DE60015175T2

DE60015175T2 - Zahnbleichmittel

Info

Publication number: DE60015175T2
Application number: DE60015175T
Authority: DE
Inventors: Antonio Pons Biescas; Josep Antoni Tur Mari; Pere Riutord Sbert; Pedro Tauler Riera; Isabel Gimeno Franco; Ignacio Balasch Risueno; Enriqueta Sancho Riera
Original assignee: Universitat de les Illes Balears; Laboratorios Kin SA
Current assignee: Universitat de les Illes Balears; Laboratorios Kin SA
Priority date: 1999-11-17
Filing date: 2000-10-18
Publication date: 2005-11-03
Anticipated expiration: 2020-10-19
Also published as: EP1230908A1; US20050118116A1; BR0015625A; DE60015175D1; PT1230908E; ES2161631B1; SA01210660B1; AR026471A1; ATE279905T1; MXPA02004864A; EP1230908B1; UY26442A1; ES2161631A1; AU1030201A; WO2001035919A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung fällt in das technische Gebiet von Zahnpasten und Mundwässern und insbesondere betrifft sie Zahnpasten und Mundwässer, die zum Zahnbleichen fähig sind.
Einige der Zahnpasten und Mundwässer, die zum Zahnbleichen verwendet werden, basieren auf der Wirkung von Wasserstoffperoxid oder einem Wasserstoffperoxidvorläufer als einem nicht spezifischen Bleichmittel. Manchmal werden zusätzlich zu dem tatsächlichen Bleichmittel relativ hohe Temperaturen und sogar Strahlung verwendet, um das Verfahren zu beschleunigen. Bis jetzt existiert keine Beschreibung der Verwendung von Enzymen, um das Entfärbeverfahren zu beschleunigen.
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Enzymen als Katalysatoren in dem Entfärbungsverfahren und kann auf dem Gebiet des Zahnbleichens Anwendung finden. Die Enzyme, die verwendet werden können, sind diejenigen, die Wasserstoffperoxid als ein Substrat davon verwenden, für das sie spezifisch sind, wobei sie hinsichtlich des anderen Substrats davon nicht spezifisch sind.
Die Erfindung ist auf die Formulierung von Zahnpasten, Mundwässern und ähnlichen Zubereitungen anwendbar, die in Zahnarztpraxen oder in Bewegung oder als die Basis einer täglichen Zahnhygieneroutine verwendet werden können und die Zähne weiß machen sollen.
STAND DER TECHNIK
Gegenwärtig sind Zahnbleichtechniken als ein Ergebnis einer gegenwärtigen vorherrschenden Ästhetikkultur zunehmend gefragt. Jedoch stammen die ersten Veröffentlichungen, die ein Dentalbleichverfahren erklären, aus dem letzten Jahrhundert. 1877 wurde die Verwendung von Oxalsäure als einem Bleichmittel zum ersten Mal veröffentlicht (Zaragoza, V.M.T., Bleaching of vital teeth: technique, Estomodeo, 194, 9, 7–30). Die Verwendung von Wasserstoffperoxid als einem Zahnbleichmittel wurde zum ersten Mal 1884 beschrieben (Freinman, R., Goldstein, R., Garber, D., Bleaching teeth, Quintessence Int. 197, 1, 10). 1895 verwendete Garretson Chlor als ein Bleichmittel für nicht lebende Zähne (Garretson, J.E., A system of oral surgery, 6. Ausg., Philadelphia: JB Lippincott, 1985) und Walter Kaine verwendete Salzsäure (C1H 18%). 1918 entdeckte Abbot die Verwendung von Wasserstoffperoxid als ein Bleichmittel wieder, wobei eine hohe Konzentration (35%) als auch eine Strahlungsquelle verwendet wurden (Zaragoza, 1984 – vergleiche die vorstehende Referenz). Über das 20. Jahrhundert wurde konzentriertes Wasserstoffperoxid für ein Zahnbleichen verwendet, sogar für ein Bleichen von Tetracyclin-gefärbten Zähnen (Cohen, S., Parkins, F.M., Bleaching tetracycline-stained vital teeth, Oral Surg. 1970, 29, 465–471). Gegenwärtig wurde eine Behandlung zuhause unter Verwendung von Wasserstoffperoxid oder Zubereitungen, die darauf basieren, in verdünnteren Konzentrationen, die eine Spezialistenanwendung nicht erfordern, populär (Haywood, V.B., Heymann, H.O., Nightguard vital beaching, Quintessence Int. 1989, 20, 173-176).
