EP1988973A1 - Vorwiegend plättchenförmige schwer wasserlösliche calciumsalze und/oder deren kompositmaterialien, umfassend diese - Google Patents

Vorwiegend plättchenförmige schwer wasserlösliche calciumsalze und/oder deren kompositmaterialien, umfassend diese

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Publication number
EP1988973A1
EP1988973A1 EP06818280A EP06818280A EP1988973A1 EP 1988973 A1 EP1988973 A1 EP 1988973A1 EP 06818280 A EP06818280 A EP 06818280A EP 06818280 A EP06818280 A EP 06818280A EP 1988973 A1 EP1988973 A1 EP 1988973A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
composite materials
calcium salts
protein
particles
acids
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06818280A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Lothar Kintrup
Burkhard Eschen
Martina Hermann
Holger Franke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
SusTech GmbH and Co KG
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
SusTech GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA, SusTech GmbH and Co KG filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP1988973A1 publication Critical patent/EP1988973A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61K2800/40Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/41Particular ingredients further characterized by their size
    • A61K2800/413Nanosized, i.e. having sizes below 100 nm

Definitions

  • the invention relates to sparingly water-soluble calcium salts and / or composite materials, comprising these, characterized in that the calcium salts in the form of individual crystallites or in the form of particles, comprising a plurality of said crystallites, with an average particle diameter in the range of below 1000 nm, preferably below 300 nm, wherein the calcium salt particles are predominantly platelike.
  • the calcium salts and / or composite materials according to the invention, comprising these calcium salts are particularly suitable for promoting the restoration of bone and tooth material, in particular enamel and dentin, owing to their composition and fine structure.
  • Calcium phosphate salts have long been added to the dentifrice and dentifrice formulations both as abrasive components and to promote remineralization of the enamel. This is especially true for hydroxyapatite and fluorapatite as well as for amorphous calcium phosphates and for brushite (dicalcium phosphate dihydrate). Also calcium fluoride has been described several times as a component of dentifrices and as a component for strengthening the enamel and for caries prophylaxis.
  • the enamel and the supporting tissue of the bones consist predominantly of the mineral hydroxylapatite.
  • hydroxyapatite deposits in an orderly fashion on the protein matrix in the bone or tooth, which consists predominantly of collagen.
  • the formation of the hard and resilient mineral structures is controlled by the so-called matrix proteins, which are formed in addition to collagen by other proteins that attach to the collagen and so a structured mineralization process, which is also called biomineralization effect.
  • Bone substance is a combination of skieroproteins and platelet-like hydroxyapatite.
  • bone substitutes which promote the natural biomineralization process, play an important role.
  • Such agents are also required for coating implants in order to achieve cohesive connections between bone and implant, with which tensile forces can also be transmitted.
  • coatings with a high bioactivity resulting in a effective composite osteogenesis.
  • hydroxyapatite is usually applied to implants.
  • a disadvantage of this approach in addition to the often insufficient acceleration of the biomineralization process, the chipping of the hydroxyapatite layers and their unsatisfactory chemical stability.
  • liquid-applied bone replacement materials are needed.
  • a particularly small particle size is required, which can not be achieved in the conventional bone substitutes in a satisfactory manner.
  • the previously available liquid applicable bone replacement materials have at best a biocompatible, possibly resorbable action due to the coarsely crystalline inorganic components and the lack of bioanalogous organic components.
  • natural biomineralization and thus bone growth directly promoting, osteoinductive, osteoconductive or osteostimulating materials are desired.
  • Dentin is made up of about 30 percent protein (essentially collagen) and 70 percent of mineral substances (mainly hydroxyapatite), whereas enamel is about 95 percent hydroxyapatite and about 5 percent from proteins.
  • Composite materials of the type described are accessible by synthetic routes, such as. By B. Flautre et al. in J. Mater. See: Mater. Described in Medicine 7 (1996), 63. However, in these composites, the grain size of the calcium salts is above 1000 nm, which is too large to achieve a satisfactory biological effect as a remineralizer.
  • RZ Wang et al. J. Mater. Be. Lett. 14 (1995), 490 describes a preparation process for a composite material of hydroxyapatite and collagen in which hydroxyapatite having a particle size in the range of 2 to 10 nm is deposited in uniformly distributed form on the collagen matrix.
  • the composite material is said to have better biological effectiveness than other hydroxyapatite-collagen composites known in the art due to the finely divided hydroxyapatite.
  • RZ Wang et al. composite material described insufficient the need for composite materials which mimic the composition and the microstructure of natural bone and tooth material and are fully satisfactory for the remineralization of these natural materials.
  • EP 1 139 995 A1 it is proposed to stabilize suspensions of calcium salts sparingly soluble in water in very finely divided form during precipitation or shortly thereafter by precipitation in the presence of an agglomeration inhibitor or dispersion in the presence of the agglomeration inhibitor, eg a protective collide or surfactant, is redispersed.
  • an agglomeration inhibitor or dispersion in the presence of the agglomeration inhibitor eg a protective collide or surfactant
  • WO 01/01930 discloses composite materials which are composed of nanoparticulate sparingly soluble calcium salts and protein component and which have a remineralizing effect on enamel and dentin. Gelatins of type A or B are used for this purpose.
  • the invention relates to sparingly soluble calcium salts and / or composite materials comprising these, characterized in that the calcium salts in the form of individual crystallites or in the form of particles, comprising a plurality of said crystallites, with an average particle diameter in the range of less than 1000 nm, preferred less than 300 nm, and the particles are rod-shaped and / or platelet-shaped, preferably predominantly platelet-shaped.
  • the particles of the calcium salts, which are composed of individual crystallites according to the invention can be present in the form of platelets and / or rods depending on the conditions of the production process.
  • Predominantly platelet-shaped means that at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 80% of the particles are present in the form of platelets. Particularly preferably, the particles have a substantially platelet-like form.
  • the calcium salts or composite materials according to the invention comprising these, with the predominantly platelet-like calcium particles of the structure of the bone substance in vivo, which is also composed of plates, are particularly similar.
  • This has the particular advantage that, because of the similarity of the form with the biological apatites (for example bone or dentin apatite), they have a particularly good ability for re-mineralization and neo-mineralization, so that the process of biomineralization can take place even faster and better.
  • a further advantage of the invention is that the sparingly water-soluble calcium salts or composite materials comprising these having a predominantly platelet-like structure of the calcium salts have improved biocompatibility.
  • the particle diameter is to be understood here as the diameter of the particles (crystallites or particles) in the direction of their greatest length expansion.
  • the mean particle diameter is to be understood as a value which is averaged over the total amount of the composite. It is according to the invention below 1000 nm, preferably below 300 nm.
  • the average particle diameter of the crystallites is in the range of 10 to 150 nm, and more preferably, the crystallites are in the range of 2 to 50 nm in thickness and 10 to 150 nm in length.
  • thickness is the smallest diameter the crystallites understand, by length their largest diameter.
  • the determination of the particle diameter of the crystallites can be determined by methods familiar to the person skilled in the art, in particular by the evaluation of the broadening of the reflections observed during X-ray diffraction.
  • the evaluation by Fit method for example, the Rietveld method.
  • the crystallites preferably have a thickness of 2 to 15 nm and a length of 10 to 50 nm; more preferably, a thickness of 3 to 11 nm and a length of 15 to 25 nm, on.
  • the calcium salts according to the invention and / or the composite materials comprising these with an average particle diameter of the particles in the range of less than 1000 nm, preferably less than 300 nm.
  • the determination of the particle diameter of the particles can be determined by methods familiar to the person skilled in the art, in particular by the evaluation of imaging methods, in particular transmission electron microscopy.
  • the sparingly water-soluble calcium salts and / or the composite materials according to the invention comprising these, platelet-shaped particles having a width in the range of 5 to 150 nm and a length in the range of 10 to 150 nm and a height (thickness) of 2 to 50 nm.
  • the platelet-shaped particles are present as more or less irregularly shaped particles, sometimes as rather round particles, in some cases more angular particles with rounded edges.
  • the platelet-shaped particles often also overlap several times in such samples. Overlapping particles are typically imaged at the points of overlap with greater blackening than non-overlapping particles.
  • the specified lengths, widths and heights are preferably determined (measured) on non-overlapping particles of the sample.
  • the height of the platelet-shaped particles can preferably be obtained from such images by determining the dimensions of the particles having their largest surface perpendicular to the image plane.
  • the perpendicular to the image plane standing particles are characterized by a particularly high contrast (high density) and appear rather rod-like.
  • These platelet-shaped particles, which are perpendicular to the image plane can be identified as actually standing perpendicular to the image plane if they show a broadening of the dimension (at least in one spatial direction) and a decrease in the density of the image when the image plane is tilted.
  • the height of the particles it is particularly suitable to tilt the image plane of the sample several times in different positions and to determine the dimensions of the particles in the setting which is characterized by the highest contrast / highest density and the smallest dimension of the particles. The shortest extent then corresponds to the height of the particles.
  • the average length of the particles is preferably 30 to 100 nm.
  • the width of these particles is preferably in the range between 10 and 100 nm.
  • the ratio of length to width is between 1 and 4, preferably from 1 to 3, more preferably between 1 and 2, for example 1, 2 (Length 60 nm, width 50 nm) or 1, 5 (length 80, width 40 nm).
  • the platelet-like shape of the particles is formed by the ratio of length to width. If the ratio between length and width is significantly greater than 4, rod-shaped particles are more likely.
  • the advantage of the platelet-shaped particles with a ratio of preferably 1 to 2 lies in the fact that these particles have a length to width ratio which is particularly similar to the natural bone material and therefore a particularly good and biocompatible re-or neomineralization of the tooth material (dentin and enamel). exhibit.
  • the particles have a surface area of 0.1 * 10 15 m 2 to 90 * 10 "15 m 2, preferably an area of 0.5 * 10" 15 m 2 to 50 * 1O '1S m 2 , particularly preferably 1, 0 * 10 ⁇ 15 m 2 to 30 * 10 "15 m 2 , very particularly preferably 1, 5 * 10 '15 m 2 to 15 * 10 15 m 2, for example 2 * 10 ' 15 m 2 ,
  • the area of the particles is determined according to the usual geometric calculation methods.
  • calcium salt should be understood as those salts which are soluble at 2O 0 C to less than 0.1 wt .-% (1g / l) in water.
  • suitable salts are, for example, calcium hydroxyphosphate (Ca 5 [OH (PO 4 ) 3 ]) or hydroxylapatite, calcium fluorophosphate (Ca 5 [F (PO 4 J 3 ]) or fluoroapatite, fluorine-doped hydroxylapatite of composition Ca 5 (PO 4 MOH 1 F) and calcium fluoride (CaF 2 ) or fluorite or fluorspar and other calcium phosphates such as di-, tri- or tetracalcium phosphate (Ca 2 P 2 O 7 , Ca 3 (PO 4 J 2 , Ca 4 P 2 O 9 , oxyapatite (Cai 0 (PO 4 ) 6 O) or non-stoichiometric hydroxyapatite (Ca 5 - * (
  • carbonate-containing calcium phosphates eg Ca 5 - V 5 (x + y + z> (PO 4) 3. X. Z (HPO 4) x (CO 3) z (OH) Vy), calcium hydrogen phosphate (eg CaH (PO 4) 2 H 2 O) and octacalcium phosphate (eg, Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 * 5H 2 O).
  • the calcium salt one or more salts in the mixture selected from the group of phosphates, fluorides and fluorophosphates, which optionally may additionally contain hydroxyl and / or carbonate groups, may preferably be contained in the composite materials according to the invention. Particularly preferred are hydroxyapatite and fluoroapatite.
  • the crystallites and / or particles of the calcium salts which are free or present in the composite materials according to the invention, may be enveloped by one or more surface modifiers.
  • the surface modifier is adsorbed on the surface of the crystallites and / or particles and changes them so that the dispersibility of the calcium salt increases and the agglomeration of the crystallites and / or particles is reduced or substantially prevented.
  • the structure of the sparingly water-soluble calcium salts and in particular of the composite materials and the loading of the polymer component with the calcium salt can be influenced by a surface modification. In this way, when applying the composite materials in remineralization processes, it is possible to influence the course and speed of the remineralization process.
  • Surface modifiers are to be understood as substances which physically adhere to the surface of the finely divided particles but do not react chemically with them.
  • the individual surfaces of the surface modifiers adsorbed on the surface are substantially free of intermolecular bonds with each other.
  • Surface modifiers are to be understood in particular as dispersants. Dispersants are also known to the person skilled in the art, for example, under the terms emulsifiers, protective colloids, wetting agents, detergents, etc.
  • Suitable surface modifiers are, for example, emulsifiers of the nonionic surfactant type from at least one of the following groups:
  • Fatty acids having 6 to 22 carbon atoms and their ethylene oxide addition products; - Alkyl mono- and oligoglycosides having 8 to 22 carbon atoms in the alkyl radical and their ethoxylated analogs;
  • Partial esters based on linear, branched, unsaturated or saturated C 6/22 fatty acids
  • Lauryl glucoside and polyglucosides (eg, cellulose);
  • the addition products of ethylene oxide and / or of propylene oxide to fatty alcohols, fatty acids, alkylphenols, glycerol mono- and diesters and sorbitan mono- and diesters of fatty acids or to castor oil are known, commercially available products. These are homolog mixtures, whose average degree of alkoxylation corresponds to the ratio of the molar amounts of ethylene oxide and / or propylene oxide and substrate with which the addition reaction is carried out.
  • C ⁇ / 18 alkyl mono- and oligoglycosides their preparation and their use are known in the art. They are prepared in particular by reacting glucose or oligosaccharides with primary alcohols having 8 to 18 carbon atoms.
  • glycoside radical both monoglycosides in which a cyclic sugar residue is glycosidically linked to the fatty alcohol and oligomeric glycosides having a degree of oligomerization of preferably approximately 8 are suitable.
  • the degree of oligomerization is a statistical mean, which is based on a homolog distribution typical for such technical products.
  • anionic emulsifiers are soaps, alkylbenzenesulfonates, alkanesulfonates, olefinsulfonates, alkyl ether sulfonates, glycerol ether sulfonates, ⁇ -methyl ester sulfonates, sulfo fatty acids, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates such as fatty alcohol ether sulfates, glycerol ether sulfates, hydroxy mixed ether sulfates, monoglyceride (ether) sulfates, fatty acid amide (ether) sulfates, Mono- and dialkyl sulfosuccinates, mono- and dialkyl sulfo-succinamates, sulfotriglycerides, amide soaps, ether carboxylic acids and their salts, fatty acid isethionates, fatty acid sarc
  • zwitterionic surfactants can be used as emulsifiers.
  • Zwitterionic surfactants are those surface-active compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one carboxylate and one sulfonate group in the molecule.
  • Particularly suitable zwitterionic surfactants are the so-called betaines, such as N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoalkyldimethylammonium glycinate, N-acylamino-propyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoacylaminopropyldimethylammonium glycinate, and Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline having in each case 8 to 18 carbon atoms in the alkyl or acyl group and Kokosacylaminoethyl- hydroxyethylcarboxymethylglycinat.
  • betaines such as N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example cocoalkyldimethylammonium glycinate, N-acylamino-propyl-N, N-dimethylammonium glycinates
  • fatty acid amide derivative known under the CTFA name Cocamidopropyl Betaine.
  • ampholytic surfactants are surface-active compounds which, apart from a C / i ⁇ alkyl or acyl group containing 8 in the molecule at least one free amino group and at least one -COOH or -SO3H group and are capable of forming inner salts.
  • ampholytic surfactants are N-alkylglycines, N-alkylpropionic acids, N-alkylaminobutyric acids, N-alkyliminodipropionic acids, N-hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycines, N-alkyltaurines, N-alkylsarcosines, 2-alkylaminopropionic acids and alkylaminoacetic acids each having about 8 to 18 C atoms in the alkyl group.
  • Particularly preferred ampholytic surfactants are N-cocoalkylaminopropionate, cocoacylaminoethylaminopropionate and C 12 / 18-acylsarcosine.
  • quaternary emulsifiers are also suitable, those of the esterquat type, preferably methyl-quaternized difatty acid triethanolamine ester salts, being particularly preferred.
  • suitable protective colloids are z.
  • B. natural water-soluble polymers such as gum arabic, starch, water-soluble derivatives of water-insoluble polymeric natural products such.
  • cellulose ethers such as methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose or modified carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl starch or hydroxypropyl guar, and synthetic water-soluble polymers such.
  • polyvinyl alcohol polyvinylpyrrolidone, polyalkylene glycols, polyaspartic acid and polyacrylates.
  • the surface modifiers are used in a concentration of 0.1 to 50, but preferably 1 to 20 wt .-%, based on the calcium salts.
  • Particularly suitable surface-modifying agents are, above all, the nonionic surfactants in an amount of from 1 to 20% by weight, based on the weight of the calcium salt.
  • the nonionic surfactants of the type of the alkyl C 8 -C 16 (oligo) glucosides and of the ethoxylates of the hardened castor oil have proved to be particularly effective.
  • the composite materials according to the invention comprise a. sparingly soluble calcium salts in water, wherein the calcium salts are in the form of individual crystallites or in the form of particles comprising a plurality of said crystallites, having an average particle diameter in the range of less than 1000 nm, preferably less than 300 nm, and b. a polymer component, wherein the particles in the composite material are rod-shaped and / or platelet-shaped, preferably predominantly platelet-shaped.
  • Composite materials are composites which comprise the components mentioned under a) and b) and represent microscopically heterogeneous, macroscopically homogeneous aggregates, and in which the crystallites or particles of the calcium salts are associated with the framework of the polymer component.
