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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Zahnpflege-Gelzusammensetzungen,
die ein Zahnstein hemmendes Mittel mit Tetranatriumpyrophosphat
umfassen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Zahnpflegemittel,
die visuell klar sind, sind für
den Verbraucher attraktiv. Solche Produkte müssen jedoch auch einen funktionellen
Nutzen bieten. Es gibt viele Zahnpflegezusammensetzungen, die Wirkstoffe
enthalten, die den Beginn von Zahnfleischerkrankungen, Zahnstein
und Löchern
verhindern sollen. Die Wirkstoffe eines Zahnpflegemittels sind solche
Wirkstoffe, die die Bildung von Zahnstein hemmen und die Ansammlung von
Plaque-Bakterien und anderen Mikroorganismen, die für Mundgeruch,
Plaque, Karies und Zahnfleischerkrankungen wie Parodontitis und
Gingivitis verantwortlich sind, verhindern sollen.
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Zahnstein,
oder Tartar, wie er auch manchmal auch genannt wird, ist eine Ablagerung,
die sich auf Oberflächen
von Zähnen
am Zahnfleischrand bildet. Supragingivaler Zahnstein tritt hauptsächlich in
den Bereichen nahe den Öffnungen
der Speichelkanäle
auf; z.B. auf den lingualen Oberflächen der unteren Vorderzähne und
auf den bukkalen Oberflächen
der oberen ersten und zweiten Molare und auf den distalen Oberflächen der
hinteren Molare.
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Reifer
Zahnstein besteht aus einem anorganischen Anteil, der zum großen Teil
aus Calciumphosphat besteht, das in einer Hydroxyapatit-Kristallgitterstruktur
angeordnet ist, ähnlich
wie bei Knochen, Zahnschmelz und Zahnbein. Ein organischer Anteil
ist dabei ebenfalls vorhanden und besteht aus desquamierten epithelialen
Zellen, Leukozyten, Speichelsediment, Essensrückständen und verschiedenen Arten
von Mikroorganismen. Wenn sich der reife Zahnstein ent wickelt, nimmt
er eine sichtbar weiße
oder gelbliche Farbe an, sofern er nicht durch einen Fremdstoff
angefärbt
oder verfärbt
wird. Dies ist vom ästhetischen
Standpunkt aus unerwünscht.
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Die
mechanische Entfernung von Zahnstein in regelmäßigen Abständen durch den Zahnarzt ist
eine Routineprozedur in der Zahnarztpraxis. Verschiedene chemische
und biologische Mittel werden ebenfalls vorgeschlagen, um die Zahnsteinbildung
zu verzögern
oder Zahnstein nach dessen Bildung zu entfernen. Pyrophosphatsalze
sind chemische Mittel, die bekanntlich die Fähigkeit haben, die Zahnsteinbildung
zu verzögern, wie
beispielsweise im US-Patent 4,999,184 an Parran, Jr. et al., erteilt
am 12. März
1991, beschrieben, dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme in
seiner Gesamtheit aufgenommen ist.
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Tetranatriumpyrophosphat
ist eines der in dieser Hinsicht nützlichsten Phosphate. Aufgrund
seiner begrenzten Löslichkeit
kann es jedoch schwierig sein, es in hochwirksamen Konzentrationen
einzubeziehen. Dies trifft besonders bei einem hohen pH zu, bei
dem das Pyrophosphat-Anion am wirksamsten als ein Zahnstein hemmendes
Mittel ist, oder wenn das im Zahnpflegemittel enthaltene Wasser
begrenzt ist. Ferner kann seine Verwendung in höheren Konzentrationen weitere
Formulierungsprobleme nach sich ziehen, nämlich wegen des ,Salz'-Gehalts, den es
in die wässrige
Phase einbringt, was möglicherweise
zur Aussalzung von Tensid führen
und eine Trübung
eines ansonsten klaren Gels zur Folge haben kann.
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Üblicherweise
wird in ein Zahnpflegeprodukt ein dentales Schleifmittel zum Zwecke
der Reinigung und Polierung der Zähne aufgenommen. Kieselerde-Dentalschleifmittel
verschiedener Art werden aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile in
Bezug auf ihre herausragende Zahnreinigungs- und -polierleistung
ohne übermäßiges Abschleifen
des Zahnschmelzes oder des Dentins besonders bevorzugt.
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Die
weitgefassten Grundlagen der Formulierung eines klaren Gels sind
bekannt; die Brechungsindizes der verschiedenen Zahnpflegekomponenten – in der
Regel ein flüssiger
Träger,
der Wasser und verschiedene Feuchthaltemittel umfasst – und unlöslicher
Komponenten, wie das Schleifmittel, müssen aufeinander abgestimmt
werden. Dies kann jedoch beträchtliche
Probleme bereiten, wenn nicht Kompromisse zu Lasten der Funktionalität des Zahnpflegemittels
gemacht werden sollen. Somit betrifft eine erhebliche Menge an bekanntem
Stand der Technik die Formulierung von klaren Zahnpflegegels.
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Ein
Beispiel für
den Stand der Technik ist WO 96/38123, wobei es sich um ein klares
Zahnpflegegel handelt, das Kieselerde mit einem Brechungsindex (RI)
von 1,44 und einen ausgewählten
flüssigen
Träger
umfasst. Das Dokument offenbart wasserlösliche Polyphosphatsalze in
Konzentrationen von 0,1 bis 7 % als optionale Komponenten, und die
Beispiele schließen
2 % Tetranatriumpyrophosphat als eine Zahnstein hemmende Komponente
zusammen mit 1,2 % Natriumlaurylphosphat-Tensid ein. Trotzdem ist
der Wassergehalt der Zahnpflegezusammensetzungen der WO96/38123
mit von 27 % bis 36 % relativ hoch und es liegt keine Lehre dahingehend
vor, wie mäßige bis
hohe Konzentrationen von Tetranatriumpyrophosphat unter den schwierigeren
Bedingungen eines niedrigeren Wassergehalts oder eines hohen pH,
wodurch ein erheblicher Anteil des Tetranatriumphosphats tendenziell
ungelöst
bleibt und Aussalzungseffekte kritischer sind, eingeschlossen werden
sollen.
