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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Mundpflege und insbesondere Verfahren
zur Behandlung der Mundhöhle
mit einem dentalen Übertragungssystem,
wie zum Beispiel einer Zahnseide oder einem Zahnstocher, mit verbesserten
reinigenden und pflegenden, sowie antimikrobiellen Eigenschaften,
die die Zähne
mit einer undurchlässigen
Schutzbarriere versehen. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem
Zusammensetzungen und dentale Übertragungssysteme,
die verbesserte reinigende, pflegende und antimikrobielle Eigenschaften
aufweisen, die die Zähne
mit einer undurchlässigen
Schutzschicht versehen. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung
neuartige kationische oberflächenaktive
Stoffe, die besonders für
die Verwendung bei den vorliegenden Zusammensetzungen, Verfahren
und dentalen Übertragungssystemen
geeignet sind.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Die
Mundpflegeindustrie sowie die Gemeinschaften zur Forschung im Bereich
der Gesundheit suchen schon seit Jahren nach einem Weg zur Unterbindung
der Anlagerung, der Verbreitung, des Wachstums von Bakterien auf
Zähnen oder
der Besiedelung von Zähnen
mit Bakterien, da die anhaftenden Bakterien der Beginn einer schädlichen
Kette von Ereignissen sind, die zur Bildung von Plaque und Zahnstein,
die der Pflege zu Hause widerstehen, und somit schlussendlich zu
Zahnverlust führt.
Da die Menschen in Industrieländern länger leben,
spielt Zahnpflege bei der allgemeinen Gesundheit eine größere Rolle,
und die Entwicklungsländer
werden sich der Bedeutung der Mundhygiene mehr und mehr bewusst.
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Zahnbelag
entsteht, wenn sich kariogene Bakterien (z. B. Streptococcus mutans)
in Kolonien sammeln und Ablagerungen auf den Zahnoberflächen bilden.
Die Gegenwart der Bakterien und Ablagerungen ist für die Gesundheit
der Zähne
extrem schädlich,
da sie, wenn sie nicht gehindert werden, zu einer Zahnfleischentzündung führen können, ebenso
wie zu der Bildung von Zahnkaries und möglicherweise einer peridontalen
Erkrankung. In extremen Fällen
kann ihre Gegenwart sogar zu Zahnverlust führen. Es wurden schon viele
Versuche unternommen, sowohl das Auftreten von Zahnkaries als auch
die Bildung von Zahnbelag zu kontrollieren oder zu verhindern. So
wurden zum Beispiel Fluoridlösungen
oder Fluoridgels verwendet. Die Behandlung mit diesen Materialien
wird typischerweise in periodischen, jedoch nicht häufigen,
Intervallen in Zahnarztpraxen durchgeführt. Derartige Behandlungen
haben vor allem das Ziel, den Zahnschmelz gegenüber dem durch Plaque verursachten
Säureangriff
widerstandsfähiger
zu machen. Jedoch führen
sie nicht zu einer Kontrolle der Plaque über einen längeren Zeitraum hinweg, da
sich die Plaque kurze Zeit nach der Einnahme von Lebensmitteln selbst
wiederherstellt.
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Es
stellte sich heraus, dass selbst bei Erhöhung der Häufigkeit der Anwendung derartiger
Lösungen und
Gels nur eine teilweise Kontrolle erzielt wird. So zeigten zum Beispiel
Studien, bei denen eine fluoridenthaltende Lösung (Fluoridkonzentration
1%) innerhalb eines Jahres vier bis fünf Mal angewendet wurde, dass diese
Technik nur beschränkt
erfolgreich war, da sich die Plaque schnell wieder in der Mundhöhle wiederherstellte. Überdies
zeigte auch die tägliche
Anwendung eines Fluoridgels mittels eines für die Kundschaft passend hergestellten
Polyvinyl-Mundstückes über einen
Zeitraum von 21 Monaten keine wesentliche Änderung der Plaquebildung zwischen
behandelten und unbehandelten Patienten (siehe „Clinical Anticaries Effect
of A Repeated Sodium Fluoride Application by Mouthpiece", Journal of the
American Dental Association, Ausgabe 75, Nr. 3, September 1967,
Seiten 638–644).
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Eine
sachgerechte Verwendung von Zahnseide ist zur Reinigung des beachtlichen
Bereiches der interproximalen Zahnoberflächen, die durch die Borsten
einer Zahnbürste
nicht erreicht werden können,
notwendig.
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Ziel
der Verwendung einer Zahnseide ist:
- 1. jegliches
sich zersetzende Nahrungsmittelmaterial, das sich an den interproximalen
Oberflächen
angesammelt hat und das nicht durch Zähneputzen entfernt werden kann,
herauszubefördern
und zu entfernen; und
- 2. so viel wie möglich
des Wachstums des bakteriellen Materials (Plaque) auf den Zähnen oder
dem darüberliegenden
Zahnstein, der sich dort seit dem vorherigen Reinigen angesammelt
hat, abzulösen
und zu entfernen.
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Die
Idee der Verwendung von Zahnseide zur Reinigung der interproximalen
Räume scheint
1819 durch Parmly („Practical
Guide to the Management of the Teeth", Collins & Croft, Philadelphia PA) eingeführt worden
zu sein. Parmly regte die Verwendung von mit Wachs überzogener
Seide zur Reinigung der Zähne
bei Personen mit Zahnfleischentzündung
an. Es wurde eine Vielzahl an Zahnseiden entwickelt und zur Reinigung verwendet,
bis schließlich
Bass 1948 die optimalen Eigenschaften von Zahnseide nachwies (Dental
Items of Interest, Ausgabe 70, Seiten 921–34, (1948)). Die meisten heutzutage
im Einzelhandel käuflichen
Zahnseiden sind ebenfalls „gewachst", um das Eindringen
in die interproximalen Bereiche zu fördern; da der „Schnur"-Effekt, der von
Bass beschrieben wurde, dazu führt,
dass das Zahnseidenbündel
schwer zwischen die eng zusammen liegenden Zähne zu zwängen ist.
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Von
1960 bis einschließlich
1962 berichteten mehrere klinische Studien, dass hinsichtlich der
Entfernung von Plaque und der Grade der Zahnfleischentzündungswerte
kein klinischer Unterschied zwischen gewachster und ungewachster
Zahnseide besteht. O'Leary
1970 und Hill et al., 1973, fanden keinen Unterschied zwischen den
interproximalen Reinigungseigenschaften von gewachster und ungewachster
Zahnseide. Dies wurde 1982 noch mal durch Lobene et al. (Clinical
Preventative Dentistry, Jan.–Feb.
(1982)) bestätigt,
die keinen wesentlichen klinischen Unterschied zwischen den Plaque-
und Zahnfleischentzündungswerten
zeigten. Ähnliche
Ergebnisse, d. h. keinen klinischen Unterschied zwischen gewachster
und ungewachster Zahnseide hinsichtlich einer Verringerung von Zahnfleischentzündung wurden
durch Finkelstein 1979 dargestellt (J. Dent. Res., Ausgabe 58, Seiten
1034–1039
(1979)). Keine Unterschiede hinsichtlich der Gesundheit des Zahnfleisches
wurden durch Wunderlich 1981 dargestellt (J. Dent. Res. Ausgabe
60A, Seite 862 (1981)). Keine Unterschiede hinsichtlich der Entfernung
von Plaque mit unterschiedlichen Zahnseidearten wurden 1962 von Schmidt
et al. berichtet (J. Dent. Res, (1962). Stevens untersuchte 1980
Zahnseide mit unterschiedlichen Durchmessern und zeigte keinen Unterschied
hinsichtlich Plaque und Gesundheit des Zahnfleisches. Carter et
al., Va Dent. J., Ausgabe 52, Seiten 18–27 (1975) untersuchte professionell
und selbst verabreichte gewachste und ungewachste Zahnseide und
fand heraus, das beide Zahnfleischbluten der interproximalen und gingivalen
Sulci signifikant reduzieren. Die ungewachste Zahnseide erschien
leicht, jedoch nicht wesentlich, wirksamer.
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In
Anbetracht dieser klinischen Arbeit ist es nicht überraschend,
dass die meisten der heutzutage verkauften Zahnseiden gebunden und/oder
gewachst sind. Das „Binden" in der Garnindustrie
wird heute mehr dafür
verwendet, die Verarbeitung und Herstellung während der Herstellung und Verpackung
der Zahnseide zu vereinfachen, als aus Gründen, die mit der Reinigung
der Zähne
durch die Zahnseide zusammenhängen.
Da klinische Test keinen Unterschied zwischen gewachster und ungewachster
Zahnseide zeigen, war der Zahnseideindustrie die Neigung der Garnindustrie
recht, Bindemittel in der Zahnseide zu verwenden.
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Auf
jeden Fall reinigen die meisten Menschen auf der Welt ihre Zähne nicht
mit Zahnseide. Stattdessen werden häufig Stäbchen oder Zahnstocher zur
Reinigung der Zähne
verwendet.
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Maetani
et al., US-Patent Nr. 2,504,228 beschreiben einen metallischen Dentalguss,
der mit einer PTFE-Beschichtung beschichtet ist. Die PTFE-Beschichtung
wird durch eine Lösung
angewendet. Das PFTE kann auch durch eine Suspension (einem Organosol)
angewendet werden, die auch andere Harze umfassen kann, wie zum
Beispiel ein Silikon.
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Lorch
beschreibt in dem US-Patent Nr. 4,776,358 ein Zahnstreifen zur Reinigung
der Zähne,
das seinen eigenen Nachschub an einem Zahnputzmittel trägt. Das
Tape kann aus einem gegenüberliegenden
Paar an Laminatfolien, die mikroporös sind, hergestellt werden.
Das Zahnputzmittel wird zwischen die gegenüberliegenden Oberflächen der
zwei Laminate angeordnet, und die längs laufenden, sich gegenüberliegenden Kanten
der zwei Laminate werden zusammen versiegelt. Bei der Verwendung
strömt
das Zahnputzmittel durch die Poren des Laminats aus. Das Laminat
kann aus PTFE-Folien hergestellt sein. Das Zahnputzmittel ist ein herkömmliches,
für gewöhnlich ein
im Handel erhältliches,
Material.
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Blass
beschreibt im US-Patent Nr. 4,996,056 die Beschichtung einer Zahnseide
oder eines Zahnstreifens mit einer Mischung aus Wachs und einem
PTFE-Pulver.
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La
Rochelle offenbart in US-Patent Nr. 4,157,386 eine Lutschtablette,
die die Oberflächen
der Zähne beschichtet
und die Fluoridionen, ein Polierungsmittel, und ein Pflanzenöl umfasst.
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Gaffar
et al. offenbart im US-Patent Nr. 5,344,641 ein Zahnputzmittel,
das ein antibakterielles Mittel, ein Mittel mit verstärkter antibakterieller
Wirkung, ein polierendes Mittel und ein die Löslichkeit förderndes Mittel umfasst. Das
antimikrobielle Verbesserungsmittel ist ein anionisches filmbildendes
Material, das sich an die Zahnoberflächen anheftet und dabei verhindert,
dass sich Bakterien anheften. Zudem verbessert es die Übertragung
des antibakteriellen Mittels an die Zahnoberflächen.
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Raaf
et al. offenbart im US-Patent Nr. 4,169,885 eine gefüllte Kapsel,
die eine äußere hydrophil
wirksame Substanz aufweist, und einen inneren Kern, der eine hydrophobe
Substanz, eine Fluoridquelle, und eine antimikrobielle Substanz
umfasst. Es wird angenommen, dass die hydrophile Substanz nach dem
Verzehr der Kapsel die hydrophob aktive Substanz an den Zähnen fixiert.
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Hill
et al. offenbart in US-Patent Nr. 5,165,913 eine Zahnseide, die
einen oberflächenaktiven
Stoff, ein Silikon, und ein chemotherapeutisches Mittel umfasst.
Das chemotherapeutische Mittel wird nach der Ausdehnung der Zahnseide übertragen.
Es wird angenommen, dass der oberflächenaktive Stoff und das Silikon
die Zähne beschichten,
dem Benutzer ein Gefühl
der Glätte
vermitteln, und die Anheftung von Bakterien verhindern.
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Chang
offenbart im US-Patent Nr. Re 31,787 ein die Elution verminderndes
Zahnpflegemittel, das ein ein Membran-bildendes Material umfasst.
Es wird angenommen, dass die Anwendung des Membran-bildenden Materials
die Elution eines vorher angewendeten therapeutischen Mittels (d.
h. Fluorid) hemmt.