  • the proportion of the polymer components in the composite materials in the composite material is between 0.1 and 80 wt .-%, preferably between 10 and 60, in particular between 30 and 50 wt .-% based on the total weight of the composite material.
  • the composite materials according to the invention are thus structured composite materials, in contrast to that described in R. Z. Wang et al. described composite of hydroxyapatite and collagen, in which evenly distributed hydroxyapatite nanoparticles are present.
  • Another significant difference between the subject matter of the present invention and the prior art is the size and morphology of the inorganic component.
  • the methods described in R. Z. Wang et al. Hydroxylapatite particles present in the described hydroxyapatite-collagen composite have a size of 2-10 nm. Hydroxylapatite particles in this size range are assigned to the range of amorphous or partially X-ray amorphous substances.
  • composite materials are that they do not tend to aggregate so much that they can be better processed in the production process. In particular, an improved dispersibility of the composite is observed.
  • the polymer component is selected from a protein component, polyelectrolytes and polysaccharides.
  • a preferred embodiment of the invention is that polyelectrolytes are used as the polymer component.
  • Suitable polyelectrolytes for the purposes of the invention are polyacids and polybases, it being possible for the polyelectrolytes to be biopolymers or else synthetic polymers.
  • the inventive compositions contain, for example, one or more polyelectrolytes selected from
  • Polyamino acids such as. B. polyaspartic acids
  • Nucleic acids such as. B. DNA and RNA
  • Polyvinylamines and derivatives of the aforementioned substances in particular amino and / or carboxyl derivatives.
  • polymers bearing carboxylate groups are suitable.
  • Particularly preferred polyelectrolytes within the meaning of the invention are polyaspartic acids, alginic acids, pectins, deoxyribonucleic acids, ribonucleic acids, polyacrylic acids and polymethacrylic acids.
  • polyaspartic acids having a molecular weight in the range between about 500 and 10,000 daltons, in particular 1000 to 5000 daltons.
  • polysaccharides are selected as the polymer component.
  • these polysaccharides are selected from glucuronic acid and / or iduronic acid-containing polysaccharides.
  • glucuronic acid preferably D-glucuronic acid, and / or iduronic acid, in particular L-iduronic acid.
  • a constituent of the carbohydrate skeleton is formed by glucuronic acid or iduronic acid.
  • the iduronic acid isomeric to glucuronic acid has the other configuration at the C5 carbon atom of the ring.
  • Glucuronic acid and / or iduronic acid-containing polysaccharides are preferably to be understood as meaning those polysaccharides which contain glucuronic acid and / or iduronic acid in a molar ratio of 1:10 to 10: 1, in particular from 1: 5 to 5: 1, particularly preferably 1: 3 to 2: 1, based on the sum of the other monosaccharide building blocks of the polysaccharide.
  • a particularly good interaction with the calcium salt can be achieved by the anionic carboxyl groups of the glucuronic acid and / or iduronic acid-containing polysaccharides, which lead to a particularly stable and at the same time particularly good biomineralizing composite material.
  • Suitable polysaccharides are the glucuronic acid and / or iduronic acid-containing glycosaminoglycans (also referred to as mucopolysaccharides), microbially produced xanthan gum or welan or gum arabic, which is obtained from acacia.
  • An advantage of the composite materials according to the invention is the particular stability in aqueous systems even without the addition of dispersing aids such as, for example, polyhydric alcohols (such as glycerol or polyethylene glycols).
  • dispersing aids such as, for example, polyhydric alcohols (such as glycerol or polyethylene glycols).
  • the polymer component is selected from a protein component, preferably from proteins, protein hydrolysates and their derivatives.
  • proteins are basically all proteins, irrespective of their origin or their production.
  • proteins of animal origin are keratin, elastin, collagen, fibroin, albumin, casein, whey protein, placental protein.
  • Preferred according to the invention from these are collagen, keratin, casein, whey protein, proteins of plant origin such as wheat and wheat germ protein, rice protein, soy protein, oat protein, pea protein, potato protein, almond protein and yeast protein may also be preferred according to the invention.
  • protein hydrolysates are degradation products of proteins such as, for example, collagen, elastin, casein, keratin, almond, potato, wheat, rice and soy protein, which are formed by acidic, alkaline and / or enzymatic hydrolysis of the proteins themselves or their degradation products such as gelatin.
  • proteins such as, for example, collagen, elastin, casein, keratin, almond, potato, wheat, rice and soy protein
  • hydrolytic enzymes are suitable, such as. B. alkaline proteases.
  • Further suitable enzymes and enzymatic hydrolysis processes are described, for example, in K. Drauz and H. Waldmann, Enzyme Catalysis in Organic Synthesis, VCH Verlag, Weinheim 1975.
  • gelatin which may have molecular weights in the range of 15000 to 250000 D.
  • Gelatin is a polypeptide obtained primarily by hydrolysis of collagen under acidic (gelatin type A) or alkaline (gelatin type B) conditions.
  • the gel strength of the gelatin is proportional to its molecular weight, that is, a more hydrolyzed gelatin gives a lower viscosity solution.
  • the gel strength of the gelatin is given in Bloom numbers. In the enzymatic cleavage of the gelatin, the polymer size is greatly reduced, resulting in very low Bloom numbers.
  • the protein hydrolysates used in cosmetics are preferably those having an average molecular weight in the range from 600 to 4000, particularly preferably from 2000 to 3500.
  • Overviews of the preparation and use of protein hydrolyzates are described, for example, by G. Schuster and A. Domsch in soaps oils Fette Wachse 108, (1982) 177 and Cosm.Toil. 99, (1984) 63, by H.W. Steisslinger in Parf.Kosm. 72, (1991) 556 and F. Aurich et al. in Tens.Surf.Det. 29, (1992) 389 appeared.
  • protein hydrolysates of collagen, keratin, casein and vegetable proteins are used, for example those based on wheat gluten or rice protein, the production of which is described in German Patent DE 19502167 C1 and DE 19502168 C1 (Henkel).
  • protein hydrolyzate derivatives are to be understood as meaning chemically and / or chemoenzymatically modified protein hydrolyzates, for example those with the INCI names Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein, Lauridimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen, Potassium Undecylenoyl Hydrolyzed Collagen and Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen Known compounds.
  • Preferably derivatives of protein hydrolysates of collagen, keratin and casein and vegetable protein hydrolysates are used according to the invention such.
  • B. Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein or Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein.
  • the protein component can be formed in each of the composite materials according to the invention by one or more substances selected from the group of proteins, protein hydrolysates and protein hydrolyzate derivatives.
  • Preferred protein components are all structure-forming proteins, protein hydrolyzates and protein hydrolyzate derivatives, which are understood as meaning protein components which due to their chemical constitution form specific three-dimensional spatial structures familiar to the person skilled in the art of protein chemistry under the terms secondary, tertiary or even quaternary structure are.
  • the protein component of the composite materials is selected from collagen, gelatin, casein and their hydrolysates, preferably gelatin, particularly preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type.
  • gelatins of the type AB can be used, which are also known under the name “acid-bone” or “acid process ossein” gelatine, and are prepared from ossein by highly acidic process conditions.
  • Ossein as a collagen-containing starting material for the preparation of gelatin of type AB "acid bone” or “acid process Ossein", is prepared as an extract from minced bones, especially bovine bone, possibly after degreasing and drying for one or more days (preferably at least one Week and more) in aqueous solution, preferably cold acid, preferably dilute acid (eg hydrochloric acid), are incorporated to remove the inorganic bone components, especially hydroxyapatite and calcium carbonate.
  • aqueous solution preferably cold acid, preferably dilute acid (eg hydrochloric acid)
  • the ossein collagen is denatured and released by a digestion process in which the material is treated under strongly acidic conditions.
  • the preparation of the gelatin from said raw materials takes place by multiple extraction with aqueous solutions.
  • the pH of the solution can be adjusted before the extraction process.
  • Particularly preferred are several extraction steps with water or aqueous solutions with increasing solvent temperature.
  • Composite materials which can be obtained from a sparingly water-soluble calcium salt with gelatin of the type AB (acid-bone) are particularly suitable for use in applications according to the invention.
  • the composite materials containing AB type gelatin, "acid bone” have a particularly strong neomineralization: composite materials which can be obtained from a sparingly water-soluble calcium salt with AB-type gelatin (acid-bone) thus particularly suitable for use in bones and teeth (see examples) .
  • the composite materials according to the invention are therefore in comparison to the said composites preferred for use in particular for the rapid closure of dentinal tubules, for remineralization of the tooth material, for use in teeth and bones for the prevention and / or treatment of damage to external influences, in particular body-related, chemical, physical and / or microbiological Art are, for example, erosion, primary lesions and initial caries and caries prophylaxis, to improve the resistance to mechanical stress and generally suitable for improving the cleaning properties of the teeth and dental health generally.
  • the sparingly water-soluble calcium salts and composite materials according to the invention comprising these, can be prepared by precipitation reactions from aqueous solutions of water-soluble calcium salts and aqueous solutions of water-soluble phosphate and / or fluoride salts, the precipitation in the case of the composite materials according to the invention being carried out in the presence of polymer components.
  • the preparation of the composite materials according to the invention is preferably carried out in such a way that the polymer components in pure, dissolved or colloidal form of the neutral or alkaline aqueous phosphate and / or fluoride salt solution or the neutral or alkaline solution of the calcium salt are added before the precipitation reaction.
  • the polymer components may be presented in pure, dissolved or colloidal form and then added sequentially in any order or simultaneously with the neutral or alkaline calcium salt solution and the neutral or alkaline phosphate and / or fluoride salt solution.
  • Neutral solutions are understood to mean solutions having a pH of between about 6.5 and about 7.5.
  • the assembly of the individual components can in principle be carried out in all possible orders.
  • the alkalizing agent used is preferably ammonia.
  • a further variant of the preparation process according to the invention comprises precipitation from an acidic solution of a water-soluble calcium salt together with a stoichiometric amount of a water-soluble phosphate and / or fluoride salt or of an acidic solution of hydroxyapatite having a pH below 5 at a pH below 3, by raising the pH with aqueous alkali or ammonia in the presence of the polymer components.
  • a further variant of the process consists of nanoparticulate calcium salts in pure or dispersed form or dispersions of nanoparticulate calcium salts prepared by precipitation reactions from aqueous solutions of water-soluble calcium salts and aqueous solutions of water-soluble phosphate and / or fluoride salts with the polymer components, the latter preferably in dissolved or dispersed form, added, wherein the addition of any order can be selected.
  • the solution or dispersion of the polymer component is initially charged and a dispersion of the nanoparticulate calcium salt is added.
  • the resulting dispersion of the composite material as required by those skilled in known methods such. B. filtration or centrifugation from the solvent and the other constituents of the reaction mixture and separated by subsequent drying, for. B. by freeze-drying, be isolated in solvent-free form.
  • water is preferably used in all manufacturing processes, but in individual steps of the production, organic solvents such.
  • organic solvents such as mono- or polyhydric alcohols having 1 to 4 carbon atoms or glycerol can be used.
  • the preparation of the calcium salts or composite materials according to the invention comprising these, and in particular those composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, preferably AB type gelatin, with surface-modified crystallites and / or particles of the calcium salts, can be prepared by analogous precipitation methods as described above however, the precipitation of the nanoparticulate calcium salts or the composite materials occurs in the presence of one or more surface modifiers.
  • the surface-modified nanoparticulate calcium salts are preferably first produced by a precipitation reaction between aqueous solutions of calcium salts and aqueous solutions of phosphate and / or fluoride salts in the presence of the surface modifiers. These can then be purified from by-products of the reaction mixture, eg. B. by concentration under reduced pressure and subsequent dialysis. By removing the solvent, a dispersion of the surface-modified calcium salt having a solid content can be additionally prepared as desired.
  • the Composite material formed from surface-coated calcium salt and polymer components is not critical, and if necessary afterreaction at elevated temperature, preferably in the range between 50 and 100 0 C and for a period of 1 to 100 minutes, the Composite material formed from surface-coated calcium salt and polymer components.
  • the precipitation of the calcium salt or of the composite material is carried out at a pH of between 5 and 9, preferably between 6 and 8, more preferably around 7.
  • a solution of a calcium salt with the polymer component is preferably initially introduced to form the preferred composite material according to the invention, and a phosphate solution is slowly added, the pH being between 5 and 9, preferably between 6 and 8, particularly preferably around 7.
  • the pH is kept constant during the addition of the phosphate solution by adding appropriate amounts of aqueous base.
  • the calcium salts or composite materials according to the invention comprising these, and in particular such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, in particular those of hydroxyapatite, fluorapatite and Calcium fluoride, are useful as a mineralizing component for the preparation of compositions for cleaning and / or care of the teeth.
  • the structured form in particular of the preferred composites, and the particle size of the calcium compounds contained therein, the effect of strengthening of the enamel and the closure of lesions and dentinal tubules can be done very quickly and completely.
  • calcium salts or composite materials according to the invention including these, and in particular such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, more preferably gelatin of the type A, B or AB 1, in particular gelatin of the acid bone type, as neo- or remineralizing Components are used in compositions for strengthening the enamel.
  • calcium salts or composite materials comprising these, and in particular of such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, more preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, is effected as the biomineralization-inducing or promoting component for the treatment of tooth or bone defects.
  • the calcium salts or composite materials according to the invention comprising these, and in particular such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, or compositions containing these also to be used for coating implants.
  • a use of the calcium salts or composite materials according to the invention, comprising these, and in particular those composite materials having a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, or compositions containing at least this, for smoothing the surface of teeth and / or bone is also preferred.
  • the calcium salts or composite materials according to the invention comprising these, and in particular those composite materials having a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, in particular of hydroxyapatite and fluorapatite, can induce or promote biomineralization in bone tissue. They are therefore further suitable as a biomineralizing component for the preparation of compositions for the recovery or new formation of bone material, such as. B. of compositions for the treatment of bone defects and bone burs as well as to promote the ingrowth of implants.
  • the invention further relates to the use of the calcium salts or composite materials according to the invention, comprising these, and especially those composite materials having a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid type bone, for the protection and / or for the therapeutic and / or preventive treatment of teeth and / or bones before or in case of damage due to external influences, in particular body-related, chemical, physical and / or microbiological nature, in particular for prevention and repair of erosions on bones and teeth, in particular enamel, care of the enamel, as well as for the protection of the teeth from attack by acids, in particular by bacterial activity or by action of acids from food, to protect against demineralization of the teeth, to seal fissures, to protect in front and / or for repairing primary lesions and / or initial caries in the enamel, as well as for smoothing the tooth surface, for caries prevention, for improving the cleanability, for the mechanical resistance of the teeth and for dental health in general.
  • the calcium salts according to the invention and preferably the composite materials comprising them, and in particular such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, used against attacks by acids.
  • the term acids is to be understood here as meaning both the intrinsic acids and the extrinsic acids.
  • the damage caused by intrinsic acids relates in particular to medical conditions associated with contact of gastric acid with the oral region especially in case of belching, regurgitation, heartburn or vomiting, also in connection with pathological eating disorders, such as bulimia in particular.
  • Particularly suitable is the use in attack by extrinsic acids, in particular due to bacterial activity or the action of acids from food.
  • the calcium salts according to the invention and preferably the composite materials comprising them, and in particular such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, more preferably gelatin type A, B or AB, in particular gelatin type acid bone, are therefore also therapeutically the repair of damage, in particular of erosions, on bones and teeth, especially on the enamel.
  • the calcium salts according to the invention and preferably the composite materials comprising these, and in particular such composite materials with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, more preferably gelatin type A, B or AB, in particular gelatin type acid bone, for protection and / or for repairing primary lesions and / or initial caries in enamel and for sealing fissures.
  • fissures i.e., the crevasse-like recesses on the chewing surfaces of the molars and molars
  • fissures i.e., the crevasse-like recesses on the chewing surfaces of the molars and molars
  • the use of the calcium salts according to the invention, and preferably the composite materials comprising these, in particular those with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, more preferably gelatin type A, B or AB, in particular gelatin of the type acid bone, leads to a better mechanical resistance, in particular that the extent of micro-scratches, craters or mechanical abrasion is reduced.
  • the use of the invention leads to a better resistance to mechanical stress of the teeth, which can be caused in addition to chewing in particular by vigorous brushing. Damage or erosion of softened enamel can thus be avoided.
  • the composite materials preferably the composite materials, in particular those with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, more preferably gelatin type A, B or AB, in particular gelatin of the type Acid bone, these are themselves or compositions containing them, thus generally used for improving the cleanability of teeth and dental health.
  • compositions for cleaning and care of the teeth can be present for example in the form of pastes, liquid creams, gels or mouthwashes. Even in liquid preparations, the composite materials according to the invention are readily distributed, remain stably dispersed and do not tend to sediment.
  • the content of the sparingly water-soluble calcium salts and / or the composite materials comprising these, preferably the composite materials, in particular those with a protein component selected from collagen, casein or gelatin, particularly preferably gelatin of the type A, B or AB, in particular gelatin of the acid bone type, in the oral and dental care compositions according to the invention is 0.01 to 10 wt .-%, preferably 0.01 to 2 wt .-%, based on the total weight of the composition.
  • the oral and dental care compositions according to the invention can furthermore contain 0.1 to 9% by weight, in particular 2 to 8% by weight, of at least one cleaning agent.
  • Cleaning agents are among the essential ingredients of a toothpaste and, depending on their intended function, are present alone or in combination with other cleansers or polishes. They are used for the mechanical removal of the uncalcified plaque and should ideally lead to the gloss of the tooth surface (polishing effect) with minimal abrasion (abrasion effect) and damage to the enamel and the dentin.
  • the abrasion behavior of the polishing agents and cleaning bodies is essentially determined by their hardness, particle size distribution and surface structure. When selecting suitable cleaning bodies, those which have a minimum abrasion effect, in particular, are therefore preferably selected.
