DE3151910A1 - Gegen zahnfleischentzuendung wirksames copolymer, dessen herstellung und diese enthaltendes mittel - Google Patents

Gegen zahnfleischentzuendung wirksames copolymer, dessen herstellung und diese enthaltendes mittel

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Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft nicht-antibakterielle Mittel und oral anwendbare Zusammensetzungen zur Förderung der Mundhygiene, die sich insbesondere zur Behandlung, Kontrolle oder Verhinderung von Zahnfleischentzündung (Gingivitis) eignen, welche durch solche Symptome wie Entzündung, Bluten, Zurücktreten und/oder Anschwellen des Zahnfleisches (Gums) gekennzeichnet ist. Zu den verschiedenen Typen der Gingivitis gehören afunktionelle Gingivitis, Randgingivitis und "Cotton-roll"-Gingivitis. Gingivitis führt zu Paradontose.
Das Zahnfleisch wird durch Ablagerungen von Zahnbelag, einer Kombination von Mineralien und Bakterien, die im Mund vorhanden sind, ernsthaft in Mitleidenschaft gezogen. Die mit Zahnbelag verbundenen Bakterien können Enzyme und Endotoxine absondern, die das Zahnfleisch reizen und eine Zahnfleischentzündung bewirken können. Mit zunehmender Reizung neigt das Zahnfleisch zum Bluten, zum Verlust seiner Festigkeit und Elastizität und zur Abtrennung von den Zähnen, so daß Paradontosetaschen zurückbleiben, in denen sich Zellbruchstücke, Absonderungen, weitere Bakterien und Toxine ansammeln. Darüber hinaus können sich in diesen Taschen Nahrungsmittel ansammeln und dadurch einen Nährboden für vermehrten Wuchs von Bakterien und vermehrte Produktion von Endotoxinen und destruktiven Enzymen liefern.
Actinomyces viscosus, ein grampositiver Stamm, ist als mit
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der Entstehung von Gingivitis verbunden identifiziert worden (Loeche et al "Bacteriology of human experimental gingivitis: effects of plaque and gingivitis sores", Infection and Immunity 2_1_, 830 - 839 (1978)). Dieser Organismus haftet an der Zahnoberfläche unter Bildung von Zahnbelag.
In der Vergangenheit sind eine Vielzahl von Materialien zur Kontrolle von Zahnbelag, Zahnstein, Karies, Halitosis und Gingivitis vorgeschlagen und verwendet worden, aber keines dieser Materialien war vollständig zufriedenstellend. So wurde beispielsweise gefunden, daß einige dieser Materialien in Gegenwart von anionischen Tensiden, die grundsätzlich in herkömmlichen oralen Präparaten vorhanden sind, instabil sind. Eine Reihe derartiger Materialien wie die kationischen quaternären Ammoniumverbindungen besitzen eine antibakterielle Wirkung, die in unerwünschter Weise die normale Mikroflora im Mund und/oder im Verdauungssystem beeinträchtigt oder zerstört.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, gegen Gingivitis wirksame Materialien, Mittel, orale Zusammensetzungen und/oder Verfahren zu.liefern, die nicht die oben angegebenen Nachteile aufweisen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein neues Material oder Mittel, genauer ein Copolymer vorgeschlagen, das die Haftung von
Actinomyces viscosus auf mit Speichel beschichteten Hydroxyapatit-(HAP)-Perlen behindert oder verhindert. Dies ist ein verläßlicher Hinweis darauf, daß das Mittel die Haftung von Organismen auf der Zahnoberfläche beeinträchtigt, Zahnbelag reduziert und dementsprechend Gingivitis verringert oder verhindert. Eine derartige Aktivität gegenüber Gingivitis wurde auch tatsächlich bei einem in vivo Test mit Beagles gefunden, worauf noch weiter unten näher eingegangen werden wird.
Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend ein neues wasserlösliches Copolymer, das ein wirksames Mittel gegen Gingivitis ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß es sich hauptsächlich aus
(A) Einheiten mit der molekularen Konfiguration von Einheiten, die sich von Vinylphosphonsäure ableiten, und
(B) Einheiten, die sich von Vinylphosphony!chlorid ableiten, zusammensetzt,
wobei das Verhältnis von (A)-Einheiten "zu (B)-Einheiten etwa 2:1 bis etwa 25:1 beträgt.
Die (A)-Einheiten im erfindungsgemäßen Copolymer können als Einheiten mit der folgenden Strukturformel dargestellt werden:
(A)
•CHo - CR
0 = P (OK),
•in
• « M «■ft ««Α« ο
— 7 —
wobei η eine Zahl ist, die die Anzahl der (A)-Einheiten wiedergibt.
