DE19930335A1 - Kompositmaterialien aus Calciumverbindungen und Proteinkomponenten - Google Patents
Kompositmaterialien aus Calciumverbindungen und ProteinkomponentenInfo
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Abstract
Kompositmaterialien, umfassend in Wasser schwerlösliche Calciumsalze wie z. B. Calcium-Phosphate und -Fluorophosphate, wobei die Calciumsalze in Form von nanopartikulären Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 10 bis 300 nm vorliegen, und Proteinkomponenten, ausgewählt aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten, eignen sich als remineralisierende Komponenten in Zusammensetzungen zur Reinigung und Pflege der Zähne sowie zur Förderung der Neubildung von Knochengewebe.
Description
Die Erfindung betrifft Kompositmaterialien aus nanopartikulären schwer
wasserlöslichen Calciumsalzen und Proteinkomponenten, die sich aufgrund ihrer
Zusammensetzung und Feinstruktur besonders zur Förderung der
Wiederherstellung von Knochen und Zahnschmelz eignen.
Phosphatsalze des Calciums werden seit langem sowohl als Abrasivkomponenten
als auch zur Förderung der Remineralisierung des Zahnschmelzes den
Rezepturen von Zahnreinigungsmitteln und Zahnpflegemitteln zugesetzt. Dies gilt
insbesondere für Hydroxylapatit und Fluorapatit sowie für amorphe
Calciumphosphate und für Brushit (Dicalciumphosphat-dihydrat). Auch
Calciumfluorid ist als Bestandteil von Zahnreinigungsmitteln und als Komponente
zur Festigung des Zahnschmelzes und zur Kariesprophylaxe mehrfach
beschrieben worden.
Die Verfügbarkeit von Calcium-Verbindungen für die erwünschte
Remineralisierung hängt ganz entscheidend von der Teilchengröße dieser in
Wasser schwerlöslichen und in den Zahnpflegemitteln dispergierten Komponenten
ab. Man hat daher vorgeschlagen, diese schwerlöslichen Calciumsalze in feinster
Verteilung einzusetzen.
Der Zahnschmelz sowie das Stützgewebe der Knochen bestehen überwiegend
aus dem Mineral Hydroxylapatit. Im biologischen Entstehungsprozeß lagert sich
Hydroxylapatit in geordneter Weise an die Proteinmatrix im Knochen oder Zahn
an, die überwiegend aus Kollagen besteht. Die Ausbildung der harten und
belastungsfähigen mineralischen Strukturen wird dabei durch die sogenannten
Matrixproteine gesteuert, welche neben Kollagen durch weitere Proteine gebildet
werden, die sich an das Kollagen anlagern und so einen strukturierten
Mineralisierungsprozeß, der auch als Biomineralisation bezeichnet wird, bewirken.
Bei der Wiederherstellung von Knochenmaterial spielen sogenannte
Knochenersatzmittel, welche den natürlichen Biomineralisationsprozeß fördern,
eine wichtige Rolle. Derartige Mittei werden auch benötigt zur Beschichtung von
Implantaten, um stoffschlüssige Verbindungen zwischen Knochen und Implantat
zu erreichen, mit denen auch Zugkräfte übertragen werden können. Von
besonderer Bedeutung sind hier Beschichtungen mit einer hohen Bioaktivität, die
zu einer wirksamen Verbundosteogenese führen. Nach dem Stand der Technik,
wie ihn z. B. G. Willmann in Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 30 (1999), 317
beschreibt, wird in der Regel Hydroxylapatit auf Implantate aufgebracht. Nachteilig
an dieser Vorgehensweise ist neben der oft unzureichenden Beschleunigung des
Biomineralisationsprozesses das Abplatzen der Hydroxylapatit-Schichten und ihre
unbefriedigende chemische Stabilität.
Für bestimmte Anwendungen werden flüssig injizierbare Knochenersatz
materialien benötigt. Hier ist eine besonders geringe Teilchengröße erforderlich,
die bei den herkömmlichen Knochenersatzmitteln jedoch nicht in befriedigender
Weise erzielt werden kann.
Unter den Knochenersatzmitteln sind Komposite aus Hydroxylapatit und Kollagen
von besonderem Interesse, da sie die Zusammensetzung des natürlichen
Knochens nachahmen. Eine ähnliche Situation herrscht bei der Wiederherstellung
von Zahnmaterial, das zu etwa 95% aus Hydroxylapatit besteht.
Kompositmaterialien der beschriebenen Art sind auf synthetischem Weg
zugänglich, wie z. B. von B. Flautre et al. in J. Mater. Sci.: Mater. In Medicine 7
(1996), 63 beschrieben. Jedoch liegt in diesen Kompositen die Korngröße der
Calciumsalze oberhalb von 1000 nm, was zu groß ist, um eine befriedigende
biologische Wirkung als Remineralisierungsmittel zu erzielen.
Demgegenüber beschreibt R.Z. Wang et al., J. Mater. Sci. Lett. 14 (1995), 490 ein
Herstellungsverfahren für ein Kompositmaterial aus Hydroxylapatit und Kollagen,
in welchem Hydroxylapatit mit einer Partikelgröße im Bereich von 2 bis 10 nm in
gleichmäßig verteilter Form auf der Kollagenmatrix abgeschieden wird. Das
Kompositmaterial soll gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten
Hydroxylapatit-Kollagen-Kompositen aufgrund der Feinteiligkeit des
Hydroxylapatits eine bessere biologische Wirksamkeit haben. Wie im folgenden
beschrieben, erfüllt jedoch auch das von R.Z. Wang et al. beschriebene
Kompositmaterial nicht ausreichend das Bedürfnis nach Kompositmaterialien,
welche die Zusammensetzung und die Mikrostruktur natürlichen Knochen- und
Zahnmaterials nachahmen und in voll befriedigender Weise zur Remineralisation
dieser natürlichen Materialien geeignet sind.
