DE60037319T2 - Zusammensetzung zur behandlung von dentin hypersensitivität - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen Zusammensetzungen von amorphen bioaktiven Partikeln, die im wesentlichen aus Calcium, Silicium und Sauerstoff bestehen, und Verfahren zu ihrer Verwendung in der Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es ist bekannt, daß Produkte wie bioaktive Partikel zum Wiederherstellen oder Reparieren von Defekten in calcifizierten Geweben wie periodentalen Taschen, Extraktionsstellen, Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit, Knochengewebebildung und dgl. verwendet werden können.
  • Die Biokompatibilität der bioaktiven Partikel im Wiederherstellen oder Reparieren von Defekten in calcifizierten Geweben wie Knochengewebebildung, ersichtlich durch enge Apposition von hartem Gewebe an implantierten gläsernen Partikeln, wurde erstmals 1971 gezeigt. Im speziellen wurde die Verwendung von bioaktiven Glas ursprünglich durch Hench et al., J. Biomed. Mater. Res. Symp. 2: 117–141 (1971) berichtet. Knochen wächst durch Apposition auf bioaktiven Glas, das neben einer Knochenoberfläche gesetzt wurde, und neuer Knochen kann anschließend über kurze Distanzen geleitet werden.
  • Granalien von bioaktiven Glas sind in nachfolgenden Knochengewebebildungs-Anmeldungen beschrieben worden. US-Patent Nr. 4,239,113 beschreibt eine (Zusammensetzung für die Herstellung von Knochenzement. US-Patent Nr. 5,658,332 offenbart ein Verfahren zur Bildung von knöchernen Gewebe in Defekten an Stellen im appendikularen Skelett oder Stellen, die reduzierten Metabolismuszustand aufzeigen, wobei bioaktive Glasgranalien verwendet wurde, die 40 bis 58% SiO2, 10 bis 20% NaO, 10 bis 30% CaO und 0 bis 10% P2O5 enthalten und in der Größe von 200 bis 300 μm reichen.
  • Auf dem Gebiet des Reparierens oder Wiederherstellens von Defekten in dentalen Geweben sind bioaktive Partikel für die periodontale knöcherne Defektreparatur verwendet worden ( US-Patent Nr. 4,851,046 ), wobei ein Größebereich von 90 bis 710 μm und ein Zusammensetzungsbereich von 40 bis 55 Gew.% SiO2, 10 bis 30 Gew.% CaO, 10 bis 35 Gew.% Na2O, 2 bis 8 Gew.% CaF2 und 0 bis 10 Gew.% B2O3 verwendet wurden. US-Patent Nr. 4,851,046 beschreibt Zusammensetzungen, die Partikel aus bioaktiven Glas verschiedener Größenbereiche enthalten, zur Verwendung in der periodontalen Anwendung. US-Patent Nr. 5,204,106 offenbart, daß Partikel aus bioaktiven Glas innerhalb des engen Größenbereichs von 280 bis 425 μm ein von der zuvor beschriebenen unterscheidbaren veränderten biologischen Antwort entlockt.
  • Bioaktive Partikel sind ebenfalls in der Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit verwendet worden. Dentin ist ein hartes jedoch belastbares kalkhaltiges Gewebe, das den Zahnschmelz mechanisch unterstützt. Das Dentin umschließt und schützt das Zahnmark. Das Dentin hat ebenfalls eine große Anzahl an kontinuierlichen Dentinkanälen, die die Zahnmarkhöhle mit der Dentin-Zahnschmelz/Zahnzement-Verbindung verbindet. Diese feinen Dentinkanäle strahlen aus dem Zahnmark aus. Das Problem der Zahnsensitivität erfolgt, wenn der Zahnschmelz und der Zahnzement durch entweder unangemessene orale Hygienehandhabung oder als ein Resultat einer periodentalen Erkrankung und/oder ihre Behandlung vom Zahn abgenutzt werden. Die Dentinkanäle sind mit Flüssigkeit gefüllt, wobei sie den inneren Kern des Zahns zu der Außenumgebung zeigen. Daher, wenn sie einem Luftstrom, fühlbarer oder thermaler Stimulation ausgesetzt werden, werden die Nerven des Zahnmarks gereizt, was zu der Schmerzempfindung führt. Gemäß einer vorherrschenden Theorie, der sogenannten hydrodynamischen Theorie, die den Grund für ein überempfindliches Dentin zu klären versucht, reizt der Stimulus, der durch die Dentinkanäle übertragen wird, Nerven, die im Zahnmark verteilt sind, was Schmerz in diesen Bereichen verursacht. Unterdrückung des empfindlichen Dentins und Verbessern oder Erleichtern des Schmerzes könnte durch Versiegelung der Dentinkanäle erreicht werden, so daß der Leiter der Erfindung durch physikalische oder chemische Mittel blockiert wird.