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US 3,927,202 beschreibt
ein klares Zahnpflegegel, das ein Alkalimetallphosphatsalz, bei
dem es sich um Tetranatriumpyrophosphat-Decahydrat handeln kann,
mit einem RI von 1,465 als Poliermittel und ferner einen flüssigen Feuchthaltemittelträger umfasst,
der nicht mehr freies Wasser als die Menge, die etwa 30 Gew.-% des
Poliermittels bei 40°C
auflösen
würde,
enthält.
Die Gele der
US 3,927,202 umfassen
optional 0,5–20
% Kieselerdeschleifmittel mit einem RI von 1,44 bis 1,47. Obwohl
das Dokument einen ausgedehnten Bereich von Tensiden offenbart,
schließen
alle Beispiele Natrium-N-lauroylsarcosinat ein, das relativ schlecht schäumt. In
der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Einsetzen von Natriumalkylsulfat
in den Tetranatriumpyrophosphat-Decahydrat-Beispielen der
US 3,927,202 trübe Zusammensetzungen
ergibt.
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Es
wurde nun überraschend
herausgefunden, dass durch Auswählen
eines Kieselerdeschleifmittels mit einem RI, der auf den von Tetranatriumpyrophosphat-Decahydrat
(1,45–1,46)
abgestimmt ist, und durch Aufnahme von Natriumalkylsulfat als ein
Tensid, ein Zahnpflegegel mit ausgezeichneter Klarheit, hoher Zahnsteinhemmungswirkung
und guter Schäumung
formuliert werden kann.
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Ferner
hat sich überraschend
gezeigt, dass ein Zahnpflegegel mit ausgezeichneter Klarheit und
mit hoher Zahnsteinhemmungswirkung durch Auswahl eines Kieselerdeschleifmittels
mit einem RI, der auf den von Tetranatrium-Decahydrat (1,45–1,46) abgestimmt
ist, erhalten werden kann, auch wenn die wasserfreie Form von Tetranatriumpyrophosphat,
die einen RI von 1,425 aufweist, verwendet wird. Es wird angenommen, dass
dies auf die In-situ-Hydrierung der wasserfreien Form in das Decahydrat
zurückgeht.
Die Verwendung von wasserfreiem Tetranatriumpyrophosphat ermöglicht eine
größere Flexibilität bei der
Formulierung während der
Verarbeitungsstufe, weil Wasser für die Lösung und/oder die Hydrierung
anderer Zahnpflegekomponenten frei wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird eine visuell klare Zahnpflegegelzusammensetzung
bereitgestellt, die Folgendes umfasst:
- a) ausreichend
Tetranatriumpyrophosphat, um von 0,2 % bis 5 % Pyrophosphat-Anion
bereitzustellen;
- b) ein Kieselerde-Dentalschleifmittel mit einem Brechungsindex
von 1,445 bis 1,47;
- c) 0,7 % bis 3 % Natriumalkylsulfat; und
- d) einen wässrigen
flüssigen
Träger,
der zu mehr als 15 Gew.-%, aber weniger als 27 Gew.-% des Gels Wasser
umfasst.
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Das
Gel weist eine ausgezeichnete Klarheit, eine hohe Zahnsteinhemmungswirkung
und eine gute Schäumung
auf.
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Entsprechend
einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines visuell klaren Zahnpflegegels bereitgestellt, das den Schritt
des Hinzufügens
von wasserfreiem Tetranatriumpyrophosphat zu einem wässrigen
Träger
umfasst, wobei das Gel Folgendes aufweist:
- a)
ein Kieselerde-Dentalschleifmittel mit einem Brechungsindex von
1,445 bis 1,47; und
- b) einen wässrigen
flüssigen
Träger,
der insgesamt zu mehr als 15 %, aber weniger als 27 % Wasser umfasst.
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Die
Verwendung von wasserfreiem Tetranatriumpyrophosphat ermöglicht eine
größere Flexibilität bei der
Formulierung während
der Verarbeitungsstufe, weil Wasser für die Lösung und/oder die Hydrierung
anderer Zahnpflegekomponenten frei wird.
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Alle
hier verwendeten Prozentangaben und Verhältnisse sind Angaben in Gewichtsanteilen
der Endzusammensetzung, sofern nicht anders angegeben. Alle Messungen
wurden bei 25°C
durchgeführt,
sofern nicht anders angegeben.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Der
Ausdruck „Gel", wie hierin verwendet,
bezeichnet ein Produkt mit einer Konsistenz, die ausreicht, um die
ungelösten
Teilchen in stabiler Suspension zu halten. In diesem Bereich sind
steife Gele und so genannte „flüssige" Zahnpflegemittel
eingeschlossen, wie diejenigen, die in
US 5,695,746 beschrieben sind. Das klare
Zahnpflegegel kann ein einziges homogenes Produkt sein, aber es
kann auch Teil eines mehrphasigen Produkts sein, wie eines tief
oder an der Oberfläche
aus Streifen bestehenden Zahnpflegemittels oder eines Mehrphasenprodukts,
das in zwei Kammern aufbewahrt wird, wobei das gesamte Produkt weitere
physikalisch unterschiedliche Komponenten umfasst, die möglicherweise
nicht klar sind oder anderweitig nicht mit den klaren Gelzusammensetzungen
der Erfindung konform sind. In dem Gel können auch geringe Men gen an
sichtbaren Teilchen, z.B. Farbpünktchen,
dispergiert sein, vorausgesetzt, die Eigenklarheit des Gels ist
sichtbar.
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Was
die Klarheit betrifft, so weist der flüssige Träger des Zahnpflegemittels vorzugsweise
einen Klarheitsindex von unter etwa 500 nephelometrischen Trübungseinheiten
(NTU) auf, vorzugsweise unter etwa 300 NTU, noch stärker bevorzugt
unter etwa 200 NTU, wobei die Klarheit bei 20°C mittels eines Trübungsmessgeräts, Orbico-Hellige
Series 965, gemessen wird, das über
den Bereich von 0 bis 999 NTU kalibriert ist.