Aus dem Stand der Technik bekannte proteinhaltige Kompositmaterialien
enthalten Proteine tierischer Herkunft, insbesondere aus bovinem Material
gewonnene. Besonders in der Kosmetik besteht jedoch seit einigen Jahren ein
zunehmender Wunsch nach Produkten, die gänzlich frei von Inhaltsstoffen
tierischen Ursprungs sind. Es besteht daher ein Bedürfnis auch nach solchen
Kompositmaterialien, welche keine Proteinkomponenten tierischen Ursprungs
enthalten.
Ein weiterer Nachteil von aus dem Stand der Technik bekannten proteinhaltigen
Kompositmaterialien besteht in ihrer oft aufwendigen Herstellung. So muß
beispielsweise bei der Herstellung des bei R.Z. Wang et al. beschriebenen
Komposits aus Hydroxylapatit und Kollagen unlösliches Kollagen gehandhabt und
in sehr großen Lösungsmittelmengen verteilt werden, was technisch aufwendig ist.
Dieses Verfahren wirft zusätzlich Probleme hinsichtlich der Entsorgung der bei der
Herstellung anfallenden Abwässer auf.
Weiterhin weisen die aus dem Stand der Technik bekannten proteinhaltigen
Kompositmaterialien, beispielsweise bedingt durch ihren Gehalt an unlöslichen
und/oder hochmolekularen Proteinkomponenten, eine ungünstige
Dispergierbarkeit auf und sind in die für ihre gewerbliche Anwendung
erforderlichen Formulierungen häufig schlecht einarbeitbar oder weisen eine
unbefriedigende Dispersionsstabilität in den zum Gebrauch kommenden
Zubereitungen auf.
Es wurde nun gefunden, daß bestimmte Kompositmaterialien zur Überwindung
von vorstehend genannten Nachteilen des Stands der Technik geeignet sind.
Gegenstand der Erfindung sind Kompositmaterialien, welche
- a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze, ausgewählt aus Phosphaten, Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder Carbonat-Gruppen enthalten können, wobei die Calciumsalze in Form von nanopartikulären Primärteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 10 bis 300 nm vorliegen, und
- b) Proteinkomponenten ausgewählt aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten
umfassen.
Unter Kompositmaterialien werden Verbundstoffe verstanden, welche die unter a)
und b) genannten Komponenten umfassen und mikroskopisch heterogene,
makroskopisch aber homogen erscheinende Aggregate darstellen, und in welchen
die Primärpartikel der Calciumsalze an das Gerüst der Proteinkomponente
assoziiert vorliegen. Der Anteil der Proteinkomponenten in den
Kompositmaterialien liegt zwischen 0,1 und 60 Gew.-%, bevorzugt jedoch
zwischen 0,5 und 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der
Kompositmaterialien.
Unter Primärteilchen werden die Kristallite, d. h. die Einzelkristalle der genannten
Calciumsalze, verstanden. Als Teilchendurchmesser soll hier der Durchmesser
der Teilchen in Richtung ihrer größten Längenausdehnung verstanden werden.
Unter dem mittleren Teilchendurchmesser ist ein über die Gesamtmenge des
Komposits gemittelter Wert zu verstehen. Die Bestimmung der
Teilchendurchmesser kann durch dem Fachmann geläufige Methoden bestimmt
werden, beispielsweise durch die Methode der Transmissions
elektronenmikroskopie (TEM).
Vorzugsweise liegt der mittlere Teilchendurchmesser der nanopartikulären
Primärteilchen im Bereich von 10 bis 150 nm, und besonders bevorzugt liegen sie
als stäbchenförmige Partikel vor mit einer Dicke im Bereich von 2 bis 50 nm und
einer Länge im Bereich von 10 bis 150 nm. Unter Dicke ist hier der kleinste
Durchmesser der Stäbchen zu verstehen, unter Länge ihr größter Durchmesser.
Die räumliche Struktur der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien aus einer
Proteinkomponente sowie den schwerlöslichen nanopartikulären Calciumsalzen
wird am Beispiel der in Abbindung 1 dargestellten TEM-Aufnahme eines
Kompositmaterials aus Hydroxylapatit und Gelatine Typ A deutlich (200.000-fache
Vergrößerung; 1 cm in der Abbildung entspricht 50 nm). Der hochmolekularen
Proteinkomponente, die eine im wesentlichen durch ihre Aminosäuresequenz
bestimmte dreidimensionale Struktur einnimmt, sind die stäbchenförmigen
Nanopartikel aus Hydroxylapatit aufgelagert, die Nanopartikel bilden also
gewissermaßen die räumliche Struktur der Proteinkomponente ab. Dies wird
deutlich anhand von Abb. 2, welche eine TEM-Aufnahme des Gelatine Typ A
- Gerüsts des gleichen Kompositmaterials nach Herauslösen des Hydroxylapatits
mittels einer Lösung von Ethylendiamintetraacetat zeigt (56.000-fache
Vergrößerung; 1,1 cm in der Abbildung entspricht 200 nm). Die Art und Weise der
Anlagerung der anorganischen Partikel an das Grundgerüst der
Proteinkomponente wird durch die Primärstruktur (Aminosäuresequenz) sowie je
nach der Natur der Proteinkomponente ihrer Sekundär-, Tertiär- und
Quartärstruktur bestimmt. Überraschenderweise wurde gefunden, daß die
räumliche Verteilung und der quantitative Umfang der Anlagerung der
anorganischen Nanopartikel an die Proteinkomponente durch die Art und Menge
der in der Proteinkomponente vorliegenden Aminosäuren und damit durch die
Auswahl der Proteinkomponenten beeinflußt werden kann. So kann
beispielsweise durch die Auswahl von Proteinkomponenten, die reich an den
Aminosäuren, Asparaginsäure, Glutaminsäure oder Cystein sind, eine besonders
hohe Beladung mit dem schwerlöslichen Calciumsalz erreicht werden. Je nach der
räumlichen Verteilung dieser Aminosäuren im Proteingerüst kann darüber hinaus
eine räumlich in bestimmter Weise strukturierte Beladung der Proteinkomponente
mit dem schwerlöslichen Calciumsalz erreicht werden.
Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien sind also strukturierte
Kompositmaterialien im Gegensatz zu dem bei R.Z. Wang et al. beschriebenen
Komposit aus Hydroxylapatit und Kollagen, in welchem gleichmäßig verteilte
Hydroxylapatit-Nanopartikel vorliegen. Ein weiterer wesentlicher Unterschied
zwischen dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung und dem Stand der
Technik besteht in der Größe und Morphologie der anorganischen Komponente.
Die in dem von R.Z. Wang et al. beschriebenen Hydroxylapatit-Kollagen-
Komposit vorliegenden Hydroxylapatit-Teilchen haben eine Größe von 2-10 nm.
Hydroxylapatit-Partikel in diesem Größenbereich sind dem Bereich der amorphen
oder teilweise röntgenamorphen Stoffe zuzurechnen.
Überraschenderweise gelang es mit der vorliegenden Erfindung,
Kompositmaterialien mit kristallinen anorganischen Nanopartikeln zu erzeugen, in
welchen die Nanopartikel eine mikroskopisch deutlich erkennbare kristalline
Morphologie aufweisen. Abb. 1 zeigt die stäbchenförmige Struktur der
anorganischen Nanopartikel. Es wurde weiterhin gefunden, daß die
erfindungsgemäßen strukturierten Kompositmaterialien im Gegensatz zum Stand
der Technik zu einen besonders effektiven Biomineralisationsprozeß führen. Es
wird angenommen, daß dies mit der Mikrostruktur des Kompositmaterials und
insbesondere der Größe und Morphologie der Calciumsalz-Kristalle
zusammenhängt. So wird angenommen, daß die Längsachse der Calciumsalz-
Nanopartikel eine Vorzugsrichtung für das weitere Kristallwachstum während der
Biomineralisation darstellt.
Als in Wasser schwerlöslich sollen solche Salze verstanden werden, die bei 20°C
zu weniger als 1 g/l in Wasser löslich sind. Bevorzugt geeignete Calciumsalze sind
Calciumhydroxyphosphat (Ca5[OH(PO4)3]) bzw. Hydroxylapatit,
Calciumfluorphosphat (Ca5[F(PO4)3]) bzw. Fluorapatit, Fluor-dotierter
Hydroxylapatit der allgemeinen Zusammensetzung Ca5(PO4)3(OH,F) und
Calciumfluorid (CaF2) bzw. Fluorit (Flußspat).
Als Calciumsalz kann in den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien eines oder
auch mehrere Salze im Gemisch, ausgewählt aus der Gruppe von Phosphaten,
Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder
Carbonat-Gruppen enthalten können, enthalten sein.
Als Proteine kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle
Proteine unabhängig von ihrem Ursprung oder ihrer Herstellung in Betracht.
Beispiele für Proteine tierischen Ursprungs sind Keratin, Elastin, Kollagen, Fibroin,
Albumin, Casein, Molkeprotein, Plazentaprotein. Erfindungsgemäß bevorzugt aus
diesen sind Kollagen, Keratin, Casein und Molkeprotein. Proteine pflanzlichen
Ursprungs wie beispielsweise Weizen- und Weizenkeimprotein, Reisprotein,
Sojaprotein, Haferprotein, Erbsenprotein, Kartoffelprotein, Mandelprotein und
Hefeprotein können erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt sein.
Unter Proteinhydrolysaten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
Abbauprodukte von Proteinen wie beispielsweise Kollagen, Elastin, Casein,
Keratin, Mandel-, Kartoffel-, Weizen-, Reis- und Sojaprotein zu verstehen, die
durch saure, alkalische und/oder enzymatische Hydrolyse der Proteine selbst
oder ihrer Abbauprodukte, wie beispielsweise Gelatine, erhalten werden. Für den
enzymatischen Abbau sind alle hydrolytisch wirkenden Enzyme geeignet, wie z. B.
alkalische Proteasen. Weitere geeignete Enzyme sowie enzymatische
Hydrolyseverfahren sind beispielsweise beschrieben in K. Drauz und H.
Waldmann, Enzyme Catalysis in Organic Synthesis, VCH-Verlag, Weinheim 1975.
Bei dem Abbau werden die Proteine in kleinere Untereinheiten gespalten, wobei
der Abbau über die Stufen der Polypeptide über die Oligopeptide bis hin zu den
einzelnen Aminosäuren gehen kann. Zu den wenig abgebauten
Proteinhydrolysaten zählt beispielsweise die im Rahmen der vorliegenden
Erfindung bevorzugte Gelatine, welche Molmassen im Bereich von 15000 bis
250000 D aufweisen kann. Gelatine ist ein Polypeptid, das vornehmlich durch
Hydrolyse von Kollagen unter sauren (Gelatine Typ A) oder alkalischen (Gelatine
Typ B) Bedingungen gewonnen wird. Die Gelstärke der Gelatine ist proportional
zu ihrem Molekulargewicht, d. h., eine stärker hydrolysierte Gelatine ergibt eine
niedriger viskose Lösung. Die Gelstärke der Gelatine wird in Bloom-Zahlen
angegeben. Bei der enzymatischen Spaltung der Gelatine wird die Polymergröße
stark erniedrigt, was zu sehr niedrigen Bloom-Zahlen führt.
Weiterhin sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Proteinhydrolysate
bevorzugt die in der Kosmetik gebräuchlichen Proteinhydrolysate mit einem durch
schnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 600 bis 4000, besonders bevorzugt
von 2000 bis 3500. Übersichten zu Herstellung und Verwendung von
Proteinhydrolysaten sind beispielsweise von G. Schuster und A. Domsch in
Seifen Öle Fette Wachse 108 (1982), 177 bzw. Cosm. Toil. 99 (1984), 63, von H.
W. Steisslinger in Part. Kosm. 72 (1991), 556 und F. Aurich et al. in Tens. Surf.
Det. 29 (1992), 389 erschienen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß
Proteinhydrolysate aus Kollagen, Gelatine, Keratin, Casein sowie pflanzlichen
Proteinen eingesetzt, beispielsweise solche auf Basis von Weizengluten oder
Reisprotein, deren Herstellung in den beiden Deutschen Patentschriften DE
195 02 167 C1 und DE 195 02 168. C1 (Henkel) beschrieben wird.