In Abwesenheit von Übergangsmetallen ist Wasserstoffperoxid ein relativ stabiles Oxidationsmittel. Folglich reagiert in Abwesenheit von Übergangsmetallen Wasserstoffperoxid mit einigen organischen Verbindungen, was Alkenepoxidierungs- und -hydroxylierungsreaktionen, Amin- und Sulfidoxygenierungsreaktionen und die Herstellung von Peroxysäuren und Hydroperoxysäuren aus Carbonsäuren und anderen organischen Verbindungen erzeugt:. Jedoch reagiert Wasserstoffperoxid nicht mit anderen organischen Molekülen wie zum Beispiel Alkanen.
Die Anwesenheit von Übergangsmetallen erhöht stark die Wasserstoffperoxidreaktivität. In Gegenwart von Übergangsmetallen wie Eisen oder Kupfer oder davon erhaltenen Übergangskomplexen, wie zum Beispiel die Häm- oder Hämingruppe oder Cytochrome, erzeugt Wasserstoffperoxid ein Hydroxylradikal, eine extrem reaktive Art, die zum Oxidieren einer jeglichen organischen Verbindung fähig ist. Die Zunahme der Wasserstoffperoxidreaktivität, die durch diese Katalysatoren verursacht wird, wird ferner durch eine größere Reaktionsselektivität begleitet. Zum Beispiel führt die Reaktion von Wasserstoffperoxid mit Olefinen in Gegenwart von Cytochrom P-450, eine Monooxigenase, die häminisches Eisen enthält, zu der ausschließlichen Bildung eines Epoxids.
Die Produkte einer Peroxidation mit Wasserstoffperoxid sind nicht stabil und in vielen Fällen können sie ein Umsetzen fortsetzen, was zu Brüchen der Kette und der Bildung von farblosen Verbindungen führt. Dies ist die Grundlage einer Entfärbung unter Verwendung von Wasserstoffperoxid. Tatsächlich kann Wasserstoffperoxid als ein Starter von Autooxidationsvorgängen betrachtet werden, die einem Kettenreaktionsdiagramm folgen. Die Autooxidation von Aldehyden und polyungesättigten Verbindungen wie Fettsäuren ist ein herkömmliches Verfahren, das die sensorischen und Nährstoffeigenschaften von Nahrungsstoffen modifiziert und das die Grundlage der Entwicklung von häufigen, weitverbreiteten Pathologien in der gegenwärtigen Gesellschaft darstellt, wie es in dem Fall von Arteriosklerose, Katarakten, einigen Krebsarten, etc. der Fall ist.
Die Verwendung von hohen Konzentrationen an Wasserstoffperoxid (z.B. eine Konzentration von 10% Carbamidperoxid) zum Zahnbleichen beeinflusst die Zahnschmelzstruktur nicht, obwohl, allgemein gesprochen, sie eine Reihe von Nebenwirkungen hervorruft, die, obwohl sie nicht ernsthaft oder ausreichend genug sind, um deren Anwendung auszuschließen, Beschwerden bei den Anwendern verursachen. Bleichbehandlungen verursachen eine größere temporäre Empfindlichkeit hinsichtlich Temperaturänderungen aufgrund der Wirkung von freien Radikalen, die dazu neigt, nach wenigen Tagen zu verschwinden. Die Behandlungen vermindern auch die Adhäsion von Verbundstoffen und bleichen Teile, die nicht in direktem Kontakt mit der Bleichlösung stehen. Das Bleichmittel verursacht eine Zahnfleischirritation, eine Haarzunge und Halsirritation und, falls unbeabsichtigt verschluckt, reizt es auch den Magen. Ein Hauptgrund dieser Nebenwirkungen ist gerade der Bedarf an einer Verwendung von hohen Konzentrationen des Bleichmittels. Ein Vermindern der Bleichmittelkonzentration, während die Bleichwirkungen erhalten bleiben, würde eine lohnenswerte Neuerung auf dem Gebiet des Zahnbleichens darstellen.
Enzyme sind Katalysatoren mit einem Proteincharakter, die die Aktivierungsenergie vermindern, die benötigt wird, damit die Substrate in die Reaktionsprodukte übergehen. Enzyme weisen eine hohe katalytische Kapazität auf, viel größer als ein jeglicher chemischer Katalysator. Andererseits weisen Enzyme im Allgemeinen einen hohen Grad an Reaktions- und Substratselektivität auf, was ihnen erlaubt, die selektive Transformation von Substanzen in Richtung von bestimmten Produkten zu lenken, sogar in Gegenwart von Substanzgemischen mit einer sehr ähnlichen Struktur. Diese Wirkung und Substratspezifität kann in der Weise betrachtet werden, dass einige Enzyme verschiedenen Substraten mit bestimmten ähnlichen Merkmalen ermöglichen, in deren katalytisches Zentrum einzutreten und danach darin transformiert zu werden. Dies ist der Fall bei Proteasen, Enzymen, die spezifisch die Hydrolyse von Peptidbindungen katalysieren, aber die verschiedene Proteine als deren Substrat verwenden können. Folglich kann zum Beispiel Papain, das zu einer Bleichzahnpaste zugesetzt wird, eine große Anzahl von verschiedenen Proteinen hydrolysieren, die an den Zahn anhaftend vorgefunden werden können. Andere Enzyme, die nicht ausschließliche Spezifitätseigenschaften aufweisen, sind Peroxidasen.