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Curtis
et al. im US-Patent Nr. 4,528,182 und Crawford et al. im US-Patent
Nr. 4,490,353 offenbaren eine Anti-Plaque-Zahnpflege-Zusammensetzung, die
eine quartäre
Ammoniumverbindung, einen oberflächenaktiven
Betain-Stoff, ein
Polyethylenglykol und ein Schleifmittel enthält. Es wird angenommen, dass
die Gegenwart des oberflächenaktiven
Betain-Stoffes das Schäumen
des Zahnpflegemittels erhöht
und die Deaktivierung der quartären
Ammoniumverbindung verhindert.
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Es
hat sich jedoch keiner dieser Ansätze als zufriedenstellend herausgestellt.
Daher bleibt im Stande der Technik ein klarer Bedarf nach verbesserten
Verfahren, Zusammensetzungen und dentalen Übertragungssystemen bestehen,
die zur Verhinderung der bakteriellen Adhäsion an die Zähne wirksam
sind und antimikrobielle Eigenschaften aufweisen.
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Bei
der Verwendung eines Zahnstochers oder eines dentalen Stäbchens besteht
ferner Bedarf an Zusammensetzungen, die wirksam an den Zähnen angewendet
werden können,
und die verbesserte antimikrobielle Eigenschaften zur Folge haben.
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EP-A-0408174:
Das Patent offenbart verschiedene Kombinationen von antimikrobiellen
Mitteln, einschließlich
Hexetidin und dessen Derivaten, die antibakterielle Lösungen erzeugen,
die eine größere antibakterielle
Kraft haben als dies bei der Verwendung einer der einzelnen antimikrobiellen
Substanzen alleine der Fall sein würde.
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US-A-5209251
betrifft eine Zahnseide, die aus PTFE, einem sehr rutschigen Material,
und Mitteln, die die Reibung des PTFE an den Zähnen erhöhen sollen, hergestellt ist.
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US-A-4490353
offenbart Zusammensetzungen für
stabile Antiplaque-Zahnpflegemittel mit anderen Eigenschaften, die
bei Zahnpflegemitteln nützlich
wären.
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US-A-4205061
ist ein weiteres Patent hinsichtlich „antimikrobieller Synergie", das in seinem Konzept ähnlich wie
das obenstehend erwähnte
EP-A-0408174 ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demzufolge
besteht ein Problem der vorliegenden Erfindung darin, neuartige
dentale Übertragungssysteme
zur Verfügung
zu stellen, die verbesserte antimikrobielle Eigenschaften aufweisen.
Dieses Problem wird durch den Gegenstand der vorliegenden Ansprüche gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine neuartige Zahnseide zur Verfügung, die
verbesserte antimikrobielle Eigenschaften aufweist.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung neuartige Zahnstocher zur Verfügung, die
verbesserte antimikrobielle Eigenschaften aufweisen.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung der
Zähne zur
Verfügung,
bei dem den Zähnen
eine verbesserte Beständigkeit
gegenüber
Mikroben verliehen wird.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung der
Zähne zur
Verfügung,
bei dem den Zähnen
eine verlängerte
Beständigkeit
gegenüber
Mikroben verliehen wird.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung der
Zähne zur
Verfügung,
das zu einer verringerten Fähigkeit
der Bakterien, an die Zähne
anzuhaften, führt.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung neuartige Zusammensetzungen zur
Verfügung,
die den Zähnen eine
verbesserte Beständigkeit
gegenüber
Mikroben verleihen.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung neuartige Zusammensetzungen zur
Verfügung,
die den Zähnen eine
verlängerte
Beständigkeit
gegenüber
Mikroben verleihen.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung neuartige Zusammensetzungen zur
Verfügung,
die in einer verringerten Fähigkeit
der Bakterien, an den Zähnen
zu haften, resultieren.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung neuartige kationische oberflächenaktive
Stoffe zur Verfügung, die
bei derartigen Verfahren, Zusammensetzungen und dentalen Übertragungssystemen
verwendbar sind.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung dentale Oberflächen mit einem andauernden,
inaktiven, lückenlosen
hydrophoben Material, das eine physische Barriere gegen den Zugang
zu der Oberfläche
des Zahnes durch Bakterien, Säuren,
Lebensmittelresten, usw. darstellt und den Verlust von Fluorin durch
Elution von dentalen Oberflächen
verhindert.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung derartige Barrieren, zur Ablagerung
auf dentalen Oberflächen, zur
Verfügung,
die Materialien umfassen, die die Zwecke der Mundhygiene verstärken, wie
zum Beispiel Fluorid, Substanzen, bei denen nachgewiesen wurde,
dass sie die Anheftung, die Ausbreitung, das Wachstum oder die Besiedelung
mit unerwünschten
Bakterien hemmen, antiseptische oder antibiotische Materialien,
Reinigungsmittel, entzündungshemmende
Mittel, und weitere derartige aktive Mittel.
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Daher
stellt die vorliegende Erfindung ein neues dentales Übertragungssystem
zur Verfügung,
das neue Zusammensetzungen zur Verfügung stellt, die an die dentalen
Oberflächen
(Zahnoberflächen)
binden, die Vertiefungen, Spalten, Eindrücke, Sprünge, dentale Kanälchen, Zwischenräume oder
Unregelmäßigkeiten aufweisen.
Die Zusammensetzungen passen sich an die Topografie der Zahnoberflächen an
und lagern Schutzbarrierematerialien auf den Oberflächen der
Zähne ab.
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Die
Anwendung der vorliegenden Zusammensetzungen auf Zahnseide oder
Zahnstreifen, gemäß der erfindungsgemäßen Verfahren,
stellt eine geeignete Kombination der Bindung an die Zahnseide oder
der Zahnstreifen zusammen mit der Transferierbarkeit der Zusammensetzungen
auf und in die Oberflächen
der Zähne
während
der Verwendung der Zahnseide oder des Zahnstreifens dar.
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Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
können
unter Verwendung von Zahnbürsten,
sowohl manuell als auch automatisiert, auf die dentalen Oberflächen angewendet
werden, wobei die Zahnbürsten
entweder „natürliche" Borsten, Nylonborsten
oder faserige Borsten, Multifilseidenborsten, oder Monofilseidenborsten
aufweisen. Das für
die Anwendung der Barrierenmaterialien und der Duplexfolien auf
den Borsten verwendete Verfahren kann dem entsprechen, das untenstehend
für die
Anwendung auf Zahnseiden oder Zahnstreifen beschrieben ist.
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Die
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch auf die Zahnoberflächen angewendet
werden, indem irgendeine aus einer Vielzahl an interdentalen oder
dentalen Vorrichtungen aus Holz, Plastik, Metallen, usw. verwendet
wird. Eine stäbchenartige
Vorrichtung kann an einem oder an beiden Enden mit einem beliebigen
Material abgedeckt werden, das zur Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
geeignet ist. Die Vorrichtung kann den gegenwärtig auf dem Markt erhältlichen
interdentalen Vorrichtungen von Johnson & Johnson ähnlich sein, die als „Stimudents" bekannt sind, sie
können
in ihrem Aufbau ähnlich
sein wie die beliebten „Q-Tip"-Wattetupfer aus
Baumwolle, oder sie können
in einem Aufbau vorliegen, bei dem der Applikator in einen entsprechenden
Halter eingeführt
wird oder anderweitig an ihm befestigt wird.
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Die
Materialien, die zur Bedeckung der Enden des Applikators der Vorrichtung
verwendet werden, können
zum Beispiel umfassen: a) natürliches
oder synthetisches Garn, Fäden
oder anderes faserhaltiges Material, entweder als solches oder als
Textil angeordnet, oder als ein beliebiges geflochtenes, gedrilltes,
gewebtes, vliesartiges gestricktes, verfilztes, filziges, usw. Material,
bei dem die Materialien der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen (im Nachfolgenden
als MCPI bezeichnet) unter oder zwischen den Fasern oder den Strängen der
Materialien gehalten werden; b) schaumartige, oder anderweitig poröse Materialien,
bei denen das MCPI innerhalb der Poren oder den Öffnungen gehalten wird; oder
c) nicht poröse,
nicht-faserhaltige Materialien wie zum Beispiel einige Holz-, Kunststoff-,
Metallarten, usw.
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In
den untenstehenden Beispielen wurden die Oberflächen von hölzernen Zahnstochern beschichtet und
ein MCPI-Film wurde auf die nassen Oberflächen der gläsernen Mikroskopobjektträger übertragen.
Die Zahnstocher wurden nur eingetaucht und getrocknet, wobei dieselben
Techniken wie für
Zahnseide verwendet wurden.
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Daher
werden bei einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Oberflächen der Zähne mit einem Material beschichtet,
das einen „Duplexfilm" bildet, der aus
einer stark elektrostatisch-adhäsiven
Monoschicht eines positiv geladenen Polyelektrolyts besteht (wie
zum Beispiel Polyethylenenimin, PEI), das mit einer Monoschicht
aus Fettsäuremolekülen umgesetzt
wird. Die Fettsäuremoleküle binden
sich mit ihren Carboxylgruppen an die PEI-Schichten, wobei die Kohlenwasserstoffteile
der Fettsäureketten
eine hoch hydrophobes Interface bilden, das mit den hydrophoben
Barrierematerialien kompatibel ist.
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Zusätzlich zu
Fettsäuren
beinhalten andere Verbindungen, die niedrige Oberflächenspannungen
und wasserabweisende Eigenschaften haben, die in der Praxis der
vorliegenden Erfindung verwendet werden können, Polymethylalkylsiloxane,
wie zum Beispiel Polymethylhexadecylsiloxan und Polyfluoroalkylmethylsiloxane
(zum Beispiel Polymethyl-3,3,3-trifluoropropylsiloxan).
Diese verbessern ferner die hydrophoben Eigenschaften des Duplexfilms
und vereinfachen die Übertragung
der hydrophoben Barrierematerialien. Gesättigte Kohlenwasserstoffe wie
zum Beispiel Wachse einschließlich
Bienenwachs und Carnauba-Wachs, und Petroleumwachse, wie zum Beispiel
Paraffine und Fluorpolymere können
ebenfalls verwendet werden.
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Bei
anderen Anwendungen kann der Duplexfilm durch eine einfache Monoschicht
ersetzt werden, die aus einem oberflächenaktiven Stoff mit niederem
Molekulargewicht besteht, bei dem positiv geladene Gruppen mit den
Oberflächen
der Zähne
reagieren und der wasserabstoßende
Teil der Kette eine hoch hydrophobe Schnittstelle bildet. Beispiele
derartiger oberflächenaktiver
Stoffe sind Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB), Hexadecyltrimethylammoniumbromid
(HDTAB), und verschiedene Amine oder quartäre Amine, für die das quartäre Amin
Hyamin-1622 ein gutes Beispiel ist.
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Die
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
sind für
gewöhnlich
Materialien in halbfestem oder festem Zustand, die auf die Zahnoberflächen durch
Zahnseide, Zahnstreifen, interdentale Vorrichtungen, Tupfer, Stäbchen, Zahnstocher
und alle anderen Applikatoren oder Anwendungsverfahren, durch die
halbfeste oder feste Materialien mit den Zahnoberflächen in
Kontakt gebracht werden können,
angewendet werden. Alle solchen Applikatoren oder Verfahren werden
im Nachfolgenden als „Applikatoren" bezeichnet.
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Wie
durch die schematischen Darstellungen der 1 und 2a und b gezeigt, stellen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen,
auf den Zahnoberflächen
angewendet eine mehrschichtige Schutzbeschichtung (im Nachfolgenden
als „Schutzbeschichtung" oder „PC" (protective coating)
bezeichnet), wie folgt zur Verfügung:
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(1)
Die Transfermittelschicht hat eine duale Funktion, wobei sie aus
Materialien, die einige molekulare Abschnitte oder Teile einer Polymerkette
aufweisen, die positiv geladen sind und andere solche Abschnitte,
die hydrophobe Charakteristika aufweisen, zusammensetzt ist.
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Drei
Kategorien von Transfermittelmaterialien umfassen:
(a) monomere
kationische oberflächenaktive
Stoffe, (b) kationische Polyelektrolyten oder deren Produkte oder Komplexe
mit organischen oder anorganischen Säuren, und (c) Polypeptid-artige
Materialien, die eine überwiegende
Anzahl an positiv geladenen funktionellen Gruppen aufweisen.