Unter Proteinhydrolysat-Derivaten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung
chemisch und/oder chemoenzymatisch modifizierte Proteinhydrolysate zu
verstehen wie beispielsweise die unter den INCI-Bezeichnungen Sodium Cocoyl
Hydrolyzed Wheat Protein, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat
Protein, Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen, Potassium Undecylenoyl
Hydrolyzed Collagen und Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen
bekannten Verbindungen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Derivate aus
Proteinhydrolysaten des Kollagens, Keratins und Caseins sowie pflanzlichen
Proteinhydrolysaten eingesetzt wie z. B. Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat
Protein oder Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein.
Weitere Beispiele für Proteinhydrolysate und Proteinhydrolysat-Derivate, die unter
den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, sind beschrieben in CTFA 1997
International Buyers Guide, John A. Wenninger et al. (Ed.), The Cosmetic,
Toiletry, and Fragrance Association, Washington DC 1997, 686-688.
Die Proteinkomponente kann in jedem der erfindungsgemäßen
Kompositmaterialien durch einen oder mehrere Stoffe ausgewählt aus der Gruppe
von Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten gebildet
werden.
Als Proteinkomponenten bevorzugt sind alle strukturbildenden Proteine,
Proteinhydrolysate und Proteinhydrolysat-Derivate, worunter solche
Proteinkomponenten zu verstehen sind, die aufgrund ihrer chemischen
Konstitution bestimmte dreidimensionale räumliche Strukturen ausbilden, die dem
Fachmann aus der Proteinchemie unter den Begriffen Sekundär-, Tertiär- oder
auch Quartärstruktur geläufig sind.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die in den
Kompositmaterialien vorliegenden nanopartikulären Calciumsalz-Primärteilchen
von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln umhüllt sein.
Dadurch kann beispielsweise die Herstellung von Kompositmaterialien in solchen
Fällen erleichtert werden, bei welchen sich die nanopartikulären Calciumsalze
schwer dispergieren lassen. Das Oberflächenmodifikationsmittel wird an die
Oberfläche der Nanopartikel adsorbiert und kann sie dergestalt verändern, daß die
Dispergierbarkeit der Calciumsalze zunimmt und die Agglomeration der
Nanopartikel erschwert bzw. verhindert wird.
Darüber hinaus kann durch eine Oberflächenmodifikation die Struktur der
Kompositmaterialien sowie die Beladung der Proteinkomponente mit dem
nanopartikulären Calciumsalz beeinflußt werden. Auf diese Weise ist es bei der
Anwendung der Kompositmaterialien in Remineralisationsprozessen möglich,
Einfluß auf den Verlauf und die Geschwindigkeit des Remineralisationsprozesses
zu nehmen.
Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind Stoffe zu verstehen, welche an der
Oberfläche der feinteiligen Partikel physikalisch anhaften, mit diesen jedoch nicht
chemisch reagieren. Die einzelnen an der Oberfläche adsorbierten Moleküle der
Oberflächenmodifikationsmittel sind im wesentlichen frei von intermolekularen
Bindungen untereinander. Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind
insbesondere Dispergiermittel zu verstehen. Dispergiermittel sind dem Fachmann
beispielsweise auch unter den Begriffen Emulgatoren, Schutzkolloide, Netzmittel,
Detergentien bekannt.
Als Oberflächenmodifikationsmittel kommen beispielsweise Emulgatoren vom Typ
der nichtionogenen Tenside aus mindestens einer der folgenden Gruppen in
Frage:
- - Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe;
- - C12/18-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin;
- - Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte;
- - Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga;
- - Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
- - Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z. B. Polyglycerinpolyricinoleat, Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat. Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen;
- - Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
- - Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C6/22- Fettsäuren, Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta-erythrit, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit), Alkylglucoside (z. B. Methylglucosid, Butylglucosid, Lauryl-glucosid) sowie Polyglucoside (z. B. Cellulose);
- - Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri-PEG alkylphosphate und deren Salze;
- - Wollwachsalkohole;
- - Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate;
- - Mischester aus Pentaerythrit, Fettsäuren, Citronensäure und Fettalkohol gemäß DE-PS 11 65 574 und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methylglucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin sowie
- - Polyalkylenglycole.
Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an
Fettalkohole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie
Sorbitanmono- und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im
Handel erhältliche Produkte dar. Es handelt sich dabei um Homologengemische,
deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylen
oxid und/ oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion
durchgeführt wird, entspricht.
C8/18-Alkyl mono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung sind
aus dem Stand der Technik bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch
Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis
18 C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, daß sowohl Monoglycoside, bei
denen ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalkohol gebunden ist, als
auch oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa
8 geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert,
dem eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde
liegt.
Typische Beispiele für anionische Emulgatoren sind Seifen, Alkylbenzolsulfonate,
Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-
Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Alkylethersulfate wie
beispielsweise Fettalkoholethersulfate, Glycerinethersulfate, Hy
droxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate,
Mono- und Dialkyl-sulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfo-succinamate, Sulfotri
glyceride, Amidseifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate,
Fettsäuresarcosinate, Fettsäuretauride, N-Acylaminosäuren wie beispielsweise
Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligoglucosidsulfate, Proteinfettsäure
kondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), und Al
kyl(ether)phosphate. Sofern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten ent
halten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte
Homologenverteilung aufweisen.
Weiterhin können als Emulgatoren zwitterionische Tenside verwendet werden. Als
zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen
bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und min
destens eine Carboxylat- und eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete
zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N-dime
thylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosalkyldimethylammonium
glycinat, N-Acylamino-propyl-N,N-dimethylammoniumglycinate, beispielsweise
das Kokosacylaminopropyldimethylammonium-glycinat, und 2-Alkyl-3-carboxyl
methyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder
Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat.
Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA-Bezeichnung Cocamidopropyl
Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat. Ebenfalls geeignete Emulgatoren sind
ampholytische Tenside. Unter ampholytischen Tensiden werden solche
oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer C8/18-Alkyl- oder
-Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine
-COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt
sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-Al
kylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N-
Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkyl
aminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Ato
men in der Alkylgruppe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das
N-Kokosalkylaminopropionat, das Kokosacylaminoethylaminopropionat und das
C12/18-Acylsarcosin. Neben den ampholytischen kommen auch quartäre
Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise
methyl-quaternierte Difettsäuretriethanolaminester-Salze, besonders bevorzugt
sind.