  • cleaning materials are predominantly used which have small particle sizes, are largely free of sharp corners and edges and whose hardness and mechanical properties do not stress the tooth or the tooth substance too much.
  • polishing agents are used as cleaning or polishing agents.
  • Particularly advantageous is the use of very finely divided polishing agent having a mean particle size of 1 - 200 .mu.m, preferably 1-50 .mu.m and in particular 1-10 microns.
  • the polishing agents according to the invention may be selected from silicic acids, aluminum hydroxide, aluminum oxide, silicates, organic polymers or mixtures thereof.
  • so-called metaphosphates, alkaline earth metal carbonates or hydrogencarbonates and also calcium-containing polishing components to be present in the compositions according to the invention.
  • silicas as polishing agents in toothpastes or liquid dentifrices.
  • silicic acid polishing agents a distinction is generally made between gel silicic acids, hydrogel silicic acids and precipitated silicas.
  • Precipitated and gel silicas are particularly preferred according to the invention, since they can be widely varied in their preparation and are particularly well tolerated with fluoride active ingredients. They are also particularly suitable for the production of gel or liquid toothpastes.
  • Gel silicas are produced by the reaction of sodium silicate solutions with strong, aqueous mineral acids to form a hydrosol, aging to the hydrogel, washing and subsequent drying. If the drying takes place under mild conditions to water contents of 15 to 35 wt .-%, so-called hydrogel silicic acids are obtained, as described for example in US 4,153,680. Drying of these hydrogel silicic acids to water contents below 15% by weight results in an irreversible shrinkage of the previously loose structure to the dense structure of the so-called xerogel. Such Xerogelkieselklaren are known for example from US 3,538,230.
  • a second, preferably suitable group of silica polishing agents are the precipitated silicas. These are obtained by precipitation of silica from dilute alkali silicate solutions by addition of strong acids under conditions where aggregation to the sol and gel can not occur. Suitable processes for the preparation of precipitated silicas are described, for example, in DE-OS 25 22 586 and in DE-OS 31 14 493.
  • Particularly suitable according to the invention is a precipitated silica prepared according to DE-OS 31 14 493 with a BET surface area of 15-110 m 2 / g, a particle size of 0.5 to 20 ⁇ m, where at least 80% by weight of the primary particles are below 5 intended to be within microns and a viscosity in a 30% glycerin-water (1: 1) dispersion 30 to 60 Pa s (2O 0 C) in an amount of 10-20 wt .-% of the tooth paste.
  • Particularly suitable precipitated silicas of this type have rounded corners and edges and are, for example, under the trade designation Sident 12 DS ® from Degussa.
  • the silicas of the type Zeodent ® Huber Corp., Tixosil® Rhodia and other Sorbosil® types are used in the agents are particularly preferred Zeodent ® 113 Tixosil ® 123 and Sorbos ⁇ l ® AC39
  • S ⁇ pernat ® 22 LS or S ⁇ pemat ® 320 DS by Degussa be mentioned
  • As alumina polishing agent is preferably a weakly calcined clay having a content of ⁇ - and ⁇ -Alum ⁇ n ⁇ umox ⁇ d in an amount of about 0.01 to 5 wt -%, preferably 0.1 to 2 wt -%, based on the total weight of through
  • Suitable weakly calcined clays are prepared by calcination from aluminum hydroxide aluminum hydroxide is calcined in the at temperatures above 1200 0 C thermodynamically stable Ct-Al 2 O 3 on occurring at temperatures between 400 and 1000 ° C, thermodynamically unstable Al 2 O 3 -Mod ⁇ fikat ⁇ onen is referred to as gamma forms (cf. Ullmann, Enzyclopadie der ischen Chemie, 4 Edition (1974), Volume 7, page 298) By selecting the temperature and the time period in the calcination can be the degree of calcination, ie the conversion into the thermodynamically stable Ct -Al 2 O 3 is adjusted to any desired level.
  • the dentin abrasion (RDA) of the less calcined aluminas to be used according to the invention with a proportion of 10-50% by weight of ⁇ -Al 2 O 3 is only 30-60% of the dentin abrasion of a strongly calcined, pure Ct-Al 2 O 3 (measured in a standard toothpaste with 20% by weight of clay as the sole polishing agent)
  • the ⁇ -Al 2 O 3 can be stained red with an aqueous ammoniacal solution of Alizann S (1, 2-dihydroxy-9,10-anthraquinone-4-sulfonic acid) of the Dyeing as a measure of the degree of calcination or for the proportion of 5-Al 2 O 3 in a calcined clay choose:
  • Suitable weakly calcined alumina with a content of 10-50 wt .-% ⁇ -Al 2 O 3 can be prepared by this method, pale to deep pink stain.
  • Alumina abrasives of various degrees of calcination, fineness and bulk densities are commercially available, e.g. the "Poliertonerden” of the company Giulini-Chemie or ALCOA.
  • a preferred suitable grade "polishing clay P10 finest” has an agglomerate size of less than 20 ⁇ m, an average primary crystal size of 0.5-1.5 ⁇ m and a bulk density of 500-600 g / l.
  • silicates as polishing agent components may also be preferred according to the invention. They are used in particular in modern practice as a cleaning body.
  • silicates which can be used according to the invention are aluminum silicates and zirconium silicates.
  • the sodium aluminum silicate of the empirical formula Na 12 (AIO 2 ) 12 (SiO 2 ) i 2 ⁇ 7H 2 O may be suitable as a polishing agent, such as, for example, the synthetic zeolite A.
  • water-insoluble metaphosphates are especially sodium metaphosphate, calcium phosphate such as tricalcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium hydrogen phosphate dihydrate and calcium pyrophosphate.
  • magnesium carbonate, magnesium hydrogen phosphate, trimagnesium phosphate or sodium bicarbonate can be used as a polishing agent, in particular as a mixture with other polishing agents.
  • Calcium phosphate dihydrate (CaHPO 4 .2H 2 O). Calcium phosphate dihydrate occurs in nature as brushite and is available as a polishing agent commercially in suitable particle sizes of 1 to 50 microns.
  • oral and dental care preparations are preferred for supporting the remineralization process by the sparingly water-soluble calcium salt and / or the composite materials comprising these, in addition to 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.1 to 5 wt .-% and in particular 0.1 to 3 wt .-% of a Remineralisations dires component, each based on the total weight of the composition.
  • the Remineralisations foundeds component promotes remineralization of the enamel and the closure of dental lesions in the compositions of the invention and is selected from fluorides, microparticulate phosphate salts of calcium such.
  • Calcium glycerophosphate calcium hydrogen phosphate, hydroxyapatite, fluoroapatite, F-doped hydroxyapatite, dicalcium phosphate dihydrate and calcium fluoride.
  • magnesium salts such as magnesium sulfate, magnesium fluoride or magnesium monofluorophosphate have remineralizing.
  • Remineralization promoting components preferred according to the invention are magnesium salts.
  • Suitable embodiments of the oral and dental care products according to the invention are solid, liquid or semi-liquid toothpastes and tooth gels.
  • the oral and dental care products according to the invention contain additional toothpaste ingredients, such as surfactants, humectants, binders, flavorings and active substances against tooth and gum diseases.
  • surface-active surfactants or surfactant mixtures are usually used. They promote the rapid and complete dissolution and distribution of dental creams in the oral cavity and at the same time support the removal of mechanical plaque, especially in those places that are difficult to access with a toothbrush. In addition, they promote the incorporation of water-insoluble substances, such as aromatic oils, stabilize the polishing agent dispersion and support the Antikaries Angel of fluorides.
  • anionic surfactants zwitterionic and ampholytic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants or mixtures of these compounds can be used as surfactants in toothpaste formulations.
  • toothpastes preferably contain at least one surfactant from the group of anionic surfactants.
  • the surfactant or the surfactant mixture is in the compositions of the invention usually in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.3 to 7 wt .-% and in particular 1 to 5 wt .-%, based on the total weight of Composition, used.
  • Suitable surfactants with good foaming action are anionic surfactants which also have a certain enzyme-inhibiting effect on the bacterial metabolism of the dental plaque.
  • anionic surfactants which also have a certain enzyme-inhibiting effect on the bacterial metabolism of the dental plaque.
  • These include, for example, alkali or ammonium salts, in particular sodium salts, of C 8 -C 16 -alkanecarboxylic acids, of alkylpolyglycol ether sulfates having 12-16 C atoms in the linear alkyl group and 2 to 6 glycol ether groups in the molecule, of linear alkane (C 12 -C 18 ) Sulfonates, Sulfobernsteinsauremonoalkyl- (C 12 -C 18 ) esters, sulfated fatty acid monoglycerides, sulfated fatty acid alkanolamides, Sulfoessigklakyl- (C 12 -C 6 ) esters,
  • At least one anionic surfactant in particular a sodium lauryl alkyl sulfate having 12-18 C atoms in the alkyl group.
  • a surfactant is sodium lauryl sulfate which is commercially available for example under the name Texapon.RTM ® K12 G commercially.
  • Zwitterionic surfactants are those surface-active compounds which carry at least one quaternary ammonium group and at least one carboxylate and one sulfonate group in the molecule.
  • Particularly suitable zwitterionic surfactants are the so-called betaines such as N-alkyl-N, N-dimethylammonium glycinates, for example trimethylammonium glycinate,
  • Kokosalkyldimethylammoniumglycinat N-acylamino-propyl-N, N-dimethyl-ammoniumglycinate, for example Kokosacylaminopropyldimethyl-ammoniumglycinat, and 2-alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline having in each case 8 to 18 carbon atoms in the alkyl or acyl group and the Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat.
  • Particularly preferred is the known under the CTFA name Cocamidopropyl Betaine fatty acid amide derivative.
  • Such products are available, for example under the name Tego betaine ® BL 215 and ZF 50 and Genagen ® CAB commercially.
  • Ampholytic surfactants are understood as meaning those surface-active compounds which, apart from a C 8 -C 18 -alkyl or acyl group in the molecule, contain at least one free amino group and at least one -COOH or -SO 3 H group and are capable of forming internal salts.
  • ampholytic surfactants are N-alkylglycines, N-alkylpropionic acids, N-alkylaminobutyric acids, N-alkyliminodi propionic acids, N-hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycines, N-alkyltaurines, N-alkylsarcosines, 2-alkylaminopropionic acids and alkylaminoacetic acids each having about 8 to 18 C atoms in the alkyl group.
  • Particularly preferred ampholytic surfactants are N-cocoalkylaminopropionate, cocoacylaminoethyl aminopropionate and C 2 -C 18 - acyl sarcosine.
  • quaternary emulsifiers are also suitable, with those of the esterquat type, preferably methyl-quaternized difatty acid-diethanolamine ester salts, being particularly preferred.
  • Nonionic surfactants are N-alky
  • Nonionic surfactants are particularly suitable according to the invention for promoting the cleaning action. Particular preference is given to those nonionic surfactants which are selected from at least one of the following groups:
  • Fatty acids having 6 to 22 carbon atoms and their ethylene oxide addition products; - Alkyl mono- and oligoglycosides having 8 to 22 carbon atoms in the alkyl radical and their ethoxylated analogues;
  • polyglycerol esters e.g. polyglycerolpolyricinoleate
  • Polyglycerol poly-12-hydroxy stearate or polyglycerol dimerate Polyglycerol dimerate.
  • Partial esters based on linear, branched, unsaturated or saturated C 6 -C 22 -fatty acids, ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid and glycerol, polyglycerol, pentaerythritol, dipentaerythritol,
  • Polysiloxane-polyalkyl-polyether copolymers or corresponding derivatives Polysiloxane-polyalkyl-polyether copolymers or corresponding derivatives; Mixed esters of pentaerythritol, fatty acids, citric acid and fatty alcohol according to DE-PS 1165574 and / or mixed esters of fatty acids having 6 to 22 carbon atoms, methyl glucose and polyols, preferably glycerol or polyglycerol and polyalkylene glycols.
  • the addition products of ethylene oxide and / or of propylene oxide to fatty alcohols, fatty acids, alkylphenols, glycerol mono- and diesters and sorbitan mono- and diesters of fatty acids or to castor oil are known, commercially available products and are preferred according to the invention. These are homolog mixtures whose mean degree of alkoxylation corresponds to the ratio of the amounts of ethylene oxide and / or propylene oxide and substrate with which the Addition reaction is carried out, corresponds. and diesters of addition products of ethylene oxide with glycerol are known from DE-PS 2024051 as refatting agents for cosmetic preparations.
  • C 8 -C 18 -Alkyl mono- and oligoglycosides their preparation and their use are known in the art, for example from US-A-3,839,318, DE-A-20 36 472, EP-A-77 167 or WO-A - 93/10132 known. They are prepared in particular by reacting glucose or oligosaccharides with primary alcohols having 8 to 18 carbon atoms.
  • the glycoside radical both monoglycosides in which a cyclic sugar residue is glycosidically linked to the fatty alcohol and oligomeric glycosides having a degree of oligomerization of preferably approximately 8 are suitable.
  • the degree of oligomerization is a statistical mean, which is based on a homolog distribution typical for such technical products.
  • An alkyl (oligo) glycoside of the formula RO (C 6 H 10 O) x -H in which R is an alkyl group having 12 to 14 C atoms and x is preferably suitable as the alkyl (oligo) glycoside Mean value of 1 to 4 has.
  • the nonionic surfactant may be mentioned, for example, PEG-glyceryl stearate, sold under the name Tagat ® S commercially.
  • Humectants are usually used in dental cosmetics to protect against dehydration and for consistency control and cold stability of the products. However, they can also serve for suspension mediation and to influence the taste or gloss.
  • humectants are toxicologically acceptable polyols such as sorbitol, xylitol, glycerol, mannitol, 1,2-propylene glycol, or mixtures thereof, but also polyethylene glycols having molecular weights of 400-2,000 can serve as humectant components in dentifrices.
  • the humectant or the mixture of humectants in the total composition in an amount of 10 to 85 wt .-%, preferably 15 to 70 wt .-% and in particular 25 to 50 wt .-% contained.
  • the agents according to the invention additionally comprise at least one binding or thickening agent in a preferred embodiment. These act to regulate consistency and continue to prevent the separation of the liquid and solid components.
  • Their amounts used in the compositions according to the invention are from 0.1 to 5% by weight, preferably from 0.1 to 3% by weight and in particular from 0.5 to 2% by weight.
  • Natural and / or synthetic water-soluble polymers such as alginates, carrageenans, agar agar, guar gum, gum arabic, succinoglycan gum, guar gum, locust bean gum, tragacanth, karaya gum, xanthan, pectins, cellulose and their ionic and nonionic derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose or methylhydroxypropylcellulose, hydrophobically modified celluloses, starch and starch ethers.
  • alginates, carrageenans such as alginates, carrageenans, agar agar, guar gum, gum arabic, succinoglycan gum, guar gum, locust bean gum, tragacanth, karaya gum, xanthan, pectins, cellulose and their ionic and nonionic derivatives such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose or methylhydroxypropylcellulose, hydrophobically modified cellulose
  • carboxyvinyl polymers for example Carbopol ® types
  • polyvinyl alcohol for example polyvinyl alcohol
  • polyvinylpyrrolidone for example polyvinyl alcohol
  • polyvinylpyrrolidone for example polyvinyl alcohol
  • polyvinylpyrrolidone for example polyvinyl alcohol
  • polyvinylpyrrolidone for example polyvinyl alcohol
  • polyvinylpyrrolidone polyvinylpyrrolidone
  • higher molecular weight polyethylene glycols particularly those having molecular weights of 10 2 - 10 6 D
  • phyllosilicates and finely divided silicas (Aerogelkieselklaren and fumed silicas) fulfill this function.
  • the oral and dental cleaning agent according to the invention contains additional active ingredients against tooth and gum diseases.
  • active substances are anticaries agents, antimicrobial agents, tartar inhibitors, flavorings or any combination of these substances.
  • Fluorine compounds preferably from the group of fluorides or monofluorophosphates in an amount of 0.1-0.5% by weight fluorine, are especially suitable for controlling and preventing caries.
  • Suitable fluorine compounds are, for.
  • Preparations preferred according to the invention are characterized in that they additionally have antiplaque active ingredients, preferably methyl, ethyl or propyl p-hydroxybenzoate, sodium sorbate, sodium benzoate, bromochlorophene, triclosan, phenyl salicylic acid ester, Biguanids z.
  • antiplaque active ingredients preferably methyl, ethyl or propyl p-hydroxybenzoate, sodium sorbate, sodium benzoate, bromochlorophene, triclosan, phenyl salicylic acid ester, Biguanids z.
  • antiplaque active ingredients preferably methyl, ethyl or propyl p-hydroxybenzoate, sodium sorbate, sodium benzoate, bromochlorophene, triclosan, phenyl salicylic acid ester, Biguanids z.
  • chlorhexidine, thymol preferably in amounts of 0.1 to 5 wt .-
  • antimicrobial component z As antimicrobial component z. As phenols, resorcinols, bisphenols, salicylanilides and amides and their halogenated derivatives, halogenated carbanilides and p-hydroxybenzoic acid esters.
  • antimicrobial components those which inhibit the growth of plaque bacteria are particularly suitable.
  • examples are halogenated diphenyl ethers, such as 2,4-dichloro-2'-hydroxydiphenyl ether, 4,4'-dichloro-2'-hydroxydiphenyl ether, 2,4,4'-tribromo-2'-hydroxydiphenyl ether, 2,4,4'-dichloro-2'-hydroxydiphenyl ether.
  • Trichloro-2'-hydroxydiphenyl ether Triclosan suitable as antimicrobial agents.