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Die
vorliegenden Zusammensetzungen umfassen wesentliche Bestandteile
sowie fakultative Bestandteile. Die wesentlichen und die optionalen
Komponenten der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung werden
in den folgenden Abschnitten beschrieben.
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Tetranatriumpyrophosphat
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Die
Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung schließen Tetranatriumpyrophosphat
ein. Tetranatriumpyrophosphat ist im Handel sowohl als Decahydratsalz
als auch in wasserfreier Form erhältlich. Für die Zwecke der Erfindung
wird die wasserfreie Form stark bevorzugt. Auf Gewichtsbasis schließt die Decahydratform
etwa 40 % Kristallisationswasser ein. Abhängig von der Kristallform liegt
der Brechungsindex (RI) des Decahydrats im Bereich von 1,45 bis
1,46. Der Brechungsindex der wasserfreien Form beträgt etwa
1,425. Es wurde herausgefunden, dass, vorausgesetzt, es ist ausreichend
verfügbares
Wasser in der Formulierung enthalten, die wasserfreie Form innerhalb
des Zahnpflegemittels hydriert, um das Decahydrat zu bilden. Daher passt
sich, obwohl der RI der wasserfreien Form deutlich unter dem der
bevorzugten Kieselerde liegt, ihr RI bei der Formulierung in das
Zahnpflegemittel an. Bis das wasserfreie Pyrophosphat zugesetzt
wird, kann jedoch das Hydratationswasser zum Zwecke der Auflösung anderer
wasserlöslicher
Zahnpflegekomponenten oder für
die Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften des Gels verwendet
werden, beispielsweise durch Senken der Viskosität.
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Tetranatriumpyrophosphat
ist nur mäßig wasserlöslich. Bei
niedrigen Anteilen von verfügbarem
Wasser bleibt es daher im Wesentlichen ungelöst (50 % oder weniger des Salzes
lösen sich
im unverdünnten
Zahnpflegemittel). Dadurch, dass der Wasseranteil niedrig gehalten
wird, kann dies von Vorteil sein, weil Pyrophosphat für Hydrolyse
anfällig
ist, insbesondere in Anwesenheit von Fluoridionen. Während das
Tetranatriumpyrophosphat in kristalliner Form vorliegt, ist die
Hydrolyse im Wesentlichen gehemmt. Dies trifft insbesondere bei
einem pH von 8 und darüber
zu, bei dem das Pyrophosphat-Anion am effektivsten gegen Zahnstein
wirkt.
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Im
Allgemeinen wird genügend
Tetranatriumpyrophosphat verwendet, um mindestens etwa 0,2 %, vorzugsweise
mindestens etwa 1 %, stärker
bevorzugt mindestens etwa 1,5 % Pyrophosphat-Anion bereitzustellen.
In der Regel müssen
wirksame Zahnstein hemmende Mengen nicht über 5 % liegen. Höhere Konzentrationen
können
zu Reizungen führen.
Bevorzugte Konzentrationen an Pyrophosphat-Anion betragen unter
etwa 4 %, vorzugsweise unter etwa 3 %.
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Andere
Pyrophosphatsalze, wie Dialkalimetallpyrophosphatsalze, insbesondere
Dinatriumdihydrogenpyrophosphat und Tetrakaliumpyrophosphat, können zusätzlich in
die Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung aufgenommen
werden, vorausgesetzt, sie beeinträchtigen nicht die Klarheit
des Gels. Tetrakaliumpyrophosphat ist stärker löslich als das Tetranatriumsalz,
und die Kaliumionen, die es liefert, können zur Ausfällung von
Kaliumalkylphosphat führen,
es wird daher nur in mäßigen Mengen,
falls überhaupt,
verwendet.
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Fakultative
Mittel zur Verwendung in Kombination mit dem Pyrophosphatsalz schließen solche
Materialien ein, die bekanntlich wirksam sind, um die Ablagerung
von Calciumphosphat-Mineral, die mit der Zahnsteinbildung zusammenhängt, zu
reduzieren. Darin eingeschlossene Mittel sind synthetische anionische
Polymere [einschließlich
Polyacrylaten und Copolymeren von Maleinsäurean hydrid oder -säure und
Methylvinylether (z.B. Gantrez), wie beispielsweise in der US-Patentschrift
4,627,977, erteilt an Gaffar et al., beschrieben, und z.B. Polyaminopropansulfonsäure (AMPS)],
Zinkcitrattrihydrat, Diphosphonate (z.B. EHDP; AHP), Polypeptide
(wie Polyaspartin- und Polyglutaminsäure) und Mischungen davon.
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Polyphosphate
können
zusätzlich
in die Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung aufgenommen
werden, vorausgesetzt, sie beeinträchtigen nicht die Klarheit
des Gels. Geeignete Polyphosphate bestehen aus drei oder mehr Phosphatmolekülen, die
in erster Linie in linearer oder zyklischer Konfiguration angeordnet
sind, vorzugsweise linear. Beispiele schließen Natriumtripolyphosphat,
Tetrapolyphosphat und Hexametaphosphat und andere ein.
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Kieselerdeschleifmittel
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Die
Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung schließen ein
Kieselerdeschleifmittel mit einem Brechungsindex von 1,445 bis 1,471
ein. Kieselerde-Dentalschleifmittel verschiedener Arten werden aufgrund
ihrer einzigartigen Vorteile der herausragenden Zahnreinigungs-
und -polierleistung ohne übermäßiges Abschleifen
des Zahnschmelzes oder des Dentins bevorzugt. Die Kieselerdeschleifmittel
hierin weisen im Allgemeinen eine durchschnittliche Teilchengröße im Bereich
zwischen etwa 0,1 bis etwa 30 Mikrometer und vorzugsweise von etwa
5 bis etwa 15 Mikrometer auf. Bei dem Schleifmittel handelt es sich
vorzugsweise um gefällte
Kieselerde. Geeignete Kieselerden mit variierender Schleifwirkung,
die im Handel erhältlich
sind, schließen
Sorbosil® AC30
und AC39 von Crosfield, Syloblanc® 81
von Grace ein. Hierin bevorzugt ist die Kieselerde mit der Bezeichnung „Zeodent® 115" von J. M. Huber
Corporation, die eine hohe optische Transparenz bei RI 1,45 aufweist.