Die (B)-Einheiten können durch folgende Strukturformel wiedergegeben werden:
(B)
CH2 - CH 0 = PF2
Wobei η eine Zahl ist, die die Anzahl der (B)-Einheiten im Copolymer wiedergibt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die (A)- und (B)-Einheiten statistisch im Copolymermolekül verteilt sind und daß das Copolymer auch untergeordnete Anteile, d.h. weniger als 50 Gew.%, vorzugsweise weniger als etwa 10 Gew.% und insbesondere weniger als etwa 5 Gew.%, an Einheiten enthal-• ten kann, die sich von anderen ethylenisch ungesättigten Monomeren ableiten, die nach Typ und Menge nicht toxisch sind und die gewünschte Wasserlöslichkeit und die Wirksamkeit gegen Gingivitis des Copolymers nicht beeinträchtigen. Derartige andere Monomere können beispielsweise Olefine, wie Ethylen, Propylen, Isopropylen, Butylen und Isobutylen Vinylalkylether mit niederen Alkylresten wie Vinylmethyl-, -ethyl- und -isobutylether, O£.,ß-ungesättigte Carbonsäuren und deren niedere Alkyl- und substituierte niedere Alkylester wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Akonitsäure, Maleinsäure und Fumarsäure und deren Methyl-, Ethyl-, Isobuty1- und Dimethyl-
aminoethylester, Allylalkohol- und Acetat, Vinyl- und Vinylidenhalogenide, Vinylester niederer Alkansäuren, wie Vinylacetat und -butyrat. Acrylamid und Methacrylamid und mit niederen Alkylresten N-substituierte und mit niederen Alkylresten Ν,Ν-disubstituierte Derivate derselben, andere Vinylphosphonylhalogenide und ähnliche sein.
Die erfindungsgemäßen Copolymeren haben vorzugsweise ein zahlenmäßiges durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 2000 bis etwa 50 000 und insbesondere etwa 3500 bis etwa 16000. Sie werden hergestellt, indem eine Mischung von Vinylphosphony1chlorid als Vorläufer der (A) -Einheiten und Vinylphosphonylfluorid unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen in Gegenwart eines freiradikaiischen Katalysators polymerisiert wird und dann durch Mischen des resultierenden Copolymers mit Wasser die Vinylphosphonylchlorideinheiten im Copolymer hydrolytisch in Vinylphosphonsäure-(A)-Einheiten umgewandelt werden.
Die zu polymerisierende Mischung soll Vinylphosphonylchlorid und Vinylphosphonylfluorid in den Anteilen entsprechend den oben angegebenen Verhältnissen von (A):(B)-Einheiten enthalten und kann gegebenenfalls untergeordnete, nicht störende Mengen anderer nicht toxischer, nicht störender, ethylenisch ungesättigter Monomere (wie oben angegeben) enthalten. Die Mischung wird den allgemein bekannten Bedingungen der durch freie Radikale initiierten Additionspolymerisation unterworfen,
Jede Verbindung, die unter den Reaktionsbedingungen freie Radikale liefert, kann bei der erfindungsgemäßen Reaktion als Polymerisationsinitiator verwendet werden. Bevorzugte Verbindungstypen sind Peroxyverbindungen und Azonitrile. Beispiele für geeignete Peroxyverbindungen sind Dibenzoylperoxid, Dilauroylperoxid, Dimethylperoxid, Diethylperoxid, Di-t-butylperoxid, Dioctadecylperoxid, t-Butylperoxypivalat, Disuccinoylperoxid, Harnstoffperoxid, Peressig- und Perbehzoesäuren, Alkyl- und Dialkylborperoxide und AlkaÜmetal lpernulf ata, -perborate und -percarbonate allein oder in Kombination mit Reduktionsmitteln. Beispiele für Azonitrile sind 1,1'-Azodicyclohexancarbonitril, a,a'-Azobis-(a-cyclopropylpropionitril), a,a'-Azobis-(isobutyronitril) (AIBN), a, a'-Azobis- (a, \s -dimethylvaleronitril), a,a'-Azobis-(a-methylenanthronitril), a,a'-Azobis-(a-phenylpropionitril), a,a'-Azobis-(a-cyclohexylpropionitril), a,a'-Azobis-(a-methyl-> -carboxybutyronitril), Pinatrium- >-,■> -azobis- ( ^ -cyanovalerat) , 1,1 '-Azodicamphancarbonitril usw.
Besonders bevorzugt sind solche Initiatoren oder Katalysatoren, die lyophil sind, d.h. monomerlöslieh oder wasserunlöslich, wie AIBN und Dilauroyl-, Dibenzoyl- und Di-t-butylperoxide. Die zu verwendende Menge an Initiator ist in jedem Fall leicht durch Routineversuche bestimmbar und wird durch die gewählte Monomermischung, die Reaktionstemperatur, die
tjt<v/ün:5c-h L<-n I^L-'jcljiiiaoo. uüW. Ijcu.I nflußt. Im al T yeme 1 nen stellen mindestens etwa 0,005 % bis etwa 10 % Initiator, bezogen auf das Gewicht der Monomerenmischung, praktische Extremwerte dar, wobei 1 bis etwa 8 % gebräuchlicher sind. Allgemein werden erhöhte Temperaturen, wie etwa 40 bis etwa 125°C und vorzugsweise etwa 50 bis etwa 85°C über einen ausreichend langen Zeitraum angewandt, um ein Copolymer mit dem gewünschten Molekulargewicht zu ergeben. In einigen Fällen kann ein organisches Lösungsmittel als Reaktionsmedium verwendet werden, um einen besseren Kontakt zwischen den Monomeren und eine bessere Kontrolle der Reaktion zu ermöglichen.