  • In früheren Anmeldungen, die einen partiellen Verschluß der Dentinkanäle vorsehen, offenbart US-Patent Nr. 5,735,942 ("'942-Patent") eine bioaktive Schmelz-abgeleitete Glaszusammensetzung für die Behandlung der Zahnüberempfindlichkeit. Das '942-Patent offenbart die folgende Zusammensetzung in Gew.%: 40–60 SiO2, 10–30 CaO, 10–35 Na2O, 2–8 P2O5, 0–25 CaF2 und 0–10 B2O3, mit Teilchengrößen von weniger als ca. 10 μm, wobei einige Teilchen ca. 2 μm oder weniger und einige größer als 2 μm sind. Das '942-Patent merkt an, daß 60% SiO2, die Höchstgrenze an Silicium für bioaktives Schmelz-abgeleitetes Glas ist.
  • In einem Schmelz-abgeleiteten Verfahren, gibt es drei Reaktionen, die zu der Entwicklung einer porösen hydrierten Kieselgelschicht führen: Ionenaustausch, Siliciumdioxid-Auflösung und Kondensation der Silanole, um Siloxan-gebundene hydrierte Siliciumdioxid-Ketten oder -Ringe zu bilden. Da der SiO2-Gehalt in Schmelz-abgeleiteten Gläsern zunimmt, nehmen die Raten dieser Reaktion ab, wodurch die Verfügbarkeit von Ca+2-Ionen in Lösung reduziert und die Fähigkeit zur Entwicklung der Kieselgelschicht auf der Oberfläche reduziert wird. Das Resultat ist die Reduzierung und eventuell Eliminierung der Bioaktivität der Schmelz-abgeleiteten Gläser, da der SiO2-Gehalt 60% erreicht. Das Verfahren erzwingt enge wirksame kompositionelle Zonen, die die Fähigkeit des Formulierers hindern, das Material für eine spezifische Anwendung zu modifizieren und anzupassen.
  • Bioaktive Gläser, die durch das Schmelz-abgeleitete Verfahren hergestellt werden und im Stand der Technik ('942-Patent) gelehrt werden, werden in einem Platin-Schmelztiegel bei hohen Temperaturen, typischerweise ca. 1350°C oder so erzeugt. Daher sind Schmelz-abgeleitete Gläser teuer und schwierig zu Produktionseinrichtungen zu überführen. Das Hochtemperaturverarbeiten plus die mehrfachen Handhabungsschritte machen das bioaktive Glas, das durch das Schmelz-abgeleitete Verfahren hergestellt wird, eher teuer, was die Sachdienlichkeit des Verwendens von bioaktivem Glas für orale Gesundheitsprodukte effektiv einschränkt.
  • Neben den hohen Herstellungskosten gibt es andere dem Stand der Technik inhärenten Nachteile. Erstens ist es schwierig, die sehr hohe Reinheit, die für eine optimale Bioaktivität benötigt wird, aufgrund des Schmelz-abgeleiteten Verfahrens selbst und dem niedrigen Siliciumdioxid- und hohen Alkali-Gehalt der traditionellen bioaktiven Glaszusammensetzung zu erhalten. Zweitens, der Stand der Technik benötigt Verfahrensschritte, die das Mahlen, Polieren, Sintern, Sieben usw. beinhalten, von denen alle das bioaktive Pulver potentiellen Verunreinigungen aussetzen, so daß es sich negativ auf die Bioaktivität auswirken kann. Drittens gibt es eine kompositionelle Einschränkung, die sich auf bioaktive Gläser und Glas-Keramiken, die durch herkömmliche Hochtemperaturverfahren erzeugt werden, aufgrund der extrem hohen Gleichgewichts-Liquidus-Temperatur von SiO2 von 1713°C und der extrem hohen Viskosität der Silicatschmelze mit hohem SiO2-Gehalt aufzwängt.