Der Begriff "Peroxidasen" umfasst eine Gruppe von spezifischen Enzymen (NAD-Peroxidase, Peroxidasefettsäure, Cytochrom-Peroxidase, Glutathionperoxidase, etc.) als auch eine Gruppe von nicht spezifischen Enzymen, die einfach als Peroxidasen (EC 1.11.1.7.) bekannt sind. Die Peroxidasen katalysieren die Dehydrierung einer großen Anzahl von aromatischen organischen Verbindungen, wie Phenolen, Hydrochinonen und hydrochinoiden Aminen. Peroxidasen sind Hämproteine, die die Übertragung von Wasserstoff oder Elektronen von einem Donor auf einen Akzeptor, gewöhnlich Wasserstoffperoxid, katalysieren. Die Peroxidasedonorspezifität ist sehr gering, während sie für den Akzeptor, der nur Wasserstoffperoxid oder in manchen Fällen Acetyl-, Methyl- oder Ethylhydropropoxid sein kann, sehr hoch ist.
Peroxidasen können von verschiedenen tierischen oder pflanzlichen Quellen oder von Mikroorganismen erhalten werden, wie zum Beispiel Rettich, Ananas, Kartoffel, Gemüse, Tabak, Hefen und Bakterien. Folglich weisen Peroxidasen verschiedene enzymatische Isoformen auf.
Aufgrund der Eigenschaften von Peroxidase-katalysierten Reaktionen können diese als Bleichelemente für verschiedene Typen von Produkten verwendet werden. Folglich werden Peroxidasen in die Bleichverfahren eingebracht oder es wird ein Nutzen aus deren Vorhandensein in Farbe, Nahrungsmittelbleichen, Detergenzien, etc. gezogen.
Die WO-A-97 06 775 beschreibt eine Zusammensetzung zum Bleichen von Zähnen,umfassend Wasserstoffperoxid und Peroxidase.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Peroxidase als einem Biokatalysator in Zahnbleichverfahren, in denen Carbamidperoxid als das Bleichmittel verwendet wird.
Die Erfindung betrifft auch die Formulierung von Zahnpasten, Mundwässern und Zahnbleichbehandlungen, die Peroxidase als das Enzym bei der sich ergebenden Entfärbungsreaktion verwenden. Die Idee einer Verwendung von Peroxidase in Zahnbleichbehandlungen ist sehr interessant, da die Kontaktzeit, die zwischen dem Bleichmittel und dem Zahn benötigt wird, vermindert wird und verdünntere Konzentrationen des Bleichmittels verwendet werden können.
Ein Zahnentfärben tritt auf, wenn die Bleichlösung mit der Substanz in Kontakt kommt, die das ungewünschte Zahnverfärben erzeugt. Folglich tritt eine Reaktion auf, wobei die Färbesubstrate in farblose Produkte umgewandelt werden. Das Entfärbungsverfahren wird in Gegenwart von Peroxidase beschleunigt, wobei die farblosen Produkte in kürzerer Zeit erzeugt werden.
Das Fehlen an Spezifität der Peroxidase ermöglicht es ihr, die Reaktion des gleichen Bleichmittels oder Akzeptors mit einer Vielzahl von Donorfärbesubstanzen, einschließlich Tetracyclinen, eine der Hauptquellen von Zahnanfärbung, die schwierig zu entfernen ist, zu katalysieren.
Die Erfindung betrifft auch ein Zahnbleichverfahren, das den Auftrag eines Produkts beinhaltet, umfassend ein Carbamidperoxid und Peroxidase. Jedoch muss in jedem Fall das Bleichmittel mit dem Enzym zur gleichen Zeit in Kontakt kommen, so dass beide mit dem Zahn in Kontakt kommen. Folglich sollten das Enzym und das Bleichmittel getrennt gehalten werden und direkt, bevor sie für ein Zahnbleichen verwendet werden, gemischt werden. Es ist auch möglich, zuerst das Bleichmittel in dem Mund aufzutragen und sodann direkt die Peroxidase zuzusetzen oder umgekehrt.
In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Verfahren die Stufen:

(a) Getrennthalten der Bleichverbindung und des Enzyms bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Produkt aufgetragen wird,
(b) Mischen der Bleichverbindung und der Peroxidase direkt vor einem Auftragen des Produkts und
(c) Auftragen des Gemisches aus der Bleichverbindung und der Peroxidase auf die Zähne.