  • bisbiguanides such as chlorhexidine and alexidine, phenylsalicylic acid esters and 5-amino-1,3-bis (2-ethylhexyl) -hexahydro-5-methylpyrimidine (hexetidine)
  • zinc and copper ions also have an antimicrobial effect, with synergistic effects especially in combination with hexetidine and triclosan occur.
  • quaternary ammonium compounds such as.
  • cetylpyridinium chloride benzalkonium chloride, domiphen bromide and dequalinium chloride are used.
  • Octapinol, octenidine and sanguinarine have also proven to be effective as antimicrobial agents.
  • the antimicrobial agents are preferably used in amounts of 0.01 to 1 wt .-% in the inventive compositions.
  • Irgacare ® MP is particularly preferred in an amount from 0.01 to 0.3 wt .-% is used.
  • Tartar is mineral deposits that are very similar to natural tooth enamel.
  • substances are added to the dentifrices according to the invention which specifically intervene in crystal nucleation and prevent existing germs from growing on.
  • These are, for example, condensed phosphates, which are preferably selected from the group of tripolyphosphates, pyrophosphates, trimetaphosphates or mixtures thereof. They are used in the form of their alkali metal or ammonium salts, preferably in the form of their sodium or potassium salts.
  • Aqueous solutions of these phosphates typically react alkaline, so that the pH value of the dentifrice according to the invention is adjusted to values of 7.5-9, if appropriate by addition of acid.
  • acids can be z.
  • citric acid phosphoric acid or acid salts, for. B. NaH 2 PO 4 can be used.
  • the desired pH of the dentifrice can also by addition of acidic salts of the condensed phosphates, ie z. B. K 2 H 2 P 2 O 7 , can be adjusted.
  • organophosphonates such as 1-azacycloheptane-2,2-diphosphonate (Na salt), 1-hydroxyethane-1, 1-diphosphonate (Na salt) and Zinkeitrat.
  • the agents of the invention further contain hypersensitive tooth active agents selected from potassium and strontium salts such as potassium chloride, potassium sulfate, potassium bicarbonate, potassium citrate, potassium acetate, potassium nitrate, strontium chloride, strontium nitrate, strontium citrate, strontium acetate and strontium lactate and eugenol.
  • potassium and strontium salts such as potassium chloride, potassium sulfate, potassium bicarbonate, potassium citrate, potassium acetate, potassium nitrate, strontium chloride, strontium nitrate, strontium citrate, strontium acetate and strontium lactate and eugenol.
  • the eugenol may be mixed with aromatic oils in the oral and dental care products. Preferably, it is included in the compositions in the form of clove bud oil.
  • the oral and dental care products of the invention contain at least 0.5% by weight of potassium or strontium ions in the form of a dissolved salt and at least 0.01% by weight of eugenol in pure form or in the form of clove bud oil.
  • compositions of the invention contain flavorings to which z. Sweetening and / or flavoring oils.
  • Suitable sweeteners are, for example, saccharinates (in particular sodium saccharinate), cyclamates (in particular sodium cyclamate) and also sucrose, lactose, maltose or fructose.
  • Aromatic oils are all natural and synthetic flavors used for oral and dental care. Natural flavors can be used both in the form of the essential oils (mixture) isolated from the drugs and in the form of the individual components isolated therefrom. Preferably at least one aromatic oil should be selected from the group of peppermint oil, spearmint oil, aniseed oil, star aniseed oil, caraway oil, eucalyptus oil, fennel oil, cinnamon oil, clove oil, geranium oil, sage oil, pimento oil, thyme oil, marjoram oil, basil oil, citrus oil, Gaultheria oil or one or more thereof or synthetic produced components of these oils may be included. The most important components of the oils mentioned are z.
  • Other suitable flavors are z.
  • other common adjuvants may be included to improve the stability and sensory properties of the oral and dental care products. Such aids are, for example:
  • vitamins eg. Retinol, biotin, tocopherol, ascorbic acid and their derivatives (eg, esters, salts);
  • pigments eg., titanium dioxide or zinc oxide
  • Colored pigment particles for example colored silica particles, as described e.g. B. under the sales name Sorbosil BFG 51 ®, BFG 52 and BFG 53 or Sorbosil ® 2352 are commercially available. Mixtures of differently colored pigment particles can also be used. Such, z. B. strongly orange, red or blue colored gel silica particles may be present in amounts of 0.1 to 1, 0 wt .-% in the inventive compositions;
  • Bleaching agents such as hydrogen peroxide and hydrogen peroxide precursors
  • pH adjusting agents and buffer substances eg. Sodium, sodium bicarbonate or potassium and sodium phosphates
  • Preservatives e.g. methyl, ethyl or propyl p-hydroxybenzoate, sodium sorbate, sodium benzoate, bromochlorophene or triclosan;
  • Mineral salts such as zinc, magnesium and manganese salts, for example sulphates.
  • All of these optional dentifrice ingredients are contained together in an amount of about 2 to 10 wt .-%, based on the total weight, in the inventive compositions.
  • Preparations to be used according to the invention may also contain the insensitivity of the teeth-enhancing substances, for example potassium salts such. As potassium nitrate, potassium citrate, potassium chloride, potassium bicarbonate and potassium oxalate.
  • preferred oral and dental care and cleaning agents are characterized in that they the insensitivity of the teeth-enhancing substances, preferably potassium salts, more preferably potassium nitrate and / or potassium citrate and / or potassium chloride and / or potassium bicarbonate and / or potassium oxalate, preferably in amounts of From 0.5 to 20% by weight, particularly preferably from 1.0 to 15% by weight, more preferably from 2.5 to 10% by weight and in particular from 4.0 to 8.0% by weight, in each case based on the total agent included.
  • the insensitivity of the teeth-enhancing substances preferably potassium salts, more preferably potassium nitrate and / or potassium citrate and / or potassium chloride and / or potassium bicarbonate and / or potassium oxalate, preferably in amounts of From 0.5 to 20% by weight, particularly preferably from 1.0 to 15% by weight, more preferably from 2.5 to 10% by weight and in particular from 4.0 to 8.0% by weight, in each case based on the total agent included.
  • preparations in particular oral and dental care and - cleansing agents, the insensitivity of the teeth-enhancing substances, preferably potassium salts, more preferably potassium nitrate and / or potassium citrate and / or potassium chloride and / or potassium bicarbonate and / or potassium oxalate, preferably in amounts of 0.5 to 20% by weight %, more preferably from 1.0 to 15 wt .-%, more preferably from 2.5 to 10 wt .-% and in particular from 4.0 to 8.0 wt .-%, each based on the total agent included ,
  • the teeth-enhancing substances preferably potassium salts, more preferably potassium nitrate and / or potassium citrate and / or potassium chloride and / or potassium bicarbonate and / or potassium oxalate, preferably in amounts of 0.5 to 20% by weight %, more preferably from 1.0 to 15 wt .-%, more preferably from 2.5 to 10 wt .-% and in particular from 4.0 to 8.0 wt .
  • Oral and dental care and cleaning agents to be used particularly preferably according to the invention are characterized in that they contain from 0.2 to 20% by weight, preferably from 0.4 to 14% by weight, particularly preferably from 0.5 to 3% by weight. % and in particular 0.6 to 2 wt .-% of at least one bioactive glass.
  • the oral and dental care and cleaning agents of this embodiment to be used in the present invention include bioactive glass or glass powder or glass ceramic powder or composite materials comprising such a bioactive glass.
  • bioactive glass or glass powder or glass ceramic powder or composite materials comprising such a bioactive glass.
  • glass powders are also understood as meaning granules and glass beads.
  • the glass powder should be particularly pure.
  • the burden of heavy metals is preferably low.
  • the maximum concentration in the range of cosmetic formulations is preferably for Pb ⁇ 20 ppm, Cd ⁇ 5 ppm, As ⁇ 5 ppm, Sb ⁇ 10 ppm, Hg ⁇ 1 ppm, Ni ⁇ 10 ppm.
  • the unfused starting glass which is contained directly in the preferred compositions according to the invention or is optionally used for the production of a glass ceramic which can be used according to the invention, contains SiO 2 as a network former, preferably between 35-80% by weight. At lower concentrations, the spontaneous tendency to crystallize increases greatly and the chemical resistance decreases sharply. At higher SiO 2 values, the crystallization stability may decrease and the processing temperature is significantly increased, so that the hot-forming properties deteriorate. Na 2 O is used as a flux during melting of the glass. At concentrations of less than 5%, the melting behavior is adversely affected.
  • Sodium is a constituent of the phases which form during the ceramization and, if high crystalline phase proportions are to be set by the ceramization, must be present in the glass in correspondingly high concentrations.
  • K 2 O acts as a flux when melting the glass.
  • potassium is released in aqueous systems. If high potassium concentrations are present in the glass, potassium-containing phases such as calcium silicates are also eliminated.
  • the P 2 O 5 content of silicate glasses, glass ceramics or composites can be used to adjust the chemical resistance of the glass and thus the release of ions in aqueous media.
  • P 2 O 5 is network images.
  • the P 2 O 5 content is preferably between 0 and 80 wt .-%.
  • the glass may contain up to 25% by weight of B 2 O 3 .
  • Al 2 O 3 is used to adjust the chemical resistance of the glass.
  • the antibacterial properties of the glass-ceramic antimicrobial acting ions such as Ag, Au, I, Ce, Cu, Zn in concentrations less than 5 wt .-% may be included.
  • Coloring ions such as Mn, Cu 2 Fe, Cr, Co, V can be present individually or in combination, preferably in a total concentration of less than 1% by weight.
  • the glass or the glass ceramic is used in powder form.
  • the ceramization can be done either with a glass block or Glasribbons or with glass powder. After ceramization, the glass ceramic blocks or ribbons must be ground to powder. If the powder has been ceramified, it may also be necessary to re-mill to remove agglomerates formed during the ceramification step.
  • the grinding can be carried out both dry and in aqueous or non-aqueous grinding media.
  • the particle sizes are less than 500 microns. As appropriate, particle sizes ⁇ 100 microns or ⁇ 20 microns have been found. Particularly suitable are particle sizes ⁇ 10 microns and less than 5 microns and less than 2 microns, see below.
  • the bioactive glasses or glass powder or glass ceramic powder or composite compositions contained in the preferred compositions according to the invention comprise glasses which preferably comprise the following components: SiO 2 : 35-80% by weight, Na 2 O: 0-35% by weight, P 2 O 5 : 0-80 wt%, MgO: 0-5 wt%, Ag 2 O: 0-0.5 wt%, AgJ: 0-0.5 wt%, NaJ : 0-5 wt.%, TiO 2 : 0-5 wt.%, K 2 O: 0-35 wt.%, ZnO: 0-10 wt.%, Al 2 O 3 : 0-25 Wt% and B 2 O 3 : 0-25 wt%.
  • the base glass according to the above composition to achieve further effects such as color or UV filtering ions such as Fe, Co, Cr, V, Ce, Cu, Mn, Ni, Bi, Sn, Ag, Au, J individually or in total to be added to 10 wt .-%.
  • color or UV filtering ions such as Fe, Co, Cr, V, Ce, Cu, Mn, Ni, Bi, Sn, Ag, Au, J individually or in total to be added to 10 wt .-%.
  • a further glass composition may be as follows: SiO 2 : 35-80 wt%, Na 2 O: 0-35 wt%, P 2 O 5 : 0-80 wt%, MgO: 0-5 wt %, Ag 2 O: 0-0.5 wt%, AgJ: 0-0.5 wt%, NaJ: 0-5 wt%, TiO 2 : 0-5 wt% , K 2 O: 0-35 wt .-%, ZnO: 0-10 wt .-%, Al 2 O 3 : 0-25 wt .-%, B 2 O 3 : 0- 25 wt .-%, SnO : 0-5 wt%, CeO 2 : 0-3 wt% and Au: 0.001-0.1 wt%.
  • SiO 2 35 to 60% by weight, preferably 40 to 60% by weight
  • MgO 0 to 10% by weight, preferably 0 to 5% by weight
  • CaO 0 to 35% by weight, preferably 5 to 30% by weight
  • Al 2 O 3 0 to 25 wt .-%, preferably 0 to 5 wt .-%,
  • B 2 O 3 0 to 25 wt .-%, preferably 0 to 5 wt .-%,
  • the bioactive glass is preferably used in particulate form.
  • particularly preferred oral and dental care and cleaning compositions according to the invention are characterized in that the antimicrobial glass particle sizes ⁇ 10 .mu.m, preferably from 0.5 to 4 .mu.m, more preferably from 1 to 2 microns having.
  • a preferred embodiment are toothpastes with a content of silica, polishing agents, humectants, binders and flavors, the 0.00001 to 10, in particular 0.01 to 4 wt .-%, preferably 0.01 to 2 wt .-% of composite materials according to the invention with contain nanoparticulate calcium salts from the group hydroxylapatite, fluorapatite and calcium fluoride.
  • the composite materials according to the invention can be applied, for example, by the standard methods of dip coating or plasma spraying known to those skilled in the art.
  • the composite materials according to the invention may be combined with suitable further substances, such as. As glycosaminoglycans or proteins, and with suitable solvents and adjuvants such.
  • suitable further substances such as. As glycosaminoglycans or proteins, and with suitable solvents and adjuvants such.
  • Another object of the present invention relates to candy containing the inventive sparingly water-soluble calcium salts and / or composite materials, comprising these. At least 0.000001% by weight of at least one sparingly water-soluble calcium salt and / or composite material according to the invention, comprising these, is preferably contained.
  • the sweets in particular the composite materials according to the invention described below, particularly preferably contain from a sparingly water-soluble calcium salt according to the invention and a protein component which is preferably selected from collagen, gelatin, casein and their hydrolysates, preferably gelatin, particularly preferably type A, B or gelatin AB, in particular gelatin of the acid bone type.
  • a protein component which is preferably selected from collagen, gelatin, casein and their hydrolysates, preferably gelatin, particularly preferably type A, B or gelatin AB, in particular gelatin of the acid bone type.
  • the candy is selected from the group of sugar confectionery.
  • Sugar confectionery is a diverse group of foods that usually have a distinctly sweet taste due to sugar and / or other common sugars, sugar or other sweeteners or other sweet ingredients, according to the Confectionery Directive of the Federation of the German Confectionery Industry.
  • Sugar confectionery is also filling, Glaze or confectionery masses, as well as layers, coatings or fillings of confectionery or pastries.
  • the sugar confectionery also includes sugar-free sugar confectionery. In these, the sweet taste is achieved by sugar alcohols and / or sweeteners.
  • Preferred confectionery products are, in particular, hard and soft caramels, gumdrops, jelly products, marshmallows, licorice products, dragees, lozenges and candied fruits.
  • Caramels also called candies
  • Caramels generally obtain their character by boiling a solution of sugars and / or sugar alcohols and are prepared using odorous and flavoring substances, coloring and / or texture affecting substances with or without filling in various forms.
  • the texture of the caramel ranges from hard caramels, e.g. Drops up to the soft caramels, which differ in particular by their residual water content. This can be up to about 5% by weight for hard caramels and up to about 15% by weight for soft caramels.
  • Soft caramels are, for example, the elastic-chewing gum-like chewy candy or the soft, easily chewable, z.T. sticky toffees.
  • Depending on the method of production e.g. distinguished sliced, embossed, cast and laminated candies.
  • Jelly products in the spirit of the present invention are elastic-soft confectionery confections (e.g., jelly fruits).
  • sweets according to the invention are gumdrops, e.g. Fruit gums, gummy bears, wine gums or gum pastilles. They are tough-elastic and chewable-firm and, like the jelly products, are made from sugars and / or sugar alcohols, gelling agents (such as agar, pectin or gum arabic), gelatin and / or starch (modified if necessary).
  • Waxes or vegetable oils can additionally be used as a separating and brightening agent.
  • Licorice products are made from a mixture of sugars and / or sugar alcohols, gelatin and / or (also modified) starch and / or flour and / or gelling and thickening agents as well as various flavors.
  • licorice products contain as a characteristic ingredient at least 3% licorice juice (Succhus liquiritiae, in the commercial dry form).
  • Dragees consist of a smooth or curly top made with sugar types and / or sugar alcohols, chocolate types and / or other glazes in a coating process and a liquid, soft or firm core.
  • a saturated sugar solution is finely distributed from a nozzle to the rotating in Dragierkesseln core sprayed.
  • the sugar crystallizes through the simultaneously injected warm air and gradually forms many thin layers around the core. If the sugar layer does not contain any residual moisture, the candy is called harddragee, whereas in the case of softdrages it can be about 6 to 12, in particular be given 8 to 10 wt .-% residual moisture.
  • Dragees are externally often provided with a thin release and gloss layer, wherein the gloss layer by treatment with waxy substances, such as, for example, carnauba wax arises.
  • waxy substances such as, for example, carnauba wax arises.
  • influencing substances such as starch and coloring, odor and flavoring substances are used.
  • Compresses or pastilles are produced by the tableting or powder casting or extrusion process and may contain, in addition to the sugars and / or sugar alcohols, small amounts of binders and lubricants.
  • the candy is a hard or soft caramel or a dragee.
  • These sweets have the advantage that they are kept in the mouth for a long time and the calcium salt or composite materials of the invention contained in the candy are released only gradually. The mineralizing, and in particular the neomineralizing effect is thereby particularly promoted.
  • the active ingredient can advantageously be incorporated directly into the melt. Surprisingly, this does not lead to a crystallization of the sugar in the melts, which leads to the addition of conventional, ground apatite to a polycrystalline, difficult to process mass. The gritty taste of coarse-grained apatite could not be determined either.
  • the hard caramels such as e.g. Sweets, drops, candy canes or lollipops, which remain in the mouth for a particularly long time, whereby the stepwise release of the calcium salt or the composite material according to the invention is optimally given.