  • In einem anderen Verweis schlägt das Patent Nr. 5,874,101) (das "'101-Patent") ein bioaktives Gel vor, das durch ein verbessertes Verfahren hergestellt wird, einem Sol-Gel-Verfahren, das einen Trocknungsschritt für die Behandlung von Zahnüberempfindlichkeit einschließt. Wie mit existierenden bioaktiven Gläsern und Glas/Keramiken und wie in dem '942-Patent offenbart, werden die bioaktiven Gläser in dem '101-Patent auf eine spezifische kompositionelle Zone in dem Na2O-CaO-P2O5-SiO2-System beschränkt, das hauptsächlich durch den Siliciumdioxid-Gehalt definiert wird (M. Ogin, F. Ohuchi und L. L. Hench, Compositional dependence of the formation of calcium phosphate films an bioglass, J. Biomed. Mater. Res. 1980, 14, 55–64 und C. Ohtsuki, T. Kokubo, K. Takatsuka und T. Yamamuro, Compositional dependence of bioactivity of glasses in the system CaO-SiO2-P2O3: its in vitro evaluation, J. Ceram. Soc. Japan, 1991, 99, 1–6). Das '101-Patent offenbart eine Zusammensetzung in Gew.% von 40–90 SiO2, 4–5 CaO, 0–10 Na2O, 2–16 P2O5, 0–25 CaF2, 0–4 B2O3, 0–8 K2O und 0–5 MgO.
  • Keines der zuvor genannten Standardtechnikreferenzen stellt bioaktive Partikel bereit, die einfach und bequem herzustellen sind, und die die Initiierung von Calcium-haltigem Mineral fördern, um calcifizierte Mineralgewebe wieder herzustellen und/oder zu reparieren.
  • US-Patent Nr. 3,929,493 beschreibt ein dentales Basismaterial, das ein organisches Säuresalz von Calcium, suspendiert in einem Netzwerk von Kieselgel, umfaßt.
  • AU-B-58436/86 beschreibt eine lichtundurchlässige dentale Gruben- und Spalt-versiegelnde Zusammensetzung, die ein polymerisierbares Acrylharz und einen hydrophoben, präzipitierten, teilchenförmigen Siliciumdioxid-Füllstoff, der Calciumsilicat enthält, umfaßt, die sowohl als Suspendiermittel als auch als Trübungsmittel fungiert.
  • WO 95/33441 beschreibt eine Phosphat-freie Zusammensetzung zur Behandlung überempfindlicher Zähne, die kationisch geladenes Colloid umfaßt (das ein Metallhalogenid, Oxid, Hydroxid, Silicat oder Acetat umfassen kann).
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine anorganische oder organische/anorganische Gemischzusammensetzung, die im wesentlichen aus CaO und SiO2 besteht, für die Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit. Das organische/anorganische Gemischmaterial ist vorzugsweise ein amorpheres binäres Oxidmaterial des CaO-SiO2-Systems, das durch die Zugabe einer löslichen Calciumquelle zu einem geeigneten Silicium-abgebenden Vorläufer wie Natriumsilicat hergestellt wurde.
  • Die Erfindung betrifft eine anorganische Zusammensetzung, die im wesentlichen aus CaO und SiO2 besteht, die, wenn in die Kanäle deponiert wird, die Ausbildung eines Calcium-haltigen Minerals innerhalb der Dentinkanäle für die Erleichterung des mit sensitiven Zähnen assoziierten Schmerzes initiiert.
  • Vorzugsweise sollte die Gemischzusammensetzung eine Teilchengröße im Größenbereich von ca. 10 μm oder weniger haben, vorteilhafterweise am meisten im Bereich von ca. 2 μm oder weniger.
  • Die bioaktive Zusammensetzung der Erfindung kann aus den amorpheren Präzipitationen von anorganischen Materialien hergestellt und/oder erhalten werden.
  • In den Zeichnungen
  • 1 ist eine Elektronenrastermikrsokopie-Aufnahme (20 KV × 6000 Vergrößerung) einer unbehandelten Dentinscheibenoberfläche. 2 zeigt eine ähnlich hergestellte Dentinscheibenoberfläche nachdem sie mit Materialien, die durch das Verdünnungs-Präzipitations-Verfahren hergestellt wurden, behandelt wurde.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Die Erfinder haben überraschenderweise kostengünstige und in der Herstellung praktische bioaktive Materialien ermittelt, die Defekte in calcifizierten Geweben wiederherstellen, einschließlich der Erleichterung von Schmerz, der mit überempfindlichen Zähnen assoziiert ist. Die Erfinder haben ebenfalls ein bioaktives Glas, das zur Mineralisierung förderlich ist, durch Variieren der Verfahrensparameter und der Naßchemie der Materialien ermittelt.
  • Bioaktive teilchenförmige Zusammensetzung.