In einer weiteren bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst das Verfahren die Schritte:

(a) Getrennthalten der Bleichverbindung und des Enzyms bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Produkt aufgetragen wird,
(b) zuerst Auftragen der Bleichverbindung auf die Zähne und
(c) direktes Auftragen der Peroxidase.

(a) Getrennthalten der Bleichverbindung und des Enzyms bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Produkt aufgetragen wird,
(b) zuerst Auftragen der Peroxidase auf die Zähne und
(c) direktes Auftragen der Bleichverbindung.

Die geeignetesten Bedingungen zum Durchführen eines Zahnbleichens gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren sind nachstehend beschrieben:

PUFFER: Es ist ratsam, den Reaktions-pH-Wert auf einen Bereich zwischen 4 und 9, vorzugsweise 6,5 zu puffern. Der geeigneteste pH-Wert in jedem bestimmten Fall wird von der isoenzymatischen Form der Peroxidase, die verwendet wird, und der Färbungsart auf den Zahnen abhängen. Verschiedene Puffersubstanzen können verwendet werden, vorzugsweise ein Phosphatpuffer. Die Puffersubstanz muss für eine bukkale Verwendung zugelassen sein. Prinzipiell kann eine jegliche Puffersubstanz, die für eine bukkale Verwendung zugelassen ist, innerhalb des erfindungsgemäßen Umfangs verwendet werden, da keine hemmenden Wirkungen, die von dieser Art von Substraten abstammen, beschrieben wurden.
BLEICHMITTEL: Das Bleichmittel ist eines der Enzymsubstrate, wobei das andere Substrat die Zahnfärbsubstanz ist. Das Bleichmittel, das verwendet wird, ist Carbamidperoxid, ein Harnstoffadditiv und Wasserstoffperoxid, das allmählich Wasserstoffperoxid, das tatsächliche Enzymsubstrat, freisetzt. Die Gruppe von Wasserstoffperoxidvorläufern umfasst eine ganze Reihe von Reaktionen, die von Enzymen katalysiert werden, die Wasserstoffperoxid als das Haupt- oder Sekundärprodukt erzeugen. Diese Reaktionen umfassen diejenigen, die durch Enzyme wie Glucoseoxidase (EC 1.1.3.4), Xanthin-Hypoxanthin-Oxidase (EC 1.1.3.22), Ascorbatoxidase (EC 1.10.3.3) und andere Oxidasen katalysiert werden. In diesen Fällen können die Substrat-, Enzym- und die Pufferkonzentration derart angepasst werden, dass die Herstellung von Wasserstoffperoxid an die Verwendung davon durch die Peroxidase gekoppelt ist, was folglich ein optimales Zahnbleichen erzeugt. Die Konzentration an wirksamem Wasserstoffperoxid muss in Bezug auf die Menge von vorhandenem Enzym eingestellt werden. Wir haben bestätigt, dass eine hohe Konzentration an Wasserstoffperoxid das Enzym inaktiviert. Folglich ist es nötig, die Konzentration des vorhandenen Enzyms in Einklang zu bringen mit der Konzentration an Wasserstoffperoxid, die verwendet wird, oder umgekehrt. Im Zuge eines Beispiels der vorstehenden Bestätigung, wobei die nachstehenden Mengen den erfindungsgemäßen Umfang nicht begrenzen, erhöht in einer 0,09 M Konzentration an Carbamidperoxid die Zugabe an Peroxidase bis zu einer Endkonzentration von 40 Einheiten Pyrogallol/ml die Geschwindigkeit, mit der eine Tetracyclin-Lösung (0,015 M) farblos gemacht wird um etwa das 2,5fache. Andererseits erhöht in einer 0,17 M Konzentration an Carbamidperoxid die Zugabe von 20 Einheiten Pyrogallol/ml Peroxidase die Geschwindigkeit, mit der eine 0,01 M Tetracyclin-Lösung farblos gemacht wird, nur um das etwa 1,3fache.