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(2)
Barriereschicht: an die hydrophoben Bestandteile der Transfermittelschicht
wird ein hydrophobes, inertes Material (im Nachfolgenden „Barriere-" Material genannt),
wie zum Beispiel ein Wachs, angehaftet. Die Dicke der Barriereschicht
liegt typischerweise zwischen etwa 1 μ und etwa 10 μ.
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In
den bevorzugten Ausführungsformen
kann das PC ferner zur Verfügung
stellen:
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(3)
Antibakterielle Funktion: in die Barriereschicht können therapeutische,
hygienische oder anderweitig wünschenswerte
Materialien gemischt werden, die freigesetzt werden, während sie
auf den Oberflächen der
Barriereschicht exponiert sind. Eines der typischerweise in das
Barrierematerial eingemischten Materialien ist eine Substanz, oder
Substanzen, die gezeigt haben, dass sie die Anheftung hemmen oder
auf eine andere Weise die Verbreitung und das Wachstums von schädlichen
Bakterien oder die Besiedelung durch schädliche Bakterien, wie zum Beispiel
Streptococcus mutans, S. sobrinus, etc., bezwingen. Wie obenstehend
genannt, kann die Zusammensetzung ferner weitere aktive Mittel umfassen.
Alle derartigen Substanzen werden im Nachfolgenden als „aktives
Mittel" oder „A-A" (active agent) bezeichnet.
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Daher
ermöglicht
die vorliegende Erfindung zum ersten Mal seit Jahrzehnten eine wesentliche
Verbesserung bei der Verbraucherzahnpflege oder der Zahnpflege zu
Hause. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung die folgenden
Vorteile zur Verfügung:
- I. Die Anwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung
auf die Zähne
stellt eine andauernde, hydrophobe, inerte Barriere zur Verfügung, die
Säuren,
färbende
Materialien (9 stellt links (9a)
mehrere färbende
Materialien auf einer unbehandelten Oberfläche dar, im Vergleich dazu
stellt 9b dieselben Materialien auf
einer Oberfläche
dar, die mit einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung
behandelt wurde), Nahrungsmittelteilchen, Bakterien und alle anderen
Materialien davon abhält,
Zugang zu den behandelten Zahnoberflächen zu bekommen und somit
einen Schutz gegen alle der üblichen
schädlichen Prozesse
zur Verfügung
stellt-einschließlich
dem Verlust von Fluor durch Elution. Zudem haften diese schädlichen
Substanzen weniger leicht an der Barriere, als sie an der ungeschützten Zahnoberflächen haften
würden.
- II. Alle Bakterien oder andere Fremdkörper, die sich an die Schutzbarriere
anhaften, werden durch Zähneputzen
leicht entfernt, ebenso wie durch Reinigen mit Wasser unter Druck,
Reinigen mit Zahnseide und sogar vermutlich durch heftiges Mundspülen, da
die amorphe Barriere leicht zerspalten oder abgelöst wird, wobei
das äußerste Material
entfernt wird, jedoch etwas der Schutzbarriere beibehalten wird.
Ohne einen derartigen Schutz wird es bald unmöglich, die Bakterien, die sich
an die Oberfläche
der Zähne
angeheftet haben, durch Zähneputzen
oder Reinigen mit Zahnseide zu entfernen und muss professionell
entfernt werden. Da die Anheftung durch die Bakterien kurz nach
jeder Mahlzeit stattfindet, ist die Barriere von großer prophylaktischer
Bedeutung.
- III. Das Barrierematerial füllt
Vertiefungen, Spalten, und Risse, die bevorzugte Orte zur Bakterienbesiedelung
und Plaqueentwicklung sind, schnell, und versiegelt sie damit schnell.
Die Barriere bleibt bestehen, bis sie mechanisch von diesen Vertiefungen,
usw. entfernt wird und stellt damit einen Schutz zur Verfügung, der
sich sogar mehr in die anfälligen
Bereiche ausdehnt, da das Barrierematerial nicht so leicht aus den Vertiefungen,
Spalten, usw. entfernt wird, wie es bei glätteren Zahnoberflächen bei
der normalen Verwendung von abrasiven Handlungen durch die Zunge,
dem Kauvorgang der Nahrung, Zähneputzen,
usw. der Fall ist.
- IV. Durch das Hinzufügen
eines antibakteriellen Materials zu der Barrierenzusammensetzung,
wobei 5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)-5-methylhexyahydropyrimidin,
das von Angus Chemical Co. unter dem Handelsnamen Hexetidin erhältlich ist,
ein Beispiel eines besonders bevorzugten aktiven Mittels ist, wird
die Anhaftung der Bakterien auf die Barrierenoberfläche durch
geschätzte
90% oder mehr verringert, verglichen mit der Anzahl und der Dichte
von Bakterien, die sich an die ungeschützten Zahnoberflächen anhaften.
Natürlich
werden diejenigen Bakterien, die sich anhaften, immer noch leicht
durch die typischen Aktivitäten
des Verbrauchers entfernt, wie zum Beispiel durch Zähneputzen
und Reinigen mit Zahnseide. Zudem scheint es, dass das Hexetidin
von dem Barrierematerial auf die Oberflächen der Zähne, die die Barriere nicht
erreicht hat, wandert oder diffundiert, wobei diesen schwer erreichbaren
und höchst
anfälligen
Bereichen ein gewisser Schutz verliehen wird.
- V. Was wichtig ist, ist, dass die Vorteile der vorliegenden
Erfindung durch eine weite Spanne von Anwendungsverfahren übertragen
werden können,
zum Beispiel durch Zahnseide oder Zahnstreifen, Wattestäbchen(Q-tip®)-ähnlichen
Tupfern, Zahnstochern, interdentalen Vorrichtungen wie Stimudents®,
vorbeschichteten Zahnbürsten
und anderen zur Verwendung erwünschten
Applikatoren für
die Verwendung durch Verbraucher oder für professionelle Verwendung.
Das einzige Kriterium ist, dass es ein wachsartiges Material mit
den Zahnoberflächen
in Kontakt bringen muss.
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Daher
ist die Anwendung des vorliegenden dentalen Übertragungssystems bei der
Behandlung/Beschichtung von Zahnoberflächen mit einer beständigen,
inerten, ununterbrochenen, hydrophoben Zusammensetzung, die eine
physische Barriere gegen den Zugang von Bakterien, Säuren, Nahrungsmittelresten,
usw., zu den Zahnoberflächen
darstellt, und den Verlust von Fluorin durch Elution aus den Zahnoberflächen verhindert, wirksam.
Zudem haften wesentlich weniger Bakterien an der Barriere an, als
an der ungeschützten Zahnoberflächen anhaften.
Was noch wichtiger ist, ist dass sich Bakterien und anderes Material,
das an der Barriere anhaftet, leicht durch Zähneputzen, Reinigen mit Zahnseide,
Reinigen mit einer Munddusche und selbst kräftigem Mundsspülen leicht
entfernen lassen, da sich das amorphe Barrierematerial leicht mit
wenig Kraftaufwand zerteilen oder ablösen lässt. Selbst nach der Entfernung
derartiger Oberflächenmaterialien
bleiben Barrierematerialien zurück,
um weiterhin einen Schutz zur Verfügung zu stellen.
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Bei
oder nach der Anwendung werden die erfindungsgemäß verwendeten Barrierematerialien
gezwungen, sich an die Oberflächenstruktur
der Zahnoberflächen
anzupassen, auf denen sie angewendet werden. Ebenso wichtig ist,
dass die Barrierematerialien die Vertiefungen, Spalten, Risse und
andere Unebenheiten der Zahnoberfläche füllen, wodurch diese Stellen,
in denen die Bakterien am häufigsten
gefunden werden und von wo sie am schwierigsten zu entfernen sind,
blockiert werden. Zudem sind die Barrierematerialien an solchen
Stellen am wenigsten der Entfernung durch die normalen oralen Abreibungsquellen
und Oberflächenaktivitäten ausgesetzt,
wie zum Beispiel den Bewegungen der Zunge, Zähneputzen, Kauen, usw., und
daher wird der am längsten
anhaltende Schutz an den Stellen zur Verfügung gestellt, wo er am meisten
benötigt
wird.
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In
einer bevorzugen Ausführungsform
umfasst das Barrierematerial Mittel, die die Zwecke der Mundhygiene
verbessern, wie zum Beispiel Substanzen, die
- (a)
nachweislich die Inhibierung der Anheftung, der Verbreitung, des
Wachstums oder Besiedelung unerwünschter
Bakterien verbessern,
- (b) andere keimtötende,
antiseptische oder antibiotische Materialien sind,
- (c) Entzündungshemmer
sind, und
- (d) weitere wünschenswerte
Mittel sind.
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Bei
der Verwendung von einer der am meisten bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, bei der ein heterozyklisches von Nitroparaffin
abgeleitetes Material, wie zum Beispiel Hexetidin, in die Barrierenzusammensetzung
eingemischt wird, ist die Anhaftung der Bakterien auf die Schutzbarriere
im Vergleich zu ungeschützten
Zahnoberflächen
um ≥ 90%
verringert. Diese wenigen Bakterien, die sich an die Barrierenoberfläche heften
können,
sind durch eine leichte Abriebbehandlung entfernbar.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Eine
vollständigere
Würdigung
der Erfindung und vieler der damit zusammenhängenden Vorteile wird leicht
erhalten, wenn die Erfindung mit Hinblick auf die folgende detaillierte
Beschreibung unter Berücksichtigung
der begleitenden Zeichnungen besser verstanden wird, wobei:
-
1 ein
teilweiser Querschnitt durch einen beschichteten menschlichen Zahn,
aufgenommen in Horizontalebene, ist, der die unregelmäßige Zahnoberfläche zeigt,
die Anpassung der Beschichtung an die Zahnoberfläche und ihre relative Dicke,
alles in einer stark vergrößerten Maßstab. Der
hydrophobe Barrierefilm, der antibakterielle und andere funktionelle
Mittel enthält,
entspricht dem Substrat und füllt
Vertiefungen, Spalten, Risse und andere Unregelmäßigkeiten auf der Zahnoberfläche. Die
Transferschicht vereinfacht die Adhäsion des hydrophoben Barrierefilms
an der Zahnoberfläche;
-
2a und b sind vergrößerte Ansichten der beschichteten
Zahnoberfläche,
die den Bereich der Zahnoberfläche
in 1 zeigt, um die elektrostatische Ladungsverteilung
an der Schnittstelle zwischen der Zahnoberfläche und dem Transfermittel
zu demonstrieren. Diese Figuren zeigen die Anhaftungsart des Transfermittels
auf die negativ geladene Zahnoberfläche. (a) Die
Moleküle
des positiv geladenen oberflächenaktiven Stoffes
bilden eine dichte Monoschicht, die an das negativ geladene Substrat
anhaftet. Die Alkylgruppen des Transfermittels zeigen von der Oberfläche weg. (b) Polyaminmoleküle adsorbieren mit ihren hydrophoben
Seitengruppen in das Substrat, wobei die hydrophoben Seitengruppen
von der hydrophilen Zahnoberfläche
weg zeigen;
-
3 zeigt
die Anwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch einen
Baumwolltupfer auf einen Zahn;
-
4a und b sind lichtmikroskopische Aufnahmen eines
unbehandelten Zahnes (4a) und eines erfindungsgemäß behandelten
Zahnes (4b), nachdem er 48 Stunden lang
einem bakterienreichen Medium ausgesetzt worden war.
-
5 zeigt
die Anwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf einen
Zahn durch eine Zahnbürste;
-
6a und b sind lichtmikroskopische Aufnahmen eines
unbehandelten Zahnes (6a) und eines erfindungsgemäß behandelten
Zahnes (6b), nachdem er einem bakterienreichen
Medium 48 Stunden lang ausgesetzt worden war;
-
7 zeigt
die Anwendung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf einen
Zahn durch eine Zahnseide;
-
8a und b sind lichtmikroskopische Aufnahmen eines
unbehandelten Zahnes (8a) und eines erfindungsgemäß behandelten
Zahnes (8b) nachdem der Zahn einem bakterienreichen
Medium 48 Stunden lang ausgesetzt worden war; und
-
9a und b zeigen das Aussehen eines färbenden
Materials auf einem unbehandelten Glasträger (9a) und
eines Objektglases, das gemäß der vorliegenden
Erfindung behandelt worden war (9b).
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
-
Funktion des
Transfermittels
-
Zur
Anhaftung eines hydrophoben Barrierematerials an eine nasse, hydrophile,
negativ geladene Zahnoberfläche,
wird ein Transfermittelmaterial verwendet, das zwei Funktionen hat.