  • Gegenwärtige bioaktive Materialien, einschließlich bioaktives Glas, sind auf eine komplizierte Liste von Oxiden, einschließlich P2O5, Na2O, B2O3, K2O, MgO, Al2O3, TiO2, Ta2O5 und fluoriden Salzen, einschließlich CaF2, angewiesen. Wir haben überraschenderweise ermittelt, daß keim-bildendes Kristallwachstum durch Verwendung nur eines binären Oxidsystems initiiert werden kann, das im wesentlichen ausschließlich auf Si, O und Ca2+ basiert. Die bioaktiven Materialien, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind CaO-SiO2-haltige anorganische Verbundstoffe, die von natürlich vorkommenden Analoga hergeleitet sind, und sind in der Lage, eine Schicht aus Apatit oder aus anderen Calcium-haltigen Mineral abzulagern, ähnlich in Zusammensetzung und Kristallinität zu solchen Mineralphasen sind, die in normalen Dentin überwiegen, wenn die Oberfläche des Materials in Kontakt mit Blut, Speichel oder simulierter Körperflüssigkeit gebracht wurde.
  • Wir haben ebenfalls ermittelt, daß wir durch Beibehaltung der Bioaktivität während des Entfernens dieser Spezien aus der Zusammensetzung die Kosten des Materials erniedrigen können, größere Freiheit im Verarbeiten ermöglichen und mögliche organoleptische und toxikologische Probleme eliminieren können. Die Einfachheit der chemischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die nicht nur im Erreichen der Verarbeitung und Erniedrigung der Kosten hilft, ermöglicht jedoch auch eine Flexibilität, um die Zusammensetzung für die beabsichtigte Anwendung anzupassen. Wir haben ein Material ermittelt, das an keimbildendes, Calcium-haltiges Mineral angepaßt ist, für die Behandlung eines spezifischen Problems, Zahnempfindlichkeit, und haben Exzipienten entfernt, die für die biologische Aktivität notwendig sein können, wenn es anderswo im Körper als ein osteo-induktives Material verwendet wird.
  • Anders als die meisten gegenwärtig verwendeten bioaktiven Materialien, die zum Teil Einwachsen und Gewebebildung über Osteoblasten und anderen Hartgewebezellen begünstigen, benötigen die Materialien der vorliegenden Erfindung überraschenderweise keine zellulären Hilfsmittel. Zusätzlich sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in der Lage, die Präzipitation von Apatit- und Calcium-haltigem Mineral aus simulierten Körperflüssigkeiten ohne die Hilfe von Knochen-morphogenen Proteinen, Dentinphosphoproteinen, Odontoblasten oder ihren Wirtszellen oder einer definierten Collagenmatrix zu induzieren. Die Fähigkeit Mineralisierung ohne die Notwendigkeit für organische Hilfsmittel zu induzieren, optimiert dieses Material für die Verwendung in der Mundumgebung.
  • Zusätzlich benötigen viele dieser gegenwärtig verwendeten Materialien hochspezialisierte Eigenschaften, wie zum Beispiel Porosität und mechanische Stärke, die für ihre spezifische klinische Verwendung geeignet sind. Zum Beispiel haben Li, Clark und Hench gezeigt, daß es eine Minimumrate an Hydroxyapatitbildung gibt, die notwendig ist, um ein wirksames Mineralisierungsmittel zu sein, und daß diese Rate eine Funktion sowohl in der Zusammensetzung als auch der Mikrostruktur ist (Li et al., "An Investigation of Bioactive Glass Powders by Sol-Gel Processing, J. of Applied Biomaterials, Bd. 2, 231–239 [1991]). Die Erfinder haben überraschenderweise ermittelt, daß die Materialien der vorliegenden Erfindung nicht die Porosität und mechanische Stärke der Biogläser im Stand der Technik benötigen, um in dentalen Anwendungen zu funktionieren, so daß, wenn in die Kanäle deponiert, sie die Ausbildung eines Calcium-haltigen Minerals innerhalb der Dentinkanäle initiieren.
  • Die Erfinder haben ebenfalls überraschenderweise ermittelt, daß die bioaktiven Mineralien der vorliegenden Erfindung über die kompositionelle Grenze für Schmelz-abgeleitete Gläser des Standes der Technik mit einer weniger porösen Mikrostruktur bioaktiv sind.
  • Obwohl es nicht notwendig ist, können andere Oxide, einschließlich P2O5, Na2O, B2O3, K2O, MgO, Al2O3, TiO2, Ta2O5, und Fluoridsalze, einschließlich CaF2, wie allgemein in den Zusammensetzungen des Standes der Technik benötigt, zusammen mit dem binären Oxidsystem der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
  • Eine bevorzugte und beispielhafte Anwendung der bioaktiven Materialien der vorliegenden Erfindung ist in der Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit. Mikroskopische Untersuchungen von ausgesetzten empfindlichen Dentin-Oberflächen zeigt, daß klare Unterschiede zwischen empfindlichen und nicht-empfindlichen Regionen des Dentins bestehen. Empfindliches Dentin wird durch offene Kanäle durchdrungen. Im Gegensatz dazu sind nicht-empfindliche Zahnoberflächen durch Kanäle gekennzeichnet, die von der äußeren Umgebung durch natürlich vorkommende Mineralablagerungen oder Beschichtungen abgedichtet sind. Wir haben ermittelt, daß, wenn einmal an die Dentin-Oberfläche gebunden oder innerhalb der Kanäle deponiert, das amorphe Material der vorliegenden Erfindung eine Keimbildung und Mineralisierung initiiert, die durch die Speichelumgebung stimuliert wird, was den Kanal vom äußeren Stimulus durch Ablagerung einer Schicht von Apatit oder eines anderen Calcium-haltigen Minerals, das ähnlich zu nativem Zahnmineral in Zusammensetzung und Kristallinität ist, versiegelt.