  • the consumption of the candy according to the invention leads, in addition to the enjoyment experience, to dental care and tooth preservation as well as, in addition, to the mineralization of the enamel and / or of the dentin.
  • dental care and tooth preservation as well as, in addition, to the mineralization of the enamel and / or of the dentin.
  • toothbrush, toothpaste and / or mouthwash can be dispensed with without damage to the teeth by the consumption of sweets.
  • Sugar alcohols which are preferred according to the invention are sorbitol or sorbitol syrup, mannitol, xylitol, lactitol, isomalt, maltitol or maltitol syrup. These substances have the advantage that they contain less calories per 100 g and, moreover, the degradation of the sugar alcohols to acids by some bacteria of the oral cavity takes place so slowly that they do not have a cariogenic effect.
  • the inventive addition of composite materials according to the invention in sweeteners containing sugar substitutes causes a Mineralization of the teeth during and / or after the consumption of the candy and thus contributes particularly to the maintenance of healthy teeth.
  • the candy according to the invention is filled.
  • Sweets with a solid, gel or liquid core allows i.a. the addition of other flavor components in this core.
  • it can thereby be incorporated active ingredients which can not be incorporated in a direct manner (for example by admixing) without reducing or losing their effect.
  • candies u.a. Vitamins or alcohol are incorporated into such fillings.
  • the filling contains the calcium salts and / or composite materials according to the invention, comprising these.
  • the material according to the invention contained in the filling can thus also be incorporated into such sweets in which the risk of loss of effect by the properties of the candy or the production thereof consists.
  • This filling may in particular be a suspension, a gel or a syrup.
  • the suspensions or gels may be water-based to ensure good compatibility.
  • An addition of food-grade dispersants or wetting agents can serve to keep the composite materials according to the invention in suspension.
  • Particularly suitable gel formers are organic thickeners and their derivatives.
  • synthetic organic thickeners particularly natural organic thickeners, in particular agar-agar, carrageenan, tragacanth, gum arabic, alginates, pectins, polyoses, guar flour, locust bean gum, starch, dextrins, gelatin and casein are suitable. Modified natural products are also preferred, in particular carboxymethylcellulose and other cellulose ethers, hydroxyethylcellulose and hydroxypropylcellulose, and gum ethers.
  • Synthetic organic thickeners e.g. Polyethers or inorganic thickeners such as polysilicic acids and / or clay minerals (e.g., montmorillonites, zeolites or silicas) can also be used in the present invention.
  • the candy is a chewing gum.
  • the chewing gum additionally promotes the salivation by the executed chewing motion.
  • the caries causing acids are diluted and so naturally the health of the body
  • Tooth-care and -supporting chewing gums contain sugar substitutes, in particular sugar alcohols.
  • Chewing gums consists of sugars and / or sugar alcohols, sweeteners, flavors, other odor and taste or consistency-giving ingredients, dyes and a water-insoluble gum which becomes plastically chewing.
  • the chewing gums may also contain separating and coating agents (such as talcum).
  • Kaumassen are mixtures of consistency-giving substances, the natural gums, which are solidified juices (exudates) from tropical plants such as chicle, gum arabic, gutta-percha, karaya gum and tragacanth, rubber and the thermoplastics butadiene-styrene copolymers, isobutylene-isoprene copolymers, Polyethylene, polyisobutylene, polyvinyl esters of the unbranched fatty acids of C 2 to C 18 and polyvinyl ethers.
  • Plasticizers are resins and balsams.
  • the natural substances include benzoin, dammar resin, rosin, mastic, myrrh, olibanum, balsam of Peru, Sandarrak, shellac and tolu balsam, the synthetic coumarone-indene resin, glycerol pentaerythritol ester of the rosin acid of the rosin and their hydrogenation products.
  • Paraffins Natural and synthetic and waxes are used to influence the elasticity.
  • waxes there are those from the plant sector such as Carnabau wax and animal origin such as beeswax or wool wax, next to those from the mineral field such as microcrystalline waxes, as well as chemically modified or synthetic waxes.
  • Plasticizers are emulsifiers (e.g., lecithins or mono- and diglycerides of fatty acids) and esters such as glycerol acetate as well as glycerine.
  • vegetable hydrocolloids such as agar-agar, alginic acid and alginates, guar gum, locust bean gum or pectin are added.
  • fillers are carbonates of calcium or magnesium, oxides, such as alumina, silica and silicates of calcium or magnesium.
  • Stearic acid and its calcium and magnesium salts are used to reduce the adhesiveness of the chewing gum to enamel.
  • gum comprising about 20-35% represents (but at least 15%) of the final chewing gum, heating to 50-60 0 C.
  • the chewing gum is enveloped by at least one layer, this layer comprising at least one inventive calci composite material.
  • the composite materials are simply added to the chewing gum.
  • a coated chewing gum can also be produced in which the enveloping layer contains the two essential ingredients of the contains products according to the invention.
  • the active ingredients ie the calcium salt and / or its composites, are simply added and stirred to a solution and / or dispersion from which the coating is produced.
  • the chewing gum of the present invention is a sugar-containing chewing gum.
  • “sugars” or “sugars” include products such as sucrose, purified crystalline sucrose, for example in the form of refined sugar, raffinates, refined white sugar, white sugar or semi-white sugar, aqueous solutions of sucrose, for example in the form of Liquid sugar, aqueous solutions of partially inverted by hydrolysis inverted sucrose, for example, invert sugar, syrup or invert sugar, glucose syrup, dried glucose syrup, dextrose containing water of crystallization, dextrose free of water of crystallization and other starch saccharification products and trehalose, trehalulose, tagatose, lactose, maltose, fructose, leucrose, isomaltulose (palatinose) , condensed Palatinose and hydrogenated condensed Palatinose understood.
  • the sugar-containing chewing gum according to the invention is therefore characterized in that either the chewing gum itself or the enveloping layer or both sweeteners sucrose, invert sugar, invert sugar syrup, glucose, glucose syrup, polydextrose, trehalose, trehalulose, tagatose, lactose, maltose, fructose, leucrose, Isomaltulose (palatinose), condensed Palatinose, hydrogenated condensed Palatinose or mixtures thereof.
  • sugar-containing chewing gum according to the invention can, in addition to the aforementioned types of sugar, also sugar substitutes, in particular sugar alcohols such as lactitol, sorbitol, XyNt, mannitol, maltitol, erythritol, 6-O- ⁇ -D-glucopyranosyl-D-sorbitol (1,6-GPS).
  • sugar substitutes in particular sugar alcohols such as lactitol, sorbitol, XyNt, mannitol, maltitol, erythritol, 6-O- ⁇ -D-glucopyranosyl-D-sorbitol (1,6-GPS).
  • 1-O- ⁇ -D-glucopyranosyl-D-sorbitol (1, 1-GPS), 1-O- ⁇ -D-glucopyranosyl-D-mannitol (1, 1-GPM), maltitol syrup, sorbitol syrup , Fructo-oligosaccharides or mixtures thereof and mixtures of sugar alcohols and sugar species.
  • the chewing gum according to the invention is a sugar-free chewing gum.
  • a "sugar-free chewing gum” is understood to mean a chewing gum in which both the chewing gum itself and the enveloping layer as sweetener contain none of the abovementioned types of sugar, ie neither sucrose, invert sugar sugar, invert sugar syrup, dextrose, glucose - syrup, trehalose, trehalulose, tagatose, lactose, maltose, fructose, leucrose, isomaltulose (palatinose), condensed palatinose, hydrogenated condensed palatinose nor mixtures thereof, but sugar substitutes.
  • the sugar-free chewing gum according to the invention is a chewing gum having a maximum content of the abovementioned sugar species of 0.5% by weight, based on the dry weight.
  • sugar substitutes includes all substances other than the abovementioned types of sugar that can be used to sweeten foods.
  • sugar substitutes includes in particular substances such as hydrogenated mono- and disaccharide sugar alcohols, for example lactitol, xylitol, sorbitol, mannitol, maltitol, erythritol, isomalt, 1, 6-GPS, 1, 1-GPS, 1, 1-GPM, Sorbitol syrup, maltitol syrup, and fructo-oligosaccharides.
  • the sugarless chewing gums according to the invention are characterized in that both the chewing gum itself and the coating layer are sweeteners lactose, maltose, fructose, leucrose, palatinose, condensed palatinose, hydrogenated condensed palatinose, fructo-oligosaccharides, lactitol, sorbitol, xylitol, mannitol, maltitol , Erythritol, 1, 6-GPS, 1, 1-GPS, 1, 1-GPM 1 sorbitol syrup, maltitol syrup or mixtures thereof.
  • Sugar alcohols such as sorbitol or sorbitol syrup, mannitol, xylitol, lactitol, maltitol or maltitol syrup, 1, 1-GPS, 1, 6-GPS, 1, 1-GPM or mixtures thereof are preferred according to the invention.
  • Sugar alcohols have the advantage that they contain less calories per 100 g and, moreover, that they are degraded by acids of the oral flora only very slowly or not at all to acids, so that they do not have a cariogenic effect.
  • a preferred mixture of 1,6-GPS and 1,1-GPM is isomalt, in which 1,6-GPS and 1, 1-GPM are present in equimolar or nearly equimolar amounts.
  • 1, 6-GPS-enriched mixtures of 1, 6-GPS and 1, 1-GPM with a 1, 6-GPS Content of 57% by weight to 99% by weight and a 1, 1-GPM content of 43% by weight to 1% by weight 1, 1-GPM-enriched mixtures of 1, 6-GPS and 1, 1 -GPM with a 1, 6-GPS content of 1 wt .-% to 43 wt .-% and a 1, 1 - GPM content of 57 wt .-% to 99 wt .-% and mixtures from 1, 6-GPS, 1, 1 -GPS and 1, 1 -GPM can be used as a sweetener.
  • 1, 6-GPS-enriched mixtures and 1, 1 -GPM-enriched mixtures of 1, 6-GPS and 1, 1 -GPM are disclosed in DE 195 32 396 C2, the disclosure of this document with respect to the description and provision of the 1, 6-GPS enriched and 1, 1-GPM enriched sweetener mixtures are fully incorporated in the disclosure of the present teachings.
  • 1, 1-GPS-containing mixtures of 1, 6-GPS and 1, 1 -GPM are disclosed for example in EP 0 625 578 B1, the disclosure content of this document with regard to the description and provision of the 1, 1-GPS, 1 , 6-GPS and 1, 1-GPM-containing sweetener mixtures are fully incorporated in the disclosure of the present teaching.
  • Another inventively preferred mixture which can be used in the chewing gums according to the invention, in particular sugar-free chewing gums, is a syrup with a dry matter of 60 to 80%, consisting of a mixture of hydrogenated starch hydrolyzate syrup and isomalt powder or isomalt syrup, wherein the Dry matter of the syrup from 7 to 52% (w / w) 1, 6-GPS, 24.5 to 52% (w / w) 1, 1-GPM, 0 to 52% (w / w).
  • the sugar-free chewing gum of the present invention coated with at least one layer comprising composite material according to the present invention may be, for example, a hard coated sugarless chewing gum containing a sugarless gum core and a sugarless hard coating containing a substantially hygroscopic sugar free sweetener. wherein the chewing gum core has a water content of less than about 2.5% by weight, based on the weight of the core.
  • the substantially hygroscopic sweetener may be, for example, sorbitol or hydrogenated isomaltulose.
  • Such sugar-free, hard-coated chewing gums are described in WO 88/08671, the disclosure of which is incorporated herein by reference for describing and providing the hard-coated sugar-free chewing gums in its entirety.
  • both the sugar-containing chewing gums according to the invention and the sugar-free chewing gums according to the invention in the chewing gum itself and / or in the layer enveloping it can additionally contain one or more intensive sweeteners in addition to the abovementioned types of sugar and / or sugar substitutes .
  • intensive sweeteners are compounds that are characterized by an intense sweet taste with low or negligible nutritional value.
  • the intensive sweetener cyclamate used in the chewing gum according to the invention for example sodium cyclamate, saccharin, for example saccharin sodium, aspartame, glycyrrhizin, neohesperidin dihydrochalcone, thaumatin, monellin, acesulfame, steviosides, alitame, sucralose or a mixture thereof is.
  • saccharin for example saccharin sodium, aspartame, glycyrrhizin, neohesperidin dihydrochalcone, thaumatin, monellin, acesulfame, steviosides, alitame, sucralose or a mixture thereof is.
  • the proportion of sugar species can be reduced, and nevertheless the predominantly sweet taste can be obtained.
  • the chewing gum according to the invention comprises not only an enveloping layer, in particular a sugar-coated layer, comprising a sparingly soluble calcium salt and / or its composites, but at least 2 to about 100 such enveloping layers, in particular coated layers.
  • the individual layers have the same sweetener or sweeteners.
  • the individual layers may also contain different sweeteners.
  • Such gummed chewing gum products are thus enveloped by layers of different sweetener composition.
  • the chewing gum of the present invention may initially be coated with from 1 to about 45 coated layers containing the 1, 1-GPM-enriched mixture of 1, 6-GPS and 1, 1-GPM. Subsequently, 1 to about 45 layers of the 1, 6-GPS-enriched mixture of 1, 6-GPS and 1, 1 -GPM are applied to these layers.
  • a sugar-coated chewing gum is characterized by an overall higher sweetening power compared to chewing gums coated with hydrogenated isomaltulose, for example, because of the higher solubility and greater sweetening power of the 1, 6-GPS-enriched mixture forming the outer layer.
  • Such a layer sequence is described in DE 195 32 396 C2, the disclosure content of this document being fully incorporated into the disclosure content of the present teaching with regard to the description and provision of chewing gum with this layer sequence.
  • the chewing gum of the present invention may be a hard-coated chewing gum, the dragee covering having multiple layers containing from about 50% to about 100% xylitol and multiple layers containing from about 50% to about 100% hydrogenated isomaltulose.
  • Such chewing gums are disclosed in WO 93/18663, wherein the disclosure content of this document with regard to the description and provision of chewing gum with this sequence of layers is fully included in the disclosure content of the present teaching.
  • the individual, coated the chewing gum coated layers contain the same calcium salt and / or the same composites thereof.
  • the individual layers which encase the chewing gum contain different calcium salts and / or different composites thereof.
  • individual layers contain no calcium salt or no composites thereof.
  • the layer surrounding the chewing gum which comprises the sparingly water-soluble calcium salt, advantageously results in that the release of the calcium salt is easier than in the direct incorporation of the salts into the chewing gum mass in which the incorporated calcium salts remain strongly adhered to the sticky matrix of the chewing gum ,
  • the layer surrounding the chewing gum dissolves very quickly when chewing in the mouth and can thus make available the necessary amount of active substance in the mouth, which advantageously ensures effective mineralization of the teeth.
  • the addition of the calcium salts and / or composites thereof does not affect the crunch, ie the crispness of the chewing gum.
  • the layer enclosing the chewing gum according to the invention contains sugar and / or sugar alcohols.
  • sugars mono-, di- and oligosaccharides such as, for example, dextrose, fructose and sucrose, glucose syrup, liquid sugars and related products, dried glucose syrup and other starch saccharification products, as well as sugar substitutes, in particular sugar alcohols.
  • the layer containing sugar and / or sugar alcohols dissolves particularly quickly in the mouth.
  • it can also be applied particularly well to a chewing gum core core.
  • the consumption of the chewing gum according to the invention leads, in addition to the enjoyment experience, to dental care and tooth preservation as well as, moreover, to the mineralization of the enamel and / or of the dentin.
  • dental care and tooth preservation as well as, moreover, to the mineralization of the enamel and / or of the dentin.
  • toothbrush, toothpaste and / or mouthwash can be waived so without damage for the teeth.
  • Sugar alcohols which are preferred according to the invention are sorbitol or sorbitol syrup, mannitol, xyNt, lactitol, isomalt, maltitol and maltitol syrup. These substances have the advantage that they contain less calories per 100 g and, moreover, the degradation of the sugar alcohols to acids by some bacteria of the oral cavity takes place so slowly that they do not have a cariogenic effect.
  • the addition according to the invention of composites according to the invention in sugar-substitute-containing chewing gums causes a mineralization of the teeth during and / or after the consumption of the chewing gum and thus contributes particularly to the maintenance of healthy teeth.
  • the sugar alcohols are particularly suitable for the production of thin layers, especially in the coating process due to their physico-chemical properties.
  • Particularly preferred is the use of isomalt in the enveloping layer, since this sugar alcohol has a comparatively high glass transition temperature, which particularly facilitates the processing.
  • the layer enveloping the chewing gum may be prepared in different ways, e.g. by dipping the chewing gum kernel several times into an appropriate solution and / or dispersion.
  • At least one layer enclosing the chewing gum is a sugar-coated layer, ie the layer is applied to the chewing gum in the coating process.
  • the coating layer (blanket) consists of a smooth or curled, with sugars and / or sugar alcohols, types of chocolate and / or other glazes applied around a liquid, soft or solid core by means of the coating method (as described above).
  • the chewing gum is a filled chewing gum.
  • Chewing gums which contain composite materials incorporated into the chewing mass, however, release only small amounts of the active substance because of their sticky consistency.
  • the composite material according to the invention which is contained in the filling, is released directly in the mouth and can thus work better than in conventional chewing gums.
  • the filled chewing gum may also comprise at least one layer containing the chewing gum containing the composite materials according to the invention.
  • the candy comprises a dissolving component.
  • This component or matrix dissolves in the mouth by contact with the saliva.
  • the dissolution can also be achieved by a longer residence time in the mouth (in particular of over five minutes) and / or sucking.
  • a component or matrix is here, for example, the sugar matrix or the basic mass of a candy, a gummi candy or a filling to understand.