Nach Beendigung der Polymerisation der Vinylphosphonylchlorid und -fluoridmonomere enthaltenden Mischung wird das Reaktionsmedium mit Wasser gemischt, um das Chlorid zu OH zu hydrolysieren. Dies erfolgt vorzugsweise bei niedrigen •Temperaturen, z.B. unterhalb etwa 10 C. Das resultierende erfindungsgemäße Copolymer liegt in Form der freien Säure vor und kann gewünschtenfalls durch Behandlung mit einer oral annehmbaren, Kationen wie Alkalimetall (z.B. Natrium oder Kalium), Ammonium, C1-C1o-mono-, di- und trisubsti-
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tuiertes Ammonium (z.B. alkanolsubstituiertes Ammonium wie Mono-, Di- und Trxethanolammonium), organische Amine usw. liefernde Basis in die Salzform umgewandelt werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Salzform des Copolymers der freien Säure äquivalent ist und daß die auf beide Formen anwendbare Bezeichnung "wasserlöslich" leicht in den
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gewöhnlich angewandten Konzentrationen wasserdispergierbare Formen einschließt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine orale Zusammensetzung zur Verhinderung der Symptome der Gingivitis, die einen oral annehmbaren Träger und eine gegen Gingivitis
wirksame Menge des oben beschriebenen,wasserlöslichen,
erfindungsgemäßen Copolymers enthält.
Die Konzentration des Copolymers in der oralen Zusammensetzung kann in weiten Bereichen schwanken und liegt typischerweise oberhalb von etwa 0,01 Gew.% ohne eine Begrenzung zu höheren Gehalten, soweit nicht Kosten- oder Unverträglichkeitsprobleme mit dem Träger eine obere Grenze vorschreiben. Im allgemeinen werden Konzentrationen von etwa 0,001 bis etwa 10,0 Gew.%, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 8,0 Gew.% und insbeosndere etwa 0,5 bis etwa 5,0 Gew.% angewandt.
Orale Zusammensetzungen,die während des Gebrauchs unabsichtlich heruntergeschluckt werden können, weisen vorzugsweise Konzentrationen in den unteren Bereichen der zuvor genannten Konzentrationsbereiche auf.
Für bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung kann die Zusammensetzung für die orale Anwendung im wesentlichen flüssig sein, z.B. in Form eines Mundwassers vorliegen. Derartige Präparate enthalten im allgemeinen ein
Fcuchthaltemittel, und der Träger ist typischerweise eine Wasser-Alkohol-Mischung. Im allgemeinen, liegt das Verhältnis Wasser zu Alkohol im Bereich von etwa 1i1 bis etwa 20:1, vorzugsweise von etwa 3:1 bis 20:1 und insbesondere bei etwa 17:3, bezogen auf das Gewicht. Die Gesamtmenge der Wasser-Alkohol-Mischung beträgt bei diesen Präparaten im allgemeinen etwa 70 bis etwa 99,9 Gew.% der Zubereitung. Der pH-Wert dieser flüssigen und anderer erfindungsgemäßer'Präparate liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 4,5 bis etwa 9 und insbesondere von etwa 5,5 bis 8. Der bevorzugte pH-Bereich beträgt etwa 6 bis etwa 8,0. Bemerkenswert ist, daß die erfindungsgemäßen Zubereitungen oral bei niedrigen pH-Werten angewandt werden können, ohne den Zahnschmelz wesentlich zu entcalcifizieren.
Derartige flüssige orale Präparate können auch ein Tensid und/oder eine Fluor liefernde Verbindung enthalten.
Andere erwünschte Ausführungsformen gemäß der Erfindung können in im wesentlichen fester oder pastenartiger Form vorliegen, z.B. als Zahnpulver, Zahntabletten, Zahnpasten oder Zahncremes. Der Träger für solche festen oder pastenartigen oralen Präparate enthält im allgemeinen ein Poliermittel. Beispiele für Poliermittel sind wasserunlösliches Natriummetaphosphat, Kaliummetaphosphat, Tricalciumphosphat, Calciumpyrophosphat, Magnesiumorthophosphat, Tr!magnesiumphosphat, Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, hydratisiertes Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Zirkoniumsilikate, Silicium-
dioxid, Bentonit und deren Gemische. Bevorzugte Poliermittel sind kristallines Siliciumdioxid mit einer Teilchengröße von bis zu 5 ,um, einer durchschnittlichen Teilchengröße von bis zu 1,1 ,um und einer Oberfläche von
bis 50 000 cm /g, Kieselgel, komplexes amorphes Alkalimetallaluminosilikat, hydratisiertes Aluminiumoxid und Dicalciumphosphat.
Aluminiumoxid, insbesondere das von der Firma Alcoa als C333 vertriebene hydratisierte Aluminiumoxid mit einem AluTiiniumoxidgehalt von 64,9 Gew.%, einem Siliciumdioxidgehalt von 0,008 % und einem Eisen(III)-oxidgehalt von 0,003 % sowie einem Feuchtigkeitsgehalt von 0,37 % bei 1100C, das ein spezifisches Gewicht von 2,42 und eine solche Teilchengröße hat, daß 100 % der Teilchen kleiner als 50 ,um und 84 % der Teilchen kleiner als 20,um sind, ist besonders wirksam.