Dieses Material weist einige aktive Gruppen auf, die elektrostatisch
positiv geladen sind und einige aktive Gruppen, die mit den hydrophoben
Materialien der Barrierenschicht kompatibel sind.
-
Verwendbare
Transfermittelmaterialien beinhalten verschiedene Cetylaminverbindungen,
verschiedene Diamine (einschließlich
zum Beispiel Duomeene und Ethduomeene), von Nitroparaffin abgeleitete
heterozyklische Amine und quartäre
Ammoniumverbindungen.
-
Ebenso
verwendbar sind Verbindungen bestimmter kationischer Polyelektrolyten,
die für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung erfunden wurden und hiermit
eingeführt
werden, einschließlich
zum Beispiel Polyethylenimin (PEI), das mit unterschiedlichen Konzentrationen
an Fettsäuren,
wie zum Beispiel Stearinsäure, Palmitinsäure, Oleinsäure, usw.,
derivatisiert wurde.
-
Einige
dieser Transfermittel inhibieren zudem die Anhaftung oder bekämpfen anderweitig
die Verbreitung, das Wachstum oder die Besiedelung mit Bakterien
wie zum Beispiel Streptococcus mutans und Streptococcus sobrinus,
wenn sie in einer geeigneten Konzentration hinzugefügt werden,
damit sie in der Lage sind, als ein Transfermittel zu wirken und
auch die Funktion des aktiven Mittels auszuüben.
-
Einige
Substanzen, namentlich einige der bifunktionalen Aminhydrofluoride
und insbesondere der quartären
Ammoniumfluoride sind im Stande der Technik verwendet worden, um
eine Monoschicht oder ein bipolares Material zu bilden, das an einem
Ende in sich an die Zahnoberflächen
angehaftet ist. Untersuchungen lassen jedoch darauf schließen, dass
die resultierende einfache Molekularschicht nicht ausreicht, um
eine dauerhafte funktionelle Barriere gegen die Anheftung von Bakterien
zur Verfügung
zu stellen oder den Zugang von Säuren,
usw. zu den Zahnoberflächen
zu unterbinden.
-
Transfermittelmaterialien
-
Es
wird angenommen, dass kationische Transfermittelmaterialien, die
in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sich durch eine komplexbildende
Wechselwirkung zwischen dem kationischen Abschnitt des Materials
und dem proteinösen
Abschnitt des Zahnes an die Zahnoberflächen binden und daher die Zahnoberfläche so prädisponieren
oder konditionieren, dass das wachsartige Material dann an die Oberfläche anhaftet.
Oberflächenaktive
Materialien, die in der Lage sind, stark an die negativ geladenen
und hydrophilen Oberflächen
eines menschlichen Zahnes zu binden, umfassen verschiedene geradkettige
Alkylammoniumverbindungen, zyklische Alkylammoniumverbindungen,
von Petroleum abstammende kationische Stoffe und polymere kationische
Materialien.
-
a)
Geradkettige Alkylammoniumverbindungen
-
R
stellt eine lange (C8-20) Alkylkette dar,
die mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen substituiert sein kann.
R', R'', und R''' können jeweils
unabhängig
entweder eine lange (C8-20) Alkylkette sein,
die mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen substituiert sein kann,
oder kleinere (C1-4) Alkylgruppen, die mit
einer oder mehreren Hydroxylgruppen oder Aryl (C6-10)
Gruppen oder Wasserstoff substituiert sein kann, und X stellt ein
Anion dar, wie zum Beispiel Chlorid oder Fluorid. Diese schematischen
Formeln wurden zum Zwecke der Definition der Verbindungsklassen
bereitgestellt und stellen die einfachsten Konzepte von kationischen
Transfermitteln dar, wobei eine oder mehrere hydrophobe Alkylgruppen
an ein kationisches Stickstoffatom gebunden werden. In vielen Fällen ist
die Verbindung komplexer, wie zum Beispiel bei RCONHCH2Ch2Ch2N(CH3)2. Zudem können kationische Übertragungsmittel
mehr als ein kationisches Stickstoffatom enthalten wie zum Beispiel
die folgende Klasse von Verbindungen RNHCH2CH2CH2NH2 und
deren Derivate.
-
Repräsentative
Beispiele für
Verbindungen gemäß der obenstehend
genannten Formel sind:
Cetyltrimethylammoniumchlorid (CTAB),
Hexadecytrimethylammoniumbromid
(HDTAB),
Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid,
Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid,
Cetyldimethylethylammoniumhalogenid,
Cetyldimethylbenzylammoniumhalogenid,
Cetyltrimethylammoniumhalogenid,
Dodecylethyldimethylammoniumhalogenid,
Lauryltrimethylammoniumhalogenid,
Kokosnussalkyltrimethylammoniumhalogenid,
N,N-C8-20-Dialkyldimethylammoniumhalogenid, und
insbesondere Verbindungen wie zum Beispiel bis(hydrogeniertes Talkalkyl)dimethylammoniumchlorid,
von dem bekannt ist, dass es auf die Oberfläche absorbiert, wobei hydrophobe
Gruppen von ihm wegorientiert sind, 2-Hydroxydodecyl-2-hydroxyethyldimethylammoniumchlorid
und N-octadecyl-N,N',N'-tris-(2-hydroxyethyl)-1,3-diaminpropandihydrofluorid.
-
b) Cyclische Alkylammoniumverbindungen
-
Eine
ferner bevorzugte Gruppe an Verbindungen der vorliegenden Erfindung,
von denen herausgefunden wurde, dass sie anwendbar sind, umfasst
eine Klasse an oberflächenaktiven
quartären
Ammoniumverbindungen, bei denen das Stickstoffatom, das die kationische
Ladung trägt,
Teil eines heterozyklischen Rings ist. Geeignete Verbindungen sind
zum Beispiel wie folgt:
Laurylpyridiniumchlorid oder -Bromid,
Tetradecylpyridiniumbromid, Cetylpyridiniumhalogenid (Chlorid, Bromid oder
Fluorid).
-
c) von Petroleum abgeleitete
kationische Stoffe
-
Typische
basische Amine sind von auf Petroleum basierenden Rohmaterialien,
wie zum Beispiel Olefinen, Paraffinen und aromatischen Kohlenwasserstoffen
abgeleitet, und umfassen Verbindungen mit wenigstens einer alipathischen
Kohlenstoffkette, die sechs oder mehr an den Stickstoff gebundene
Kohlenstoffatome enthält.
Daher sind Aminsalze, Diamine, Amidoamine, veretherte Amine und
deren entsprechende quartären Salze
anwendbar. Bevorzugte Verbindungen dieser Art umfassen Talg- oder
Kokosnussaklyl-substitiuierte 1,3-Propylendiamine, die von Witco
unter den Handelsnahmen „Adogen" und „Emcol" verkauft werden,
und ähnliche
Diamene, die von Akzo unter dem Handelsnamen „Duomeen" verkauft werden, und deren Polyethenoxyderivate,
die unter dem Handelsnahmen „Ethomeen" und „Ethoduomeens" verkauft werden.
-
d) polymere Amine
-
Geeignete
polymere Amine umfassen eine Klasse an Polymeren, die ionische Gruppen
entlang der Hauptkette aufweisen, und Eigenschaften von Elektrolyten
und Polymeren aufweisen. Diese Materialien umfassen Stickstoff primärer, sekundärer, tertiärer oder
quartärer
Funktionalität
in ihrer Hauptkette und können durchschnittliche
Molekulargewichte aufweisen, die so niedrig wie etwa 100 sind, oder
höher als
etwa 100,000 sind. Vertreter dieser polymeren kationischen Transfermittel
sind wie folgt:
Polydimerylpolyamin (General Mills Chemical
Co.),
Polyamid (Handelsname "Versamid"),
Polyacrylamide,
Polydiallyldimethylammoniumchlorid
("Cat-Floc"), Polyhexamethylenbiguanidverbindungen,
wie sie unter dem Handelsnamen "Vantocil" verkauft werden,
sowie weitere Biguinide, zum Beispiel diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 2,684,924,
2,990,425, 3,183,230, 3,468,898, 4,022,834, 4,053,636 und 4,198,425,
offenbart sind, 1,5-Dimethyl-1,5-diazaundecamethylenpolymethobromid
(„Polybrene" von Aldrich), Polyvinylpyrrolidon
und deren Derivate, Polypeptide, Poly(allylamin)hydrochlorid, polyoxylethylenierte
Amine und, insbesondere, Polyethyleneimin ("Polymin" von BASF), und eine Klasse an verwandten
und oberflächenaktiven
kationischen Polymeren, die hergestellt werden, indem ein Teil der
Aminogruppen in ihre Acylderivate umgewandelt wird. Das Polyethylenimin
wird zuerst mit weniger als einer stöchiometrischen Menge an Säurehalogeniden
kondensiert, die daher einige der Aminogruppen alkylieren und danach
werden die verbleibenden Aminogruppen mit Halogenwasserstoffen wie
zum Beispiel Chlorwasserstoff oder, vorzugsweise, Fluorwasserstoff,
kondensiert. Die Oberflächenaktivität dieser
Verbindungen variiert mit der Anzahl der Aminogruppen, die alkyliert
werden, und mit der Kettenlänge
der alkylierenden Gruppe RCO-. Die Kondensationsreaktion wird typischerweise
mit Stearin- oder
Oleinsäurechloriden
in der Gegenwart eines Lösungsmittels,
das Metallfluorid, vorzugsweise Silberfluorid, derart enthält, dass
Silberchlorid, das bei der Reaktion gebildet wird, aus dem Lösungsmittel
präzipitiert
(siehe Beispiel XV).
-
Ebenso
zum Zwecke dieser Erfindung geeignet sind kationische Derivate von
Polysaccariden wie zum Beispiel Dextran, Stärke oder Cellulose, zum Beispiel
Diethylaminoethylcellulose („DEAE-Cellulose"). Beispiele der
anwendbaren Copolymere, die auf Acrylamid und einem kationischen
Monomer basieren, sind im Handel unter dem Handelsnamen RETEN von
Hercules Inc. erhältlich,
oder unter dem Namen FLOC AID von National Adhesives. Spezielle
Beispiele derartiger Polymere sind FLOC AID 305 und RETEN 220. In ähnlichem Maße verwendbar
sind auf Acrylamid basierende Polyelektrolyten wie sie durch Allied
Colloids unter dem Handelsnamen PERCOL verkauft werden. Weitere
Beispiele von geeigneten Materialien sind kationische Guar-Derivate
wie zum Beispiel diejenigen, die unter dem Handelsnamen JAGUAR von
Celanese-Hall verkauft werden.
-
Eine
ferner bevorzugte Gruppe an Verbindungen, die eine Klasse an wasserunlöslichen
Polymeren, die Stickstoffatome in ihren Molekülen aufweisen, sind quartäre Polymere
vom Typ eines quartären
Ammoniums, vom Betain-Typ, vom Pyridylpyridin-Typ oder vom Viylpyridin-Typ. Beispiele sind
wie folgt:
Poly(vinyl-benzylmethyllaurylammoniumchlorid),
Poly(vinyl-benzylstearylbetain),
Poly(vinyl-benzyllaurylpyridylpyridiniumchlorid),
Poly(vinyl-benzylcetylammonylhexylether)
und
quarternisierte polyoxylethylenierte langkettige Amine,
mit der allgemeinen Formel RN(CH3)[(C2H4O)xH]2(+)A(–), wobei
A(–) im
Allgemeinen Chlorid oder Fluorid ist, x eine Zahl von 1 bis 20 ist, und
R ein C8-22-Alkyl ist.
-
Diese
kationischen Materialien erzeugen durch die Reaktion mit den Zahnoberflächen stark
hydrophobe Filme auf die die hydrophoben Barrierematerialien leicht
durch Rubbeln, Schmieren oder Polieren übertragen werden.
-
Es
ist wichtig, dass der Grund für
diese Übertragbarkeit
verstanden wird. Die Oberflächen
von menschlichen Zähnen
sind für
gewöhnlich
hydrophil, negativ geladen und mit einem wasserhaltigen Biofilm „eingeschmiert", der aus Bakterien
und anderen Bioorganismen zusammengesetzt ist. Die Übertragung
und die Adhäsion
der Barrierematerialien auf derartige Zahnoberflächen ist schwierig oder praktisch
unmöglich,
solange der Biofilm nicht durch ein Material modifiziert wird, das
hydrophob ist und daher mit den Barrierematerialien kompatibel ist.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Übertragungsmittel,
ein kationischer oberflächenaktiver Stoff,
ein Polymer, das ein Stickstoffatom in einer sich wiederholenden
Einheit umfasst und bei dem ein Teil der Stickstoffatome durch die
Bildung eines Salzes mit einer C8-20-Fettsäure, vorzugsweise
einer C12-20-Fettsäure, quarternisiert wird. Beispiele
derartiger polymerer kationischer oberflächenaktiver Stoffe umfassen
Polyacrylamide, Polyvinylpyridine oder Polymine, zum Beispiel Poly(ethyleneimin),
bei denen 5 bis 95 Mol-%, vorzugsweise 40 bis 60 Mol-%, der Stickstoffatome
durch die Bildung eines Salzes mit einer Fettsäure quarternisiert wurden.