Als Oberflächenmodifikationsmittel geeignete Schutzkolloide sind z. B. natürliche
wasserlösliche Polymere wie z. B. Gummi arabicum, Stärke, wasserlösliche
Derivate von wasserunlöslichen polymeren Naturstoffen wie z. B. Celluloseether
wie Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose oder
modifizierte Carboxymethylcellulose, Hydroxyethyl-Stärke oder Hydroxypropyl-
Guar, sowie synthetische wasserlösliche Polymere, wie z. B. Polyvinylalkohol,
Polyvinylpyrrolidon, Polyalkylenglycole, Polyasparaginsäure und Polyacrylate.
In der Regel werden die Oberflächenmodifikationsmittel in einer Konzentration von
0,1 bis 50, vorzugsweise jedoch 1 bis 20 Gew.-% bezogen auf die Calciumsalze
eingesetzt.
Als Oberflächenmodifikationsmittel bevorzugt geeignet sind vor allem die
nichtionischen Tenside in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das
Gewicht des Calciumsalzes. Als besonders wirksam haben sich die nichtionischen
Tenside vom Typ der Alkyl-C8-C16-(oligo)-glycoside und der Ethoxylate des
gehärteten Rizinusöls erwiesen.
Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien können durch Fällungsreaktionen
aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen
wasserlöslicher Phosphat- und/oder Fluoridsalze hergestellt werden, wobei die
Fällung in Gegenwart von Proteinkomponenten durchgeführt wird.
Dies erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß die Proteinkomponenten in reiner,
gelöster oder kolloidaler Form der alkalischen wäßrigen Phosphat- und/oder
Fluorid-Salzlösung oder der alkalischen Lösung des Calciumsalzes vor der
Fällungsreaktion zugefügt werden. Alternativ können die Proteinkomponenten in
reiner, gelöster oder kolloidaler Form vorgelegt und anschließend nacheinander in
beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig mit der alkalischen Calcium-Salzlösung
sowie der alkalischen Phosphat- und/oder Fluorid-Salzlösung versetzt werden.
Bei den erfindungsgemäßen Herstellverfahren kann die Zusammenfügung der
einzelnen Komponenten grundsätzlich in allen möglichen Reihenfolgen erfolgen.
Als Alkalisierungsmittel wird bevorzugt Ammoniak verwendet.
Eine weitere erfindungsgemäße Variante des Herstellungsverfahrens besteht
darin, daß man die Fällung aus einer sauren Lösung eines wasserlöslichen
Calciumsalzes zusammen mit einer stöchiometrischen Menge eines
wasserlöslichen Phosphat- und/oder Fluoridsalzes oder aus einer sauren Lösung
von Hydroxylapatit mit einem pH-Wert unterhalb von 5, bevorzugt bei einem pH-
Wert unterhalb von 3, durch Anheben des pH-Werts mit wäßrigem Alkali oder
Ammoniak in Gegenwart der Proteinkomponenten durchführt.
Eine weitere Verfahrensvariante besteht darin, daß man nanopartikuläre
Calciumsalze in reiner oder dispergierter Form oder durch Fällungsreaktionen aus
wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen
wasserlöslicher Phosphat- und/oder Fluoridsalze hergestellte Dispersionen
nanopartikulärer Calciumsalze mit den Proteinkomponenten, letztere bevorzugt in
gelöster oder dispergierter Form, versetzt, wobei bei der Zugabe eine beliebige
Reihenfolge gewählt werden kann.
Bevorzugt wird die Lösung oder Dispersion der Proteinkomponente vorgelegt und
eine Dispersion des nanopartikulären Calciumsalzes zugefügt.
Bei allen Verfahren, im Verlauf derer eine Fällung von Apatit stattfindet, empfiehlt
es sich, den pH-Wert unterhalb von 5, vorzugsweise unterhalb von 3 zu halten.
Bei allen genannten Herstellverfahren kann die entstehende Dispersion des
Kompositmaterials nach Bedarf durch dem Fachmann bekannte Verfahren wie z. B. Filtration oder Zentrifugation vom Lösungsmittel und den übrigen Bestandteilen
des Reaktionsgemischs abgetrennt und durch anschließende Trocknung, z. B.
durch Gefriertrocknung, in lösungsmittelfreier Form isoliert werden.
Als Lösungsmittel wird bei allen Herstellungsprozessen bevorzugt Wasser
verwendet, jedoch können in einzelnen Schritten der Herstellung auch organische
Lösungsmittel wie z. B. Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen oder Glycerin verwendet
werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien, in welchen die
Primärpartikel der Calciumsalze oberflächenmodifiziert sind, kann nach analogen
Fällungsverfahren wie vorstehend beschrieben erfolgen, wobei jedoch die Fällung
der nanopartikulären Calciumsalze oder der Kompositmaterialien in Gegenwart
eines oder mehrerer Oberflächenmodifikationsmittel erfolgt.
Bevorzugt werden zunächst durch eine Fällungsreaktionen zwischen wässrigen
Lösungen von Calciumsalzen und wässrigen Lösungen von Phosphat- und/oder
Fluoridsalzen in Gegenwart der Oberflächenmodifikationsmittel die
oberflächenmodifizierten nanopartikulären Calciumsalze erzeugt. Diese können
anschließend von Begleitprodukten des Reaktionsgemischs gereinigt werden, z. B. durch Einengen unter reduziertem Druck und anschließende Dialyse. Durch
Abziehen des Lösungsmittels kann zusätzlich eine Dispersion des
oberflächenmodifizierten Calciumsalzes mit einem Feststoffanteil nach Wunsch
hergestellt werden. Anschließend wird durch Zugabe der Proteinkomponenten in
reiner, gelöster oder kolloidaler Form, wobei wiederum die Reihenfolge der
Zugabe unkritisch ist, und erforderlichenfalls Nachreaktion bei erhöhter
Temperatur, bevorzugt im Bereich zwischen 50 und 100°C und für eine Dauer
von 1 bis 100 Minuten, das Kompositmaterial aus oberflächenbeschichtetem
Calciumsalz und Proteinkomponenten gebildet.