Das Kieselerdeschleifmittel in den hierin beschriebenen Gelzusammensetzungen
ist im Allgemeinen in einer Konzentration von etwa 1 % aufwärts, vorzugsweise
von etwa 10 %, stärker
bevorzugt von etwa 15 %, vorhanden. Konzentrationen von bis zu 50
%, vorzugsweise von bis zu 30 %, können verwendet werden. Mischungen
aus geeigneten Kieselerden können
natürlich
ebenfalls verwendet werden, beispielsweise bei Verwenden einer Mischung
aus zwei Kieselerden mit sehr ähnlichem
RI, die sich aber in Bezug auf Schleifwirkung oder Teilchengröße erheblich
unterscheiden.
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Die
Menge und die Art des Kieselerdeschleifmittels oder der Mischung
aus Kieselerdeschleifmitteln wird im Allgemeinen so gewählt, dass
das Gel der vorliegenden Erfindung eine Radioaktive Dentinabrasivität („RDA") von 50 bis 200
aufweist. Die RDA-Werte werden gemäß dem Verfahren bestimmt, das
von Hefferen, „Journal
of Dental Research",
Juli-August 1976, S. 563–573,
ausgeführt
ist und in den US-Patenten von Wason, Nr. 4,340,583, 4,420,312 und
4,421,527, beschrieben ist.
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Die
Gele der vorliegenden Erfindung können auch eine verdickende
Kieselerde enthalten. Verdickende Kieselerden weisen im Allgemeinen
eine Partikelgröße im Submikrometerbereich
auf, die nicht zu Lichtstreuung führt oder anderweitig die Klarheit
des Gels beeinträchtigt.
Geeignete Kieselerden für
die vorliegende Erfindung werden unter den Handelsnamen Aerosil® 200
von Degussa und Cab-O-Sil® M-5, erhältlich von
Cabot, vermarktet. Eine bevorzugte Kieselerde wird unter dem Namen
Tixosil® 43
von Rhône-Poulenc
vermarktet. Verdickende Kieselerden werden mit Nutzen in Konzentrationen
von etwa 1 bis etwa 7 %, vorzugsweise von 2 % bis 5 %, verwendet.
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Anionische
Tenside
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Die
Gele der vorliegenden Erfindung umfassen in der Regel ferner ein
anionisches Tensid, um die Reinigung und Schäumung zu verbessern. In einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die Gele ein Natriumalkylsulfat
als eine wesentliche Komponente auf. Natriumalkylsulfat ist wegen
seines guten Gesamtverträglichkeitsprofils
und seines starken Schäumungsvermögens bevorzugt.
Unter „Alkylsulfat" werden hierin die
wasserlöslichen
Salze von Alkylsulfaten mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest
verstanden. Vorzugsweise umfassen Zahnpflegemittel der vorliegenden
Erfindung das anionische Tensid Natriumlaurylsulfat. Weitere anionische
Tenside, die hierin geeignet sind, schließen die Kaliumalkylsulfate
mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest (z.B. Natriumalkylsulfat),
Sulfoacetate, Alkylglycerylsulfonate und die Sarcosinate ein. Nicht
einschränkende
Beispiele für
die anionischen Tenside dieser Art, die sich für die vorliegende Erfindung eignen,
sind Natriumdecylsulfat, Natriumlaurylsulfosuccinat, Natriumlaurylsulfat
und Natriumlauroylsarcosinat. Anionische Tenside können bereits
in Konzentrationen von etwa 0,1 % verwendet werden. Stark bevorzugte Konzentrationen
an anionischem Tensid, und insbesondere an Natriumalkylsulfat, liegen
bei etwa 0,7 bis etwa 3 %, vorzugsweise bei etwa 1 % bis etwa 2
%.
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Wässriger
Träger
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Die
Gelzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung schließen als
wesentliche Komponente einen wässrigen
flüssigen
Träger
ein. Der Träger
umfasst Wasser und eines oder mehrere Feuchthaltemittel, um den
Brechungsindex des Trägers
an den der Kieselerde und des Pyrophosphats anzupassen. Wasser,
das bei der Herstellung dieser Zusammensetzungen verwendet wird,
sollte vorzugsweise einen niedrigen Ionengehalt aufweisen und frei
von organischen Verunreinigungen sein. Der „Gesamtwassergehalt" der Zusammensetzung,
wie hierin verwendet, schließt
das freie Wasser ein, das hinzugefügt wird, sowie das Wasser,
das mit anderen Materialien eingebracht wird, wie Sorbit, Kieselerde,
Farblösungen,
Tensidlösungen,
oder Kristallisationswasser von Materialien wie Tetranatriumpyrophosphat-Decahydrat.
Der Gesamtwassergehalt der Gele der vorliegenden Erfindung liegt
geeigneterweise bei unter 27 % und insbesondere unter etwa 25 %.
Die Gele umfassen insgesamt vorzugsweise ferner mehr als etwa 15
%, mehr bevorzugt mehr als etwa 20 % Wasser.
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Feuchthaltemittel
sind stark erwünschte
Komponenten des flüssigen
Trägers.
Das Feuchthaltemittel dient dazu, zu verhindern, dass die Zahnpflegezusammensetzung
bei Kontakt mit Luft aushärtet,
und bestimmte Feuchthaltemittel können Zahnpflegezusammensetzungen
zudem eine wünschenswerte
Süße verleihen.
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Ferner
sind die Feuchthaltemittel normalerweise für die Ausgewogenheit des Brechungsindex
des wässrigen
Trägers
wesentlich, da Wasser einen relativ niedrigen RI von 1,33 aufweist.
