprechend den Klassen 4 bis 7 unter die Kategorien "wenig lösliche", "schwer
lösliche", "sehr schwer lösliche" bzw. "praktisch unlösliche" Verbindungen fallen.
Im Fall der erfindungsgemäß verwendeten Polyglucane bedeutet dies, daß
mindestens 98% der eingesetzten Menge, insbesondere mindestens 99,5%, unter
Normalbedingungen (T = 25°C +/-20%, p = 101325 Pascal +/- 20%) in Wasser
unlöslich ist (entsprechend den Klassen 4 bzw. 5).
Für die vorliegende Erfindung sind schwer lösliche bis praktisch unlösliche
Verbindungen, insbesondere sehr schwer lösliche bis praktisch unlösliche
Verbindungen, bevorzugt.
"Sehr schwer löslich" entsprechend Klasse 6 kann durch folgende
Versuchsbeschreibung veranschaulicht werden:
Ein Gramm des zu untersuchenden Polyglucans werden in 1 l entionisierten Wasser auf 130°C unter einem Druck von 1 bar erhitzt. Die entstehende Lösung bleibt nur kurzzeitig über wenige Minuten stabil. Beim Erkalten unter Normalbedingungen fällt die Substanz wieder aus. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur und Abtrennung mittels Zentrifugation können unter Berücksichtigung der experimentellen Verluste mindestens 66% der eingesetzten Menge zurückgewonnen werden.
Ein Gramm des zu untersuchenden Polyglucans werden in 1 l entionisierten Wasser auf 130°C unter einem Druck von 1 bar erhitzt. Die entstehende Lösung bleibt nur kurzzeitig über wenige Minuten stabil. Beim Erkalten unter Normalbedingungen fällt die Substanz wieder aus. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur und Abtrennung mittels Zentrifugation können unter Berücksichtigung der experimentellen Verluste mindestens 66% der eingesetzten Menge zurückgewonnen werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyglucane können beliebigen Ursprungs sein,
solange die vorstehend angegebenen Bedingungen in bezug auf die Begriffe
"linear" und "wasserunlöslich" erfüllt sind.
Sie können natürlich oder auf biotechnischen Wege gewonnen sein.
Beispielsweise können sie aus natürlichen pflanzlichen oder tierischen Quellen
durch Isolierung und/oder Aufreinigung erhalten werden.
Es können auch Quellen zum Einsatz kommen, die gentechnisch derart manipuliert
worden sind, daß sie im Vergleich zu der unmanipulierten Quelle einen höheren
Anteil an nicht oder vergleichsweise geringfügig verzweigten Polyglucanen
enthalten.
Sie können auch durch enzymatische oder chemische Entzweigung aus nicht
linearen Polyglucanen hergestellt worden sein.
Dabei können nicht-lineare Polyglucane, die Verzweigungen enthalten, derart mit
einem Enzym behandelt werden, daß es zur Spaltung der Verzweigungen kommt,
so daß nach ihrer Abtrennung lineare Polyglucane vorliegen. Bei diesen Enzymen
kann es sich beispielsweise um Amylasen, iso-Amylasen, Gluconohydrolasen,
Cyclomaltodextrin-glucanotransferasen oder Pullulanasen handeln.
Biotechnische Methoden umfassen biokatalytische, auch biotransformatorische,
oder fermentative Prozesse.
Lineare Polyglucane hergestellt durch Biokatalyse (auch: Biotransformation) im
Rahmen dieser Erfindung bedeutet, daß das lineare Polyglucan durch katalytische
Reaktion von monomeren Grundbausteinen wie oligomeren Sacchariden, z. B. von
Mono- und/oder Disacchariden, hergestellt wird, indem ein sogenannter
Biokatalysator, üblicherweise ein Enzym, unter geeigneten Bedingungen verwendet
wird. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von "in vitro Biokatalyse".
Lineare Polyglucane aus Fermentationen sind im Sprachgebrauch der Erfindung
lineare Polyglucane, die durch fermentative Prozesse unter der Verwendung in der
Natur vorkommende Organismen, wie Pilzen, Algen, Bazillen, Bakterien oder
Protisten oder unter der Verwendung von in der Natur nicht vorkommender
Organismen, aber unter Zuhilfenahme von gentechnischen Methoden allgemeiner
Definition modifizierten natürlichen Organismen, wie Pilzen, Algen, Bazillen,
Bakterien oder Protisten gewonnen werden oder unter Einschaltung und Mithilfe von
fermentativen Prozessen gewonnen werden können. Man spricht in diesem
Zusammenhang auch von "in vivo Biokatalyse".
Beispiele für derartige Mikroorganismen sind Piichia pastoris, Trichoderma Reseii,
Straphylokkus Carnosus, Escherichia Coli oder Aspergillus Niger.
Vorteilhafte Verfahren für die biotechnische Gewinnung sind z. B. in der WO
95/31553 oder der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der
Anmelderin mit amtlichen Aktenzeichen 198 27 978.5 beschrieben.