PEROXIDASE: Die Peroxidase, die zum Zahnbleichen verwendet werden kann, kann durch ein Aufreinigungsverfahren oder direkt nach Gewinnung aus ihrer Quelle erhalten werden. Dieses Enzym ist in der Natur weitverbreitet erhältlich und kann sowohl in pflanzlichen und tierischen Quellen als auch in Mikroorganismen gefunden werden. Eine jegliche Peroxidase-Isoform kann innerhalb des erfindungsgemäßen Umfangs verwendet werden, wobei die Peroxidase von einer jeglichen pflanzlichen oder tierischen Quelle oder einem Mikroorganismus abstammt, wobei Rettich-Peroxidase bevorzugt ist. Durch ein nicht begrenzendes erfindungsgemäßes Beispiel unter Verwendung von Rettich-Peroxidase (20 Einheiten Pyrogallol/ml), mit Phosphaten auf einen pH-Wert von 6,5 gepuffert, und einer Konzentration von 1,5% Carbamidperoxidase war es möglich, den Helligkeitsfaktor eines Zahns von 64% vor einer Behandlung auf 74% nach einer Behandlung zu erhöhen. Jedoch verändert, wenn eine Peroxidase nicht vorhanden ist, die gleiche Art von Behandlung bei der gleichen Zeitdauer den Zahnhelligkeitsfaktor von 64% nicht. Die erfindungsgemäß verwendete Peroxidasekonzentration ist diejenige, die eine Minimalaktivität von 10 Einheiten Pyrogallol, vorzugsweise ein Minimum von 20 Einheiten Pyrogallol bereitstellt (eine Einheit Pyrogallol ist die Menge an Enzym, die benötigt wird, um 1 mg Pyrogallol in Purpurogallin in 20 Sekunden bei einem pH-Wert von 6,0 und einer Temperatur von 20°C umzuwandeln). Die Verwendung einer bestimmten Peroxidase impliziert die vorherige Charakterisierung von Stabilität, optimalem pH-Wert, Substratkonzentration, Enzymkonzentration, Vorhandensein von Aktivatoren und Ausschluss von Inhibitoren oder Inaktivatoren.
EINBRINGTRÄGER: Der Einbringträger, der für das Bleichmittel, das gepufferte Medium und das Enzym verwendet wird, hängt von der Art von Produkt oder gewünschter Technik ab, das/die verwendet werden soll (Zahnpaste, Mundwasser, Zahnbleichmittel, die in Zahnarztpraxen verwendet werden). Der zu verwendende Träger darf keine Enzyrninhibitoren oder -inaktivatoren enthalten und muss auf der anderen Seite alle diejenigen Substanzen enthalten, die das Enzym aktivieren können. Das Enzym kann in dem Träger gelöst sein oder es kann immobilisiert oder mikroeingekapselt sein, um seine Stabilität zu erhalten. Enzymimmobilisation kann durch technische Mittel eines Einschließens in Gelen oder Polymeren oder durch Vernetzen mit anderen Proteinen oder anderen löslichen oder unlöslichen Materialien in dem Träger oder durch Mikroeinkapseln erfolgen. Der Weg, in dem das Enzym in den Mund eingebracht wird, muss der Wirkung entsprechen, die der bestimmte Träger auf die Enzymstabilität aufweisen kann. In diesem letzteren Fall muss die inaktivierende oder inhibierende Wirkung, die der Träger verursachen kann, oder die Zeitspanne, die das Enzym in dem Träger verweilt, durch eine anfängliche Zunahme bezüglich der Menge an zu verwendendem Enzym kompensiert werden. Folglich muss der Weg, in dem die Peroxidase und die Bleichmittel zugeführt werden, derart sein, dass mindestens eine Peroxidaseaktivität von einem Minimum von 10 Einheiten Pyrogallol, vorzugsweise einem Minimum von 20 Einheiten Pyrogallol, sichergestellt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 und 2 sind Darstellungen der Geschwindigkeit, mit der Tetracyclin farblos gemacht wird, abhängig von der Konzentration von Carbamidperoxid, das vorhanden ist. 1 entspricht niedrigen Konzentrationen an Carbamidperoxid, während 2 hohen Konzentrationen an Carbamidperoxid entspricht.
3 und 4 sind Darstellungen der Geschwindigkeit, mit der Tetracycline farblos gemacht werden, abhängig von der Peroxidasekonzentration, in Gegenwart von Carbamidperoxid bei hohen bzw. niedrigen Konzentrationen.
5 ist eine Vergleichsdarstellung des Prozentgehalts einer zeitabhängigen Zahnhelligkeit, entsprechend zu Zähnen, die ohne oder mit Enzym gebleicht wurden.
ERFINDUNGSGEMÄSSE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Erfindung wird am bestens mittels der nachstehenden Beispiele veranschaulicht. Die bestimmten Konzentrationen an Enzym, Puffer und Bleichmittel, die in den Beispiele beschrieben sind, können zu anderen Konzentrationen variiert werden. Wo eine bestimmte Peroxidase-Isoform verwendet wurde, können andere Isoformen von einer jeglichen pflanzlichen oder tierischen Quelle oder einem Mikroorganismus verwendet werden. Wo ein Mundwasser verwendet wurde, kann dies zu einer jeglichen Zahnpaste oder zu einem jeglichen Zahnbleichprodukt, die/das Peroxidase verwendet, erweitert werden. Wo ein Träger mit einer bestimmten Zusammensetzung verwendet wurde, kann ein weiterer Peroxidasekompatibler Träger verwendet werden. Wo eine bestimmte Odontologie-Technik zum Zahnbleichen unter Verwendung von Peroxidase verwendet wurde, kann eine andere verschiedene Technik, die auch auf der Verwendung von Peroxidase basiert, verwendet werden.