Geeignete Feuchthaltemittel zur Verwendung in der Erfindung schließen Xylit,
Glycerin, Sorbit (in der Regel als 70 %-ige wässrige Lösung verwendet), Polyethylenglycole
mit einem Molekulargewicht von 1500 oder weniger, Propylenglycol und
Kombinationen davon ein. Das am meisten bevorzugte Feuchthaltemittel
ist Sorbit. Falls Sorbit verwendet wird, dann ist es wegen der bestmöglichen
Klarheit des Gels ebenfalls bevorzugt, ein sekundäres Feuchthaltemittel
zu verwenden, das aus Glycerin, Propylenglycol, Polyethylenglycolen
mit einem Molekulargewicht von unter 1500 und deren Mischungen ausgewählt ist.
Die Gesamtmenge an Feuchthaltemittel umfasst in der Regel etwa 10
% bis etwa 60 %, vorzugsweise etwa 20 % bis etwa 55 % und noch stärker bevorzugt
etwa 25 % bis etwa 50 %, auf Basis von 100 % Wirkstoff. Xylit kann
eine therapeutische Wirkung haben, wie z.B. eine antibakterielle
oder Antikarieswirkung. Geeignete Konzentrationen von Xylit in Zahnpflegezusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung liegen bei etwa 0,01 % bis etwa 25 %,
vorzugsweise etwa 3 % bis etwa 15 %, stärker bevorzugt etwa 5 % bis
etwa 12 % und am stärksten
bevorzugt etwa 9 % bis etwa 11 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.
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Weitere Komponenten
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Die
Zahnpflegegele der vorliegenden Erfindung können eine große Vielfalt
von optionalen Komponenten einschließen, vorausgesetzt, sie sind
in Mengen enthalten, die die Klarheit oder Stabilität des Gels
nicht nennenswert beeinträchtigen.
Eine nicht vollständige
Liste schließt
ein:
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Geschmacksöl
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Das
Zahnpflegemittel der vorliegenden Erfindung umfasst vorzugsweise
ein Geschmacksöl.
Die Komponenten des Geschmacksöls
können
in Form eines Öls,
einer Flüssigkeit,
eines Halbfeststoffs, eines Feststoffs oder Pulvers vorliegen und ihr
Geschmack kann natürlichen
und/oder künstlichen
Ursprungs sein. Der Ausdruck „Geschmack" gemäß der vorliegenden
Erfindung bezeichnet jede beliebige Essenz, gleich ob natürlich oder
synthetisch, oder jeden Wirkstoff (wie Kühlungsmittel), die in einer
Zusammensetzung enthalten sind, um ein angenehmes Geschmacksprofil
oder eine physiologische Wirkung bei Verwendung zu liefern. Das
Geschmacksöl
besteht im Allgemeinen aus einer Mischung aus Geschmackskomponenten
der Gruppe bestehend aus Pfefferminz-, Grüne Minze-, Zimt-, Muskat-,
Gaultheria-, Früchte-,
Zitrus-, Kräuter-,
medizinischem und herkömmlichem
Nahrungsmittelgeschmack (d.h. Schokolade) und deren Mischungen.
Veranschaulichende, jedoch nicht einschränkende Beispiele dieser Komponenten
schließen
Pfefferminzöle,
wie Mentha piperita und Mentha arvensis; Grüne Minzeöle, wie Mentha cardiaca und
Mentha spicata; Kohlenwasserstoffe, wie Limonen, Caryophyllen, Myrcen
und Humulen; Alkohole wie Menthol, Linalool, 3-Decanol und Pinocarveol;
Ketone, wie Piperiton, Menthon, Spicaton und 1-Carvon; Aldehyde,
wie Acetaldehyd, 3-Hexanal oder n-Octanal; Oxide, wie Menthofuran, Pepertionoxid
oder Carvylacetat-7,7-oxid; Säuren,
wie Essig- oder Oceonic-; und Sulfide, wie Dimethylsulfid, ein.
Die Komponenten schließen
auch Ester ein, wie Methylacetat, Benzylisobutyrat und 3-Octylacetat. Die
Ester sind in Zusammensetzungen mit einem pH von etwa 7 oder darunter,
und vorzugsweise einem pH von etwa 4,5 oder darunter, stabil. Die
Komponenten können
ferner essentielle Öle
einschließen,
wie Salbeiöl,
Petersilienöl,
Majoranöl,
Kassiaöl,
Nelkenöl,
Zimtöl,
Eukalyptusöl,
Anisöl
und deren Mischungen. Die Geschmackskomponenten können außerdem chemische
Verbindungen einschließen
wie Zimtaldehyd, Eugenol, Ionon, Anethol, Eucalyptol, Methylsalicylat,
Oxanon, alpha-Irison, Vanillin, Ethylvanillin, Heliotropin, Propenylguaethol,
Vanilleextrakte, Veratraldehyd, 4-cis-Heptenal, Diacetyl, Butyllactat,
Ethyllactat, Methyl-para-tert-butylphenylacetat, gamma- und delta-Hexalacton
und -Heptalacton, Benzodihydropyron, Butterstarter-Destillat, Deltatetradecalacton,
Butyraldehyd und deren Mischungen. Bevorzugt sind Pfefferminzöle, Grüne Minze-Öle, Menthol,
Anethol, Methylsalicylat, Zimtöle,
Nelkenöle,
Oxaon und deren Mischungen. Geschmackskomponenten sind ausführlicher
in Fenarolis Handbook of Flavour Ingredients, Dritte Ausgabe, Bände 1 & 2, CRC Press,
Inc. (1995), und Steffen Arctanders Perfume and Flavour Chemicals,
Bände 1 & 2, (1969) beschrieben.