  • the dissolving component or matrix contains the calcium salts and / or composite materials according to the invention which are present in the candy according to the invention, comprising these. This advantageously leads to the fact that the dissolving component can release the active substance contained therein or contained in the mouth. In particular, this is important for such sweets in which the active ingredient is otherwise not released in large quantities.
  • the calcium salts and / or composite materials according to the invention are incorporated into a solid, gelatinous or liquid filling which exits from the chewing gum by biting on the chewing gum in the mouth and releases the active ingredient. In the case of a liquid filling this mixes with the saliva. It is also possible that the calcium salts of the invention and / or the composite materials comprising these, e.g. incorporated in granulated sugar pearls in a chewing gum.
  • the material of the invention can be applied to the candy as a fine powdery dust, for example together with separating agents on chewing gums (for example with talcum) or acidic drops (which are often dusted with powdered sugar as protection against sticking, for example).
  • the candy consists essentially of at least one dissolving component or matrix. According to the invention, it is particularly advantageous that there are no components of the candy to which the active ingredient, after sucking or dissing, can still be bound in the mouth and thus not available for the mineralization of the tooth material.
  • Corresponding sweets may be, for example, filled or unfilled caramels, gumdrops, jelly products, marshmallows, licorice, dragées or lozenges.
  • the candy contains flavorings, sweeteners, fillers and / or further auxiliaries (such as, for example, glycerol or mineral salts, for example Zn 2+ or Mg 2+ ).
  • auxiliaries such as, for example, glycerol or mineral salts, for example Zn 2+ or Mg 2+ ).
  • any natural or nature-identical flavoring agents such as e.g. Fruit flavors
  • These may be contained in particular in solid or liquid fruit preparations, fruit extracts or fruit powders.
  • Preference is given to pineapple, apple, apricot, banana, blackberry, strawberry, grapefruit, blueberry, raspberry, passion fruit, orange, sour cherry, red and blackcurrant, woodruff and lemon.
  • aroma oils such as e.g. Peppermint oil, spearmint oil, eucalyptus oil, aniseed oil, fennel oil, caraway oil and synthetic flavor oils can be used. This is particularly preferably done in herbal and / or cough sweets and chewing gum.
  • flavoring additives may u.a. Milk, yoghurt, cream, butter, honey, malt, caramel, licorice, wine, almonds, pistachio, hazelnut or walnut kernels and other protein-rich oilseed and peanut kernels, coconut, cocoa, chocolate, cola or vanilla.
  • agents such as e.g. Menthol and / or vitamins to be included in the candy of the invention.
  • organophosphonates e.g. i-hydroxyethane-1, 1-diphosphonic acid, phosphono-propane-1, 2,3-tricarboxylic acid (Na salt) or 1-azacycloheptane-2,2-diphosphonic acid (Na salt), and / or pyrophosphates that reduce the formation of tartar.
  • Sweeteners such as sodium saccharin, acesulfame-K, aspartame ®, sodium cyclamate, stevioside, thaumatin, sucrose, lactose, maltose, fructose or glycyrrhizin are also preferably contained. This can reduce the amount of sugar and still obtain the predominantly sweet taste.
  • preservatives it is possible to use all preservatives approved for foods, for example sorbic acid or benzoic acid and derivatives thereof, such as, for example, sodium benzoate and para-hydroxybenzoate (sodium salt), sulfur dioxide or sulfurous acid, sodium or Potassium nitrite. Dyes and pigments to achieve a pleasing appearance may also be included.
  • Another object of the present invention is the use of at least one composite material according to the invention in sweets, in particular sugar confectionery, as an ingredient with a positive effect on dental health.
  • the calcium salts and / or composite materials according to the invention are used for dental care and tooth preservation as well as, moreover, for the mineralization of the enamel and / or of the dentin.
  • a carious disease of the teeth can be counteracted by the use of materials according to the invention.
  • the candy according to the invention can be used in addition to the caries prophylaxis.
  • compositions according to the invention contain, in addition to the calcium salt according to the invention and / or the composite materials comprising these, additionally at least one fluoride salt.
  • fluoride leads to a synergistic enhancement of the nucleating effect of the composite materials according to the invention.
  • Particularly preferred is the addition of sodium and / or potassium fluoride. With the simultaneous addition of active compounds according to the invention and small amounts of fluoride, an approximately five-fold synergistic amplification is evident.
  • Preference is given according to the invention amounts of 0.05 to 0.15 wt .-%, in particular from 0.08 to 0.12 wt .-% fluoride based on the amount of fluoride ions.
  • compositions for inducing or promoting the formation of new bone tissue containing calcium salts according to the invention and / or their composite materials are compositions for inducing or promoting the formation of new bone tissue containing calcium salts according to the invention and / or their composite materials.
  • compositions according to the invention in particular in the form of a toothpaste, a particularly smooth, good mouthfeel and perceived as particularly clean by test persons results.
  • apatite-gelatin composite 2000 is initially introduced into a thermostatically controlled at 25 0 C 4 I beaker in which 44.10 g (0.30 mol) of CaCl 2 -2H 2 O (Fisher Chemicals pa) are dissolved. Separately, 35 g of gelatin (type AB, DGF-Stoess, Eberbach) are dissolved at about 50 ° C. in 350 ml of demineralized water. Both solutions are combined and stirred vigorously with a propeller stirrer. The pH is adjusted to 7.0 with dilute aqueous base.
  • the dispersion is filled in centrifuge cups and the solids content separated by centrifugation from the solution.
  • the dry composite contains 43% by weight of organic, ie proteinaceous, components. This proportion is determined by ashing of the material at 800 ° C. for 3 hours or by the expert evaluation of a thermogravimetric measurement or by carbon combustion analysis (CHN) or by Kjeldal nitrogen analysis, whereby the proportion of the ammonium chloride contamination can be excluded in each case.
  • solutions A and B were prepared separately.
  • Plantacare® ® 1200 were combined and cooled to 0 0 C in an ice bath. Under education of a hydroxyapatite precipitate was added with vigorous stirring solution A to solution B. After removal of excess ammonia, the dispersion was purified by dialysis. The dispersion is then concentrated on a rotary evaporator by determination of the amount of water deposited so far that the solids content in the dispersion, calculated as hydroxylapatite, was 7.5% by weight.
  • This dispersion was added at room temperature to 100 ml of a 10% strength by weight aqueous solution of gelatin type AB (manufacturer: DGF Stoess) prepared analogously to Example 1.1, then heated to 80 ° C. and stirred at this temperature for 5 minutes. Subsequently, the mass was allowed to solidify to form the composite material at room temperature.
  • gelatin type AB manufactured analogously to Example 1.1
  • Plantacare ® 1200 C 12 -C 16 -AIkVIgIyCOSId about 50 wt -% in water supplier Cognis
  • Polywachs ® 1550 polyethylene glycol, MW 1,550 softening point 45 - 5O 0 C Manufacturer RWE / DEA

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Abstract

Die Erfindung betrifft schwer wasserlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegen, wobei die Calciumsalzpartikel vorwiegend plättchenartig sind. Die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese Calciumsalze, eignen sich aufgrund ihrer Zusammensetzung und Feinstruktur besonders zur Förderung der Wiederherstellung von Knochen und Zahnmaterial, insbesondere Enamel und Dentin.

Description

„Vorwiegend plättchenförmige schwer wasserlösliche Calciumsalze und/oder deren Kompositmaterialien, umfassend diese"
Die Erfindung betrifft schwer wasserlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegen, wobei die Calciumsalzpartikel vorwiegend plättchenartig sind. Die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese Calciumsalze, eignen sich aufgrund ihrer Zusammensetzung und Feinstruktur besonders zur Förderung der Wiederherstellung von Knochen und Zahnmaterial, insbesondere Enamel und Dentin.
Phosphatsalze des Calciums werden seit langem sowohl als Abrasivkomponenten als auch zur Förderung der Remineralisierung des Zahnschmelzes den Rezepturen von Zahnreinigungsmitteln und Zahnpflegemitteln zugesetzt. Dies gilt insbesondere für Hydroxylapatit und Fluorapatit sowie für amorphe Calciumphosphate und für Brushit (Dicalciumphosphat-dihydrat). Auch Calciumfluorid ist als Bestandteil von Zahnreinigungsmitteln und als Komponente zur Festigung des Zahnschmelzes und zur Kariesprophylaxe mehrfach beschrieben worden.
Die Verfügbarkeit von Calcium-Verbindungen für die erwünschte Remineralisierung hängt ganz entscheidend von der Teilchengröße dieser in Wasser schwerlöslichen und in den Zahnpflegemitteln dispergierten Komponenten ab. Man hat daher vorgeschlagen, diese schwerlöslichen Calciumsalze in feinster Verteilung einzusetzen.
Der Zahnschmelz sowie das Stützgewebe der Knochen bestehen überwiegend aus dem Mineral Hydroxylapatit. Im biologischen Entstehungsprozess lagert sich Hydroxylapatit in geordneter Weise an die Proteinmatrix im Knochen oder Zahn an, die überwiegend aus Kollagen besteht. Die Ausbildung der harten und belastungsfähigen mineralischen Strukturen wird dabei durch die sogenannten Matrixproteine gesteuert, welche neben Kollagen durch weitere Proteine gebildet werden, die sich an das Kollagen anlagern und so einen strukturierten Mineralisierungsprozess, der auch als Biomineralisation bezeichnet wird, bewirken.
Knochensubstanz liegt als Kombination von Skieroproteinen und plättchenartigem Hydroxylapatit vor.
Bei der Wiederherstellung von Knochenmaterial spielen sogenannte Knochenersatzmittel, welche den natürlichen Biomineralisationsprozess fördern, eine wichtige Rolle. Derartige Mittel werden auch benötigt zur Beschichtung von Implantaten, um stoffschlüssige Verbindungen zwischen Knochen und Implantat zu erreichen, mit denen auch Zugkräfte übertragen werden können. Von besonderer Bedeutung sind hier Beschichtungen mit einer hohen Bioaktivität, die zu einer wirksamen Verbundosteogenese führen. Nach dem Stand der Technik, wie ihn z. B. G. Willmann in Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 30 (1999), 317 beschreibt, wird in der Regel Hydroxylapatit auf Implantate aufgebracht. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist neben der oft unzureichenden Beschleunigung des Biomineralisationsprozesses das Abplatzen der Hydroxylapatit-Schichten und ihre unbefriedigende chemische Stabilität.
Für bestimmte Anwendungen werden flüssig applizierbare Knochenersatzmaterialien benötigt. Hier ist eine besonders geringe Teilchengröße erforderlich, die bei den herkömmlichen Knochenersatzmitteln jedoch nicht in befriedigender Weise erzielt werden kann. Über die anwendungstechnischen Nachteile (mangelnde Dispergierbarkeit der festen Bestandteile) hinaus weisen die bisher verfügbaren flüssig applizierbaren Knochenersatzmaterialien aufgrund der grobkristallinen anorganischen Anteile sowie der fehlenden bioanalogen organischen Anteile bestenfalls eine biokompatible, evtl. resorbierbare Wirkung auf. Gewünscht sind jedoch die natürliche Biomineralisation und damit auch das Knochenwachstum direkt fördernde, osteoinduktive, osteokonduktive bzw. osteostimulierende Materialien.
Unter den Knochenersatzmitteln sind Komposite aus Hydroxylapatit und Kollagen von besonderem Interesse, da sie die Zusammensetzung des natürlichen Knochens nachahmen. Eine ähnliche Situation herrscht bei der Wiederherstellung von Zahnmaterial: Dentin besteht zu etwa 30 Prozent aus Protein (im Wesentlichen Kollagen) sowie zu 70 Prozent aus mineralischen Substanzen (im Wesentlichen Hydroxylapatit), Enamel besteht dagegen zu etwa 95 % aus Hydroxylapatit und zu etwa 5 Prozent aus Proteinen.
Kompositmaterialien der beschriebenen Art sind auf synthetischem Weg zugänglich, wie z. B. von B. Flautre et al. in J. Mater. Sei.: Mater. In Medicine 7 (1996), 63 beschrieben. Jedoch liegt in diesen Kompositen die Korngröße der Calciumsalze oberhalb von 1000 nm, was zu groß ist, um eine befriedigende biologische Wirkung als Remineralisierungsmittel zu erzielen.
Demgegenüber beschreibt R. Z. Wang et al., J. Mater. Sei. Lett. 14 (1995), 490 ein Herstellungsverfahren für ein Kompositmaterial aus Hydroxylapatit und Kollagen, in welchem Hydroxylapatit mit einer Partikelgröße im Bereich von 2 bis 10 nm in gleichmäßig verteilter Form auf der Kollagenmatrix abgeschieden wird. Das Kompositmaterial soll gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten Hydroxylapatit-Kollagen-Kompositen aufgrund der Feinteiligkeit des Hydroxylapatits eine bessere biologische Wirksamkeit haben. Wie im folgenden beschrieben, erfüllt jedoch auch das von R. Z. Wang et al. beschriebene Kompositmaterial nicht ausreichend das Bedürfnis nach Kompositmaterialien, welche die Zusammensetzung und die Mikrostruktur natürlichen Knochen- und Zahnmaterials nachahmen und in voll befriedigender Weise zur Remineralisation dieser natürlichen Materialien geeignet sind. In der EP 1 139 995 A1 wird vorgeschlagen, Suspensionen von in Wasser schwerlöslichen Calciumsalzen in sehr feinteiliger Form während der Ausfällung oder kurz danach zu stabilisieren, indem die Ausfällung in Gegenwart eines Agglomerations-Inhibitors durchgeführt oder die Dispersion in Gegenwart des Agglomerationsinhibitors, z.B. einem Schutzkollid oder Tensid, redispergiert wird.
Die WO 01/01930 offenbart Kompositmaterialien, die aus nanopartikulären schwerlöslichen Calciumsalzen und Proteinkomponente aufgebaut sind und die eine remineralisierende Wirkung auf Zahnschmelz (Enamel) und Zahnbein (Dentin) haben. Dazu werden Gelatinen vom Typ A oder B eingesetzt.
In den genannten Schriften wird nicht beschrieben, dass Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, welche eine vorwiegend plättchenartige Struktur aufweisen, besonders große mineralisierende Effekte zeigen und daher auch bei geringeren Expositionszeiten eine besonders effektive Verbesserung der Zahngesundheit hervorrufen.
Ein weiterer Nachteil von aus dem Stand der Technik bekannten proteinhaltigen Kompositmaterialien besteht in ihrer oft aufwendigen Herstellung. So muss beispielsweise bei der Herstellung des bei R. Z. Wang et al. beschriebenen Komposits aus Hydroxylapatit und Kollagen unlösliches Kollagen gehandhabt und in sehr großen Lösungsmittelmengen verteilt werden, was technisch aufwendig ist. Dieses Verfahren wirft zusätzlich Probleme hinsichtlich der Entsorgung der bei der Herstellung anfallenden Abwässer auf.
Es wurde nun gefunden, dass bestimmte Materialien zur Überwindung von vorstehend genannten Nachteilen des Stands der Technik geeignet sind.
Überraschenderweise ist es gelungen, Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien umfassend diese, bereitzustellen, die eine vorwiegend plättchenartige Struktur des schwer wasserlöslichen Calciumsalzes aufweisen.
Die Erfindung betrifft in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegen, und die Partikel Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind. Die Partikel der Calciumsalze, welche aus einzelnen erfindungsgemäßen Kristalliten aufgebaut sind, können je nach den Bedingungen des Herstellverfahrens plättchen- und/oder stäbchenförmig vorliegen.
Vorwiegend plättchenförmig bedeutet, dass mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % der Partikel in Form von Plättchen vorliegen. Besonders bevorzugt weisen die Partikel eine im wesentlichen plättchenartige Form auf.
Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien umfassend diese, mit den vorwiegend plättchenartigen Calciumpartikeln der Struktur der Knochensubstanz in vivo, die ebenfalls aus Platten aufgebaut ist, besonders ähnlich. Dies hat den besonderen Vorteil, dass sie aufgrund der Ähnlichkeit der Form mit den biologischen Apatiten (z.B. Knochen- bzw. Dentinapatit) eine besonders gute Fähigkeit zur Re- und Neomineralisierung aufweisen, so dass der Prozess der Biomineralisation noch schneller und besser stattfinden kann.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die schwer wasserlöslichen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, mit einer vorwiegend plättchenartigen Struktur der Calciumsalze eine verbesserte Biokompatibilität aufweisen.
Als Teilchendurchmesser soll hier der Durchmesser der Teilchen (Kristallite oder Partikel) in Richtung ihrer größten Längenausdehnung verstanden werden. Unter dem mittleren Teilchendurchmesser ist ein über die Gesamtmenge des Komposits gemittelter Wert zu verstehen. Er liegt erfindungsgemäß unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm.
Vorzugsweise liegt der mittlere Teilchendurchmesser der Kristallite im Bereich von 10 bis 150 nm, und besonders bevorzugt liegen die Kristallite vor mit einer Dicke im Bereich von 2 bis 50 nm und einer Länge im Bereich von 10 bis 150 nm. Unter Dicke ist hier der kleinste Durchmesser der Kristallite zu verstehen, unter Länge ihr größter Durchmesser.
Die Bestimmung der Teilchendurchmesser der Kristallite kann durch den Fachmann geläufige Methoden bestimmt werden, insbesondere durch die Auswertung der bei der Röntgenbeugung beobachteten Verbreiterung der Reflexe. Vorzugsweise erfolgt dabei die Auswertung durch Fit- Verfahren beispielsweise die Rietveld-Methode.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Kristallite vorzugsweise eine Dicke von 2 bis 15 nm und eine Länge von 10 bis 50 nm; besonders bevorzugt eine Dicke von 3 bis 11 nm und eine Länge von 15 bis 25 nm, auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, mit einen mittleren Teilchendurchmesser der Partikel im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vor.