Gemäß der WO 95/31553 werden Amylosucrasen zur Herstellung von linearen
wasserunlöslichen Polyglucanen wie Poly-1,4-α-D-glucan mittels eines
biokatalytischen Verfahrens verwendet.
Weitere geeignete Enzyme sind Polysaccharidsynthasen, Stärkesynthasen,
Glycoltransferasen, 1,4-α-D-Glucantransferasen, Glykogensynthasen oder auch
Phosphorylasen.
Es können auch modifizierte wasserunlösliche lineare Polyglucane eingesetzt
werden, wobei die Polyglucane beispielsweise durch Veresterung und/oder
Veretherung in einer oder mehreren nicht an der linearen Verknüpfung beteiligten
Positionen chemisch modifiziert worden sein können. Im Fall der bevorzugten 1,4
verknüpften Polyglucane kann die Modifizierung in 2-, 3- und/oder 6-Position
erfolgen.
Modifikation im Sinne der Erfindung bedeutet, daß die vorhandenen
Hydroxylgruppen, die nicht an der Verknüpfung beteiligt sind, chemisch verändert
werden. Dies schließt eine Ringöffnung der Glucaneinheiten aus wie sie z. B. bei der
oxidativen Carboxylierung oder der Hydrolyse erfolgt. Maßnahmen für derartige
Modifizierungen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
So können lineare Polyglucane wie Pullulane, die an sich wasserlöslich sind, durch
Modifizierung wasserunlöslich gemacht werden.
Für die vorliegende Erfindung werden bevorzugt wasserunlösliche lineare
Polyglucane eingesetzt, die in einem biotechnischen, insbesondere in einem
biokatalytischen oder einem fermentativen, Prozeß hergestellt worden sind, wobei
biokatalytisch hergestelltes Polyglucan besonders bevorzugt ist.
Im Gegensatz zu Polyglucanen, die aus natürlichen Quellen, wie Pflanzen, isoliert
werden, weisen die hierbei erhaltenen linearen wasserunlöslichen Polyglucane ein
besonders homogenes Eigenschaftsprofil auf, z. B. in bezug auf die
Molekulargewichtsverteilung, sie enthalten keine oder allenfalls nur in sehr geringen
Mengen unerwünschte Nebenprodukte, die aufwendig abgetrennt werden müssen
oder allergene Reaktionen auslösen könnten, und lassen sich exakt spezifiziert auf
einfache Weise reproduzieren.
Zwar können auch mit der chemischen oder enzymatischen Entzweigung
vergleichsweise homogene Produkte erhalten werden. Jedoch verbleibt in vielen
Fällen ein Rest an nicht oder nur unzureichend entzweigten Ausgangsmaterial, das
nur schwer abgetrennt werden kann.
Biotechnische und insbesondere biokatalytische Methoden haben den Vorteil, daß
direkt wasserunlösliche lineare Polyglucane erhalten werden können, wie z. B. die
bevorzugten Poly-1,4-α-D-glucane, die keine Verzweigungen enthalten, bzw. deren
Verzweigungsgrad unterhalb der Nachweisgrenze herkömmlicher analytischer
Methoden liegt.
Weiter können die Polyglucane in Form sogenannter alpha-amylaseresistenter
Polyglucane eingesetzt werden wie sie am Beispiel von Poly-1,4-α-D-glucan in der
nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit amtlichen Aktenzeichen
198 30 618.0 der Anmelderin beschrieben sind.
Alpha-amylaseresistente Polyglucane können durch Herstellung einer Suspension
oder Dispersion aus wasserunlöslichen Polyglucanen und Wasser, Erwärmen der
Suspension oder Dispersion auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C,
Abkühlenlassen der erhaltenen kleisterartigen Mischung auf eine Temperatur im
Bereich von 50°C bis an den Gefrierpunkt, vorzugsweise 35 bis 15°C, 27 bis 22°C,
16 bis 0°C oder 6 bis 2°C, über einen Zeitraum von 1 bis 72 h, vorzugsweise 1
bis 36 h und insbesondere 15 bis 30 h und Retrogradation der kleisterartigen
Mischung bei einer gegenüber der Temperatur der erwärmten kleisterartigen
Mischung erniedrigten Temperatur in einem Temperaturbereich von 90 bis 4°C
sowie gegebenenfalls Trocknung oder Entwässerung des erhaltenen Produktes,
erhaltenen werden.
Das Polyglucan kann auch als thermoplastisches Polyglucan eingesetzt werden,
das erhältlich ist durch Aufschmelzen von linearem wasserunlöslichen Polyglucan
und Hinzufügen von mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%,
eines Weichmachers wie Sorbitol, Glycerin, deren Kondensationsprodukte und
Oligomere, DMSO, Bernsteinsäure, Citronensäure-Monohydrat, Apfelsäure,
Weinsäure etc. bei ca. 170°C.