Zur Herstellung von Dispersionen oberflächenmodifizierter Calciumsalze können
weitere Verfahren herangezogen werden, wie die in der deutschen Anmeldung DE
198 58 662.0 beschriebenen.
Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien, insbesondere die von
Hydroxylapatit, Fluorapatit und Calciumfluorid, eignen sich als remineralisierende
Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Reinigung und/oder
Pflege der Zähne. Durch die strukturierte Form der Komposite und die
Partikelgröße der darin enthaltenen Calciumverbindungen kann die Wirkung einer
Festigung des Zahnschmelzes und des Verschlusses von Läsionen und
Dentinkanälchen besonders rasch und vollständig erfolgen. Die
Zusammensetzungen zur Reinigung und Pflege der Zähne können dabei
beispielsweise in Form von Pasten, flüssigen Cremes, Gelen oder Mundspülungen
vorliegen. Selbst in flüssigen Zubereitungen verteilen sich die erfindungsgemäßen
Kompositmaterialien leicht, bleiben stabil dispergiert und neigen nicht zur
Sedimentation.
Eine bevorzugte Ausführungsform sind Zahnpasten mit einem Gehalt an
Kieselsäure, Poliermitteln, Feuchthaltemitteln, Bindemitteln und Aromen, die
0,1-10 Gew.-% erfindungsgemäße Kompositmaterialien mit nanopartikulären
Calciumsalzen aus der Gruppe Hydroxylapatit, Fluorapatit und Calciumfluorid
enthalten.
Die Zubereitungen zur Reinigung und/oder Pflege der Zähne können die üblichen
Komponenten und Hilfsmittel solcher Zusammensetzungen in den dafür üblichen
Mengen enthalten. Für Zahnpasten sind dies z. B.
- - Putz- und Polierkörper wie z. B. Kreide, Kieselsäuren, Aluminiumhydroxid, Aluminiumsilikate, Calciumpyrophosphat, Dicalciumphosphat, unlösliches Natriummetaphosphat oder Kunstharzpulver
- - Feuchthaltemittel wie z. B. Glycerin, 1,2-Propylenglycol, Sorbit, Xylit und Polyethylenglycole
- - Bindemittel und Konsistenzregler, z. B. natürliche und synthetische wasserlösliche Polymere und wasserlösliche Derivate von Naturstoffen, z. B. Celluloseether, Schichtsilikate, feinteilige Kieselsäuren (Aerogel- Kieselsäuren, pyrogene Kieselsäuren)
- - Aromen, z. B. Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Eukalyptusöl, Anisöl, Fenchelöl, Kümmelöl, Menthylacetat, Zimtaldehyd, Anethol, Vanillin, Thymol sowie Mischungen dieser und anderer natürlicher und synthetischer Aromen
- - Süßstoffe wie z. B. Saccharin-Natrium, Natrium-cyclamat, Aspartame, Acesulfan K, Steviosid, Monellin, Glycyrrhicin, Dulcin, Lactose, Maltose oder Fructose
- - Konservierungsmittel und antimikrobielle Stoffe wie z. B. p-Hydroxybenzoe säureester, Natriumsorbat, Triclosan, Hexachlorphen, Phenylsalicylsäureeter, Thymol usw.
- - Pigmente wie z. B. Titandioxid oder Pigmentfarbstoffe zur Erzeugung farbiger Streifen
- - Puffersubstanzen z. B. primäre, sekundäre oder tertiäre Alkaliphosphate, Citronensäure/Na-Citrat
- - wundheilende und entzündungshemmende Wirkstoffe, z. B. Allantoin, Harnstoff, Azulen, Panthenol, Acetylsalicylsäure-Derivate, Pflanzenextrakte, Vitamine, z. B. Retinol oder Tocopherol.
Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien, insbesondere die von
Hydroxylapatit und Fluorapatit, können die Biomineralisation in Knochengewebe
induzieren oder fördern. Sie eignen sich daher weiterhin als biomineralisierende
Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Wiederherstellung
oder Neubildung von Knochenmaterial, wie z. B. von Zusammensetzungen zur
Behandlung von Knochendefekten und Knochenfrakturen sowie zur Förderung
des Einwachsens von Implantaten.
Zur Beschichtung von Implantaten können die erfindungsgemäßen
Kompositmaterialien beispielsweise nach den dem Fachmann bekannten
Standardverfahren der Tauchbeschichtung oder des Plasmaspritzens aufgebracht
werden.
Zur Verwendung als injizierbare Knochenersatzmaterialien können die
erfindungsgemäßen Kompositmaterialien mit geeigneten weiteren Stoffen
kombiniert werden, wie z. B. Glycosaminoglycanen oder Proteinen, und mit
geeigneten Lösungs- und Hilfsmitteln wie z. B. einem verdünnten wässrigen
Phosphatpuffer formuliert werden.
Die folgenden Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand näher erläutern:
10 g Gelatine Typ A (Gelatine gewonnen durch saure Hydrolyse von
Schweinehaut) wurden mit 100 ml Wasser versetzt und mittels Mikrowelle einmal
aufgekocht.
10 g Gelatine Typ A wurden mit 100 ml Wasser sowie 10 ml des Überstands einer
bei 20°C gesättigten und anschließend mit 5000 rpm zentrifugierten Gaseinlösung
versetzt und anschließend mittels Mikrowelle einmal aufgekocht.
10 g Gelatine Typ A wurden mit 100 ml Wasser sowie der alkalischen Protease
Savinase (Hersteller: Novo Nordisk) in einer Einsatzkonzentration von 0,005%
Enzym-Trockensubstanz bezogen auf die Trockensubstanz der Gelatine versetzt.
Nach 20 h Rühren bei 20°C wurde mittels Mikrowelle einmal aufgekocht.