Die Bestimmung der Teilchendurchmesser der Partikel kann durch den Fachmann geläufige Methoden bestimmt werden, insbesondere durch die Auswertung von bildgebenden Verfahren, insbesondere Transmissionelektronenmikroskopie. Gemäß einer besonderen Ausführungsform weisen die erfindungsgemaßen schwer wasserlöslichen Calciumsalze und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, plättchenförmigen Partikel mit einer Breite im Bereich von 5 bis 150 nm und einer Länge im Bereich von 10 bis 150 nm sowie einer Höhe (Dicke) von 2 bis 50 nm auf.
Unter Höhe (Dicke) ist hier der kleinste Durchmesser der Partikel bezogen auf die drei zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen zu verstehen, unter Länge ihr größter Durchmesser. Die Breite der Partikel ist demnach der weitere senkrecht zur Länge liegende Durchmesser, der gleich oder kleiner als die Längenabmessung des Partikels, aber größer oder zumindest gleich ihrer Höhenabmessung ist.
Die plättchenförmigen Partikel liegen als mehr oder minder unregelmäßig geformte Partikel, teilweise als eher runde Partikel, teilweise eher eckige Partikel mit abgerundeten Kanten vor.
Dies ist insbesondere bei den Abbildungen zu beobachten, die im Wege der Transmissionselektronenmikroskopie aufgenommen werden können, (vgl. Abb. 1).
Die plättchenförmigen Partikel liegen in solchen Proben häufig auch mehrfach überlappend vor. Sich überlappende Partikel werden in der Regel an den Stellen der Überlappung mit einer stärkeren Schwärzung abgebildet als nicht überlappende Partikel. Die angegebenen Längen, Breiten und Höhen werden bevorzugt an sich nicht überlappenden Partikeln der Probe bestimmt (vermessen).
Die Höhe der plättchenförmigen Partikel kann aus solchen Aufnahmen bevorzugt durch die Bestimmung der Abmessungen der mit ihrer größten Fläche senkrecht zur Bildebene stehenden Partikel erhalten werden. Die senkrecht zur Bildebene stehenden Partikel zeichnen sich durch einen besonders hohen Kontrast (hohe Schwärzung) aus und erscheinen dabei eher stäbchenartig. Diese senkrecht zur Bildebene stehenden plättchenförmigen Partikel können als tatsächlich senkrecht zur Bildebene stehend identifiziert werden, wenn sie bei einer Kippung der Bildebene eine Verbreiterung der Abmessung (zumindest in eine Raumrichtung) und eine Abnahme der Schwärzung der Abbildung zeigen.
Zur Bestimmung der Höhe der Partikel ist es insbesondere geeignet, die Bildebene der Probe mehrfach in verschiedenen Positionen zu kippen und die Abmessungen der Partikel in der Einstellung zu bestimmen, die durch den höchsten Kontrast /höchste Schwärzung und die geringste Ausdehnung der Partikel gekennzeichnet ist. Die kürzeste Ausdehnung entspricht dabei dann der Höhe der Partikel.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die durchschnittliche Länge der Partikel bevorzugt 30 bis 100 nm. Bevorzugt liegt die Breite dieser Partikel dabei im Bereich zwischen 10 bis 100 nm.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform beträgt bei den Partikeln der erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, das Verhältnis von Länge zu Breite zwischen 1 und 4, bevorzugt von 1 bis 3, besonders bevorzugt zwischen 1 und 2, bspw. 1 ,2 (Länge 60 nm, Breite 50 nm) oder 1 ,5 (Länge 80, Breite 40 nm).
Die plättchenartige Form der Partikel wird durch das Verhältnis von Länge zu Breite gebildet. Beträgt das Verhältnis zwischen Länge und Breite deutlich größer als 4, liegen eher stäbchenförmige Partikel vor.
Der Vorteil der plättchenförmigen Partikel mit einem Verhältnis von bevorzugt 1 bis 2 liegt darin, dass diese Partikel ein dem natürlichen Knochenmaterial besonders ähnliches Länge zu Breite Verhältnis aufweisen und daher eine besonders gute und biologisch verträgliche Re- bzw. Neomineralisierung des Zahnmaterials (Dentin und Enamel) aufweisen.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform weisen die Partikel eine Fläche von 0,1 * 10' 15 m2 bis 90 * 10"15 m2, bevorzugt eine Fläche von 0,5 * 10"15 m2 bis 50 * 1O'1S m2 , besonders bevorzugt 1 ,0* 10~15 m2 bis 30 * 10"15 m2, ganz besonders bevorzugt 1 ,5 * 10'15 m2 bis 15 * 10~15 m2 beispielsweise 2 * 10'15 m2 auf.
Als Fläche der Partikel wird die Fläche der Ebene, aufgespannt durch die Länge und die dazu senkrechte Breite, nach den gängigen geometrischen Berechnungsmethoden ermittelt.
Überraschenderweise gelang es mit der vorliegenden Erfindung, die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese.in Form von kristallinen anorganischen Nanopartikeln zu erzeugen, die zu einer besonders effektiven Neomineralisierung von Zahnmaterial (Dentin und Enamel) sowie Knochengewebe führen.
Als in Wasser schwerlösliches Calciumsalz sollen solche Salze verstanden werden, die bei 2O0C zu weniger als 0,1 Gew.-% (1g/l) in Wasser löslich sind. Solche geeigneten Salze sind z.B. Calciumhydroxyphosphat (Ca5[OH(PO4)3]) bzw. Hydroxylapatit, Calciumfluorphosphat (Ca5[F(PO4J3]) bzw. Fluorapatit, fluordotierter Hydroxylapatit der Zusammensetzung Ca5(PO4MOH1F) und Calciumfluorid (CaF2) bzw. Fluorit oder Flussspat sowie andere Calciumphosphate wie Di-, Tri- oder Tetracalciumphosphat (Ca2P2O7, Ca3(PO4J2, Ca4P2O9, Oxyapatit (Cai0(PO4)6O) oder nichtstöchiometrischer Hydroxylapatit (Ca5-* (x+y) (PO4)^x (HPO4Jx (OH)Ly). Geeignet sind ebenfalls carbonathaltige Calciumphosphate (z.B. Ca5-V5 (x+y+z> (PO4)3.X.Z (HPO4)X (CO3)Z(OH)Vy), Calciumhydrogenphosphat (z.B. CaH(PO4)*2 H2O) und Octacalciumphosphat (z.B. Ca8H2(PO4)6*5 H2O). Als Calciumsalz kann in den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien eines oder auch mehrere Salze im Gemisch, ausgewählt aus der Gruppe von Phosphaten, Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder Carbonat-Gruppen enthalten können, bevorzugt enthalten sein. Besonders bevorzugt sind Hydroxylapatit und Fluorapatit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Kristallite und/oder Partikel der Calciumsalze, die frei oder in den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien vorliegen, von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln umhüllt sein.
Dadurch kann beispielsweise die Herstellung von Kompositmaterialien in solchen Fällen erleichtert werden, bei welchen sich die Calciumsalze schwer dispergieren lassen. Das Oberflächenmodifikationsmittel wird an die Oberfläche der Kristallite und/oder Partikel adsorbiert und verändert sie dergestalt, dass die Dispergierbarkeit des Calciumsalzes zunimmt und die Agglomeration der Kristallite und/oder Partikel vermindert bzw. im wesentlichen verhindert wird.
Darüber hinaus kann durch eine Oberflächenmodifikation die Struktur der schwer wasserlöslichen Calciumsalze und insbesondere der Kompositmaterialien sowie die Beladung der Polymerkomponente mit dem Calciumsalz beeinflusst werden. Auf diese Weise ist es bei der Anwendung der Kompositmaterialien in Remineralisationsprozessen möglich, Einfluss auf den Verlauf und die Geschwindigkeit des Remineralisationsprozesses zu nehmen.
Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind Stoffe zu verstehen, welche an der Oberfläche der feinteiligen Partikel physikalisch anhaften, mit diesen jedoch nicht chemisch reagieren. Die einzelnen an der Oberfläche adsorbierten Moleküle der Oberflächenmodifikationsmittel sind im wesentlichen frei von intermolekularen Bindungen untereinander. Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind insbesondere Dispergiermittel zu verstehen. Dispergiermittel sind dem Fachmann beispielsweise auch unter den Begriffen Emulgatoren, Schutzkolloide, Netzmittel, Detergentien etc. bekannt.
Als Oberflächenmodifikationsmittel kommen beispielsweise Emulgatoren vom Typ der nichtionogenen Tenside aus mindestens einer der folgenden Gruppen in Frage:
Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an
Alkylphenole mit 8 bis 15 C-Atomen in der Alkylgruppe;
C12/i8-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an
Glycerin;
Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten
Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte; - Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga;
- Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z. B. Polyglycerinpolyricinoleat,
Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat. Ebenfalls geeignet sind
Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen;
Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;
Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C6/22-Fettsäuren,
Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta- erythrit, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit), Alkylglucoside (z. B. Methylglucosid, Butylglucosid,
Lauryl-glucosid) sowie Polyglucoside (z. B. Cellulose);
Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri-PEG-alkylphosphate und deren Salze;
Wollwachsalkohole;
Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate;
Mischester aus Pentaerythrit, Fettsäuren, Citronensäure und Fettalkohol gemäß DE-PS
1165574 und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methylglucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin sowie
Polyalkylenglycole.
Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Fettalkohole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono- und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhältliche Produkte dar. Es handelt sich dabei um Homologen-gemische, deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion durchgeführt wird, entspricht.
/18-Alkylmono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, dass sowohl Monoglycoside, bei denen ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalkohol gebunden ist, als auch oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa 8 geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert, dem eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde liegt.
Typische Beispiele für anionische Emulgatoren sind Seifen, Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Alkylethersulfate wie beispielsweise Fettalkoholethersulfate, Glyce- rinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Mono- und Dialkyl-sulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfo-succinamate, Sulfotriglyceride, Amid- seifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäure- tauride, N-Acylaminosäuren wie beispielsweise Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligogluco- sidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.
Weiterhin können als Emulgatoren zwitterionische Tenside verwendet werden. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Carboxylat- und eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N- dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosalkyldimethylammoniumglycinat, N-Acyl- amino-propyl-N,N-dimethylammonium-glycinate, beispielsweise das Kokosacyl- aminopropyldimethylammonium-glycinat, und 2-Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethyl- hydroxyethylcarboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA-Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat. Ebenfalls geeignete Emulgatoren sind ampholytische Tenside. Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer C8/iβ-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampho-lytische Tenside sind N- Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N- Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropion- säuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl-gruppe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopropionat, das Kokos- acylaminoethylaminopropionat und das Ci2/iβ-Acylsarcosin. Neben den ampholytischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäuretriethanolaminester-Salze, besonders bevorzugt sind.
Als Oberflächenmodifikationsmittel geeignete Schutzkolloide sind z. B. natürliche wasserlösliche Polymere wie z. B. Gummi arabicum, Stärke, wasserlösliche Derivate von wasserunlöslichen polymeren Naturstoffen wie z. B. Celluloseether wie Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose oder modifizierte Carboxymethylcellulose, Hydroxyethyl-Stärke oder Hydroxypropyl-Guar, sowie synthetische wasserlösliche Polymere, wie z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyalkylenglycole, Polyasparaginsäure und Polyacrylate.
In der Regel werden die Oberflächenmodifikationsmittel in einer Konzentration von 0,1 bis 50, vorzugsweise jedoch 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Calciumsalze, eingesetzt. Als Oberflächenmodifikationsmittel bevorzugt geeignet sind vor allem die nichtionischen Tenside in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Calciumsalzes. Als besonders wirksam haben sich die nichtionischen Tenside vom Typ der Alkyl-C8-C16-(oligo)-glucoside und der Ethoxylate des gehärteten Rizinusöls erwiesen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Kompositmaterialien a. in Wasser schwerlösliche Calciumsalze, wobei die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegen, und b. eine Polymerkomponente, wobei die Partikel im Kompositmaterial Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind.
Unter Kompositmaterialien werden Verbundstoffe verstanden, welche die unter a) und b) genannten Komponenten umfassen und mikroskopisch heterogene, makroskopisch aber homogen erscheinende Aggregate darstellen, und in welchen die Kristallite oder Partikel der Calciumsalze an das Gerüst der Polymerkomponente assoziiert vorliegen. Der Anteil der Polymerkomponenten in den Kompositmaterialien liegt im Kompositmaterial zwischen 0,1 und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 60, insbesondere zwischen 30 und 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompositmaterials.
Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien sind also strukturierte Kompositmaterialien im Gegensatz zu dem bei R. Z. Wang et al. beschriebenen Komposit aus Hydroxylapatit und Kollagen, in welchem gleichmäßig verteilte Hydroxylapatit-Nanopartikel vorliegen. Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung und dem Stand der Technik besteht in der Größe und Morphologie der anorganischen Komponente. Die in dem von R. Z. Wang et al. beschriebenen Hydroxylapatit-Kollagen-Komposit vorliegenden Hydroxylapatit-Teilchen haben eine Größe von 2-10 nm. Hydroxylapatit-Partikel in diesem Größenbereich sind dem Bereich der amorphen oder teilweise röntgenamorphen Stoffe zuzurechnen.
Ein weiterer Vorteil der Kompositmaterialien ist es, dass sie nicht zu starker Aggregation neigen, so dass sie sich im Produktionsverfahren besser verarbeiten lassen. Insbesondere ist eine verbesserte Dispergierbarkeit des Komposits zu beobachten.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Polymerkomponente ausgewählt aus einer Proteinkomponente, Polyelektrolyten und Polysacchariden. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass als Polymerkomponente Polyelektrolyte eingesetzt werden.
Als Polyelektrolyte kommen im Sinne der Erfindung Polysäuren und Polybasen in Betracht, wobei die Polyelektrolyte Biopolymere oder auch synthetische Polymere sein können. So enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beispielsweise einen oder auch mehrere Polyelektrolyte ausgewählt aus
Alginsäuren
Pektinen
Carrageenan
Polygalakturonsäuren
Amino- und Aminosäurederivaten von Alginsäuren, Pektinen, Carrageenan und
Polygalakturonsäuren
Polyaminosäuren, wie z. B. Polyasparaginsäuren
Polyaspartamiden
Nucleinsäuren, wie z. B. DNA und RNA
Ligninsulfonaten
Carboxymethylcellulosen
Amino- und/oder Carboxylgruppen-haltigen Cyclodextrin-, Cellulose- oder Dextran-Derivaten
Polyacrylsäuren
Polymethacrylsäuren
Polymaleinaten
Polyvinylsulfonsäuren
Polyvinylphosphonsäuren
Polyethyleniminen
Polyvinylaminen sowie Derivaten der vorstehend genannten Stoffe, insbesondere Amino- und/oder Carboxyl- Derivaten. Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polyelektrolyte eingesetzt, die zur Salzbildung mit zweiwertigen Kationen geeignete Gruppen tragen. Insbesondere eignen sich Carboxylat-Gruppen tragende Polymere.
Im Sinne der Erfindung besonders bevorzugte Polyelektrolyte sind Polyasparaginsäuren, Alginsäuren, Pektine, Desoxyribonukleinsäuren, Ribonukleinsäuren, Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren.
Ganz besonders bevorzugt sind Polyasparaginsäuren mit einem Molekulargewicht im Bereich zwischen ca. 500 und 10000 Dalton, insbesondere 1000 bis 5000 Dalton.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass als Polymerkomponente Polysaccharide ausgewählt sind. Insbesondere sind diese Polysaccharide ausgewählt sind aus Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltigen Polysacchariden. Darunter sind solche Polysaccharide zu verstehen, die unter anderem aus Glucuronsäure, bevorzugt D- Glucuronsäure, und/oder Iduronsäure, insbesondere L-Iduronsäure, aufgebaut sind. Ein Bestandteil des Kohlenhydratgerüsts wird dabei von Glucuronsäure bzw. Iduronsäure gebildet. Die zu Glucuronsäure isomere Iduronsäure weist am C5-Kohlenstoffatom des Rings die andere Konfiguration auf. Bevorzugt sind unter Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltigen Polysacchariden solche Polysaccharide zu verstehen, die Glucuronsäure- und/oder Iduronsäure in einem molaren Verhältnis von 1 :10 bis 10:1 , insbesondere von 1 :5 bis 5:1 , besonders bevorzugt 1 :3 bis 2:1 , bezogen auf die Summe der weiteren Monosaccharidbausteine des Polysaccharids, enthalten. Vorteilhafterweise kann durch die anionischen Carboxylgruppen der Glucuronsäure und/oder Iduronsäure haltigen Polysaccharide eine besonders gute Wechselwirkung mit dem Calciumsalz erreicht werden, die zu einem besonders stabilen und gleichzeitig besonders gut biomineralisierenden Kompositmaterial führen. Beispielsweise geeignete Polysaccharide sind die Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltige Glykosaminoglykane (auch als Mucopolysaccharide bezeichnet), mikrobiell hergestelltes Xanthan oder Welan oder Gummi Arabicum, welches aus Akazien gewonnen wird.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien ist die besondere Stabilität in wässrigen Systemen auch ohne Zugabe von Dispergierhilfen wie bspw. mehrwertigen Alkoholen (wie Glycerin oder Polyethylenglykolen).
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Polymerkomponente ausgewählt aus einer Proteinkomponente, bevorzugt aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und deren Derivaten.
Als Proteine kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle Proteine unabhängig von ihrem Ursprung oder ihrer Herstellung in Betracht. Beispiele für Proteine tierischen Ursprungs sind Keratin, Elastin, Kollagen, Fibroin, Albumin, Casein, Molkeprotein, Plazentaprotein. Erfindungsgemäß bevorzugt aus diesen sind Kollagen, Keratin, Casein, Molkeprotein, Proteine pflanzlichen Ursprungs wie beispielsweise Weizen- und Weizenkeimprotein, Reisprotein, Sojaprotein, Haferprotein, Erbsenprotein, Kartoffelprotein, Mandelprotein und Hefeprotein können erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt sein.