Eine Beschreibung von geeigneten Maßnahmen und Eigenschaften von
thermoplastischen Polyglucanen am Beispiel des bevorzugten linearen
wasserunlöslichen Poly(1,4-α-D-Glucan)s gibt die nicht vorveröffentlichte deutsche
Patentanmeldung der Anmelderin mit amtlichen Aktenzeichen 198 30 618.0, auf die
hierfür ausdrücklich bezug genommen wird.
Die Molekulargewichte Mw (Gewichtsmittel, bestimmt mittels
Gelpermeationschromatographie im Vergleich zu einer Eichung mit
Pullulanstandard) der erfindungsgemäß verwendeten linearen Polyglucane können
in einem weiten Bereich von 0,75 × 102 g/mol bis 107 g/mol variieren. Bevorzugt liegt
das Molekulargewicht Mw, in einem Bereich von 103 g/mol bis 106 g/mol und
besonders bevorzugt von 103 g/mol bis 105 g/mol. Ein weiterer vorteilhafter Bereich
ist von 2 × 103 bis 8 × 103. Entsprechende Bereiche gelten für das bevorzugt
eingesetzte Poly-1,4-D-glucan.
Die Molekulargewichtsverteilung bzw. Polydispersität Mw/Mn kann ebenfalls in
weiten Bereichen je nach Herstellungsverfahren des Polyglucans variieren.
Bevorzugte Werte sind von 1,01 bis 50, insbesondere von 1,01 bis 15, wobei kleine
Polydispersitätswerte besonders bevorzugt sind, z. B. von 1,01 bis 2,5. Dabei nimmt
die Polydispersität mit einer bimodalen Verteilung der Molekulargewichte zu.
Für die Herstellung der Mikropartikel kann ein einziges Polyglucan, insbesondere
Poly-1,4-D-glucan und ganz besonders Poly-1,4-α-D-glucan oder Mischungen aus
zwei oder mehreren Vertretern verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein wasserunlösliches verzweigtes
Polysaccharid, vorzugsweise ein Polyglucan, insbesondere ein Poly-1,4-alpha-D
glucan, oder ein Poly-1,3-beta-D-glucan, zugesetzt werden.
Es können auch Gemische aus zwei oder mehreren verzweigten Polysacchariden
zugegeben werden.
Die verzweigten Polysaccharide können beliebigen Ursprungs sein. In diesem
Zusammenhang wird auf die diesbezüglichen Erläuterungen für die linearen
wasserunlöslichen Polyglucane verwiesen. Bevorzugte Quellen sind Stärke und
Stärkeanaloga wie Glykogen. Falls erforderlich, kann in den verzweigten
Polysacchariden der Anteil an linearen Strukturen durch geeignete
Anreicherungsverfahren erhöht werden.
Für die Wasserunlöslichkeit gelten die gleichen Angaben wie für das lineare
wasserunlösliche Polyglucan. Das Molekulargewicht kann für die verzweigten
Polysaccharide auch höher liegen, z. B. Werte bis vorzugsweise 109 g/mol und
mehr aufweisen.
Es können auch andere Polymere, insbesondere biokompatible oder bioabbaubare
Polymere, beigemischt werden. Dabei hängt die Menge des oder der anderen
Polymeren, die beigemengt werden, ohne daß die sphärische Gestalt und/oder
sonstige Eigenschaften der herzustellenden Mikropartikel verändert werden, stets
von dem zugesetzten Polymer ab.
Zur Sicherstellung der gewünschten Eigenschaften der Mikropartikel sollte der
Anteil an linearen wasserunlöslichen Polyglucan mindestens 70 Gew.-%,
insbesondere 80 Gew.-% und vorzugsweise 90 Gew.-%, bezogen auf den
Gesamtgehalt an linearem wasserunlöslichen Polyglucan inkl. ggf. verzweigtes
Polysaccharid und gegebenenfalls weitere Polymere, betragen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die Mikropartikel
zu 100 Gew.-% aus linearem wasserunlöslichen Polyglucan, insbesondere linearen
wasserunlöslichen Poly-1,4-α-D-glucan, das vorzugsweise biokatalytisch erhalten
worden ist.
Beispiele für Verfahren zur Herstellung der Mikropartikel sind der Fällprozeß oder
Sprühtrocknungsverfahren.
Die Herstellung der sphärischen Mikropartikel kann durch Lösen des
wasserunlöslichen linearen Polyglucans oder einer Mischung von mehreren davon
sowie gegebenenfalls weiterer Polymere in einem Lösungsmittel, z. B. DMSO,
Einbringen der Lösung in ein Fällmittel, z. B. Wasser, vorzugsweise bei einer
Temperatur von 20°C bis 60°C, bei Bedarf Kühlen der Lösung auf eine Temperatur
von minus 10°C bis plus 10°C und Abtrennen der dabei gebildeten Teilchen
erfolgen.
Hierbei kann der Lösevorgang des als Ausgangsmaterial verwendetem Polylgucans
bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen erfolgen.