  • Geeignete Träger für die Verwendung mit der Zusammensetzung zur Verwendung in der Behandlung von Dentin-Überempfindlichkeit sind vorzugsweise Hydroxylgruppen-haltige Materialien wie Wasser, Polyole und Gemische daraus. Polyole, des öfteren als Humectante bezeichnet, schließen Glycerin, Sorbit, Propylenglykol, Xylit, Polypropylenglykol, Polyethylenglykol, hydrierter Maissirup und Gemische daraus ein. Besonders bevorzugt als der Träger wird ein Flüssiggemisch aus 3–30% Wasser, 0–90% Glycerin und 0–80% Sorbit. Im allgemeinen wird die Menge des Trägers von ca. 25 bis 99,9 Gew.%, vorzugsweise von 70 bis 95 Gew.% reichen.
  • Wenn die Zusammensetzung dieser Erfindung in der Form einer Zahnpasta oder eines Gels für die Behandlung von Dentin-Überempfindlichkeit sind, wird typischerweise ein natürliches oder synthetisches Verdickungsmittel in einer Menge von ca. 0,1–10 Gew.%, vorzugsweise ca. 0,5–5 Gew.% eingeschlossen sein. Verdicker können Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Xanthangummi, Tragacanthgummi, Karayagummi, Gummi arabicum, Irisch Moos, Stärke, Alginate und Carragene einschließen.
  • Tenside sind normalerweise in Zusammensetzungen für die Behandlung von Dentin-Überempfindlichkeit eingeschlossen. Diese Tenside können vom anionischen, nichtionischen, kationischen oder amphoteren Typ sein. Besonders bevorzugt werden Laurylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonat und Natriumlaurylsarcosinat. Tenside liegen normalerweise in einer Menge von ca. 0,5–80 Gew.% vor. Für den Antikariesschutz wird normalerweise eine Fluoridquelle in der oralen Zusammensetzung vorliegen. Fluoridquellen schließen Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Zinnmonofluorphosphat, Calciumfluorid, Zinnfluorid und Natriummonofluorphosphat eine. Diese Quellen sollten von ca. 25–3500 ppm Fluoridion freisetzen. Die Antikariesmittel werden in einer Menge von ca. 0,05–3,0 Gew.%, vorzugsweise ca. 0,5–1,0 Gew.% vorliegen.
  • Geschmacksstoffe, die normalerweise in oralen Gesundheitszusammensetzungen vorliegen, sind solche, die auf Ölen der grünen Minze und Pfefferminze basieren. Beispiele für andere Geschmacksstoffe schließen Menthol, Nelke, "Wintergreen", Eukalyptus und Anissamen ein. Geschmacksstoffe können in einer Konzentration von ca. 0,1–5,0% reichen. Süßstoffe wie Saccharin, Natriumcyclamat, Aspartam, Saccharose und dgl. können in Mengen von ca. 0,1 bis 5,0 Gew.% eingeschlossen sein. Andere Zusätze können eingeschlossen sein, einschließlich Konservierungsmittel, Silicone, andere synthetische oder natürliche Polymere, Anti-Gingivitismittel, Anti-Tartarmittel, weißmachende Mittel und andere gewünschte Produkte, die oft in einer herkömmlichen Zahnpasta gefunden werden, wie zum Beispiel Backpulver und Peroxid. Es ist ebenfalls vorteilhaft, daß diese Materialien mit herkömmlichen Desensibilisierungsmitteln, wie zum Beispiel Kaliumnitrat, Kaliumchlorid und Kaliumbicarbonat, sowie mit neuen Desensibilisierungsmitteln, wie solche in US-Patent Nr. 5,589,159 beschrieben, kompatibel sind.
  • Zahlreiche Träger liegen für die orale Übertragung der aktiven Mittel in der Behandlung der Dentin-Überempfindlichkeit vor, einschließlich, jedoch nicht einschränkend, Pasten, Gele, Spülungen, Pulver, Gummis, Zahnseide, Aufschlämmungen und Lösungen, und obwohl jede nicht beschrieben ist, ist sie innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung.