Typischerweise weisen derartige Polymere ein gewichtsdurchschnittliches
Molekulargewicht von 600 bis 60.000, vorzugsweise von 600 bis 1.800
auf.
-
Bei
einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist der kationische
oberflächenaktive
Stoff ein Polymer, das ein Stickstoffatom in einer sich wiederholenden
Einheit umfasst, und bei dem ein erster Teil der Stickstoffatome
mit einer C8-20-Fettsäure quarternisiert wird, bevorzugt
mit einer C12-20-Fettsäure, und ein zweiter Teil der
Stickstoffatome wird durch die Bildung eines Salzes mit HF quarternisiert.
Beispiele derartiger polymerer kationischer oberflächenaktiver
Stoffe umfassen Polyacrylamide, Polyvinylpyridine oder Polymine, zum
Beispiel Poly(ethylenemin), bei denen 5 bis 95 Mol-%, vorzugsweise
von 40 bis 60 Mol-%, des Stickstoffatoms durch Umsetzung mit Stearin-
oder Oleinsäurechloriden
in ihre Säurederivate
umgewandelt werden, und von 5 bis 95 Mol-%, vorzugsweise von 40
bis 60 Mol-%, des Stickstoffatoms mit HF quarternisiert werden. In
diesem Fall weist der polymere kationische oberflächenaktive
Stoff ein gewichtsdurchschnittliches Molekulargewicht von 600 bis
60,000, bevorzugt von 600 bis 1,800 auf.
-
Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der kationische oberflächenaktive
Stoff ein C8-20-Alkylamin, das mit HF quarternisiert
wurde, wie zum Beispiel Cetylaminhydrofluorid.
-
Die Barrieren-Funktion
-
Da
es nun einen Mechanismus zur Anheftung eines schützenden, hydrophoben Materials
an das hydrophile dentale Substrat gibt, kann jedes Beliebige aus
mehreren Barrierematerialien zur Ausübung dieser Funktion ausgewählt werden.
So ist zum Beispiel ein mikrokristallines Wachs ein Bestandteil
in einer Barrierenzusammensetzung, die eine klebende, passende,
hydrophobe, beständige,
inerte, farblose oder fast farblose Barriere zur Verfügung stellt,
die bei der Anwendung und mit nachfolgendem Verschmieren oder Verteilen, in
die Löcher,
Spalten, Risse und andere Unebenheiten der Zahnoberfläche gezwungen
wird, und damit die Stellen blockiert, die der Besetzung durch unerwünschte Bakterien
und anderen Rückständen am
meisten ausgesetzt sind. Es scheint, als bliebe diese wachsartige
Barriere an dem aufgebrachten Ort und in seiner Funktion unendlich,
oder bis sie mechanisch entfernt wird, beständig. Daher wird mit den durchgeführten Übertragungs-
und Barrierefunktionen ein ausgedehnter Schutz gegen schädliche Aktivitäten geleistet,
da die behandelten Zahnoberflächen
vollständig
gegen Bakterien, Säuren,
färbende
Materialien, den Verlust von Fluor aus den Zähnen, usw. versiegelt sind.
-
Bei
der Verwendung wird das Barrierematerial bei der Anwendung oder
danach in Spalten, Risse, Einbuchtungen und andere Vertiefungen
eingerieben. Es ist wichtig, dass die Barrierematerialien amorphe
Materialien sind, die sich leicht abscheren oder abspalten lassen,
so dass die Materialien, die sich an die Oberfläche der Barriere heften, leicht
durch die Anwendung leichter Scherkräfte entfernt werden können, wie
sie bei der Berührung
der Zahnoberfläche
mit der Zunge, beim Zähneputzen,
beim Reinigen der Zähne
mit Zahnseide, durch Reinigen mit einer Munddusche oder bei heftigem
Mundspülen
erreicht werden. Diese charakteristischen Bewegungen, die geringe
Scherkräfte
ausüben,
bewegen die Barrierematerialien, wobei alle Substanzen des aktiven
Mittels, die in die Barrierematerialien eingemischt sind, freigegeben
werden.
-
Hydrophobe
Barrierematerialien
-
Es
wurde herausgefunden, dass verschiedene hydrophobe Verbindungen
mit hohem Molekulargewicht, festem Zustand bei Körpertemperatur und im Allgemeinen
Fetten und Ölen ähnlich,
als Barriere-bildende Materialien verwendbar sind. Typischerweise
sind sie langkettige Kohlenwasserstoffe, insbesondere normale Paraffine,
die eine Kettenlänge
von 16 Kohlenstoffen oder mehr aufweisen, Paraffine, die mehrere
Verzweigungspunkten aufweisen und ungesättigt sind, wenn das Ausmaß einer
solchen Verzweigung und Unsättigung
keine unakzeptierbare Toxizität
zur Folge hat oder den Verfestigungspunkt unter Körpertemperatur senkt,
und zeigen im Wesentlichen keine Löslichkeit in Wasser oder im
Speichel. Die wichtigsten Arten dieser wachsartigen Materialien
gehören
zu den zwei Grundkategorien:
- I. Natürliche Wachse
tierischen, pflanzlichen oder mineralischen Ursprungs, wie zum Beispiel
Bienenwachs, Lanolin, Cetaceum, Carnaubawachs, Petroleumwachse einschließlich Paraffinwachse
und mikrokristallines Petrolatum; und
- II. Synthetische Materialien einschließlich Ethylenpolymere wie zum
Beispiel „Carbowax", Polymethylenwachs
(„Paraflint") und verschiedene
Kohlenwasserstoffarten, wie sie durch eine Fisher-Tropsch-Synthese erhalten
werden.
-
Weitere
geeignete Materialien umfassen auf Silicon basierende Polymere wie
zum Beispiel Polymethylalkylsiloxan, Polydimethylsiloxan, Poly(perfluoralkylmethylsiloxan),
Poly(methyl-3,3,3-trifluorpropylsiloxan) und
verschiedene aromatische (Phenyl-enthaltende) Siloxane wie sie durch
Petrarch, nun United Chemical, verkauft werden.
-
Ferner
sind verschiedene Fluorpolymere, bei denen einige oder alle der
Kohlenwasserstoffe durch Fluor ersetzt werden, verwendbar, einschließlich unter
anderem: Polytetrafluorethylen (PTFE); fluoriertes Ethylenpropylen
(FEP); Polyvinylidenfluorid (PVDF); und Polyvinylfluorid (PVF).
-
Diese
Polymere können
auf eine dentale Vorrichtung als wässrige oder nicht-wässrige Dispersionen angewendet
werden.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Substrat mit einer Zusammensetzung beschichtet,
die umfasst:
- (a') 1 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 5
Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht von (a'), (b'), und (c'), des Transfermittels gemäß Anspruch
1;
- (b') 70 bis
98 Gew.-%, bevorzugt 85 bis 93 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht
von (a'), (b'), und (c'), des Barrierematerials
gemäß Anspruch
1; und
- (c') 1 bis 20
Gew.-%, bevorzugt 5 bis 10 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht
von (a'), (b'), und (c'), des aktiven Mittels
gemäß Anspruch
1.
-
Funktion des aktiven Mittels
(A-A)
-
Untersuchungen
mit der Technologie der vorliegenden Erfindung zeigen, dass einige
Arten der Materialien die Anhaftung und/oder Vermehrung, das Wachstum
oder die Besiedelung mit Bakterien auf den Zahnoberflächen hemmen
oder besiegen. Es wurde nachgewiesen, dass die Bakterien, mit denen
die Untersuchungen durchgeführt
wurden, Streptococcus mutans, und Streptococcos sobrinus, die Hauptverursacher
von bakteriellen Plaquekolonien und deren Folgen sind.
-
Unter
den Materialien, die nachweislich die A-A-Funktion erfüllen, sind
mehrere Cetylamine, Nitroparaffinderivate, Duomeene, ethoxylierte
Duomeene, und andere quartäre
Ammoniumverbindungen. Insbesondere 5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)-5-methylhexahydropyrimidin,
wie es von Angus Chemical Co. unter dem Handelsnamen Hexetidin erhältlich ist,
ist verwendbar.
-
Zudem
sind die innovativen Materialien, deren neuartige Vorteile und Zusammensetzungen
in dieser Offenbarung/Anmeldung zum ersten mal beschrieben und beansprucht
werden, als aktive Mittel verwendbar. Diese umfassen Polyethylenimine,
denen Fettsäuren
wie zum Beispiel Oleinsäure,
usw., hinzugefügt
worden sind.
-
Einige
der getesteten und in den untenstehenden Beispielen beschriebenen
A-A-Materialien migrierten oder diffundierten aus den Orten, auf
die eine Schutzschicht angewendet worden war, so dass sich die A-A-Funktion
zu einem gewissen Grad auf Gebiete ausbreitete, die von der Schutzbeschichtung
selbst nicht erreicht worden waren.
-
Diese
A-A-Materialien können
in das Barrierematerial hineingemischt werden, dass frisches A-A-Material
freigesetzt wird und verfügbar
gemacht wird, da das Barrierematerial abgelöst, gespalten, gestört, erodiert,
abgerieben, usw. wird.
-
Materialien, die aktive
Mittel sind
-
Verschiedene
Verbindungen, die antibakterielle Aktivität besitzen, (d. h. die Germizide
sind), können in
den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
verwendet werden, um die bakterielle Anheftung und Plaquebildung
zu verhindern. Beispiele von anwendbaren antimikrobiellen Mitteln
gehören
den folgenden Arten an:
-
a) Amin-freie Verbindungen
-
Halogenierte
Salicylanilide, wie im US-Patent Nr. 5,344,641 beschrieben, umfassend:
4',5-Dibromsalicylanilid
3,4',5-Trichlorsalicylanilid.
3,4',5-Tribromsalicylanilid,
2,3,3',5-Tetrachlorsalicylanilid,
3,3,3',5-Tetrachlorsalicylanilid,
3,5-Dibrom-3'-trifluormethylsalicylanilid,
5-n-Octanoyl-3'-trifluormethylsalicylanilid,
3,5-Dibrom-4'-trifluormethylsalicylanilid,
3,5-Dibrom-3'-trifluormethylsalicylanilid
(Fluoropen)
-
-
Halogenierte
Diphenylether, wie im US-Patent Nr. 5,344,641 beschrieben, umfassend:
2',4,4'-Trichlor-2-hydroxy-diphenylether
(Triclosan)
2,2'-Dihydroxy-5,5'-dibromdiphenylether.
-
Halogenierte
Carbanilide, wie im US-Patent Nr. 5,344,641 beschrieben, umfassend:
3,4,4'-Trichlorcarbanilid
3-Trifluormethyl-4,4'-dichlorcarbanilid
3,3,4'-Trichlorcarbanilid.