Die Konzentration an linearem wasserunlöslichem Polyglucan inkl. ggfs.
verzweigtem Polysaccharid und weiteren Polymeren in dem Lösungsmittel kann je
nach Bedarf in weiten Grenzen variieren. Vorzugsweise liegt sie in einem Bereich
von 0,02 g /ml bis 1,0 g/ml, insbesondere von 0,05 g/ml bis 0,8 g/ml und besonders
bevorzugt von 0,3 g/l bis 0,6 g/l.
Beispiele für Fällmittel sind Wasser, Dichlormethan, ein Gemisch aus Wasser und
Dichlormethan, Gemische aus Wasser und Alkoholen wie Methanol, Ethanol,
Isopropanol, wobei Wasser sowie ein Gemisch aus Wasser und Dichlomethan
besonders bevorzugt sind.
Vorzugsweise wird das Verhältnis Lösungsmittel zu Fällmittel in einem Bereich von
1 : 1000 bis 1 : 4 (Teil Lösungsmittel/Teile Fällmittel), vorzugsweise 1 : 100 bis 1 :
10 und insbesondere 1 : 70 bis 1 : 30, ausgewählt.
Im allgemeinen ist es dabei unerheblich, in welcher Reihenfolge das Lösungsmittel
und das Fällmittel zusammengebracht werden, z. B. ob das Fällmittel zum
Lösungsmittel oder umgekehrt gegeben wird. Wichtig ist jedoch, daß eine schnelle
Durchmischung gewährleistet wird.
Der Fällprozeß kann relativ langsam bei tiefer Temperatur über Nacht durchgeführt
werden.
Er kann durch Variation der Temperatur und des Fällmittels beeinflußt und gesteuert
werden.
Falls gekühlt wird, muß sichergestellt sein, daß das Gemisch aus Lösungsmittel und
Fällmittel liquide bleibt und nicht erstarrt.
Durch Mitverwendung geeigneter Zusatzstoffe läßt sich auf die Eigenschaften der
Mikropartikel wie Größe, Oberflächenstruktur, Porosität etc. sowie auf die
Prozeßführung Einfluß nehmen.
Geeignete Zusatzstoffe sind z. B. oberflächenaktive Stoffe wie Natriumdodecyl
sulfat, N-Methylgluconamid, Polysorbate (z. B. Tween (eingetragene Marke)),
Alkylpolyglycolether, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymere (z. B. Pluronic
(eingetragene Marke)), Alkylpolyglycolethersulfate, generell Alkylsulfate und
Fettsäureglycolester, und Zucker wie z. B. Fructose, Saccharose, Glucose, was
serlösliche Cellulose oder heißwasserlösliches Poly-alpha-D-glucan wie z. B. native
oder chemisch modifizierte Stärken, aus diesen Stärken gewonnene Poly-alpha-D-
glucane sowie stärkeanaloge Verbindungen.
Üblicherweise werden diese Zusatzstoffe dem Fällmittel zugesetzt. Die verwendete
Menge hängt von dem jeweiligen Einzelfall sowie den erwünschten
Partikeleigenschaften ab, wobei die Bestimmung der jeweils vorteilhaften Menge
dem Fachmann geläufig ist.
Durch Zusatz von wasserlöslichen Cellulosederivaten zu dem Fällmittel lassen sich
Mikropartikel mit besonders glatter Oberfläche erhalten, wobei die Tiefe der
Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Mikropartikel im allgemeinen nicht mehr
als 10% des mittleren Durchmessers beträgt.
Beispiele von wasserlöslichen Cellulosederivaten sind Celluloseester und
Celluloseether, deren Mischformen wie z. B. Hydroxypropylmethylcellulosen,
Hydroxyethylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Celluloseacetate,
Cellulosebutyrate, Cellulosepropionate, Celluloseacetobutyrate,
Celluloseacetopropionate, Cellulosenitrate, Ethylcellulosen, Benzylcellulosen,
Methylcellulosen etc.
Es können auch Mischungen von verschiedenen wasserlöslichen
Cellulosederivaten eingesetzt werden.
Unter dem Begriff "wasserlösliche Cellulosederivate" werden für die vorliegende
Erfindung Verbindungen verstanden, die nach der Definition des Deutschen
Arzneimittelbuches (DAB = Deutsches Arzneimittelbuch, Wissenschaftliche
Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag GmbH, Frankfurt, 9. Auflage, 1987)
unter die Kategorie sehr leicht löslich bis schwer löslich fallen.
Die Konzentration des wasserlöslichen Cellulosederivats in dem Fällmittel ist nicht
weiter kritisch. Die Obergrenze ergibt sich zwangsläufig aus der resultierenden
Vikosität und damit der Verarbeitbarkeit der entstehenden Lösung.
Als vorteilhaft haben sich Konzentrationen von 2 g (Cellulosederivat)/l (Fällmittel)
bis 150 g/l, vorzugsweise von 5 g/l bis 80 g/l und insbesondere 8 g/l bis 20 g/l,
erwiesen.