  • Herstellung.
  • Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß die Materialien einfach herzustellen sind, was die kostenreichen und zeitbenötigenden Verarbeitungsverfahren, die mit den Schmelz-abgeleiteten und Sol-Gel-abgeleiteten bioaktiven Materialien des Standes der Technik beinhaltet sind, eliminiert. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann zur Herstellung der bioaktiven Materialien der vorliegenden Erfindung, die ausschließlich auf Si, O und Ca2+ basieren, verwendet werden.
  • Präzipitations-basierendes Verfahren zur Herstellung von anorganischen Partikeln
  • In dem am meisten bevorzugten Verfahren des Präzipitationsverfahrens, einem "Verdünnungs-Präzipitationsverfahren", wird ein amorpheres anorganisches CaO-SiO2-Material durch die Reaktion einer verdünnten Siliciumquelle, d. h. einer wäßrigen Kalium- oder Natriumsilicat-Lösung, mit einer löslichen Calciumquelle, wie zuvor beschrieben, hergestellt. Dieses Verfahren ermöglicht die Manipulation sowohl der Zusammensetzung des Endpräzipitats als auch die physikalischen Eigenschaften wie die Endgröße oder Konzentration. Für die Materialien, die durch dieses Verdünnungsverfahren hergestellt werden, wurde ermittelt, daß sie sehr gut in sowohl einer wäßrigen Dispersion als auch prototypischen Zahnpastazusammensetzungen funktionieren, wie durch die hydraulischen Konduktionstests und SEMS bestätigt, wie in 1 und 2 gezeigt (zwei ähnlich hergestellte Dentin-Oberflächen, unbehandelt und behandelt).
  • In dem Präzipitations-basierenden Verfahren der vorliegenden Erfindung kann Natriumsilicat [CAS# 1344-08] als die Silicium-Quelle vertreten sein. Der Zusatz einer angemessene Menge einer löslichen Calciumquelle, d. h. Ca(NO3)2, zu einer Lösung aus Natriumsilicat präzipitiert ein Calcium-haltiges Silicat aus, dessen Zusammensetzung zu den zuvor beschriebenen Materialien ähnlich ist. Die Menge an Ca+ +, die zu der Silicat-Lösung zugegeben wird, wurde durch sowohl stöchiometrische Berechnungen als auch experimentellen Aufbau bestimmt.
  • Das Präzipitations-basierende Verfahren der vorliegenden Erfindung hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Verfahren. Dieses Verfahren erzeugt keine Nebenprodukte, die das Endprodukt nach Einführung in eine Standardzahnpasta kontaminieren können, d. h. Ethanol oder rückständiges TEOS. Zusätzlich ist die Chemie der Reaktion in diesem Verfahren so, daß die Teilchengröße einfacher während der Reaktion kontrolliert werden kann, wodurch der Bedarf für weitere Größenreduzierung und Mahlungsschritte eliminiert werden, die nicht nur kostenintensiv sind, sondern auch die Möglichkeit einer Kontamination des Endprodukts erhöhen kann. Des weiteren benötigt die Reaktion nur zwei Bestandteile, Natriumsilicat und die angemessene Calciumquelle. Beide dieser Chemikalien sind leicht von kommerziell Chemieausstattungsfirmen erhältlich und sind relativ kostengünstig im Vergleich zu den anderen Verfahren.
  • In diesem Verfahren benötigt das Material, wenn einmal präzipitiert und von dem zurückgebliebenen Lösungsmittel getrennt, weder spezielle Aufbereitung, einschließlich Waschen, Trocknen bei hoher Hitze oder überkritischem Trocknen, noch beinhaltet das Material ein Calcinationsverfahren oder eine Extraktion eines organischen Lösungsmittels.
  • Es ist zusätzlich bevorzugt, obwohl nicht kritisch, daß in dem Verfahren das präzipitierte Material chemisch kontrolliert wird, um amorphes Material von kleinem Teilchengrößenbereich herzustellen, um so kein zusätzliches Vermahlen, Mahlen oder Größenreduzieren zu benötigen. Daher umgeht man die Möglichkeit einer Probenkontamination und zusätzlicher Verarbeitungskosten.
  • Das bevorzugte Verfahren der chemischen Reaktionen, das unter ambienten Bedingungen durchgeführt wird, erzeugt ein hochporöses, Calcium-haltiges Siliciumdioxid, das ähnlich in der biologischen Aktivität ist, wie das durch das traditionelle Sol-Gel-Verfahren hergestellte bioaktive Glas. Dieses anorganische Material ähnelt nicht dem hitzezusammengebackenen bioaktiven Glasmaterial, das gegenwärtig durch andere Wege erhältlich ist.