Wenn visuell klare Gele verwendet werden, sind Poliermittel aus kolloidalem Siliciumdioxid, wie die unter dem Warenzeichen "Syloid" wie "Syloid 72" und "Syloid 74" oder die unter dem Warenzeichen "Santocel" wie "Santocel 100" vertriebenen, und Alkalimetallaluminosilikatkomplexe besonders brauchbar, da sie Brechungsindices aufweisen, die nahe den Brechungsindices der Systeme aus gelbildendem Mittel und Flüssigkeit (einschließlich Wasser und/oder Feuchthalte-
mittel) liegen, die üblicherweise in Zahnpflegemitteln verwendet v/erden.
Viele der sogenannten "wasserunlöslichen" Poliermittel sind anionisch und enthalten auch geringe Mengen lösliches Material. Zum Beispiel kann unlösliches Natriummetaphosphat in jeder geeigneten Weise hergestellt werden, wie in Thorpe's Dictionary of Applied Chemistry, Band 9, 4. Auflage, Heilen '.Ί1ϋ bin"'_> 11 beschrieben.. Die. als Madrollschos und Kurrolsches Salz bekannten Formen von unlöslichem Natriummetaphosphat stellen weitere Beispiele für geeignete Materialien dar. Diese Metaphosphatsalze besitzen minimale Löslichkeit in Wasser und werden daher üblicherweise als unlösliche Metaphosphate bezeichnet. Sie enthalten eine untergeordnete Menge lösliches Phosphatmaterial als Verunreinigung, gewöhnlich einige wenige Prozent, z.B. bis zu 4 Gew.%. Die Menge lösliches Phosphatmaterial, von der man annimmt, daß sie im Falle des unlöslichen Metaphosphats ein lösliches Natriumtrimetaphosphat umfaßt, kann, falls gewünscht, durch Waschen mit Wasser verringert werden. Das unlösliche Alkalimetallmetaphosphat wird üblicherweise in Pulverform in einer solchen Teilchengröße verwendet, daß nicht mehr als etwa 1 % eine Teilchengröße über etwa 37 ,um haben.
Das Poliermittel wird im allgemeinen in Mengen von etwa 10 bis etwa 99 Gew.% der oralen Zubereitung verwendet. Vorzugs-
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weise macht seine Menge in Zahnpasten etwa 10 bis etwa 75 1L. und in Zahnpulvern 70 bis etwa 99 Y. aus.
Bei der Herstellung von Zahnpulvern genügt es gewöhnlich, die verschiedenen festen Bestandteile in entsprechenden Mengen und Teilchengrößen mechanisch zusammenzumischen, .2.B. durch Vermählen.
In -pastenartigen oralen Zubereitungen sollte die Kombination von Antigingivitismittel und Poliermaterial mit den anderen Komponenten der Zubereitung verträglich sein. So kann in einer Zahnpasta der flüssige Träger Wasser und ein Feuchthaltemittel enthalten, typischerweise in Mengen von etwa 10 bis etwa 90 Gew.% der Formulierung. Glyzerin, Propylengiykol, Sorbit oder Polyethylenglykol können ebenfalls als Feuchthaltemittel oder Bindemittel vorhanden sein. Besonders vorteilhafte flüssige Bestandteile sind Polyethylenglykol und Polypropylenglykol. Vorteilhaft sind ebenfalls flüssige Mischungen aus Wasser, Glyzerin und Sorbit.
In klaren Gelen, bei denen der Brechungsindex ein wichtiger Faktor ist, werden vorzugsweise etwa 3 bis 3o Gew.% Wasser, 0 bis etwa 80 Gew.% Glyzerin und etwa 20 bis 80 Gew.% Sorbit verwendet. Es können gelbildende Mittel, wie natürliche oder synthetische Gumme oder gumähnliche
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Materialien, typischerweise Irish Moss, Natriumcarboxy--.— ..--· methylzellulose, Methylzellulose oder Hydroxyethylzellulose verv?endet werden. Andere verwendbare gelbüdende Mittel sind Traganthgummi, Polyvinylpyrrolidon, Stärke und die Carbopols (z.b. 934, 940 und 941) usw. Sie sind in der Zahnpasta gewöhnlich in einerMenge von bis zu etwa 10 Gew.%, vorzugsweise von etwa 0,5 bis etwa 5 % enthalten. Die bevorzugten gelbildenden Mittel sind Hydroxypropylmethylzellulose und die Carbopols. In einer Zahnpasta oder einem Gel vrerden die flüssigen und festen Bestandteile in solchen Anteilen verwendet, daß eine cremeartige oder Gelmasse erhalten wird, die sich aus einem unter Druck stehenden Behälter oder aus einer zusammendrückbaren Tube, z.B. aus Aluminium oder Blei, ausdrücken läßt.
Die festen oder pastenartigen oralen Formulierungen, deren an einer 20%igen Aufschlämmung gemessener pH-Wert gewöhnlich etwa 4,5 bis 9, im allgemeinen etwa 5,5 bis etwa 8 und vorzugsweise etwa 6 bis etwa 8,0 beträgt, können auch ein Tensid und/oder eine Fluor liefernde Verbindung enthalten.