BEISPIEL 1
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung eines Mundwassers, das auf der Grundlage einer Verwendung von Peroxidase entworfen wurde, um eine Tetracyclin-Lösung farblos zu machen. Auch zeigt es die Grenzen, die die Konzentration an Carbamidperoxid, die zum Farblosmachen von Tetracyclin wirksam ist, beeinflussen.
Das Mundwasser besteht aus einer 2,4%-igen Carbamidperoxid-Lösung in 0,1 M Phosphatpuffer mit einem pH-Wert von 6,5 und andererseits einer Peroxidase-Lösung (120 Einheiten Pyrogallol/ml) in 0,1 M Phosphatpuffer mit einem pH-Wert von 6,5, die in dem Behälter, in dem die Entfärbungsreaktion stattfinden soll, direkt nach dem Mundwasser gegeben wird.
Die farblos zu machende Substanz ist Tetracyclin, das in Wasser bei einer Konzentration von 0,015 M solubilisiert wird. Die maximale Tetracyclin-Absorptionswellenlänge wurde derart ausgewählt, um die Entfärbungsgeschwindigkeit zu beobachten. Die Entfärbungsgeschwindigkeit wird dadurch bestimmt, dass ein Spektrophotometer verwendet wird, das eine kontinuierliche Überwachung der Absorption ermöglicht, wobei die Reaktionswanne bei 37°C temperiert wird. Die Entfärbungsreaktionsgeschwindigkeiten wurden aus den Beziehungen zwischen einer Absorptionsvariation und der Reaktionszeit berechnet und sie wurden in nKat ausgedrückt.
Die erforderlichen Mengen an Tetracyclin-Lösung, dem Mundwasser und Enzym (in dieser Reihenfolge) werden in die Reaktionswanne gegeben, um die Parameterkombinationen zu erhalten, gemäß denen die Enzymbleichkapazität bestimmt werden soll.
Das Mundwasser alleine macht eine Tetracyclin-Lösung ohne Peroxidase farblos, wie in 1 dargestellt. Die Geschwindigkeit, mit der die Tetracyclin-Lösung farblos gemacht wird, ist direkt proportional zu der Konzentration an vorhandenem Carbamidperoxid. Diese Beziehung folgt einer Gleichung erster Ordnung, in der die Entfärbungsgeschwindigkeit mit der Carbamidperoxidkonzentration durch eine gerade Linie mit einer Steigung von 7,93 nkatxL/mol und einem Ordinatenwert beim Ursprung von –2,6 nkat in Beziehung steht (direkter Regressionskoeffizient beträgt 0,9656). Jedoch tritt bei hohen Konzentrationen an Carbamidperoxid diese direkte Beziehung nicht auf (2). Die Beziehung zwischen der Geschwindigkeit, mit der Tetracyclin farblos gemacht wird, und der Carbamidperoxidkonzentration ist die typische Sättigungsbeziehung aus einer Carbamidperoxidkonzentration von etwa 0,70 M. Sobald diese Konzentration erreicht wird, erhöht sich die Geschwindigkeit, mit der Tetracyclin farblos gemacht wird, nicht, ungeachtet, wie sehr die Carbamidperoxidkonzentration erhöht wird.
Die Zugabe von Peroxidase zu dem Mundwasser, wie sie mit der Färbesubstanz in Kontakt kommt, erhöht die Entfärbungsgeschwindigkeit, was von der Konzentration an vorhandenem Enzym und Carbamidperoxid abhängt (3 und 4). Wenn die Carbamidperoxidkonzentration 0,17 M beträgt (3) werden größere Mengen an Peroxidase benötigt, als wenn die Carbamidperoxidkonzentration 0,09 M beträgt (4). Ein Zusetzen von Peroxidase, bis eine Endaktivität von 4 Einheiten Pyrogallol/ml erreicht wird, modifiziert die Geschwindigkeit kaum, mit der eine 0,015 M Tetracyclin-Lösung durch das Mundwasser farblos gemacht wird. Jedoch erhöht sich mit einer Peroxidaseaktivität von 20 Einheiten Pyrogallol/ml die Geschwindigkeit, mit der eine Tetracyclin-Lösung (0,015 M) durch das Mundwasser (0,17 M, Endkonzentration an Carbamidperoxid) farblos gemacht wird, von etwa 70 nkat auf 95 nkat aufgrund des Vorhandenseins der Peroxidase. Aufgrund der Peroxidase ist diese Aktivierung sogar größer, wenn die Mundwasserkonzentration geringer ist. Folglich führt ein Zusetzen von Mundwasser (0,09 M Carbamidperoxid, Endkonzentration) zu der Tetracyclin-Lösung (0,015 M) zu einer Entfärbungsgeschwindigkeit von etwa 40 nkat. Ein Zusetzen von 20 Einheiten Pyrogallol/ml Peroxidase erhöht diese Entfärbungsgeschwindigkeit auf etwa 70 nkat und, falls die Peroxidasekonzentration 40 Einheiten Pyrogallol/ml beträgt, erhöht sich die Entfärbungsgeschwindigkeit auf etwa 110 nkat, was wesentlich größer ist, als wenn nur das Mundwasser verwendet wird, sogar mit Konzentrationen, die doppelt so groß sind, wie diejenigen, die in diesem Experiment verwendet wurden.