Ein physiologisches Kühlungsmittel
kann ebenfalls in dem Geschmacksöl
enthalten sein. Das Kühlungsmittel
kann ein beliebiges aus einer großen Vielfalt an Materialien
sein. Eingeschlossen sind solche Materialien wie Carboxamide, Menthol,
Acetale, Ketale, Diole und deren Mischungen. Bevorzugte Kühlungsmittel
in den vorliegenden Zusammensetzungen sind die Paramenthancarboxyamid-Mittel,
wie N-Ethyl-p-menthan-3-carboxamid (im Handel bekannt als „WS-3") und Mischungen
davon und Methanonglycerinacetal (im Handel bekannt als „MGA"). Eine weitere Offenbarung
von Kühlungsmitteln,
die für
die vorliegende Erfindung geeignet sind, ist in WO97/06695 erörtert. Die
Geschmacksöle
werden in der vorliegenden Zusammensetzung in Konzentrationen von
etwa 0,1 % bis etwa 10,0 %, vorzugsweise von etwa 0,5 % bis etwa
5,0 % und am meisten bevorzugt von etwa 0,1 % bis etwa 2,0 %, bezogen
auf das Gewicht der Zusammensetzung, verwendet.
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Blockcopolymer
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Eine
weitere optionale Komponente der Gele der vorliegenden Erfindung
ist ein Blockcopolymer.
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Geeignete
Blockcopolymere weisen einen HLB-Wert („hydrophil/lipophiles Gleichgewicht") im Bereich von
mehr als 5 und stärker
bevorzugt von über
10 bis unter 40 und vorzugsweise unter 30 HLB auf. Geeignete Blockcopolymere
für die
vorliegende Erfindung sind Amin-Blockcopolymere und Polyoxykylen-Blockcopolymere.
Bevorzugt werden die Polyoxyethylene/Polyoxypropylen-Blockcopolymere.
Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Blockcopolymere sind stabil und in
wässrigen
Systemen leicht dispergierbar. Diese Tenside werden ferner häufig in
Bezug auf das Molekulargewicht der hydrophoben Polyoxypropyleneinheit
und das prozentuale Gewicht der hydrophilen Polyoxyethylen-Einheit
definiert. Flüssige
und niedrigschmelzende Poloxamere sind im Handel er hältlich von
der BASF unter dem Handelsnamen Pluronic®, von
ICI unter dem Handelsnamen Synperonic und von Calgene unter dem
Handelsnamen Calgene Non-Ionic. Bevorzugt werden diejenigen Poloxamere,
die etwa 20 Gew.-% bis etwa 90 Gew.-% Ethylenoxid enthalten, mehr
bevorzugt werden diejenigen Poloxamere, die etwa 60 Gew.-% bis etwa
85 Gew.-% Ethylenoxid enthalten. Blockcopolymere, die hierin besonders
nützlich
sind, sind diejenigen, die in Wasser löslich sind. Besonders bevorzugt
hierin sind diejenigen Blockcopolymere, die eine Ross Miles-Schaumhöhe (ASTM
Method D-1173-53), gemessen in 0,1 %-iger wässriger Lösung bei 26°C, von mehr als 5 mm und vorzugsweise
mehr als 10 mm aufweisen.
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Wenn
verwendet, umfassen die Zahnpflegegels der vorliegenden Erfindung
zu etwa 0,1 % bis 10,0 %, vorzugsweise zu etwa 0,1 % bis etwa 4,0
%, stärker
bevorzugt zu etwa 0,2 % bis etwa 3,0 % ein Polyoxyethylen/Polyoxypropylen-Blockcopolymer.
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Nichtionische
und amphotere Tenside
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Das
Zahnpflegemittel der Erfindung kann auch nichtionische Tenside enthalten.
Eingeschlossen in diese nichtionischen Tenside sind substituierte
Polyethylenglycolether, die ausgewählt sind aus PEG-32 Glycerylstearat
und PEG-40 Sorbitan-di-isostearat. Nichtionische Tenside können etwa
0,1 % bis 10,0 %, vorzugsweise etwa 0,1 % bis etwa 4,0 %, stärker bevorzugt
etwa 0,2 % bis etwa 3,0 %, bezogen auf die Zusammensetzung, ausmachen.
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Die
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können ferner optional ein amphoteres
Tensid enthalten. Die amphoteren Tenside, die in der vorliegenden
Erfindung nützlich
sind, können
im weitesten Sinn als Derivate von aliphatischen sekundären und
tertiären
Aminen beschrieben werden, in denen das aliphatische Radikal geradkettig
oder verzweigt sein kann und worin einer der aliphatischen Substituenten
von etwa 8 bis etwa 18 Kohlenstoffatome enthält und einer eine anionische
wasserlösliche
Gruppe enthält,
z.B. Carboxylat, Sulfonat, Sulfat, Phosphat oder Phosphonat. Andere
geeignete amphotere Tenside sind Betaine, besonders Cocamidopropylbetain.
Mischungen von amphoteren Tensiden können ebenfalls eingesetzt werden.
Amphotere Tenside oder Mischungen von ionischen und amphoteren Tensiden
können
in Konzentrationen verwendet werden, die denen von anionischen Tensiden ähnlich sind.
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Fluoridionenquelle
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Eine
stark bevorzugte Komponente des Zahnpflegemittels der vorliegenden
Erfindung ist eine Fluoridquelle, die in der Lage ist, freie Fluoridionen
zu liefern. Bevorzugte Quellen löslicher
Fluoridionen umfassen Natriumfluorid, Zinnfluorid, Indiumfluorid
und Natriummonofluorphosphat. Natriumfluorid ist die am meisten
bevorzugte Quelle für
Fluoridionen. Norris et al., U.S.-Patent 2,946,725, erteilt am 26.
Juli 1960, und Widder et al., U.S.-Patent 3,678,154, erteilt am
18. Juli 1972, offenbaren solche Fluoridionenquellen, wie auch andere.
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Die
vorliegenden Zusammensetzungen enthalten in der Regel eine Fluoridquelle,
die in der Lage ist, etwa 50 Ppm bis etwa 3500 Ppm, und vorzugsweise
etwa 200 Ppm bis etwa 2500 Ppm, stärker bevorzugt 500 Ppm bis
2000 Ppm freie Fluoridionen zu liefern.
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Färbungs- und Süßungsmittel
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Färbungs-
und Süßungsmittel
können
ebenfalls zugesetzt werden.