In den oral anwendbaren Formulierungen gemäß der Erfindung kann ein synthetisches, in Wasser ausreichend lösliches, organisches, anionisches oder nichtionisches Tensid, das keine Seife ist, in Konzentrationen enthalten sein, die
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gewöhnlich etwa" 0,5 bis etwa TO und vorzugsweise etwa·' 0,5 bis etwa 5 Gew.% betragen, um die Benetzungs-, Reinigungs- und Schaumbildungseigenschaften zu fördern. In der US-PS 4 041 149 sind derartige geeignete anionische Tenside in Spalte 4, Zeilen 31 bis 38 und derartige geeignete nichtionische Tenside in Spalte 8, Zeilen 30 bis 68 und Spalte 9, Zeilen 1 bis 12 beschrieben, worauf hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.
Bei bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist in den oralen Formulierungen eine Fluor liefernde Verbindung enthalten. Diese Verbindungen können in Wasser wenig oder vollständig löslich sein. Sie zeichnen sich durch die Eigenschaft aus, in Wasser Fluoridionen freizusetzen und mit den anderen Verbindungen der oralen Formulierung im wesentlichen keine Reaktionen einzugehen. Zu diesen Substanzen gehören anorganische Fluoridsalze wie lösliche Alkalimetall-, Erdalkalimetall- und Schwermetallsalze, z.B. Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Ammoniumfluorid, Calciumfluorid, ein Kupferfluorid wie Kupfer(I)-fluorid, Zinkfluorid, ein Zinnfluorid wie Zinn(IV)-fluorid oder Zinn(II)-chlorfluorid, Bariumfluorid, Natriumfluorsilikat, Ammoniumfluorsilikat, Natriumfluorzirkonat, Natriummonofluorphosphat, Aluminiummono- und -difluorphosphat sowie fluoriertes Natriumcalciumpyrophosphat. Die Alkalimetall- und Zinnfluoride, wie Natrium- und Zinn(II)-f luorid, Natriummonof luorphosphat und deren Gemische v/erden bevorzugt.
Die Menge der Fluor liefernden Verbindung hängt in gewissem Grade von der Art der Verwendung, ihrer Löslichkeit und der Art der oralen Formulierung ab, sie darf jedoch nicht toxisch sein. In einer festen oralen Formulierung, wie in Zahnpasten oder Zahnpulvern, wird eine solche Menge dieser Verbindung als zufriedenstellend erachtet, die ein Maximum von etwa 1 Gew.%, bezogen auf die Formulierung, freisetzt. Es kann jede geeignete Mindestmenge dieser Verbindung verwendet werden, vorzugsweise wird jedoch eine ausreichende Menge eingesetzt, so daß etwa 0,005 bis 1 % und vorzugsweise 0,1 % Fluoridionen freigesetzt werden. Im Falle der Alkalimetallfluoride und des Zinn(II)-fluorids sind diese Verbindungen in einer Menge von bis zu etwa 2 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Formulierung, und vorzugsweise in einer Menge von 0,05 bis 1 % vorhanden. Im Falle des Natriummonofluorphosphats kann dieses in einer Menge bis zu etwa 7,6 Gew.% und insbesondere von etwa Or76 % vorhanden sein.
In flüssigen oralen Formulierungen, wie in Mundwässern, ist die Fluor liefernde Verbindung typischerweise in einer Menge enthalten, die ausreicht, um bis zu etwa 0,13 %, vorzugsweise etwa 0,0013 bis 0,1 % und insbesondere etwa 0,0013 Gew.% Fluoridionen freizusetzen.
In die oralen Formulierungen gemäß der Erfindung können verschiedene andere Substanzen eingearbeitet werden, wie
weißmachende Mittel, Konservierungsmittel, Silikone;· ■·--*···■ Chlorophyllverbindungen und ammonisierte Materialien wie Harnstoff, Diammoniumphosphat und Mischungen derselben. Diese Hilfsstoffe werden, sofern sie vorhanden sind, in solchen Mengen in die Formulierungen eingearbeitet, daß sie die gewünschten Eigenschaften und Wirkungen nicht wesentlich beeinträchtigen.
Es können auch beliebige geeignete Geschmacks- oder . Süßungsmittel verwendet werden. Beispiele für geeignete Geschmacksstoffe sind Geschmack verleihende Öle, z.B. Öle der Grünen Minze, Pfefferminzöl, Wintergrünöl, Sassafrasöl, Nelkenöl, Salbeiöl, Eukalyptusöl, Majoranöl, Zimtöl, Zitronenöl, Orangenöl und Methylsalicylat. Geeignete Süßungsmittel umfassen Saccharose, Lactose, Fructose, Maltose, Sorbit, Natriumcyclamat, Perillartin, Asparägylphenylalaninmethylester (APM) und Saccharin. Geschmacks- und Süßungsmittel können zusammen etwa 0,1 bis 5 % oder mehr der Formulierung ausmachen.