BEISPIEL 2
Dieses Beispiel veranschaulicht die Bleichwirkung eines Mundwassers, das auf der Grundlage einer Verwendung von Peroxidase entworfen wurde, um Zähne zu entfärben. Die Behandlungszeitspanne ist lang, äquivalent zu Einwirkperioden von einer Nacht oder einem ganzen Tag.
Die Zusammensetzung des Mundwassers und der Peroxidase-Lösung sind wie in Beispiel 1 und in diesem Fall kamen Volumina jeder Lösung miteinander derart in Kontakt, dass die Endkonzentration, die mit dem Zahn in Kontakt kam, 1,5% Carbamidperoxid und 120 Einheiten Pyrogallol/ml Peroxidase betrugen. Das Mundwasser und das Enzym können direkt auf den Zahn außerhalb des Munds aufgetragen werden. Dies war der Fall in diesem Beispiel, obwohl es auch dadurch durchgeführt werden kann, dass das Mundwasser direkt in den Mund unter Verwendung von vorgeformten Wannen aufgetragen wird, die nur mit der Zahnkrone in Kontakt kommen, wodurch garantiert wird, dass die Bleichwirkung auf dem Zahn auftritt.
Ein Zahnentfärben wurde unter Verwendung eines Kolorimeters für Feststoffe (Minolta-Marke) fortgesetzt, mit dem die prozentuale Helligkeit des Zahns auf einer Skala von 0–100% von dunkel bis hell gemessen wurde.
Die Zähne standen mit den Bleichlösungen für eine lange Zeitspanne in Kontakt, so dass jedes Mal, wenn die Zahnhelligkeit gemessen wurde, die Bleichlösungen erneuert wurden. Die Helligkeitsmesszeitpunkte, abgesehen von der Anfangszeit mit unbehandelten Zähnen, betrugen 8, 24, 48 und 72 Stunden nach dem Start des Experiments.
Ein Zahnentfärben tritt zuerst auf, wenn das Enzym vorhanden ist, im Gegensatz dazu, wenn es nicht vorhanden ist (5). Unter Verwendung von zwei Zähnen, die anfangs den gleichen Helligkeitswert (64%) aufwiesen, als Modellen, wurde ein Zahn nur mit dem Mundwasser behandelt, während die Enzymlösung zu dem anderen Zahn gegeben wurde. Der Zahn, der nur mit dem Mundwasser behandelt wurde, behielt seinen Helligkeitswert von 64% nach 8, 24 und 48 Stunden, wobei er ein wenig farbloser nach 72 Stunden wurde, als er einen Helligkeitswert von 66% aufwies. Jedoch war der Zahn, der mit Mundwasser und Peroxidase behandelt wurde, bereits nach 8 Stunden farblos und wies einen Hel ligkeitswert von 66% auf. Das Entfärben wurde nach 24 und 48 Stunden fortgesetzt, was zu Helligkeitswerten von etwa 68% bzw. 72% führte, der maximalen erhaltenen Bleichwirkung. Keine Variation hinsichtlich des Helligkeitswertes trat zwischen 48 und 72 Stunden auf.
BEISPIEL 3
Dieses Beispiel veranschaulicht die Wirkung eines Mundwassers, das auf der Grundlage einer Verwendung von Peroxidase entworfen wurde, um Zähne zu entfärben. Die Behandlungsdauer ist kurz, nur einige wenige Minuten, und folglich kann es in der Zahnarztpraxis oder als ein Teil einer täglichen Zahnhygieneroutine aufgetragen werden.
Die Zusammensetzung des Mundwassers und der Peroxidase-Lösung ist die gleiche wie diejenige in Beispiel 1. Die Endkonzentrationen an Peroxidase und Carbamidperoxid, die mit dem Zahn in Kontakt stehen, sind die gleichen wie diejenigen in Beispiel 1 und Beispiel 2. Diese Endkonzentrationen können auch aus anderen Anfangskonzentrationen von Mundwasser und Enzymlösung oder sogar von einer Zahnpaste mit einer Zusammensetzung, die geeignet ist, das Enzym aktiv zu halten, und von einem Mundwasser mit Carbamidperoxid erhalten werden, das verwendet werden kann, um die Zähne nach deren Säuberung mit der enzymhaltigen Zahnpaste zu spülen. Auch können die Endkonzentrationen an Peroxidase und Carbamidperoxid dadurch erhalten werden, dass ein Gel hergestellt wird, dass das aktive Enzym und ein weiteres Gel enthält, das das Carbamidperoxid enthält. Um die in diesem Beispiel untersuchten Konzentrationen zu erhalten, sollen die zwei Gele, bevor sie auf den Zahn aufgetragen werden, in Mengen vermischt werden, die für die Konzentration der aktiven Bestandteile davon geeignet sind.