10 g Gelatine Typ A und 1 g Casein wurden mit 100 ml H2O versetzt, über Nacht
bei Raumtemperatur mit der alkalischen Protease Savinase (Hersteller: Novo
Nordisk) in einer Einsatzkonzentration von 0,005% Enzym-Trockensubstanz
bezogen auf die Trockensubstanz der Proteinkomponenten hydrolysiert, dann
einmal in der Mikrowelle aufgekocht und anschließend filtriert.
10 g Gelatine Typ B (Gelatine gewonnen durch alkalische Hydrolyse von
Rinderhaut) wurden mit 100 ml Wasser versetzt und mittels Mikrowelle einmal
aufgekocht.
10 g Gelatine Typ B wurden mit 100 ml Wasser sowie 10 ml des Überstands einer
bei 20°C gesättigten und anschließend mit 5000 rpm zentrifugierten Caseinlösung
versetzt und anschließend mittels Mikrowelle einmal aufgekocht.
10 g Gelatine Typ B wurden mit 100 ml Wasser sowie der alkalischen Protease
Savinase (Hersteller: Novo Nordisk) in einer Einsatzkonzentration von 0,005%
Enzym-Trockensubstanz bezogen auf die Trockensubstanz der Gelatine versetzt.
Nach 20 h Rühren bei 20°C wurde mittels Mikrowelle einmal aufgekocht.
10 g Gelatine Typ B und 1 g Casein wurden mit 100 ml H2O versetzt, über Nacht
bei Raumtemperatur mit der alkalischen Protease Savinase (Hersteller: Novo
Nordisk) in einer Einsatzkonzentration von 0,005% Enzym-Trockensubstanz
bezogen auf die Trockensubstanz der Proteinkomponenten hydrolysiert, dann
einmal in der Mikrowelle aufgekocht und anschließend filtriert.
2,21 g Calciumchlorid wurden in 137 ml vollentsalztem Wasser gelöst, auf 25°C
temperiert und mit 25 Gew.-%iger wässriger Ammoniaklösung auf pH = 11
eingestellt. Unter starkem Rühren wurden anschließend 20 ml der im Wasserbad
auf 30-40°C erwärmten nach Beispiel 1.1 hergestellten Proteinlösung zugefügt.
Im Anschluß wurde eine wäßrige Lösung von 1,58 g
Diammoniumhydrogenphosphat in 26 ml vollentsalztem Wasser, welche auf 25°C
temperiert und mit Ammoniaklösung auf pH = 11 eingestellt worden war, langsam
innerhalb von 1 h zugetropft. Dabei findet die Ausfällung des Kompositmaterials
statt. Der pH-Wert lag zu Beginn der Zutropfzeit bei 10,4 und wurde durch
Nachdosierung von Ammoniaklösung bei einem pH-Wert von ca. 10 gehalten.
Nach 20 h Reaktionszeit (25°C, unter Rühren) war der pH-Wert der wäßrigen
Suspension aufi 9,5 abgefallen. Das ausgefallene Kompositmaterial wurde bei
5000 rpm abzentrifugiert, mit ca. 30-40°C warmem vollentsalztem Wasser
gewaschen und gefriergetrocknet. Man erhielt 2,2 g Kompositmaterial, dessen
- Elementaranalyse einen Kohlenstoffgehalt von 2,3% ergab; dies entspricht einem
Gehalt an Proteinmaterial von 5,6 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des
Kompositmaterials.
In analoger Weise wie unter Beispiel 2.1 beschrieben erhielt man
Kompositmaterialien aus Hydroxylapatit sowie den unter 1.2 bis 1.8
beschriebenen Proteinkomponenten.
Zunächst wurden getrennt die Lösungen A und B hergestellt.
Lösung A: 25.4 g Calciumnitrat-Tetrahydrat und 8.50 g Diammoniumhydrogen phosphat wurden jeweils in 100 g entionisiertem Wasser gelöst. Beide Lösungen wurden unter Ausbildung eines weißen Niederschlags zusammengeben. Nach Zugabe von 10 ml 37 Gew.-%iger HCl erhielt man eine klare Lösung.
Lösung B: 200 ml entionisiertes Wasser, 200 ml 25 Gew.-%ige wässrige Ammoniaklösung sowie 20 g Plantacare® 1200 wurden zusammengegeben und auf 0°C im Eisbad abgekühlt. Unter Ausbildung eines Hydroxylapatit- Niederschlages gab man unter starkem Rühren Lösung A zu Lösung B. Nach Abziehen überschüssigen Ammoniaks wurde die Dispersion mittels Dialyse gereinigt. Am Rotationsverdampfer engte man die Dispersion durch Bestimmung der abgeschiedenen Wassermenge anschließend soweit ein, daß der Feststoffanteil in der Dispersion, berechnet als Hydroxylapatit, 7.5 Gew.-% betrug. Diese Dispersion wurde bei Raumtemperatur zu 100 ml einer analog Beispiel 1.1 hergestellten 10 Gew.-%igen wässrigen Lösung von Gelatine Bloom 300 (Hersteller: Fluka) zugegeben, dann auf 80°C erwärmt und bei dieser Temperatur 5 Minuten gerührt. Anschließend ließ man die Masse unter Ausbildung des Kompositmaterials bei Raumtemperatur erstarren.
Lösung A: 25.4 g Calciumnitrat-Tetrahydrat und 8.50 g Diammoniumhydrogen phosphat wurden jeweils in 100 g entionisiertem Wasser gelöst. Beide Lösungen wurden unter Ausbildung eines weißen Niederschlags zusammengeben. Nach Zugabe von 10 ml 37 Gew.-%iger HCl erhielt man eine klare Lösung.
Lösung B: 200 ml entionisiertes Wasser, 200 ml 25 Gew.-%ige wässrige Ammoniaklösung sowie 20 g Plantacare® 1200 wurden zusammengegeben und auf 0°C im Eisbad abgekühlt. Unter Ausbildung eines Hydroxylapatit- Niederschlages gab man unter starkem Rühren Lösung A zu Lösung B. Nach Abziehen überschüssigen Ammoniaks wurde die Dispersion mittels Dialyse gereinigt. Am Rotationsverdampfer engte man die Dispersion durch Bestimmung der abgeschiedenen Wassermenge anschließend soweit ein, daß der Feststoffanteil in der Dispersion, berechnet als Hydroxylapatit, 7.5 Gew.-% betrug. Diese Dispersion wurde bei Raumtemperatur zu 100 ml einer analog Beispiel 1.1 hergestellten 10 Gew.-%igen wässrigen Lösung von Gelatine Bloom 300 (Hersteller: Fluka) zugegeben, dann auf 80°C erwärmt und bei dieser Temperatur 5 Minuten gerührt. Anschließend ließ man die Masse unter Ausbildung des Kompositmaterials bei Raumtemperatur erstarren.