Der Anteil an besonders kleinen Partikeln mit einem mittleren Durchmesser von 1
nm bis 2 µm kann gesteigert werden, indem dem Fällmittel heißwasserlösliches
Poly-alpha-D-glucan zugesetzt wird.
Es können hierfür dieselben Poly-alpha-D-glucanverbindungen eingesetzt werden
wie sie auch im Zusammenhang mit dem linearen wasserunlöslichen Polyglucan
genannt worden sind, soweit diese das Merkmal heißwasserlöslich erfüllen.
Bevorzugte Beispiele sind native oder chemisch modifizierte Stärken, aus diesen
Stärken gewonnene Poly-alpha-D-glucane sowie stärkeanaloge Verbindungen.
Unter stärkeanalogen Verbindungen werden Verbindungen verstanden, die aus
Poly-alpha-D-glucanen bestehen, aber nicht-pflanzlichen Ursprungs sind. Ein
Beispiel hierfür ist Glykogen oder Dextran.
Die heißwasserlöslichen Poly-alpha-D-glucane können als Mischung aus einem
linearen und einem verzweigten Anteil eingesetzt werden, wie sie z. B. in Stärke
vorliegt. In diesem Fall sollte der Anteil an linearem Poly-alpha-D-glucan mehr als
15 Gew.-%, vorzugsweise 50 bis 99,5 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% und
ganz besonders bevorzugt 65 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge Poly
alpha-D-glucan im Fällmittel, betragen.
Sie können aber auch aus verzweigten Strukturen bestehen, wie sie z. B. im
Amylopektin oder im Glykogen vorliegen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet "heißwasserlöslich", daß die Poly
alpha-D-glucane bei Raumtemperatur im wesentlich unlöslich sind, wobei
vorzugsweise der gleiche Maßstab wie für den Begriff "wasserunlöslich" in
Zusammenhang mit linearen Polysacchariden gilt.
Unter dem Begriff "Lösung" bzw. "Löslichkeit" werden insbesondere auch
Suspensionen bzw. die Ausbildung von Suspensionen verstanden wie sie bei der
Lösung von Stärke auftreten.
Beispielsweise zeigen die erfindungsgemäß bevorzugten heißwasserlöslichen
Stärken bei Raumtemperatur so gut wie keine Löslichkeit in Wasser, während die
sogenannten kaltwasserlöslichen Stärken unter diesen Bedingungen leichter löslich
sind.
Die heißwasserlöslichen Stärken sind insbesondere dadurch charakterisiert, daß sie
bei Erhitzen unter Eigendruck, z. B. in einem Autoklaven, auf eine Temperatur im
Bereich von etwa 100 bis etwa 160°C Lösungen bilden, wobei die jeweilige
Temperatur von der Art der Stärke abhängt.
Beispielsweise kann Kartoffelstärke bei ca. 100°C bis zur völligen Auflösung
gekocht werden, während Maisstärke eine Temperatur von ca. 125°C erfordert.
Für das erfindungsgemäße Verfahren werden die heißwasserlöslichen Poly-alpha-
D-glucane dem Fällmittel vorzugsweise in maximaler Konzentration zugesetzt, d. h.
es wird eine gesättigte Lösung hergestellt.
Weitere geeignete Bereiche sind von mehr als 0,001 Gew.-% bis 10 Gew.-%,
bevorzugt von 0,01 bis 2 Gew.-% und insbesondere von 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%,
bezogen auf die eingesetzte Menge an Fällmittel.
Im Fall von thermoplastischen Polyglucanen können die Zusatzstoffe
vorteilhafterweise als Weichmacher oder in Ergänzung der Weichmacher in die
thermoplastische Mischung eingemischt werden, so daß eine trockene
Pulvermischung vorliegt, die dann zu den Mikropartikeln verarbeitet werden kann,
wobei der Bildungsprozeß der Mikropartikel auch erst in der endgültigen Rezeptur
unter Einmischung der thermoplastischen Polyglucane erfolgen kann.
Eine ausführliche Beschreibung der hier verwendeten Mikropartikel, ihrer
Herstellung und der dafür einsetzbaren wasserunlöslichen linearen Polyglucane
findet sich in den prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten deutschen
Patentanmeldungen der Anmelderin mit Aktenzeichen 197 37 481.6, 198 03 415.6,
198 16 070.4, 198 30 618.0, 198 27 978.7, 198 39 216.8, 198 39 214.1 und 198 39
212.5 auf die für die vorliegende Beschreibung bezug genommen wird.
Weiter zeichnen sich die erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel durch eine
hohe Biokompatibilität aus.
Für die Biokompatibilität der erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel ist
insbesondere der naturidentische Charakter der für die Herstellung verwendeten
wasserunlöslichen linearen Polyglucane sowie von deren Abbauprodukten von
hoher Bedeutung.
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Gewichtsprozentangaben für die
Zusammensetzung der Mundpflegemittel auf das Gesamtgewicht des
Mundpflegemittels.