Die oral anwendbaren Formulierungen gemäß der Erfindung wie Mundwasser oder Zahnpasten, die das Antigingivitismittel in einem oral annehmbaren Träger enthalten, können hergestellt werden, indem die Bestandteile in herkömmlicher Weise vereinigt werden. Sie v/erden regelmäßig auf das Zahnfleisch und die Zähne angewendet, vorzugsweise
etwa 1 bis 3mal·täglich bei· einem pH-Wert« vön'-etwa-'4 ,5 v·..·. bis etwa 9, im allgemeinen von etwa 5,5 bis etwa 8,5 und vorzugsweise von etwa 6 bis etwa 8.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. In ihnen beziehen sich alle Mengen- und Verhältnisangaben wie auch in den Patentansprüchen auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1 (Synthese und Polymerisation) Vinylphosphonylchlorid /"C2H3P(O)Cl2 7 Vinyl-bis-(ß-chlorethyl)-phosphonat (93,0 g, 0,4 Mol) und O,68O'g Kupfer(I)-Chlorid wurden in einem 500 ml Dreihalskolben ausgerüstet mit einem mechanischen Rührer, einem Thermometer und einem Claisenkopf auf 135 C + 5 C erhitzt. Der Claisenkopf wurde verwendet, um die Zugabe von Phosphorpentachlorid sowie die Entfernung von 1,2-Dichlorethan und POCl., zu erleichtern. Nachdem die Ausgangs mischung die Temperatur von 135°C + 5°C erreicht hatte, wurde Phosphorpentachlorid (167,0 g, 0,80 Mol) portionsweise mit einer solchen Geschwindigkeit zugesetzt, daß eine langsame aber stetige Entwicklung von gasförmigen Nebenprodukten auftrat. Nach beendeter Zugabe des Phosphorpentachlorids und nach visuell beobachteter Beendigung der Reaktion wurde die Mischung auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und im Vakuum destilliert. Es wurden 42,05 g (72,5 %) erhalten (η ^0 = 1,4800 (lit f^ ^0 = 1,4808),
Siedepunkt 67 bis 69°C/21 mm). Nach 2 Stunden wurden das Wasser und HCl im Vakuum entfernt und die zurückbleibende Vinylphosphonsäure wurde titriert, wobei 2 Äquivalentendpunkte und ein Äquivalentgewicht von 108 erhalten wurden.
Vinylphosphonylfluorid /C2H32-Vxnylphosphonylchlorid (24,0 g, 0,165 Mol) wurde mechanisch mit wasserfreiem Zinkfluorid (18 g, 0,174 Mol) in einem 5o ml Zweihalskolben, der über eine Trockeneisfalle mit einem Wasseraspirator verbünden war, gerührt. Es wurde ein Aspiratorvakuum (< 50 Torr) angelegt und die Reaktionsmischung wurde gerade auf über 30°C erwärmt. Nach ungefähr 2 Minuten bei 30°C begann eine heftige Reaktion. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Temperatur des Gefäßes auf 60 C erhöht, wobei weiterhin ein Aspiratorvakuum aufrechterhalten wurde. Sobald kein weiteres Material gesammelt wurde, wurde der Inhalt der Falle entfernt, auf Raumtemperatur erwärmt und bei Atmosphärendruck destilliert. Es wurden 15,0 g (0,134 Mol, 81 % Ausbeute) des Difluorids mit einem Siedepunkt von 94 bis 960C (lit 95°C) erhalten.
Dieses Material war ferner durch eine starke P-F Bande
— 1
bei 955 cm im IR-Spektrum sowie durch die folgenden
.Fluoranalysenergebnisse gekennzeichnet: Berechnung für C2H3POF2
Theorie Gefunden
% F 33,93 34,0
Copolymerisation von Vinylphosphonylchlorid und Vinyl-
phosphonyIfluorid ·
Es wurden drei Copolymere in den folgenden Verhältnissen' von Vinylphosphonylchlorid/Vinylphosphonylfluorid hergestellt: 4/1, 9/1 und 19/1. Die folgende Beschreibung der Herstellung des 9/1-Copolymers stimmt mit den bei der Herstellung der 4/1- und 19/1-Copolymeren verwendeten Verfahrensweisen überein.
Vinylphosphonylfluorid (3,36 g, 0,030 Mol) wurde mechanisch mit Vinylphosphonylchlorid (39,15 g, 0,270 Mol) und Azobisisobutyronitril (ABIN) (1,656 g, 0,009 Mol, 3 Mol%) in einem 100 ml Kunststoffgefäß unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Die Reaktionsmischung wurde 2 Stunden lang auf 50°C + 1°C erhitzt. Nach 2 Stunden wurde die Temperatur auf 700C erhöht und 18 Stunden auf diesem Wert gehalten. Das resultierende orange, viskose Polymer wurde auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei das Rühren äußerst schwierig wurde. Die Hydrolyse erfolgte durch tropfenweisen Zusatz von überschüssigem Wasser bei unteralb 10 C. Das überschüssige Wasser und HCl wurden unter hohem Vakuum entfernt, und es wurde ein weißer Feststoff erhalten. Die Titration des weißen Feststoffes ergab 2 Äquivalentendpunkte (etwas verschwommen aufgrund eines Polyelektrolyteffekts), wobei der zweite Endpunkt bei pH 11,0 lag. Das Polymer wurde
β <* ψ -
* O & ft
- 23 -
dann mit wässrigem Natriumhydroxid auf pH 11,0 titriert und 9 6 Stunden unter hohem Vakuum bei 30 bis 35°C getrocknet, Die Fluoranalyse ergab für die drei Copolymeren die folgenden Ergebnisse (als Natriumsalze):
Copolymer % F - Theorie % F - Gefunden
4/1 (molar) 5, 28 4 ,60
9/1 2, 56 2 ,56
19/1 1, 27 1 ,27
Die Phosphoranalyse ergab folgende Ergebnisse (als Natriumsalze) :
Copölvmer % P - Theorie % P - Gefunden
4/1 21,5 20,0
9-/1 20,9 18,8
19/1 17,67 16,2
Die Viskositätsdaten für diese drei Copolymeren wurden in Wasser ermittelt (als Natriumsalze). Diese Daten sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den ungefähren Molekulargewichten angegeben.