  • Es wird besonders bevorzugt, daß die Reaktion ein Calcium-haltiges Oxidmaterial erzeugt, das einzig auf einem Zwei-Komponenten-System, CaO-SiO2, basiert, und daß die Reaktion bei Raumtemperatur in Lösungsmitteln, die auf dem Gebiet der Gesundheitspflege bekannt sind, als auch sicher und dem Personal von Produktionseinrichtungen bekannt sind, erfolgt.
  • Die bioaktiven Materialien, die in den folgenden Beispielen hergestellt werden, sind für orale Gesundheitszusammensetzungen zur Verwendung in der Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit geeignet.
  • Beispiele
  • Die folgenden Beispiele werden nur für illustrative Zwecke bereitgestellt.
  • In Beispielen, die für die Behandlung von Dentin-Überempfindlichkeit angepaßt sind, wurden Experimente unter Verwendung eines modifizierten in-vitro-Modells der Dentin-Empfindlichkeit durchgeführt, das im US-Patent 5,270,031 beschrieben ist. In dieser Methode werden intakte humane Weisheitszähne frei von Karies oder Wiederherstellung, senkrecht zu der Längsachse des Zahns mit einer Metallsäge in Abschnitte von ungefähr 1 mm Dicke geschnitten. Abschnitte, die Dentin enthalten und frei von Zahnschmelz sind, werden für das Testen zurückgehalten. Diese Abschnitte werden dann mit einer EDTA(Ethylendiamintetraessigsäure)-Lösung geätzt, um die Schleimschicht zu entfernen. Die Scheibe wird in eine Split-Kammervorrichtung, wie in Dental Research 57:187 (1978) berichtet, montiert. Diese besondere Leckprüfungskammer wird an ein unter Druck stehendes Flüssigkeitsreservoir angeschlossen, das eine Gewebekulturflüssigkeit enthält, mit der Absicht, die Osmolarität der menschlichen Körperflüssigkeit nachzuahmen. Durch Verwendung eines Gemisches von unter Druck stehendem N2- und CO2-Gas kann die Flüssigkeit auf physiologischen pH gehalten werden. Die Vorrichtung schließt eine Glaskapillarröhre ein, die auf ein Lineal oder einem anderen Meßinstrument montiert ist. Eine Luftblase wird in die Glaskapillarröhre injiziert und durch Messung der Verdrängung der Blase als eine Funktion der Zeit kann der Flüssigkeitsfluß durch die Dentinscheibe gemessen werden. Es ist berichtet worden, daß die Flüssigkeit eigentlich aus den Dentinkanälen aus dem Inneren eines normalen Zahns fließt.
  • Gemäß Messungen der Grundlinie des Flüssigkeitsflusses in der Dentinscheibe wird das experimentelle Gemisch, die Zahnpasta, das Gel oder das Mundwasser auf die äußere Scheibenoberfläche in einer Weise aufgetragen, die ihre klinische Verwendung nachahmen würde. Nach einer definierten Anwendungszeit wird das experimentelle Material abgewaschen und die hydraulische Leitfähigkeit nach Anwendung (lpacute) gemessen. Auf diese Weise können zahlreiche experimentelle Materialien sowohl alleine als auch als Komponenten der Endprodukte auf ihre Fähigkeit getestet werden, den Flüssigkeitsfluß in den Dentinkanälen zu hemmen. Der Prozentwert der Flußreduzierung, der durch die Anwendung des experimentellen Materials induziert wird, kann dann berechnet werden.
  • Für alle gegebenen Beispiele war Speichelinkubation notwendig, um die Flußreduzierung zu erreichen. Zum Zweck der Untersuchung des Mineralisierungspotentials neuer Mittel wird eine verlängerte Zeit sowie eine Modifizierung der Standardmessung der hydraulischen Leitfähigkeit des Dentins notwendig. Nachdem anfänglich Post-Anwendungsmessungen genommen werden, wird die Split-Kammer von der Apparatur entfernt und ein Reservoir an steril-filtriertem humanen Speichel wird an die Kammer angeschlossen, was der Flüssigkeit erlaubt, die behandelte verschlossene Dentinoberfläche zu waschen. Das Äußere der Kammer wird in Parafilm eingewickelt, um Luftkontakt und resultierenden Flüssigkeitsverlust zu verhindern. Die Einheit wird dann in einen Inkubator plaziert, der auf Körpertemperatur gehalten wird. Nach einer ausreichenden Zeit wird die Einheit entfernt, das Speichelreservoir entleert und die Split-Kammer an die hydraulische Leitfähigkeitsappraratur wieder angeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Dentin-Flüssigkeitsfluß erneut gemessen werden und das experimentelle Material kann wiederverwendet werden. In den nachfolgenden Beispielen wurden die Flußreduzierungen nach drei Behandlungen und 40 Stunden Speichelinkubation erhalten.