Die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel können je nach Art und
Anwendungsgebiet bis zu 90 Gew.-%, insbesondere bis zu 70 Gew.-%,
vorzugsweise 2 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 Gew.-% bis 45 Gew.-%
und besonders bevorzugt 20 Gew.-% bis 25 Gew.-% Mikropartikel, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung enthalten.
Im folgenden wird die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Mundpflegemittel
näher erläutert.
Der Rahmenaufbau einer Zahnpasta enthält im wesentlichen 15-60 Gew.-%
Putzkörper, bis 40 Gew.-% Feuchthaltemittel, die das Austrocknen verhindern
sollen, bis ca. 2 Gew.-% Bindemittel, welche die Viskosität und cremige Konsistenz
des Stranges bedingen, bis ca. 0,2 Gew.-% Konservierungsmittel zur Verhütung der
bakteriellen Zersetzung insbesondere von Binde- und Feuchthaltemitteln, bis ca. 2,0
Gew.-% Tenside, und weitere Zusatzstoffe, wie Süßungsmittel (bis ca. 0,1 Gew.-%)
zur Geschmacksverbesserung, Aromatisierungsmittel (bis ca. 1 Gew.-%) und
spezielle Wirkstoffe.
Zahnpulver unterscheiden sich von den Zahncremes vor allem dadurch, daß sie
keine Feuchthaltemittel enthalten, dafür kann ihr Putzkörperanteil bis zu 90 Gew.-%
betragen.
Beispiele für Putzkörper, die neben den erfindungsgemäßen Mikropartikeln
eingesetzt werden können, sind Aluminiumhydroxid, Kalziumcarbonat, Kalzium
hydrogenphosphat-Dihydrat, Kalziumhydrogenphosphat, Kieselsäure, Natrium-
Aluminium-Silicate mit beispielsweise Zeolithstruktur (Na12 (AlO2)12 (SiO2)12 × 27
H2O), unlösliches Natriummetaphosphat (NaPO3)n und Hydroxylapatit.
Beispiele für Feuchthaltemittel sind Polyole, wie Glycerol, Propylenglycol, Sorbitol
und Xylitol.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt in dem
erfindungsgemäßen Mundpflegemittel das Verhältnis Mikropartikel zu
Feuchhaltemittel - soweit Feuchthaltemittel zugesetzt werden - 4 : 1 bis 1 : 4,
vorzugsweise 3 : 1 bis 1 : 3 und insbesondere 2 : 1 bis 1 : 2.
Beispiele für Bindemittel sind neben den erfindungsgemäßen Mikropartikeln
Cellulosederivate, Carageen und Kieselsäuren.
Beispiele für Konservierungsmittel sind 4-Hydroxybenzoesäureester oder
Natriumbenzoat.
Beispiele für Süßungsmittel sind Saccharin, Natrium- und Kalziumcyclamat, Sorbit
und andere Süßstoffe, die nicht kariogen sind.
Beispiele für Aromatisierungsmittel sind Pfefferminzöl, Kraußminzeöl, Wintergrünöl,
Myrrhe sowie insbesondere für Kinderzahnpasten Fruchtaromen.
Spezielle Wirkstoffe können zum Beispiel Fluorverbindungen für die
Kariesprophylaxe sein, wie Natriumfluorphosphat, Alkalifluoride, Zinkfluorid und
Quarzammoniumfluoride. Weiter können Wirkstoffe zur Pflege des entzündeten
Zahnfleisches zugegeben werden, wie Azulen, Allantonin und Bisabolol, sowie
Pflanzenextrakte (Kamille, Myrrhe etc.)
Zur Verminderung der Empfindlichkeit können Strontiumsalze, Kaliumnitrate und
Citrate zugesetzt werden.
Soweit die Zahnpasta oder das Zahnpulver gegen farbige Belege und Flecken auf
den Zähnen wirken soll, können sie einen besonders hohen Abrasivanteil enthalten.
Eine Weißung der Zahnpasta wird durch die erfindungsgemäßen Mikropartikel
selbst oder bei Bedarf, wenn zum Beispiel die Mikropartikel nur in geringen Mengen
zugesetzt werden, um beispielsweise als Träger für Wirkstoffe zu wirken, durch
Zusatz von Titandioxid bewirkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße
Mundpflegemittel ein Mundwasser sein. Allgemein dienen Mundwässer weniger der
Reinigung der Zähne und der Mundhöhle, sondern vielmehr der Erfrischung und
Maskierung von Mundgeruch. In erfindungsgemäßen Mundwässern dienen daher
die Mikropartikel vorzugsweise als Trägermaterial für Zusätze wie Aromastoffe,
Süßstoffe und spezielle pflegende Wirkstoffe.
Mundwässer enthalten im wesentlichen 20 : 1 bis etwa 2 : 1 einer Wasser-Ethyl-
Alkohol-Lösung und weitere Zusätze wie Aromen, Süßungsmittel, Feuchhaltemittel
und Tenside, wie sie zum Beispiel vorstehend beschrieben worden sind.