Copolymer Innere Viskosität MW
4/1 0,256 15,200
9/1 0,242 13,900
19/1 0,112 5,800
UJf lic) i'i'liauiifioii wurdt.-n unior Vei-wonduny tltir KnnBtnntan für Polyacrylsäure durchgeführt, da für dieses Polymersystem keine Konstanten bekannt sind.
Beispiel 2
Auswirkungen des Copolymers aus Vinylphosphonsäure und Vinylphosphonylfluorid (VPAVPF) auf die Haftung von Actino^ myces viscosus auf mit Speichel behandelten Hydroxyapatit (HA?)-Perlen.
Die Reaktionsmischung (1,0 ml) enthielt 5 χ TO H-thymidinmarkierte Bakterien und 30 mg mit Speichel behandelte Hydroxyapatitperlen in 0,05 M KCl enthaltend ImM CaCl2, 1mM PO. und 0,1mM MgCl,,. Der Versuch wurde zweifach durchgeführt. Die Mischung wurde 2 Stunden lang bei Raumtemperatur kontinuierlich geschüttelt. Die Perlen wurden 1 Minute lang absetzen gelassen und die überstehende Flüssigkeit, die nicht absorbierte Zellen enthielt, wurde entfernt. Die StrahlungsaktLvität wurde mit einem Flüssigkeitsscintillationszähler gemessen. Mengen mit bekannter Anzahl von Η-markierten Zellen wurden in entsprechender Weise ausgezählt, so daß Impulse je Minute auf die Bakterienzeilenzahl bezogen werden konnten. Vergleichsbakteriensuspensionen wurden mit HAP-Perlen angesetzt und entsprechend ausgezählt, um Zellenverluste aufgrund der Absorption der Röhren z-c korrigieren.
- 25 Tabelle 1
α α «
«■ * & a
α c # t* t
Auswirkung der Vorbehandlung von mit Speichel beschichteten HAP-Perlen mit VPAVPF über einen Zeitraum von 1 Stunde
A. viscosus (LY7) % im Verhältnis Zahl der absorbierten zum Puffer Zellen (x 1O6) je 30 mg HAP
100 36 80
88
100 24 83 86
100
4 84
KCl
1 %
0,1%
0,01		 gepuffert
VPAVPF (4/1)
VPAVPF (4/1)
% VPAVPF (4/1)		 VO VO VO 39,7
14,6
31 ,9
35,1
KCl
1
0,1
0,01		 gepuffert
% VPAVPF
% VPAVPF
% VPAVPF		 (19/1)
(19/1)		 39,7
9,9
33,2
34,3
KCl
1
0,1		 gepuffert
% VPAVPF
% VPAVPF		 22,6
0,99
19,6
Tabelle 2
Auswirkungen der Vorbehandlung von A. viscosus mit VPAVPF über einen Zeitraum von 1 Stunde
• - gepuffert
VPAVPF (4/1)		 A. viscosus (LY7)
Zahl der absorbierten
Zellen (x 106) je
30 mg HAP		 % im Verhältnis
zum Puffer
KCl
1 %.		 gepuffert
VPAVPF (9/1)
VPAVPF (9/1)		 54,7
36,3		 100
66
KCl
1 %
0,1%		 gepuffert
VPAVPF (19/1)
% VPAVPF (19/1)
% VPAVPF (19/1		 54,7
44,1
52,1		 100
80
95
KCl
1 %
0,1
0,01		 22,1
0,96
17,8
) 20,2		 100
4
81
91
— 2 6 ""«· · ν
Die obigen Tabellen 1 und 2 zeigen, daß die erfindungsgemäßen VPAVPF-Copolymere die Bakterienabsorption auf mit Speichel behandelten HAP-Perlen Wirksam verhindern, wenn sie vorher entweder auf die HAP-Perlen oder die Bakterienzellen angewandt werden»
Beispiel 3
In-vivo-Test mit Beagles
Diese Untersuchung mit 20 Beagles zeigt die Wirkung von 0,5 % VPAVPF-Copolymer (19.1) auf die Gingivitis bei Beagles, Als Vergleich diente eine Placebospülung. Die■ Hunde wurden einer umfassenden Behandlung unterworfen, um v.-eiche und harte Zahnablagerungen zu entfernen. Es. wurde eine Nachweislösung verwendet, um die vollständige Entfernung von Ablagerungen sicherzustellen. Die Beagles vrurden dann 6 Wochen lang mit einer weichen Diät ernährt. Dies erlaubte die Entwicklung von Gingivitis. Die Zahnfleischentzündung wurde nach dem Verfahren von Loe und Silness, Acta Odonto Logica Scandinavica 2J_: 551:555, (1963) bestimmt.