-
Ebenso
umfasst sind Phenolverbindungen, von denen repräsentative Beispiele im US-Patent
Nr. 5,290,541 beschrieben sind, die Phenol, dessen Derivate und
Bisphenolverbindungen umfassen. Insbesondere umfassen sie:
Methyl | -p-Chlorphenol |
Ethyl | -p-Chlorphenol |
n-Propyl | -p-Chlorphenol |
n-Butyl | -p-Chlorphenol |
n-Amyl | -p-Chlorphenol |
sec-Amyl | -p-Chlorphenol |
n-Hexyl | -p-Chlorphenol |
Cyclohexyl | -p-Chlorphenol |
n-Heptyl | -p-Chlorphenol |
n-Octyl | -p-Chlorphenol |
o-Chlorphenol
Methyl | -o-Chlorphenol |
Ethyl | -o-Chlorphenol |
n-Propyl | -o-Chlorphenol |
n-Butyl | -o-Chlorphenol |
n-Amyl | -o-Chlorphenol |
tert-Amyl | -o-Chlorphenol |
n-Hexyl | -o-Chlorphenol |
n-Heptyl | -o-Chlorphenol |
p-Chlorphenol
o-Benzyl | -p-Chlorphenol |
o-Benzyl-m-methyl | -p-Chlorphenol |
o-Benzyl-m,m-dimethyl | -p-Chlorphenol |
o-Phenylethyl | -p-Chlorphenol |
o-Phenylethyl-m-methyl | -p-Chlorphenol |
3-Methyl | -p-Chlorphenol |
3,5-Dimethyl | -p-Chlorphenol |
6-Ethyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
6-n-Propyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
6-iso-Propyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
2-Ethyl-3,5-dimethyl | -p-Chlorphenol |
6-sec-Butyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
2-iso-Propyl-3,5-dimethyl | -p-Chlorphenol |
6-Diethylmethyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
6-iso-Propyl-2-ethyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
2-sec-Amyl-3,5-dimethyl | -p-Chlorphenol |
2-Diethylmethyl-3,5-dimethyl | -p-Chlorphenol |
6-sec-Octyl-3-methyl | -p-Chlorphenol |
p-Bromphenol
Methyl | -p-Bromphenol |
Ethyl | -p-Bromphenol |
n-Propyl | -p-Bromphenol |
n-Butyl | -p-Bromphenol |
n-Amyl | -p-Bromphenol |
sec-Amyl | -p-Bromphenol |
n-Hexyl | -p-Bromphenol |
Cyclohexyl | -p-Bromphenol |
o-Bromphenol
tert-Amyl | -o-Bromphenol |
n-Hexyl | -o-Bromphenol |
n-Propyl-m,m-dimethyl | -o-Bromphenol |
2-Phenylphenol
4-Chlor-2-methylphenol
4-Chlor-3-methylphenol
4-Chlor-3,5-dimethylphenol
2,4-Dichlor-3,5-dimethylphenol
3,4,5,6-Tetrabrom-2-methylphenol
5-Methyl-2-pentylphenol
4-Isopropyl-3-methylphenol
5-Chlor-2-hydroxydiphenylmethan
-
-
Bisphenol A
-
- 2,2'-Methylen-bis(4-Chlorphenol)
- 2,2'-Methylen-bis(3,4,6-trichlorphenol)
(Hexaclorophen)
- 2,2'-Methylen-bis(4-Chlor-6-bromphenol)
- bis(2-Hydroxy-3,5-dichlorphenyl)sulfid
- bis(2-Hydroxy-5-chlorbenzyl)sulfid
-
b) Amin-enthaltende Verbindungen
(hauptsächlich
quartäre
Amine)
-
Unter
den häufigsten
dieser antibakteriellen quartären
Ammoniumverbindungen sind:
Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid
Benzethoniumchlorid
(Hyamin 1622),
Diisobutylphenoxyethoxyethyldimethylbenzylammoniumchlorid,
und Cetylpyridinhalogenide (Chlorid, Bromid, Iodid und Fluorid).
-
Andere
Materialien dieser Art werden ferner in den US-Patenten Nr. 2,984,639, 3,325,402, 3,431,208, und
3,703,583 genannt, sowie im GB-Patent Nr. 1,319,396.
-
Ferner
umfassen analoge Verbindungen diejenigen, bei denen einer oder zwei
der Substituenten an dem quartären
Stickstoff eine Kohlenstoffkettenlänge (typischerweise Alyklgruppe)
von etwa 8 bis 20, typischerweise von 10 bis 18, Kohlenstoffatomen
aufweist, wohingegen die verbleibenden Substituenten eine geringere
Anzahl an Kohlenstoffatomen aufweisen (typischerweise Alkylgruppe
oder Benzylgruppe), wie zum Beispiel mit von 1 bis zu 7 Kohlenstoffatomen,
typischerweise Methyl oder Ethylgruppen. Typische Beispiele sind:
Dodecyltrimethylammoniumbromid, und Benzyldimethylstearylammoniumchlorid.
-
Bevorzugte
antimikrobielle Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung
verwendbar sind, gehören der
von den Nitroparaffinen abgeleiteten heterozyklischen Klasse an
Verbindungen an. Beispiele derartiger Verbindung können in
die folgenden Arten klassifiziert werden:
monozyklische Oxazolidine,
bizyklische
Oxalidine,
polymere bizyklische Oxylidine,
1,3-Dioxane,
Oxazoline, Oxazolidone, und Hexahydropyrimidine [5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)-5-methylhexahydropyrimidin,
das unter dem Handelsnamen „Hexetidin" durch Angus Chemical
Co. verkauft wird].
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Weitere
auf Guanin-basierende antimikrobielle Substanzen sind:
1,6-bis(p-Chlorophenyldiguanidin)hexan,
auch unter dem Handelsnamen „Chlorhexidin" bekannt,
1,6-di-(2-Ethylhexyldiguanidin)hexan,
als „Alexidin" bekannt, und 1,1'-Hexamethylen-bis{5-(4-fluorphenyl)-diguanidin}, auch
als „Fluorhexidin" bekannt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wurde eine nicht wässrige
Dispersion, die mikrokristallines Wachs, Paraffinöl und Hexetidin
umfasst, hergestellt. Die resultierende Mischung wurde auf einen
Polyamid-Zahnstreifen angewendet, indem der Streifen durch die Dispersion
gezogen wurde. Nach dem Trocknen wurde der Streifen über extrahierte
menschliche Zähne
und Glasstäbe
gezogen. Untersuchungen und Beobachtungen ergaben, dass eine substantielle,
glatte und lückenlose
Beschichtung eines wachsartigen Barrierenfilms sowohl auf die Oberflächen der
Zähne als
auch auf die Glasstäbe
angewendet worden war.
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Der
Film wurde auch übertragen,
als die Zahn- und Glasoberflächen
unmittelbar vor der Behandlung mit Wasser benetzt worden waren.
Die hydrophoben Filme des angewendeten Materials wurden nicht entfernt, als
zehn Bürstenstricke
mit einer Zahnbürste
in Wasser eingetaucht angewendet wurden.
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Wie
obenstehend bereits erwähnt,
können
die vorliegenden Zusammensetzungen ferner eine Fluoridquelle umfassen,
wie zum Beispiel Natriumfluroid, Kaliumfluorid, Zinnfluorid, Zinkfluorid,
organische Fluoride wie zum Beispiel langkettige Aminofluoride,
zum Beispiel Oleylaminofluorid, Cetylaminofluorid, oder Ethanolaminohydrofluorid,
Fluorsilicate, zum Beispiel Kaliumhexafluorsilikat oder Natriumhexafluorsilikat,
Fluorphosphate wie zum Beispiel Ammonium-, Natrium-, Kalium-, Magnesium-
oder Calciumfluorphosphate und/oder Fluorzirkonate, zum Beispiel
Natrium-, Kalium- oder Zinnfluorozirkonat. Die Zusammensetzungen
können
ferner des weiteren eines oder mehrere Antibiotika umfassen, wie
zum Beispiel Penicillin, Polymyxin B, Vancomycin, Kanamycin, Erythromycin,
Niddamycin, Metronidazol, Spiramycin und Tetracyclin.
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Die
Zusammensetzungen können
durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem das Barrierematerial
zuerst in einem geeigneten Lösungsmittel
(zum Beispiel Xyleol, Toluol, Petroleumether, Methanol, Ethanol, oder
wenn zum Beispiel wässrige
Dispersionen von Fluorkohlenwasserstoffen als Barrierematerialien
ausgewählt
werden, Wasser) suspendiert oder gelöst werden. Das Übertragungsmittel
und das/die aktive(n) Mittel werden danach hinzugefügt, und
das Lösungsmittel
wird zum Beispiel durch Verdampfen entfernt.
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Die
vorliegenden dentalen Übertragungssysteme
können
hergestellt werden, indem ein geeignetes Substrat (Zahnseide, Zahnbürste, Zahnstocher,
usw.) mit der Zusammensetzung beschichtet wird. Dies kann günstigerweise
durchgeführt
werden, indem das Substrat in die Suspension oder Lösung, die
das Barrierematerial, das Transfermittel und optional das aktive
Mittel, das obenstehend im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
genannt wurde, enthält,
getaucht wird, und dann das Substrat getrocknet wird, um das Lösungsmittel
zu entfernen, wobei eine Beschichtung der vorliegenden Zusammensetzung auf
dem Substrat hinterlassen wird. Alternativ kann auch die obenstehend
hergestellte trockene Zusammensetzung wieder aufgelöst werden,
oder wieder suspendiert werden, und das Substrat kann in die auf
diese Weise gebildete Lösung
oder Suspension getaucht werden, gefolgt von der Entfernung des
Lösungsmittels.
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Das
vorliegende Verfahren zum Schutz der Zähne kann durchgeführt werden,
indem das vorliegende dentale Übertragungssystem
mit den Zähnen
in Kontakt gebracht wird, um die Zusammensetzung von dem Zahnübertragungssystem
auf die Oberfläche
der Zähne
zu übertragen.
Das genaue Mittel des in-Kontakt-bringens hängt selbstverständlich von
der Art des dentalen Übertragungssystems
ab. Daher ist es im Falle der Benutzung einer Zahnseide ausreichend,
die Zähne
mit der Zahnseide zu reinigen, wohingegen im Falle einer Zahnbürste das
Reinigen der Zähne
mit der Zahnbürste
ausreichend ist. Bei Zahnstochern und Wattestäbchen ist Reiben angebracht.
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Weitere
Merkmale der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibungen
der beispielhaften Ausführungsformen
verdeutlicht, die lediglich zur Veranschaulichung der Erfindung
dienen und die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.
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Beispiele
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In
den folgenden Beispielen, und in der ganzen Beschreibung, sind alle
Teile und Prozentsätze
im Bezug auf das Gewicht zu verstehen, und alle Temperaturen sind
in Grad Celsius, soweit nicht anderweitig angegeben. Wird von dem
Feststoffgehalt einer Dispersion oder Lösung berichtet, wird damit
das Gewicht der Feststoffe ausgedrückt, die auf dem Gesamtgewicht
der Dispersion bzw. Lösung
basieren. Wird ein Molekulargewicht spezifiziert, handelt es sich
um den Molekulargewichtsbereich, der dem Produkt von dem gewerblichen
Lieferanten zugeschrieben wurde, der angegeben ist. Im Allgemeinen
wird angenommen, dass es sich um ein gewichtsdurchschnittliches
Molekulargewicht handelt.
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Bei
all den folgenden Beispielen, bei denen Zähne genannt werden, handelt
es sich um extrahierte menschliche Zähne, die professionell mit
Schleifmitteln behandelt, durch mehrfaches Kochen unter Druck sterilisiert,
und vor der Verwendung in den folgenden Beispielen in destilliertem
Wasser für
wenigstens eine Stunde hydratisiert wurden. Unmittelbar vor der
Verwendung wurden die Zähne
in eine Mischung aus destilliertem Wasser und frischem menschlichem
Speichel (bei einem Volumenverhältnis
von etwas 1 : 1) eingetaucht und wieder herausgenommen, so dass
die behandelten Oberflächen
zum Zeitpunkt der Anwendung der Materialien nass waren.
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Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)
(keine Ausführungsform
der beanspruchten Erfindung)
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43
Gramm eines Xylol-Lösungsmittels,
das von EM Science verkauft wird, 5 Gramm eines mikrokristallinien
Wachses, das von Calwax unter der Handelsbezeichnung Victory White
verkauft wird, und 2 Gramm eines Paraffinöles, Saybold Viskosität 340–355, das
von EM Science verkauft wird, wurden auf etwa 50°C erhitzt und heftig gemischt,
bis eine klare Lösung
erzeugt wurde. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur abkühlen gelassen
und 0,125 Gramm N-Talg-1,3-propandiamin,
verkauft durch Akzo unter der Handelsbezeichnung Duomeen TDO (als Übertragungsmittel)
wurden durch Rühren
hinzugemischt. Das Ergebnis war eine Mischung, bei der das mikrokristalline
Wachs gleichmäßig in dem
Lösungsmittel
dispergiert schien, jedoch nicht in ihm aufgelöst war. Ein Applikator mit
Baumwollspitze wurde in diese Mischung getaucht und das Lösungsmittel
wurde bei einer erhöhten
Temperatur von etwa 50°C
verdampfen gelassen.
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Der
beschichtete Applikator wurde dann gegen eine Zahnoberfläche gerieben,
bis ein glatter und Wasser abweisender Film erhalten wurde, wobei
die Zahnoberfläche
mit einer Mischung aus destilliertem Wasser und frischem menschlichem
Speichel in einem Volumenverhältnis
von 1 : 1 unmittelbar vor der Anwendung des beschichteten Applikators
(siehe 3) angenässt
worden war.