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Das
Färbungsmittel
kann in Form einer wässrigen
Lösung
vorliegen, vorzugsweise 1 % Färbungsmittel
in einer Wasserlösung.
Farblösungen
umfassen generell ungefähr
0,01 Gew.-% bis ungefähr
5 Gew.-% der Zusammensetzung. Ein unlösliches Färbungsmittel, wie ein Farbpünktchen,
kann ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, es beeinträchtigt nicht
wesentlich die insgesamte visuelle Klarheit des Gels. Pigmentierte Kieselerden
können
für diesen
Zweck verwendet werden, in der Regel in einer Konzentration von
0,05 bis 0,2 %.
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Geeignete
Süßungsmittel
schließen
Natriumsaccharin, Dextrose, Saccharose, chlorierte Saccharose, Lactose,
Maltose, Levulose, Aspartam, Natriumcycla mat, D-Tryptophan, Dihydrochalcone,
Xylit, Acesulfam, Monoammoniumglycyrrhizinat und deren Mischungen
ein. Süßungsmittel
werden im Allgemeinen in Zahncremes in Konzentrationen von etwa
0,005 % bis etwa 5 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, verwendet.
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Antimikrobielle
Mittel
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Die
Gele der vorliegenden Erfindung können auch antimikrobielle Mittel
enthalten. Zu solchen Mitteln gehören wasserunlösliche,
nichtkationische antimikrobielle Mittel, wie halogenierte Diphenylether,
Phenolverbindungen, einschließlich
Phenol und seinen Homologen, Mono- und Polyalkyl- und aromatische
Halogenphenole, Resorcin und seine Derivate, Bisphenolverbindungen
und halogenierte Salicylanilide, Benzoesäureester und halogenierte Carbanilide.
Die wasserlöslichen
antimikrobiellen Mittel umfassen unter anderem quartäre Ammoniumsalze
und Bis-Biquanidsalze. Triclosanmonophosphat ist ein weiterer wasserlöslicher
antimikrobieller Wirkstoff. Die quartären Ammoniummittel umfassen
diejenigen, in denen einer oder zwei der Substituenten an dem quartären Stickstoff
eine Kohlenstoffkettenlänge
(in der Regel eine Alkylgruppe) von ungefähr 8 bis ungefähr 20, in
der Regel von ungefähr
10 bis ungefähr
18 Kohlenstoffatomen aufweist, während
die übrigen Substituenten
(in der Regel eine Alkyl- oder Benzylgruppe) eine geringere Anzahl
an Kohlenstoffatomen aufweisen, wie von ungefähr 1 bis ungefähr 7 Kohlenstoffatomen,
in der Regel Methyl- oder Ethylgruppen. Dodecyltrimethylammoniumbromid,
Tetradecylpyridiniumchlorid, Domiphenbromid, N-Tetradecyl-4-ethylpyridiniumchlorid,
Dodecyldimethyl(2-phenoxyethyl)ammoniumbromid, Benzyldimethylstearylammoniumchlorid,
Cetylpyridiniumchlorid, quaternisiertes 5-Amino-1,3-bis(2-ethylhexyl)-5-methylhexahydropyrimidin,
Benzalkoniumchlorid, Benzethoniumchlorid und Methylbenzethoniumchlorid
stehen beispielhaft für
typische antibakterielle Mittel aus quartärem Ammonium. Wird ein anionisches
Tensid in dem Zahnpflegemittel der vorliegenden Erfindung verwendet,
wird vorzugsweise kein quartäres
Ammoniummittel verwendet. Weitere Verbindun gen sind Bis[4-(R-amino)-1-pyridinium]alkane,
wie im US-Patent 4,206,215, erteilt am 3. Juni 1980 an Bailey, offenbart. Zinnsalze,
wie Zinn(II)-pyrophosphat und Zinn(II)-gluconat und andere antimikrobielle
Wirkstoffe, wie Kupferbisglycinat, Kupferglycinat, Zinkcitrat und
Zinklactat, können
ebenfalls enthalten sein. Ebenfalls geeignet sind Enzyme, einschließlich Endoglycosidase,
Papain, Dextranase, Mutanase und Mischungen davon. Solche Mittel
sind im US-Patent
2,946,725, 26. Juli, 1960, an Norris et al., und im US-Patent 4,051,234,
27. September 1977, an Gieske et al., offenbart. Spezielle antimikrobielle
Mittel umfassen Chlorhexidin, Triclosan, Triclosanmonophosphat und
Geschmacksöle,
wie Thymol. Triclosan ist besonders bevorzugt. Triclosan und andere
Mittel dieses Typs sind in Parran, Jr. et al., US-Patent 5,015,466,
erteilt am 14. Mai 1991, und im US-Patent 4,894,220, 16. Januar
1990, Nabi et al., offenbart.
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Bindemittel
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Die
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in Form von Zahncremes
enthalten typischerweise ein Verdickungsmittel oder Bindemittel,
um eine wünschenswerte
Konsistenz zu vermitteln. Verdickende Kieselerden wurden bereits
erörtert.
Weitere Verdickungsmittel, die in der vorliegenden Erfindung geeignet sind,
entweder allein oder in Kombination mit den Kieselerden, sind Carboxyvinylpolymere,
Carrageenan, Hydroxyethylcellulose und wasserlösliche Salze von Celluloseethern,
wie Natriumcarboxymethylcellulose und Natriumcarboxymethylhydroxyethylcellulose.
Natürliche
Gummistoffe, wie Karayagummi, Xanthangummi, Gummiarabikum und Tragantgummi
können
ebenfalls verwendet werden. Diese Verdickungsmittel können in einer
Menge von ungefähr
0,1 % bis ungefähr
15 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung, verwendet werden.
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Weitere
geeignete Bindemittel für
die vorliegende Erfindung schließen sowohl synthetische als
auch natürliche
Hectorite ein. Ein geeigneter synthetischer Hectorit für die vorliegende
Erfindung ist Natriumlithiummagnesiumsilicat, im Handel erhältlich von
Laporte, Southern Clay Co. unter dem Handelsnamen Laponite® (z.B.