Es wurden folgende Handelsprodukte verwendet:
Plantacare®1200: C12-C16-Alkylglycosid
ca. 50 Gew.-% in Wasser
Hersteller: HENKEL KGaA
Sident®8: Synth. amorph. Kieselsäure, BET 60 m2/g
Stampfdichte: 350 g/l
Hersteller: DEGUSSA
Sident®22 S: Hydrogelkieselsäure, BET 140 m2/g
Stampidichte: 100 g/l
Hersteller: DEGUSSA
Polywachs® 1550: Polyethylenglycol, MG: 1550
Erweichungspunkt 45-50°C
Hersteller: RWE/DEA
Texapon®K 1296: Natrium-Laurylsulfat-Pulver
Hersteller: HENKEL KGaA
Cekol®500 T: Natriµm-Carboxymethylcellulose
Viskosität (2%ig in Wasser, Brookfield LVF
20°C): 350-700 mPa.s
Lieferant: Nordmann-Rassmann
Tagat® S. Polyoxyethylen-(20)-glycerylmonostearat
Hersteller: Tego Cosmetics (Goldschmidt)
Plantacare®1200: C12-C16-Alkylglycosid
ca. 50 Gew.-% in Wasser
Hersteller: HENKEL KGaA
Sident®8: Synth. amorph. Kieselsäure, BET 60 m2/g
Stampfdichte: 350 g/l
Hersteller: DEGUSSA
Sident®22 S: Hydrogelkieselsäure, BET 140 m2/g
Stampidichte: 100 g/l
Hersteller: DEGUSSA
Polywachs® 1550: Polyethylenglycol, MG: 1550
Erweichungspunkt 45-50°C
Hersteller: RWE/DEA
Texapon®K 1296: Natrium-Laurylsulfat-Pulver
Hersteller: HENKEL KGaA
Cekol®500 T: Natriµm-Carboxymethylcellulose
Viskosität (2%ig in Wasser, Brookfield LVF
20°C): 350-700 mPa.s
Lieferant: Nordmann-Rassmann
Tagat® S. Polyoxyethylen-(20)-glycerylmonostearat
Hersteller: Tego Cosmetics (Goldschmidt)
Claims (15)
1. Kompositmaterialien umfassend
- a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze, ausgewählt aus Phosphaten, Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder Carbonat-Gruppen enthalten können, wobei die Calciumsalze in Form von nanopartikulären Primärteilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von 10 bis 300 nm vorliegen, und
- b) Proteinkomponenten ausgewählt aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten.
2. Kompositmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Calciumsalze in Form von stäbchenförmigen Primärteilchen vorliegen mit
einer Dicke im Bereich von 2 bis 50 nm und einer Länge im Bereich von 10
bis 150 nm.
3. Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Proteinkomponenten ausgewählt sind aus
strukturbildenden Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-
Derivaten.
4. Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Proteinkomponenten ausgewählt sind aus
Kollagen, Gelatine, Keratin, Casein, Weizenprotein, Reisprotein, Sojaprotein,
Mandelprotein und deren Hydrolysaten und Hydrolysat-Derivaten.
5. Kompositmaterialien nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Proteinkomponenten ausgewählt sind aus Gelatine, Casein und deren
Hydrolysaten.
6. Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die als nanopartikuläre Primärpartikel vorliegenden
Calciumsalze von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln
umhüllt sind.
7. Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Calciumsalz ausgewählt ist aus der Gruppe
Hydroxylapatit und Fluorapatit.
8. Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Anteil der Proteinkomponenten im
Kompositmaterial zwischen 0,5 und 10 Gew.-% bezogen auf das
Gesamtgewicht des Kompositmaterials beträgt.
9. Verfahren zur Herstellung von Kompositmaterialien nach einem der
Ansprüche 1 bis 8 durch Fällungsreaktionen aus wäßrigen Lösungen
wasserlöslicher Calciumsalze und wäßrigen Lösungen wasserlöslicher
Phosphat- und/oder Fluoridsalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung
in Gegenwart von Proteinkomponenten durchgeführt wird.
10. Verfahren zur Herstellung von Kompositmaterialien nach Anspruch 9 durch
Fällung aus einer sauren Lösung eines wasserlöslichen Calciumsalzes und
einer stöchiometrischen Menge eines wasserlöslichen Phosphat- und/oder
Fluoridsalzes mit einem pH-Wert unterhalb von 3 durch Anheben des pH-
Wertes mit wäßrigen Alkalien oder Ammoniak in Gegenwart von
Proteinkomponenten.
11. Verwendung der Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als
remineralisierende Komponenten in Zusammensetzungen zur Reinigung und/
oder Pflege der Zähne.
12. Verwendung der Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als
die Biomineralisation induzierende oder fördernde Komponente in
Zusammensetzungen für die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten.
13. Verwendung der Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur
Beschichtung von Implantaten.
14. Zahnpasten mit einem Gehalt an Kompositmaterialien nach einem der
Ansprüche 1 bis 8.
15. Zusammensetzungen zur Induktion oder Förderung der Neubildung von
Knochengewebe mit einem Gehalt an Kompositmaterialien nach einem der
Ansprüche 1 bis 8.
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---|---|---|---|
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ES00951293T ES2260037T3 (es) | 1999-07-02 | 2000-06-23 | Materiales compuestos a partir de compuestos de calcio y componentes proteicos. |
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DK00951293T DK1189582T3 (da) | 1999-07-02 | 2000-06-23 | Kompositmaterialer af calciumforbindelser og proteinkomponenter |
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ES (1) | ES2260037T3 (de) |
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