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Um
den Grad der hydrophoben Eigenschaft zu bestimmen, der durch den
wachsartigen Film verliehen wurde, wurden Wassertropfen auf der
Oberfläche
des Films aufgebracht und deren Kontaktwinkel wurden gemessen. Wiederholte
Messungen zeigten Werte über
90°, was
eine starke Tendenz der Oberfläche,
Wasser abzuweisen, anzeigt.
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In vitro Demonstration
der Wirksamkeit
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Die
Fähigkeit
zur Hemmung der Bakterienadsorption jeder der auf dieser Weise erhaltenen
Formulierungen wurde wie folgt bewertet. Eine reine Kultur von Bakterien,
die von der American Type Culture Collection (ATCC) erhalten wurde,
(bezeichnet ATCC # 27607 und als Streptoccocus sobrinus identifiziert,
die selben Organismen, die vorher auch als Streptococcos mutans
bezeichnet und identifiziert worden waren), wurden durch Abimpfung
auf frischen Gehirn-Herz-Infusions-Agarplatten, und durch Inkubieren
in einem CO2-Inkubator bei 37°C erhalten.
Zur Herstellung eines Testmediums wurde eine kleine Menge an Bakterien
in 4 ml eines liquiden Gehirn-Herz-Infusions-Mediums (BHI) (erhalten von
Curtin Matheson) übertragen
und 24 Stunden lang bei 37°C
inkubiert. Nach der Inkubationszeit wurde die Konzentration der
Bakterien in dem Inokulum mit einem sterilisierten Medium auf etwa
2 × 107 Zellen/ml (OD560 =
0,02) angepasst. Die obenstehend erwähnte Kontaktbakterienlösung (0,3
ml) wurde 30 ml eines BHI-Mediums,
das 4% Sukrose enthält,
hinzugefügt
und bei 120 Schütteleinheiten/Minute
3 Minuten lang geschüttelt.
Die getesteten Proben der unbehandelten Zähne und der mit dem Übertragungsfilm
behandelten Zähne
wurde dann in das inokulierte Medium eingebracht und unter anaeroben
Bedingungen 48 Stunden lang bei 37°C inkubiert. Nach der Entfernung
des Mediums wurden die Zähne
mit Wasser abgespült
und mit einem Crystal-Violet-Färbemittel
gefärbt.
Die mikroskopische Untersuchung zeigte eine wesentliche Inhibierung
einer Anhaftung durch Bakterien in den Bereichen, die durch die übertragenen
Filme bedeckt wurden, im Vergleich zu den unbehandelten Kontrolloberflächen, die
durch starke Anlagerung der haftenden Bakterien bedeckt waren.
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Beispiel II (nicht erfindungsgemäß)
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Eine
Mischung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Eine Polyamid-Zahnseide,
wie für Johnson & Johnson, Inc.,
hergestellt, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 mm/Sekunde
durch die Mischung gezogen und vertikal aus ihr entnommen, wobei
die Dicke der Beschichtung durch die Geschwindigkeit, mit der die
Zahnseide durch die Mischung gezogen wurde, gesteuert wurde. Nach
einer Lufttrocknung bei erhöhter
Temperatur wurde ein kurzer Strang der Zahnseide, etwa 2 Fuß lang, über die
Zahnoberflächen
(extrahierte menschliche mittlere Schneidezähne) vor- und zurückbewegt, womit eine normale
Zahnpflegeprozedur mit Zahnseide imitiert wurde, bis ein gleichmäßiger und
hartnäckig
klebender Film erzeugt wurde (siehe 7). Der
Film wies einen hohen Grad an hydrophober Eigenschaft auf, wie durch
die Messungen der Kontaktwinkel von über 90°C bestätigt.
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Die
Anhaftung der Bakterien an die Zahnoberflächen wurde gemäß dem im
Beispiel 1 dargestellten Verfahren bewertet. Eine wesentliche Inhibierung
der bakteriellen Anhaftung an den übertragenen Film wurde beobachtet.
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Beispiel III (nicht erfindungsgemäß)
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Eine
Mischung wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Hölzerne Zahnstocher
wurden in die Mischung eingetaucht und langsam wieder entnommen.
Nach Trocknen bei Raumtemperatur wurden die Zahnstocher über angefeuchtete
extrahierte Zahnoberflächen
gerieben, bis ein glatter und gleichmäßiger Film gebildet wurde.
Ferner wurden Wassertropfen auf einer Filmoberfläche gebildet, um den Grad der
hydrophoben Eigenschaft, der durch den wachsartigen Film verliehen
wurde, zu bestimmen. Wiederholte Messungen der Kontaktwinkel zeigten
Winkel von über
90°C, was
einen hohen Grad der hydrophoben Eigenschaft der Schnittstelle anzeigt.
Als die behandelten Zähne
dem Bakterienmedium für
48 Stunden oder länger
ausgesetzt wurden, wurde eine signifikante Verringerung der Bakterienabsorption
gezeigt, die vergleichbar mit in den Beispielen I und II beobachteten
Verringerung ist.
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Beispiel IV (Vergleichsbeispiel,
nicht erfindungsgemäß)
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Eine
Mischung wurde, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Gewöhnliche
Zahnbürsten,
von denen einige Borsten mit „natürlichen" Fasern und einige
Borsten mit Nylon hatten, wurden in die Mischung eingetaucht und
mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 mm/Sek. wieder entnommen. Nach
Trocknen bei einer erhöhten
Temperatur wurden die Zahnbürsten
mehrere Male über
die Zahnoberflächen
vor- und zurückbewegt, wobei
die Handlung und die Bewegung des Zähneputzens simuliert wurde
(siehe 5).
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Die
behandelten Zahnoberflächen
wurden dann unter dem Mikroskop betrachtet. Im Wesentlichen erschienen
glatte und ununterbrochene Schichten des abgelagerten wachsartigen
Materials auf den Zahnoberflächen.
Ferner wurden Wassertropfen auf den übertragenen Filmen abgelagert
und die Kontaktwinkel wurden gemessen, um den durch die wachsartigen
Filme verliehenen Grad der hydrophoben Eigenschaft zu bestimmen.
Wiederholte Messungen zeigten Werte über 90°C, was den hohen Grad an hydrophoben
Eigenschaften der Oberflächen
anzeigt. Eine wesentliche Hemmung der bakteriellen Anheftung an
den übertragenen
Film wurde beobachtet.
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Beispiel V (nicht erfindungsgemäß)
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43
Gramm eines von EM Science verkauften Xylenlösungsmittels, 5 Gramm eines
von Calvax unter der handelsüblichen
Bezeichnung Victory White verkauften mikrokristallinen Wachses und
2 Gramm Paraffinöl,
Saybolt Viskosität
340–355,
verkauft von EM Science, wurden auf etwa 50°C erhitzt und kräftig vermischt, bis
eine klare Lösung
erzeugt wurde. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Danach wurden 0,2 Gramm Cetylamin, verkauft von Aldrich (als Transfermittel)
durch Rühren
hinzugemischt. Das Ergebnis war eine Mischung, bei der das mikrokristalline
Wachs gleichmäßig dispergiert,
jedoch nicht vollständig in
dem Lösungsmittel
aufgelöst,
schien. Ein Applikator mit einer Baumwollspitze wurde in diese Mischung
eingetaucht und aus ihr entnommen, und das Lösungsmittel wurde bei einer
erhöhten
Temperatur verdampfen gelassen. Der beschichtete Applikator wurde
dann gegen den angefeuchteten Glasobjektträger gerieben, bis ein glatter
und Wasser abweisender Film erhalten wurde.
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Zur
Bestimmung des Grades der hydrophoben Eigenschaften, die durch den
wachsartigen Film verliehen wurden, wurden Wassertropfen auf der
Oberfläche
des Films aufgebracht und die Kontaktwinkel wurden gemessen. Wiederholte
Messungen zeigten Werte über
90°C, was
eine starke Tendenz der Oberfläche,
Wasser abzuweisen, anzeigt.
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Das
Anheften von Bakterien auf die Zahnoberflächen wurde gemäß dem im
Beispiel 1 beschriebenen Verfahren bewertet. Eine wesentliche Hemmung
der bakteriellen Anheftung auf den Barrierenfilm wurde beobachtet.
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Beispiel VI (nicht erfindungsgemäß)
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Eine
Mischung wurde wie in Beispiel V beschrieben hergestellt. Eine Polyamid-Zahnseide,
wie für Johnson & Johnson, Inc.
hergestellt, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 mm/Sekunde
durch die Mischung durchgezogen und vertikal aus ihr entnommen,
wobei die Dicke der Beschichtung durch die Geschwindigkeit, mit
der die Zahnseide durch die Mischung gezogen wurde, gesteuert wurde.
Nach der Lufttrocknung bei einer erhöhten Temperatur, wurde ein
kurzer Strang der Zahnseide, etwa 2 Fuß lang, über die Zahnoberflächen vor
und zurück
bewegt, wobei eine normale Reinigungsprozedur mit einer Zahnseide
imitiert wurde, bis ein gleichmäßiger und
hartnäckig
klebender Film erzeugt wurde.
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Der
Film wies einen hohen Grad an hydrophoben Eigenschaften auf, wie
er durch die Messungen der Kontaktwinkel von über 90°C bestätigt wurde. Die Anhaftung der
Bakterien auf den Zahnoberflächen
wurde gemäß dem im
Beispiel I dargestellten Verfahren bewertet. Eine wesentliche Hemmung
der bakteriellen Anheftung an die Barrierenfolie wurde beobachtet.
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Beispiel VII (nicht erfindungsgemäß)
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Eine
Mischung wurde, wie in Beispiel V beschrieben, hergestellt. Hölzerne Zahnstocher
wurden in die Mischung eingetaucht und langsam wieder aus ihr entnommen.
Nach dem Trocknen bei Raumtemperatur wurden die Zahnstocher wiederholt über die
angefeuchteten Zahnoberflächen
gerieben, bis ein glatter und lückenloser
Film gebildet wurde. Ferner wurde zur Bestimmung des Grades der
hydrophoben Eigenschaften, die durch den wachsartigen Film verliehen
wurden, Wassertropfen auf der Oberfläche des Films aufgebracht,
und die Kontaktwinkel wurden gemessen. Wiederholte Messungen ergaben
Werte von über
90°C, was
eine starke Tendenz des Interfaces, Wasser abzuweisen, anzeigte.
Als die behandelten Zähne
dem Bakterienmedium ausgesetzt wurden, hatte dies eine signifikante
Verringerung der Bakterienabsorption zur Folge, die mit der Verringerung,
die in den Beispielen V und VI beobachtet wurde, vergleichbar ist.
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Beispiel VIII (nicht erfindungsgemäß)
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Eine
Mischung wurde, wie in Beispiel V beschrieben, hergestellt. Gewöhnliche
Zahnbürsten,
von denen einige Borsten mit „natürlichen" Fasern und einige
Borsten mit Nylon hatten, wurden in die Mischung eingetaucht und
langsam wieder aus ihr entnommen. Nach dem Trocknen bei einer erhöhten Temperatur
wurden die Zahnbürsten
mehrere Male über
den angefeuchteten Zahnoberflächen
vor- und zurückbewegt,
wobei die Funktion und die Bewegung des Zähneputzens simuliert wurde.
Die behandelten Zahnoberflächen
wurden dann unter dem Mikroskop betrachtet.
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Im
Wesentlichen erschienen glatte und ununterbrochene Schichten des
abgelagerten wachsartigen Materials auf den Zahnoberflächen. Ferner
wurden Wassertropfen auf den übertragenen
Filmen abgelagert und die Kontaktwinkel wurden gemessen, um den
durch die wachsartigen Filme verliehenen Grad der hydrophoben Eigenschaft
zu bestimmen. Wiederholte Messungen zeigten Werte über 90°C, die den
hohen Grad an hydrophoben Eigenschaften der Oberflächen anzeigten.
Eine 48-stündige
Inkubation in einem bakteriellen Medium ergab eine signifikante
Hemmung der Bakterienadhäsion.
Ferner wurde bemerkt, dass nachfolgendes Bürsten, während sowohl die Zähne als
auch die Zahnbürste
in Wasser eingetaucht waren, zu einer vollständigen Entfernung der Bakterien
von dem wachsartigen Film führte,
während
die umliegenden unbehandelten Bereiche mit Bakterienkolonien bedeckt
blieben.