Beispiele für Tenside sind Natriumlaurylsulfat, Natriumlauroylsarcosinat,
medizinische Salze, Palmkernfettsäuretaurid, Natriumlaurylsulfoacetat,
Kokosfettsäuremonoglyceridsulfonat und Betaine.
Der Rahmenaufbau eines Mundwassers enthält üblicherweise von etwa 5 Gew.-%
bis etwa 60 Gew.-% Ethylalkohol, bis etwa 20 Gew.-% eines Feuchthaltemittels, bis
etwa 2,0 Gew.-% eines Dispergierhilfsmittels, bis etwa 0,5 Gew.-% Süßstoff, bis
etwa 0,3 Gew.-% Aromastoff und der Rest Wasser.
Aufgrund der guten Dispergierbarkeit der erfindungsgemäß eingesetzten
Mikropartikel eignen sich die erfindungsgemäßen Mundwässer besonders gut auch
für die Anwendung als Mundspray in Druckgaspackungen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die erfindungsgemäßen
Mundpflegemittel Pastillen und Kaugummis für die Mundhygiene sein.
Pastillen dienen insbesondere der Vermittlung eines frischen Mundgeruchs. In
diesem Fall können die Mikropartikel als Tablettenbindemittel eingesetzt werden
und zudem als Trägermaterial für Zusätze, wie Aromen etc., wirken.
Kaugummi für die Mundpflege dienen insbesondere der schnellen Reinigung, soweit
eine Reinigung mit der Zahnbürste nicht möglich ist, zum Beispiel unterwegs, und
gleichzeitig zur Kaschierung von Mundgeruch. In diesem Fall können die
Mikropartikel insbesondere als Putzmittel wirken und als Trägermaterial für Zusätze,
wie Aromastoffe und weitere Zusätze, wie sie in derartigen Kaugummis üblich sind.
Kaugummis enthalten üblicherweise Homo- und Copolymere, wie Polyethylether,
Polyvinylisobutylether, Polyisobutylen, Polyvinylacetate und andere.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel ist die
Gebiß- und Prothesenpflege. Mittel hierfür werden im folgenden als "Gebißreiniger"
zusammengefaßt. Gebißreiniger sind üblicherweise Brausetabletten und Pulver zum
Auflösen in Wasser. Sie enthalten üblicherweise Tenside, Komplexbildner,
Perverbindungen, Mittel zur Einstellung des Ph-Wertes, Kohlendioxidabspalter und
weitere Zusätze, wie zum Beispiel Enzyme, die durch Eiweißspaltung die Reinigung
fördern.
Bei der Anwendung in Gebißreiniger können die Mikropartikel insbesondere als
Träger von Wirkstoffen wirken, die diese allmählich freisetzen. Dies ist von
besonderer Bedeutung für Langzeitreinigungsprodukte, in denen das Gebiß oder
die Prothese mehrere Stunden, zum Beispiel über Nacht, verbleiben müssen.
Es versteht sich, daß für die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel auch weitere
Bestandteile und Formulierungen verwendet werden können, wie sie zahlreich in
der Literatur beschrieben sind. Beispielsweise wird in diesem Zusammenhang auf
die Monographie "Kosmetik, Entwicklung, Herstellung und Anwendung kosmetischer
Mittel", herausgegeben von Wilfried Umbach, Seiten 181 bis 223, (1988) Georg
Thieme Verlag Stuttgart, New York, und "Kosmetische Mittel zur Zahn- und
Mundpflege" in Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis, 5. Auflage, Seiten
191 bis 197, verwiesen.
In diesen Literaturstellen sind weitere Beispiele für die vorstehend genannten
Komponenten von Mundpflegemitteln sowie Rezepturbeispiele gegeben, wie sie
prinzipielle auch für die vorliegende Erfindung angewendet werden können.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand einzelner
Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei diese Beispiele der Veranschaulichung
der Erfindung dienen sollen und die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
In ein sterilisiertes (Dampfsterilisation) 25 l-Gefäß werden 15 l einer 20%-igen
Saccharose Lösung gegeben. 120 ml des Enzymextrakts, Amylosucrase enthaltend,
wird in einer Portion zugegeben. Die Enzymaktivität beträgt in diesem Experiment
20 units (1 unit = 1 µmol Saccharose × min-1 × mg Enzym). Die Apparatur wird mit
einem ebenfalls sterilisierten KPG-Rührer versehen. Das Gefäß wird verschlossen,
bei 39°C aufbewahrt und gerührt. Bereits nach einer Zeit von wenigen Stunden
bildet sich ein weißer Niederschlag. Die Reaktion wird nach einer Zeitdauer von 54
Stunden beendet. Der Niederschlag wird abfiltriert und zur Abtrennung
niedermolekularer Zucker zweimal mit Wasser gewaschen. Der im Filter
verbleibende Rückstand wird bei 38°C im Trockenschrank unter Anlegung eines
Vakuums mit Hilfe einer Membranpumpe (Firma Vacuubrand GmbH & Co., CVC 2)
getrocknet. Die Masse beträgt 893 g (Ausbeute 59%). (Molekulargewichte: Mw =
9.000 g/mol; Mn = 4.400 g/mol; Mw/Mw = 2,05; GPC, Lösungsmittel DMSO, Eichung
mit Pullulanstandards).