Die Peroxidase und das Carbamidperoxid stehen mit dem Zahn 5 Minuten in Kontakt.
Ein kontinuierliches Behandeln von Zähnen während 5-minütigen Zeiträumen mit Carbamidperoxid und Peroxidase wird sie bleichen, während, wenn nur Carbamidperoxid verwendet wird, die Bleichwirkung verzögert ist und nicht solche hohen Werte erreicht (6). Ausgehend von fünf Zähnen mit einem Anfangshelligkeitswert von 62%, wobei drei Zähne einzeln mit dem Mundwasser und der Enzymlösung und weitere zwei nur mit dem Mundwasser behandelt werden, ist die Bleichwirkung bei denjenigen Zähnen bemerkbar, die mit Peroxidase nach vier 5-minütigen Behandlungszeitspannen behandelt wurden (Zahnhelligkeitswerte zwischen 64% und 67%), während die Zähne, die nicht mit Peroxidase behandelt wurden, klare Anzeichen der Bleichwirkung nach 5 Behandlungszeitspannen zeigen (Zahnhelligkeitswerte von 64% und 65%). In aufeinander folgenden Behandlungszeitspannen mit Peroxidase erhöht sich weiterhin der Helligkeitswert auf 68%–69%, während bei den Zähnen, die nicht mit Enzym behandelt wurden, sich die Bleichwirkung bei 64% stabilisiert oder leicht auf 68% erhöht. Die unterschiedliche Antwort der Zähne auf die Enzymbleichwirkung kann darauf basieren, dass verschiedene Arten von Färbung auf den Zähnen vorhanden sind, obwohl in jedem Fall eine wirksamere Bleichwirkung erhalten wurde, wenn Peroxidase vorhanden war.

Claims

Dentalbleichprodukt, umfassend Carbamidperoxid und Peroxidase.
Dentalbleichprodukt nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Puffersubstanz, vorzugsweise Phosphatpuffer.
Dentalbleichprodukt nach Anspruch 2, wobei der pH-Wert der Reaktion auf einen Bereich zwischen 4 und 9, vorzugsweise 6,5, gepuffert ist.
Dentalbleichprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend Substanzen, die die Peroxidase aktivieren.
Dentalbleichprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Peroxidaseaktivität ein Minimum von 10 Einheiten Pyrogallol, vorzugsweise ein Minimum von 20 Einheiten Pyrogallol aufweist.
Dentalbleichprodukt nach Anspruch 1, wobei die Peroxidase eine jegliche enzymatische Isoform von Peroxidase ist, wobei die Peroxidase von einer pflanzlichen Quelle, einer tierischen Quelle oder einem Mikroorganismus, vorzugsweise Rettich, abstammt.
Verfahren zum Auftragen des Dentalbleichprodukts nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: (d) Getrennthalten der Bleichverbindung und des Enzyms bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Produkt aufgetragen wird, (e) Mischen der Bleichverbindung und der Peroxidase direkt vor einem Auftragen des Produkts und (f) Auftragen des Gemisches der Bleichverbindung und der Peroxidase auf die Zähne.
Verfahren zum Auftragen des Dentalbleichprodukts nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: (d) Getrennthalten der Bleichverbindung und des Enzyms bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Produkt aufgetragen wird, (e) zuerst Auftragen der Bleichverbindung auf die Zähne und (f) direktes Auftragen der Peroxidase.
Verfahren zum Auftragen des Dentalbleichprodukts nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: (d) Getrennthalten der Bleichverbindung und des Enzyms bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Produkt aufgetragen wird, (e) zuerst Auftragen der Peroxidase auf die Zähne und (f) direktes Auftragen der Bleichverbindung.
Formulierung, umfassend ein Dentalbleichprodukt nach Anspruch 1, wobei die Peroxidase in einem Träger gelöst oder emulgiert ist.
Formulierung, umfassend ein Dentalbleichprodukt nach Anspruch 1, wobei die Peroxidase in einem Träger immobilisiert oder mikroeingekapselt ist.
Formulierung nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Träger ein Mundwasser, eine Zahnpaste oder ein Gel ist.
Verwendung eines Dentalbleichprodukts nach Anspruch 1 zum Zahnbleichen.
Verwendung von Peroxidase als einem Katalysator in Dentalentfärbungsreaktionen, die ein Carbamidperoxidbleichmittel verwenden.