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Verbesserung der Inhibierung
der Bakterienadhäsion
und/oder Verbreitung, des Wachstums und der Besiedelung
-
Eine
wesentliche Verbesserung der Wirksamkeit des Barrierenfilms zur
Hemmung der Adhäsion
der Bakterienkolonien wurde erreicht, als verschiedene antibakterielle
Mittel wie zum Beispiel Hexetidin, in die Formulierung eingearbeitet
wurden. Die Beispiele IX bis einschließlich XII zeigen die Effektivität dieses
Ansatzes.
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Beispiel IX
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43
Gramm eines von EM Science verkauften Xylol-Lösungsmittels,
5 Gramm eines mikrokristallinen Wachses, verkauft durch Calwax unter
der handelsüblichen
Bezeichnung Victory White und 2 Gramm Paraffinöl, Saybold Viskosität 340–355, verkauft
von EM Science, wurden auf etwa 5°C
erhitzt und kräftig
vermischt, bis eine klare Lösung
erzeugt wurde. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Danach wurden 0,3 Gramm Duomeen TDO (AKZO Chemical Co.) (als Transfermittel)
durch Rühren
hinzugemischt. Dieser Mischung wurden 1,25 Gramm 5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)-5-methylhexahydropyrimidin,
verkauft durch Angus Chemical Co., unter der handelsüblichen
Bezeichnung Hexetidin (als aktives Mittel), mit kräftigem Mischen
hinzugefügt.
Das Ergebnis war eine Mischung, bei der das mikrokristalline Wachs
gleichmäßig dispergiert,
jedoch nicht aufgelöst,
schien. Ein Applikator mit einer Baumwollspitze wurde in diese Mischung
eingetaucht und das Lösungsmittel
wurde bei einer erhöhten
Temperatur aus ihm verdampfen gelassen. Der beschichtete Applikator
wurde dann gegen einen Glasträger
gerieben, bis ein glatter und wasserabweisender Film erhalten wurde,
wobei der Träger
unmittelbar vor der Anwendung des Applikators mit destilliertem
Wasser angefeuchtet worden war.
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Zur
Bestimmung des Grades der hydrophoben Eigenschaft durch den wachsartigen
Film, wurden auf der Filmoberfläche
Wassertropfen aufgebracht und ihre Kontaktwinkel wurden gemessen.
Wiederholte Messungen zeigten Werte über 90°C, was einen hohen Grad an hydrophober
Eigenschaft der Oberflächen
anzeigt. Die Fähigkeit
des Barrierenfilms, die Bakterienadsorption zu hemmen, wurde wie
in Beispiel I beschrieben bewertet. Selbst nachdem die Oberflächen 4 Tage
lang einem Bakterien-enthaltenden Medium ausgesetzt worden waren,
wurde im Vergleich zu der Anzahl der Bakterienkolonien auf den unbehandelten
Kontrollbereichen nur eine vernachlässigbare Anzahl an Bakterienkolonien
beobachtet.
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Beispiel X
-
Eine
Mischung wurde wie in Beispiel IX beschrieben hergestellt. Eine
Polyamid-Zahnseide, wie für Johnson & Johnson, Inc.,
hergestellt, wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 mm/Sekunde
durch die Mischung gezogen und vertikal aus ihr entnommen, wobei
die Dicke der Beschichtung durch die Geschwindigkeit, bei der die
Zahnseide durch die Mischung gezogen wurde, gesteuert wurde. Nach
einer Lufttrocknung bei erhöhter
Temperatur wurde ein kurzer Strang der Zahnseide, etwa 2 Fuß lang, über die
Zahnoberflächen
(extrahierte menschliche mittlere Schneidezähne) vor- und zurückbewegt, wobei eine normale
Zahnpflegeprozedur mit Zahnseide imitiert wurde, bis ein gleichmäßiger und
hartnäckig
klebender Film erzeugt wurde. Der Film wies einen hohen Grad an
hydrophober Eigenschaft auf, wie durch die Messungen der Kontaktwinkel über 90°C bestätigt. Die
Anhaftung der Bakterien an die behandelten Zahnoberflächen wurde
gemäß dem im
Beispiel I dargestellten Verfahren bewertet. Die Untersuchung unter
dem Mikroskop (8a und 8b) zeigten, dass
der durch den übertragenen
Film bedeckte Bereich im Wesentlichen frei von bakteriellen Kolonien
war, wohingegen die umliegenden nicht behandelten Kontrollbereiche
mit starken Ablagerungen von adsorbierten Bakterien bedeckt waren.
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Beispiel XI
-
Eine
Mischung wurde, wie in Beispiel IX beschrieben, hergestellt. Hölzerne Zahnstocher
wurden in die Mischung eingetaucht und wieder herausgezogen. Nach
Trocknen bei Raumtemperatur wurden die Zahnstocher über angefeuchtete
Zahnoberflächen
gerieben, bis ein glatter und gleichmäßiger Film gebildet wurde. Ferner
wurden Wassertropfen auf eine Filmoberfläche aufgebracht, und die Kontaktwinkel
wurden gemessen, um den Grad der hydrophoben Eigenschaft, der durch
den wachsartigen Film verliehen wurde, zu bestimmen. Wiederholte
Messungen zeigten Werte von über
90°C, was
einen hohen Grad der hydrophoben Eigenschaft der Schnittstelle anzeigt.
Als die behandelten Zähne
dem Bakterienmedium ausgesetzt wurden, ergab dies eine vernachlässigbare
Menge an Bakterienkolonien, die sich Filmoberfläche angehaftet hatten.
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Beispiel XII
-
Eine
Mischung wurde wie in Beispiel IX beschrieben hergestellt. Gewöhnliche
Zahnbürsten,
von denen einige Borsten mit „natürlichen" Fasern und einige
Borsten mit Nylon hatten, wurden in die Mischung eingetaucht und
langsam wieder entnommen. Nach Trocknen bei einer erhöhten Temperatur
wurden die Zahnbürsten
mehrere Male über
den angefeuchteten Zahnoberflächen
vor- und zurückbewegt,
wobei die Funktion und die Bewegung des Zähneputzens simuliert wurde.
Die behandelten Zahnoberflächen
wurden dann unter dem Mikroskop betrachtet.
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Im
Wesentlichen erschienen glatte und lückenlose Schichten des abgelagerten
wachsartigen Materials auf den Zahnoberflächen. Ferner wurden Wassertropfen
auf den übertragenen
Filmen aufgebracht, und die Kontaktwinkel wurden gemessen, um den
durch die wachsartigen Filme verliehenen Grad der hydrophoben Eigenschaft
zu bestimmen. Wiederholte Messungen zeigten Werte von über 90°C, die den
hohen Grad an hydrophoben Eigenschaften der Oberflächen anzeigen.
Eine Inkubation für
48 Stunden in dem bakteriellen Medium zeigte eine hohe Widerstandsfähigkeit
des Films, mit jedem beliebigen Bestandteil des Mediums einschließlich Bakterien
(6a und 6b) zu
reagieren. Mikroskopische Untersuchungen konnten keine zurückbleibenden
Bakterien oder Bakterienkolonien entdecken, nachdem die behandelten
Zahnoberflächen
unter fließendem
Leitungswasser mit einer Zahnbürste
gebürstet
wurden.
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Beispiel XIII
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83,5
Gramm eines Xylollösungsmittels,
das von EM Science verkauft wird, 10 Gramm eines mikrokristallinen
Wachses, das von Calwax unter der handelsüblichen Bezeichnung Victory
White verkauft wird, und 4 Gramm eines Paraffinöles, Saybolt Viskosität 340–355, das
von EM Science verkauft wird, wurden auf etwa 50°C erhitzt, und kräftig vermischt, bis
eine klare Lösung
erzeugt wurde. Die Mischung wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Dieser Mischung wurden 2,5 Gramm 5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)-5-methylhexahydropyrimidin
hinzugefügt,
das von Angus Chemical Co., unter der handelsüblichen Bezeichnung Hexetidin (als
Transfermittel und aktives Mittel) verkauft wird, unter kräftigem Mischen
hinzugefügt.
Das Ergebnis war eine Mischung, bei der das mikrokristalline Wachs
gleichmäßig dispergiert
schien, jedoch nicht vollständig
aufgelöst
war. Ein Applikator mit einer Baumwollspitze wurde in diese Mischung
eingetaucht, und das Lösungsmittel
wurde bei einer erhöhten
Temperatur (40–50°C) verdampfen
gelassen. Der Baumwollapplikator wurde dann gegen die Zahnoberflächen gerieben,
bis ein glatter und Wasser abweisender Film erhalten wurde.
-
Zur
Bestimmung des Grades der hydrophoben Eigenschaft, die durch den
wachsartigen Film verliehen wurde, wurden Wassertropfen auf die
Oberfläche
des Films aufgebracht und die Kontaktwinkel wurden gemessen. Wiederholte
Messungen zeigten Werte von über
90°C, was
eine starke Tendenz der Oberfläche,
Wasser abzuweisen, anzeigt.
-
Das
Anhaften der Bakterien auf den behandelten Oberflächen wurde
durch das in Beispiel I dargestellte Verfahren bewertet. Die Untersuchung
unter dem Mikroskop zeigte, dass behandelte Oberflächenbereiche der
Zähne im
Wesentlichen frei von adsorbierten Bakterien war, wohingegen die
unbehandelten Kontrolloberflächen
mit schweren Ablagerungen angehafteter Bakterienkolonien beladen
waren (4a und 4b).
-
Beispiel XIV
-
84,75
Gramm eines von EM Science verkauften Xylollösungsmittels, 5 Gramm eines
von Calvax unter der handelsüblichen
Bezeichnung Victory White verkauften mikrokristallinen Wachses und
4 Gramm Paraffinöl,
Saybold Viskosität
340–355,
verkauft von EM Science, wurden auf etwa 50°C erhitzt und heftig vermischt, bis
eine klare Lösung
erzeugt wurde. Die Mischung wurde bei Raumtemperatur abkühlen gelassen.
Dieser Mischung wurden 1,25 Gramm N-Talg-1,3-propandiamindioleat, das von Akzo Nobel
Chemicals Inc. unter der handelsüblichen
Bezeichnung Duomeen TDO (als Transfermittel und aktives Mittel)
verkauft wird, mit kräftigem
Mischen hinzugefügt.
Das Ergebnis war eine Mischung, bei der das mikrokristalline Wachs
gleichmäßig dispergiert
schien, jedoch nicht vollständig
aufgelöst
war. Ein Applikator mit einer Baumwollspitze wurde in diese Mischung
eingetaucht, und das Lösungsmittel
wurde bei einer erhöhten
Temperatur (40–50°C) verdampfen gelassen.
Der Baumwollapplikator wurde dann gegen einen Glasträger gerieben,
bis ein glatter und Wasser abweisender Film erhalten wurde.
-
Zur
Bestimmung des Grades der hydrophoben Eigenschaften, der durch den
wachsartigen Film verliehen wurde, wurden Wassertropfen auf die
Oberfläche
des Films aufgebracht, und die Kontaktwinkel wurden gemessen. Wiederholte
Messungen zeigten Werte von über
90°C, was
eine starke Tendenz der Oberfläche, Wasser
abzuweisen, anzeigt.
-
Das
Anhaften von Bakterien auf dem Barrierefilm wurde gemäß dem im
Beispiel I beschriebenen Verfahren bewertet. Eine wesentliche Hemmung
der bakteriellen Anhaftung auf den Barrierenfilm wurde beobachtet.
-
Beispiel XV
-
4,3
Gramm an Polyethylenimin (1/10 segmentweises Molekulargewicht) und
15,2 Gramm Stearyolchlorid (1/20 Mol) werden in 25 ml Ethanol aufgelöst und leicht
für 30
Minuten unter Rückfluss
erwärmt.
Nach Abkühlen
auf Raumtemperatur werden 25 ml einer 25%igen wässrigen Lösung Silberfluorid hinzugefügt, und die
Mischung wird 10 Minuten lang gerührt. Das präzipitierte Silberchlorid wird
herausgefiltert und das Rohderivat wird durch Kristallisierung gereinigt.
Das kristalline Derivat wird in einen Kunststoffbecher übertragen
und in 25 ml Ethanol aufgelöst.
3,0 Gramm 40%-ige Fluorwasserstoffsäure (1120 Mol + 20%) werden
der Lösung hinzugefügt und das
Ganze wird dann in einem Wasserbad verdampft, bis die Konsistenz
pastenartig ist. Das verbleibende Lösungsmittel wird im Vakuum
bei etwa 50°C
ausgetrieben. Die Verbindung verbleibt als eine farblose, leicht
bräunliche
Paste. Sie ist in Alkoholen und in auf Kohlenwasserstoffen basierenden
Lösungsmitteln
löslich.