Nach Einstellung der Basisgingivitis wurde Gruppe I (10 Hunde) mit der Placebospülung behandelt, während die Gruppe II mit der das erfindungsgemäße Copolymer enthaltenden Spülung behandelt wurde. Die Behandlung erfolgte an 5 Tagen pro Woche zweimal täglich. Die Auswirkungen der Behandlung wurden nach 3, 6 und 8 Wochen bestimmt. Die Untersuchung
_ ο "7 —
war doppelt blind und erfolgte unter Codebezeichnungen, d.h. weder die .auswertenden Personen noch die mit der Behandlung beschäftigten Personen kannten die Zuordnung der.verwendeten Spüllösungen zu den jeweiligen Gruppen.
Tabelle 3
Mundwäsche Gruppe Originalindex/Zahne
vor der Behandlungszeitraum
Behandlung 3 Wochen 6 Wochen 8 Wochen
Placebo- I 1,4 5 j- 0,14* 1,5+0,15 1,5+0,14 1,9+0,17
0,5 % VPAVPF II- 1,46 j_0,17 1,1+0,14 1,3+0,21 1,4+0,23
Standardabvreichung
Die statistische Analyse der Daten durch Kendali Test (Kendall Independent Test) zeigte, daß es keine Unterschiede unter den Gruppen vor dem Beginn der Behandlung gab, d.h, die Grupper, waren wohl ausgeglichen. Nach 3, 6 und Wochen hatte das Copolymer im Vergleich zur Placebolösur.g die Gingivitis erheblich verringert. Diese Differenz war signifikant beim 95 % Intervall.
Die folgenden Beispiele für orale Zubereitungen (Mundwasser und Zahnpasta) dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. In diesen Beispielen ist das VPAVPF ein 4/1, 9/1 oder 19/1-Copolymer wie oben beschrieben.
315T910
- 2 η -
Beispiel 4
Glyzerin Carboxymethylzellulose Natriumbenzoat Saccharin Siliciumdioxid Natriumlaurylsulfat Geschmacksstoff VPAVPF-Copolymer Kasser zur Herstellung von
Gew. %
25,0 1,3 0,5 0,2
30,0
1,5
1,0
3,0
100,0
Beispiel 5
Ethanol Pclyethylenglykol Saccharin Geschmacksstoff VPAVPF-Copolymer Wasser zur Herstellung von 10,0 10,0
0,03
0,2
1,0
100,0
ka:cm/

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Wasserlösliches Copolymer, dadurch gekennzeichnet, daß es sich hauptsächlich aus
    (A) Einheiten mit der Molekularkonfiguration von Einheiten, die sich von Vinylphosphonsäure ableiten, und
    (B) Einheiten, die sich von Vinylphosphonylfluorid ableiten, zusammensetzt,
    wobei das Verhältnis von (A)-Einheiten zu (B)-Einheiten etwa 2:1 bis etwa 25:1 beträgt.
    2. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein zahlenmäßiges durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 2000 bis etwa 50 000 besitzt.
    3. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von (A)-Einheiten zu (B)-Einheiten etwa 4:1 beträgt.
    k · · β
    4. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von (A)-Einheiten zu (B)-Einheiten etwa 9:1 betragt.
    5. Copolymer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von (A)-Einheiten zu (B)-Einheiten etwa 19:1 beträgt.
    6. Verfahren zur Herstellung eines Copolymers gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung von Vinylphosphonylchlorid als Vorläufer für die (A)-Einheiten und Vinylphosphonylfluorid unter im wesentlichen wasserfreien Bedingungen in Gegenwart eines freie Radikale liefernden Katalysators polymerisiert und dann durch Mischen des resultierenden Copolymers mit Wasser die Vinylphosphonylchlorid-Einheiten im Copolymer hydrolytisch in Vinylphosphonsäure - (A)-Einheiten umwandelt.
    7. Mittel zur Förderung der Mundhygiene, insbesondere zur Verhinderung von Zahnfleischentzündung, dadurch gekennzeichnet, daß es einen oral annehmbaren Träger und eine gegen Zahnfleischentzündung wirksame Menge eines Copolymers nach jedem der Ansprüche 1 bis 5 enthält.
    • β ■ · α ft
    δ. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.% des Copolymers enthält.
    9. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.% des Copolymers enthält.
    10. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form eines Mundwassers mit einem pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 9 mit einem wässrigen Alkoholträger vorliegt.
    11. Mittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer Zahnpasta mit einem pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 9 vorliegt, die einen flüssigen Träger, ein gelbildendes Mittel und ein dental annehmbares Polier-
    ' mittel enthält.
    12. Verfahren zur Förderung der Mundhygiene, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Mundhöhle eine gegen Zahnfleischentzündung wirksame Menge des Mittels nach Anspruch 7 zur Anwendung bringt.
    13. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in den oral annehmbaren Träger eines Mittels zur Förderung der Mundhygiene eine gegen Zahnleischentzundung wirksame Menge des hydrolytisch umgewandelten Copolymers einbringt.
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