CP, SP, D, SP2002). Natürliche
Hectorite, die für
die vorliegende Erfindung geeignet sind, schließen Magnesiumaluminiumsilicate
ein, wie Veegum, das im Handel von R.T. Vanderbilt erhältlich ist,
und die Montmorillonittone, die im Handel von der Southern Clay
Co. unter dem Handelsnamen Gelwhite erhältlich sind, Benton, das von
Rheox erhältlich
ist, Hectabrite, das von American Colloid erhältlich ist, und Hectalite,
ebenfalls erhältlich
von American Colloid. Bentonite sind ebenfalls geeignete Bindemittel
der vorliegenden Erfindung. Bevorzugt sind die Bentonite, die im
Handel erhältlich
sind von Southern Clay Co. unter dem Handelsnamen Bentolite, von
Whittacker Clark and Danniels unter dem Handelsnamen Bentonite,
und von American Colloid unter dem Handelsnamen Palar Gel. Pyrogene
oder kolloidale Kieselerde ist ein weiteres geeignetes Bindemittel
für die
vorliegende Erfindung. Wenn das Bindemittel des Zahnpflegemittels
ein Hectorit, Bentonit oder eine pyrogene Kieselerde wie hierin
beschrieben ist, liegt es in der Regel in einer Konzentration von
etwa 0,1 % bis etwa 10 %, bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung,
vor.
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Peroxidquelle
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Das
Zahnpflegemittel der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Peroxidquelle
enthalten. Die Peroxidquelle wird geeignet ausgewählt aus
Hydrogenperoxid, Calciumperoxid, Harnstoffperoxid und deren Mischungen.
Die bevorzugte Peroxidquelle ist Calciumperoxid. Die folgenden Mengenangaben
stehen für
die Menge an Peroxidrohstoff, obgleich die Peroxidquelle andere
Bestandteile als den Peroxidrohstoff enthalten kann. Die vorliegende
Zusammensetzung kann zu ungefähr
0,01 Gew.-% bis ungefähr
10 Gew. %, vorzugsweise zu ungefähr
0,1 Gew.-% bis ungefähr
5 Gew.-%, mehr bevorzugt zu ungefähr 0,2 Gew.-% bis ungefähr 3 Gew.-%
und am meisten bevorzugt zu ungefähr 0,3 Gew.-% bis ungefähr 0,8 Gew.-%
der Zusammensetzung eine Peroxidquelle enthalten.
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Alkalimetallbicarbonatsalz
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Die
vorliegende Erfindung kann auch ein Alkalimetallbicarbonatsalz umfassen.
Alkalimetallbicarbonatsalze sind in Wasser löslich und neigen, wenn sie
nicht stabilisiert sind, zum Freisetzen von Kohlendioxid in einem
wässrigen
System. Natriumhydrogencarbonat, auch bekannt als doppeltkohlensaures
Natron, ist das bevorzugte Alkalimetallbicarbonatsalz. Die vorliegende
Zusammensetzung kann bis zu 10 %, vorzugsweise etwa 0,5 % bis etwa
5 %, stärker
bevorzugt etwa 0,1 % bis etwa 1 % enthalten.
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Alkalis und
Puffer
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Der
pH der vorliegenden Zusammensetzung wird vorzugsweise durch Verwendung
von Pufferungsmitteln eingestellt. Pufferungsmittel, wie hierin
verwendet, bezeichnen Mittel, die verwendet werden können, um
den pH-Wert der Zusammensetzungen auf einen bevorzugten Bereich
von etwa pH 7,5 bis etwa pH 10, stärker bevorzugt von etwa pH
8 bis etwa pH 9,5 einzustellen. Diese Mittel schließen Mononatriumphosphat, Trinatriumphosphat,
Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Citronensäure und Natriumcitrat ein.
Pufferungsmittel können
in einer Konzentration von etwa 0,01 % bis etwa 10 %, bezogen auf
das Gewicht der Zusammensetzung, verwendet werden.
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Das
Zahnpflegemittel der vorliegenden Erfindung kann ferner zusätzlich einen
kurzkettigen, gesättigten
Kohlenwasserstoffalkohol enthalten, wobei der kurzkettige Alkohol
ausgewählt
ist aus Ethanol, Propanol oder Butanol. Bevorzugt wird Ethanol.
Wenn verwendet, liegt der kurzkettige Alkohol im Allgemeinen in
Konzentrationen von etwa 1 % bis etwa 10 % vor.
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Falls
gewünscht,
kann Luft in die Zahnpflegezusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
eingeschlossen sein, so dass die Dichte des nicht der Luft ausgesetzten
Zahnpflegemittels um bis zu 25 % verringert ist.
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Beispiele
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Die
folgenden Beispiele beschreiben und demonstrieren die Ausführungsformen
im Rahmen der vorliegenden Erfindung weiter. Beispielsweise können die
Inhaltsstoffe in einem Teilvakuum gemischt werden.
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Die
Beispiele A bis F sind Zahnstein hemmende Produkte mit hoher Klarheit,
die einen pH im Bereich von 8,4 bis 8,7 aufweisen. Sie werden wie
folgt hergestellt.
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Das
Glycerin/Propylenglycol/Xanthangummi/CMC (wenn verwendet) werden
in einem Gefäß gemischt,
um eine Suspension zu bilden. Die Sorbitlösung, Wasser, Natriumfluorid,
Natriumsaccharin und Natriumhydroxid (32 %) oder Natriumcarbonat
werden dem Gefäß zugegeben
und gemischt, bis sie homogen sind. Die Kieselerde und andere wasserunlösliche organische
Verbindungen werden vorgemischt und in das Gefäß gegeben. Das Mischen wird
fortgesetzt, bis sie homogen sind. Eine Vormischung von Triclosan,
PEG, Geschmackstoffen und Natriumalkylsufatlösung wird separat gebildet
und dem Inhalt des Hauptgefäßes zugesetzt.
Schließlich
wird das wasserfreie Tetranatriumpyrophosphat dem Gefäß zugegeben
und der Inhalt wird gemischt, bis er homogen ist.