  • In den nachfolgenden Beispielen wie durchweg in dieser Beschreibung und den Ansprüchen, sind alle Temperaturen in Grad Celsius und alle Teile und Prozentsätze sind, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht bezogen.
  • Beispiel 1 (Präzipitations-basierendes Verfahren zur Herstellung anorganischer Partikel)
  • Ein Präzipitat wurde unter Verwendung kommerziell erhältlicher Calciumnitrat- und Natriumsilicat-Lösungen hergestellt. zu 72,8 Gew.% einer 40%igen Natriumsilicat-Lösung wurden 27,2 Gew.% einer 75%igen Calciumtetrahydrat-Lösung in entionisiertem Wasser hinzugegeben, wobei der Mischer bei Hochgeschwindigkeit lief, um eine maximale Agitation zu der Natriumsilicat-Lösung bereitzustellen. Die Präzipitation erfolgte sofort. Das Präzipitat (Calciumsilicat, anorganisches Präzipitat oder "CSIP") wurde für 40 Stunden bei 60°C getrocknet.
  • In Beispiel 1 wurde die CSIP-Teilchengröße durch Vermahlung reduziert (z. B. unter Verwendung einer "air impact mill", "simple ball mill", usw.). Jedoch ist es möglich, die Teilchengröße durch Veränderung des pHs oder durch Verdünnung der Natriumsilicat-Lösung zu verändern, während die hohe Calciumnitrat-Konzentration beim Erniedrigen der Endteilchengröße des Präzipitats beibehalten wird. Die außerordentliche Kanalverschlußeffizienz wurde sowohl durch hydraulische Leitfähigkeit als auch durch SEMs beurteilt, wie in 1 und 2 gezeigt (unbehandelt und behandelt mit der Zusammensetzung aus Beispiel 1).
  • Beispiel 2
  • Eine Zahnpastazusammensetzung, die ferner in der Erleichterung des Schmerzes hilft, wenn auf überempfindlichen Zähnen verwendet, wurde unter Verwendung der folgenden Formulierung hergestellt. Das für jeden Bestandteil gegebene Gew.% basiert auf einen Wert von 100% der gesamten Formulierung.
    Bestandteil Gew.%
    Wasser 48,4
    Calciumsilicat (abgeleitet von einer Natriumsilicat-Lösung [1344-09-8] und Ca(NO2)2 [13477-34-4]) 5,0
    Natriumlaurylsarcosinat 0,4
    Natriumsaccharin 0,3
    Natriumfluorid 0,2
    Hydroxyethylcellulose 2,3
    Hydriertes Lithiumdioxid, aggressiv 6,0
    Natriumlaurylsulfat 1,3
    Glycerin 23,0
    Hydrierter Siliciumdioxid-Verdicker 8,0
    Pfefferminzöl 0,2
  • Beispiel 3
  • Formulierungen einer medizinischen Mundwäsche und oralen Fluoridspülung sind wie folgt in Gew.% (eingestellt auf pH 6).
    Bestandteil Medizin-Typ Oral/Fluorid
    Präzipitiertes anorganisches Material 1,0 -
    Ethylalkohol 15,0 -
    Glycerin 20,0 15,0
    Polyethylenglykol 0,5 -
    Wasser 61,5 73,5
    Caramelfarbe bis zur gewünschten Farbstufung -
    Natriumsaccharin 0,03 0,05
    Ormosil - 2,0
    Alkohol - 5,0
    Öl der grünen Minze - 0,25
    Poloxamer 338 - 1,0
    Natriumfluorid - 0,05
    Natriumbenzoat - 0,1
    FD&C-Farbstoffe - bis zur gewünschten Farbe

Claims (3)

  1. Verwendung eines amorphen, bioaktiven, teilchenförmigen Materials, das aus Calcium, Silizium und Sauerstoff besteht, wobei das Material ein präzipitiertes Reaktionsprodukt einer löslichen Calciumquelle und einer Silicatlösung ist, bei der Herstellung einer Mundpflegezusammensetzung zur Behandlung einer Dentin-Überempfindlichkeit.
  2. Verwendung gemäß Anspruch 1, worin das amorphe Material ein präzipitiertes Reaktionsprodukt einer löslichen Calciumquelle und einer verdünnten Silicatquelle ist, die ausgewählt ist aus einer wäßrigen Kalium- oder Natriumsilicatlösung.
  3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Material eine Teilchengröße im Bereich von circa 10 μm oder weniger hat.
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