200 g Poly-1,4-α-D-glucan werden in etwa 1 I Dimethylsulfoxid (DMSO, p. a. von
Ridel-de-Haen) bei 50°C innerhalb schnell gelöst. Die Lösung wird in 8 l
bidestilliertem Wasser unter Rühren durch einen Tropftrichter langsam
hinzugegeben. Der Ansatz wird über Nacht 4°C gelagert. Die feine Suspension der
Partikel wird durch Dekantierung abgetrennt. Der Bodensatz wird aufgeschlämmt
und zentrifugiert (Ultrazentrifuge RC5C: je 5 Minuten bei 5.000 Umdrehungen pro
Minute). Der feste Rückstand wird insgesamt drei Mal mit bidestilliertem Wasser
aufgeschlämmt und zentrifugiert. Die Feststoffe werden gesammelt und die noch
feuchte Suspension von ca. 1000 ml gefriergetrocknet (Christ Delta 1-24 KD). Es
werden 176 g weißer Feststoff isoliert (Ausbeute 88%). Die Oberfläche der Partikel
ist sphärischer Gestalt. Die Partikeldurchmesser liegen in der Mehrheit im Bereich
von 2-3 µm. Die spezifische Oberfläche beträgt 3,75 m2/g (Methode: Sorptomatic
1990 (Fa. Fisons Instruments)).
500 mg Poly-1,4-α-D-glucan werden in 2,5 ml Dimethylsulfoxid (DMSO, p.a. von
Riedel-de-Haen) bei ca. 70°C gelöst. Die DMSO-Lösung wird in 100 ml
bidestilliertem Wasser unter Rühren eingetropft und die Lösung über Nacht bei 5°C
aufbewahrt. Die feine milchige Suspension wird für 15 Minuten bei 3500
Umdrehungen pro Minute zentrifugiert und der Überstand abdekantiert. Der
Bodensatz wird mit bidestilliertem Wasser aufgeschlämmt und erneut zentrifugiert.
Der Vorgang wird noch zwei Mal wiederholt. Die Suspension wird im Anschluß
gefriergetrocknet. Es werden 311 mg weißer Poly-1,4-α-D-glucanpartikel erhalten.
Dies entspricht einer Ausbeute von 62% farbloser Mikropartikel.
Zwei Zahnpasten mit der Zusammensetzung gemäß der folgenden Tabelle wurden
bewertet.
Beide Zahnpasten zeigten ausgezeichnete Putzergebnisse, veränderten auch nach
längerer Öffnungszeit ihre Konsistenz nicht und wurden bei einer subjektiven
Bewertung durch Testpersonen in bezug auf ihre sensorische Eigenschaften, z. B.
Anfühlen beim Zähneputzen, sehr positiv bewertet.
Claims (12)
1. Mundpflegemittel, die als wesentlichen Bestandteil sphärische Mikropartikel
enthalten, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen
linearen Polyglucan bestehen.
2. Mundpflegemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
sphärische Mikropartikel einen mittleren Durchmesser von 1 nm bis µm
haben.
3. Mundpflegemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tiefe von Unregelmäßigkeiten auf der Partikeloberfläche maximal 20% des
mittleren Durchmessers der sphärischen Mikropartikel beträgt.
4. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mikropartikel in dem Mundpflegemittel in einer Menge
von bis zu 90 Gew.-% enthalten sind, bezogen auf das Gesamtgewicht des
Mundpflegemittels.
5. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine wasserunlösliche Polyglucan Poly-
1,4-α-D-glucan und/oder Poly-1,3-β-D-glucan, insbesondere Poly-1,4-α-D-
glucan, ist.
6. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine wasserunlösliche lineare
Polyglucan nach einer biotechnischen Methode erhalten worden ist.
7. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das mindestens eine wasserunlösliche Polyglucan
biokatalytisch erzeugt worden ist.
8. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil an wasserunlöslichen linearen Polyglucan in
den Mikropartikeln mindestens 70% beträgt, bezogen auf den Gesamtgehalt
an Polyglucan inkl. gegebenenfalls verzweigtem Polysaccharid und weiteren
Polymeren.
9. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mikropartikel zu 100% aus mindestens einem
wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.
10. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mundpflegemittel ausgewählt ist unter Mundwässer,
Mundpulver, Mundpillen, Mundsprays, Gebiß-, Prothesen und Zahnpflegemittel
und Plaquefärbetabletten.
11. Mundpflegemittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Zahnpflegemittel ausgewählt ist unter Zahnpasten, Zahngelen,
Zahnreinigungspulver Kaugummis.
12. Verwendung von Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem
wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen, in Zahnpflegemitteln.
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