Unter Proteinhydrolysaten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Abbauprodukte von Proteinen wie beispielsweise Kollagen, Elastin, Casein, Keratin, Mandel-, Kartoffel-, Weizen-, Reis- und Sojaprotein zu verstehen, die durch saure, alkalische und / oder enzymatische Hydrolyse der Proteine selbst oder ihrer Abbauprodukte wie beispielsweise Gelatine erhalten werden. Für den enzymatischen Abbau sind alle hydrolytisch wirkenden Enzyme geeignet, wie z. B. alkalische Proteasen. Weitere geeignete Enzyme sowie enzymatische Hydrolyseverfahren sind beispielsweise beschrieben in K. Drauz und H. Waldmann, Enzyme Catalysis in Organic Synthesis, VCH-Verlag, Weinheim 1975. Bei dem Abbau werden die Proteine in kleinere Untereinheiten gespalten, wobei der Abbau über die Stufen der Polypeptide über die Oligopeptide bis hin zu den einzelnen Aminosäuren gehen kann. Zu den wenig abgebauten Proteinhydrolysaten zählt beispielsweise die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Gelatine, welche Molmassen im Bereich von 15000 bis 250000 D aufweisen kann. Gelatine ist ein Polypeptid, das vornehmlich durch Hydrolyse von Kollagen unter sauren (Gelatine Typ A) oder alkalischen (Gelatine Typ B) Bedingungen gewonnen wird. Die Gelstärke der Gelatine ist proportional zu ihrem Molekulargewicht, d. h., eine stärker hydrolysierte Gelatine ergibt eine niedriger viskose Lösung. Die Gelstärke der Gelatine wird in Bloom-Zahlen angegeben. Bei der enzymatischen Spaltung der Gelatine wird die Polymergröße stark erniedrigt, was zu sehr niedrigen Bloom-Zahlen führt.
Weiterhin sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Proteinhydrolysate bevorzugt die in der Kosmetik gebräuchlichen Proteinhydrolysate mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 600 bis 4000, besonders bevorzugt von 2000 bis 3500. Übersichten zu Herstellung und Verwendung von Proteinhydrolysaten sind beispielsweise von G. Schuster und A. Domsch in Seifen öle Fette Wachse 108, (1982) 177 bzw. Cosm.Toil. 99, (1984) 63, von H. W. Steisslinger in Parf.Kosm. 72, (1991) 556 und F. Aurich et al. in Tens.Surf.Det. 29, (1992) 389 erschienen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Proteinhydrolysate aus Kollagen, Keratin, Casein sowie pflanzlichen Proteinen eingesetzt, beispielsweise solche auf Basis von Weizengluten oder Reisprotein, deren Herstellung in den beiden Deutschen Patentschriften DE 19502167 C1 und DE 19502168 C1 (Henkel) beschrieben wird.
Unter Proteinhydrolysat-Derivaten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung chemisch und / oder chemoenzymatisch modifizierte Proteinhydrolysate zu verstehen wie beispielsweise die unter den INCI-Bezeichnungen Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen, Potassium Undecylenoyl Hydrolyzed Collagen und Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen bekannten Verbindungen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Derivate aus Proteinhydrolysaten des Kollagens, Keratins und Caseins sowie pflanzlichen Proteinhydrolysaten eingesetzt wie z. B. Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein oder Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein.
Weitere Beispiele für Proteinhydrolysate und Proteinhydrolysat-Derivate, die unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, sind beschrieben in CTFA 1997 International Buyers' Guide, John A. Wenninger et al. (Ed.), The Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association, Washington DC 1997, 686-688.
Die Proteinkomponente kann in jedem der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien durch einen oder mehrere Stoffe ausgewählt aus der Gruppe von Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten gebildet werden. Als Proteinkomponenten bevorzugt sind alle strukturbildenden Proteine, Proteinhydrolysate und Proteinhydrolysat-Derivate, worunter solche Proteinkomponenten zu verstehen sind, die aufgrund ihrer chemischen Konstitution bestimmte dreidimensionale räumliche Strukturen ausbilden, die dem Fachmann aus der Proteinchemie unter den Begriffen Sekundär-, Tertiär- oder auch Quartärstruktur geläufig sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Verwendung ist die Proteinkomponente der Kompositmaterialien ausgewählt aus Kollagen, Gelatine, Casein und deren Hydrolysaten, bevorzugt Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können Gelatinen vom Typ AB eingesetzt werden, die auch unter den Namen „acid-bone"- oder „acid process ossein"-Gelatine bekannt sind, und aus Ossein durch stark saure Prozessbedingungen hergestellt werden.
Ossein, als kollagenhaltiges Ausgangsmaterial zur Herstellung von Gelatine vom Typ AB „acid bone" oder „acid process Ossein", wird hergestellt als Auszug aus zerkleinerten Knochen, insbesondere Rinderknochen, die ggf. nach Entfettung und Trocknung für ein oder mehrere Tage (bevorzugt mindestens eine Woche und mehr) in wässriger Lösung, bevorzugt kalter Säure, bevorzugt verdünnter Säure (z.B. Salzsäure), eingelagert werden, um die anorganischen Knochenbestandteile, insbesondere Hydroxylapatit und Calciumcarbonat, zu entfernen. Es resultiert ein schwammartiges entmineralisiertes Knochenmaterial, das Ossein.
Das im Ossein befindliche Kollagen wird durch einen Aufschlussprozess denaturiert und freigesetzt, in dem das Material unter stark sauren Bedingungen behandelt wird.
Die Herstellung der Gelatine aus den genannten Rohmaterialien findet durch mehrfache Extraktion mit wässrigen Lösungen statt. Bevorzugt kann vor dem Extraktionsprozess der pH-Wert der Lösung eingestellt werden. Insbesondere bevorzugt sind mehrere Extraktionsschritte mit Wasser bzw. wässrigen Lösungen bei steigender Lösungsmitteltemperatur.
Kompositmaterialien, die aus einem schwer wasserlöslichen Calciumsalz mit Gelatine vom Typ AB (acid-bone) gewonnen werden können, sind besonders zum Einsatz bei erfindungsgemäßen Verwendungen geeignet.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die Kompositmaterialien, die Gelatine vom Typ AB, „acid bone" enthalten, eine besonders starke Neomineralisierung aufweisen. Kompositmaterialien, die aus einem schwer wasserlöslichen Calciumsalz mit Gelatine vom Typ AB (acid-bone) gewonnen werden können, sind damit besonders geeignet zum Einsatz bei Knochen und Zähnen (vgl. Beispiele). Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien sind daher im Vergleich zu den genannten Kompositen bevorzugt für den Einsatz insbesondere zum schnellen Verschluss von Dentinkanälchen, zur Remineralisierung des Zahnmaterials, zum Einsatz bei Zähnen und Knochen für Prävention und/oder Therapie von Schäden, die auf äußere Einflüsse, insbesondere körperbedingter, chemischer, physikalischer und/oder mikrobiologischer Art zurückzuführen sind, z.B. bei Erosion, Primärläsionen und Initialkaries sowie zur Kariesprophylaxe, zur Verbesserung der Resistenz gegen mechanischen Beanspruchung und allgemein zur Verbesserung der Reinigungseigenschaften der Zähne und der Zahngesundheit allgemein geeignet.
Die erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalze und Kompositmaterialien, umfassend diese, können durch Fällungsreaktionen aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen wasserlöslicher Phosphat- und / oder Fluoridsalze hergestellt werden, wobei die Fällung im Falle der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien in Gegenwart von Polymerkomponenten durchgeführt wird.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien erfolgt vorzugsweise in der Weise, dass die Polymerkomponenten in reiner, gelöster oder kolloidaler Form der neutralen oder alkalischen wässrigen Phosphat- und / oder Fluorid-Salzlösung oder der neutralen oder alkalischen Lösung des Calciumsalzes vor der Fällungsreaktion beigefügt werden. Alternativ können die Polymerkomponenten in reiner, gelöster oder kolloidaler Form vorgelegt und anschließend nacheinander in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig mit der neutralen oder alkalischen Calcium-Salzlösung sowie der neutralen oder alkalischen Phosphat- und / oder Fluorid-Salzlösung versetzt werden. Unter neutralen Lösungen sollen Lösungen mit einem pH-Wert zwischen etwa 6,5 und etwa 7,5 verstanden werden.
Bei den erfindungsgemäßen Herstellverfahren kann die Zusammenfügung der einzelnen Komponenten grundsätzlich in allen möglichen Reihenfolgen erfolgen. Als Alkalisierungsmittel wird bevorzugt Ammoniak verwendet.
Eine weitere erfindungsgemäße Variante des Herstellverfahrens besteht darin, dass man die Fällung aus einer sauren Lösung eines wasserlöslichen Calciumsalzes zusammen mit einer stöchiometrischen Menge eines wasserlöslichen Phosphat- und / oder Fluoridsalzes oder aus einer sauren Lösung von Hydroxylapatit mit einem pH-Wert unterhalb von 5, bevorzugt bei einem pH- Wert unterhalb von 3, durch Anheben des pH-Werts mit wässrigem Alkali oder Ammoniak in Gegenwart der Polymerkomponenten durchführt.
Eine weitere Verfahrensvariante besteht darin, dass man nanopartikuläre Calciumsalze in reiner oder dispergierter Form oder durch Fällungsreaktionen aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen wasserlöslicher Phosphat- und/oder Fluoridsalze hergestellte Dispersionen nanopartikulärer Calciumsalze mit den Polymerkomponenten, letztere bevorzugt in gelöster oder dispergierter Form, versetzt, wobei bei der Zugabe eine beliebige Reihenfolge gewählt werden kann.
Bevorzugt wird die Lösung oder Dispersion der Polymerkomponente vorgelegt und eine Dispersion des nanopartikulären Calciumsalzes zugefügt.
Bei allen genannten Herstellverfahren kann die entstehende Dispersion des Kompositmaterials nach Bedarf durch dem Fachmann bekannte Verfahren wie z. B. Filtration oder Zentrifugation vom Lösungsmittel und den übrigen Bestandteilen des Reaktionsgemischs abgetrennt und durch anschließende Trocknung, z. B. durch Gefriertrocknung, in lösungsmittelfreier Form isoliert werden.
Als Lösungsmittel wird bei allen Herstellungsprozessen bevorzugt Wasser verwendet, jedoch können in einzelnen Schritten der Herstellung auch organische Lösungsmittel wie z. B. ein- oder mehrwertige Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen oder Glycerin verwendet werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, bevorzugt Gelatine vom Typ AB, mit oberflächenmodifizierten Kristalliten und/oder Partikeln der Calciumsalze, kann nach analogen Fällungsverfahren wie vorstehend beschrieben erfolgen, wobei jedoch die Fällung der nanopartikulären Calciumsalze oder der Kompositmaterialien in Gegenwart eines oder mehrerer Oberflächenmodifikationsmittel erfolgt.
Bevorzugt werden zunächst durch eine Fällungsreaktion zwischen wässrigen Lösungen von Calciumsalzen und wässrigen Lösungen von Phosphat- und/oder Fluoridsalzen in Gegenwart der Oberflächenmodifikationsmittel die oberflächenmodifizierten nanopartikulären Calciumsalze erzeugt. Diese können anschließend von Begleitprodukten des Reaktionsgemischs gereinigt werden, z. B. durch Einengen unter reduziertem Druck und anschließende Dialyse. Durch Abziehen des Lösungsmittels kann zusätzlich eine Dispersion des oberflächenmodifizierten Calciumsalzes mit einem Feststoffanteil nach Wunsch hergestellt werden. Anschließend wird durch Zugabe der Polymerkomponenten in reiner, gelöster oder kolloidaler Form, wobei wiederum die Reihenfolge der Zugabe unkritisch ist, und erforderlichenfalls Nachreaktion bei erhöhter Temperatur, bevorzugt im Bereich zwischen 50 und 100 0C und für eine Dauer von 1 bis 100 Minuten, das Kompositmaterial aus oberflächenbeschichtetem Calciumsalz und Polymerkomponenten gebildet.
Besonders geeignet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Calciumsalzes oder Kompositmaterials, welches vorwiegend plättchenförmige Partikel enthält, wird die Fällung des Calciumsalzes bzw. des Kompositmaterials bei einem pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt zwischen 6 und 8, besonders bevorzugt um 7 durchgeführt. Bevorzugt wird zur Ausbildung des erfindungsgemäß bevorzugten Kompositmaterials dabei eine Lösung eines Calciumsalzes mit der Polymerkomponente vorgelegt und eine Phosphatlösung langsam hinzugegeben, wobei der pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt zwischen 6 und 8, besonders bevorzugt um 7 liegt. Besonders bevorzugter Weise wird der pH-Wert bei der Zugabe der Phosphatlösung durch Zugabe entsprechender Mengen wässriger Base konstant gehalten.
Zur Herstellung von Dispersionen oberflächenmodifizierter Calciumsalze können weitere Verfahren herangezogen werden, wie die in der deutschen Anmeldung DE 19858662.0 beschriebenen.
Die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, insbesondere die von Hydroxylapatit, Fluorapatit und Calciumfluorid, eignen sich als mineralisierende Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Reinigung und/oder Pflege der Zähne.
Durch die strukturierte Form insbesondere der bevorzugten Komposite und die Partikelgröße der darin enthaltenen Calciumverbindungen kann die Wirkung einer Festigung des Zahnschmelzes und des Verschlusses von Läsionen und Dentinkanälchen besonders rasch und vollständig erfolgen.
Weiterhin können erfindungsgemäße Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB1 insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, als neo- bzw. remineralisierende Komponenten in Zusammensetzungen zur Festigung des Zahnschmelzes eingesetzt werden.
Eine weitere Verwendung der Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, erfolgt als die Biomineralisation induzierende oder fördernde Komponente für die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten.
Die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, oder Zusammensetzungen, enthaltend diese, sind auch zur Beschichtung von Implantaten zu verwenden. Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, oder Zusammensetzungen, enthaltend mindestens diese, zur Glättung der Oberfläche von Zähnen und/oder Knochen ist ebenfalls bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, insbesondere die von Hydroxylapatit und Fluorapatit, können die Biomineralisation in Knochengewebe induzieren oder fördern. Sie eignen sich daher weiterhin als biomineralisierende Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Wiederherstellung oder Neubildung von Knochenmaterial, wie z. B. von Zusammensetzungen zur Behandlung von Knochendefekten und Knochenfakturen sowie zur Förderung des Einwachsens von Implantaten.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese,, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, zum Schutz und/oder zur therapeutischen und/oder präventiven Behandlung von Zähnen und/oder Knochen vor bzw. bei Schäden, die auf äußere Einflüsse, insbesondere körperbedingter, chemischer, physikalischer und/oder mikrobiologischer Art zurückzuführen sind, insbesondere zur Prävention und Reparatur von Erosionen an Knochen und Zähnen, insbesondere Zahnschmelz, Pflege des Zahnschmelzes, sowie zum Schutz der Zähne vor Angriffen durch Säuren, insbesondere durch bakterielle Aktivität oder durch Einwirkung von Säuren aus Nahrungsmitteln, zum Schutz vor Demineralisierung der Zähne, zur Versiegelung von Fissuren, zum Schutz vor und/oder zur Reparatur von Primärläsionen und/oder Initialkaries im Zahnschmelz sowie zur Glättung der Zahnoberfläche, zur Kariesprävention, zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit, der mechanischen Resistenz der Zähne sowie der Zahngesundheit allgemein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Calciumsalze, sowie bevorzugt der Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, gegen Angriffe durch Säuren eingesetzt.
Unter dem Begriff Säuren sind hier sowohl die intrinsischen Säuren als auch die extrinsischen Säuren zu verstehen. Die Schädigung durch intrinsischen Säuren betrifft insbesondere medizinisch bedingte Krankheitsbilder, die mit einem Kontakt von Magensäure mit der Mundregion einhergehen, insbesondere bei Aufstoßen, Regurgitation, Sodbrennen oder durch Erbrechen, auch in Zusammenhang mit krankhaften Essstörungen, wie insbesondere Bulimie.
Insbesondere geeignet ist die Verwendung bei Angriff durch extrinsische Säuren, insbesondere auf Grund von bakterieller Aktivität oder der Einwirkung von Säuren aus Nahrungsmittel.
Weiterhin konnte beobachtet werden, dass zusätzlich zur Prävention, vor Erosion von Zähnen (Dentin und Enamel) und Knochen, insbesondere Enamel, eine Reparatur von Erosionen auf Zahn und Knochen, insbesondere dem Enamel, durch die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien stattfindet.
Die erfindungsgemäßen Calciumsalze, sowie bevorzugt der Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, sind daher auch therapeutisch bei der Reparatur von Schäden, insbesondere von Erosionen, an Knochen und Zähnen, insbesondere am Enamel, anzuwenden.
Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Calciumsalze, sowie bevorzugt der Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, zum Schutz vor und/oder zur Reparatur von Primärläsionen und/oder Initialkaries im Zahnschmelz und zu einer Versiegelung von Fissuren eingesetzt. Erfindungsgemäß können durch die erfindungsgemäße Verwendung Fissuren (d.h. die auf den Kauflächen der Backen- und Mahlzähne befindlichen spaltenförmigen Einziehungen) versiegelt und somit deren Kariesanfälligkeit vermindert werden.
Weiterhin führt die Verwendung der erfindungsgemäßen Calciumsalze, sowie bevorzugt der Kompositmaterialien, umfassend diese, insbesondere solcher mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, zu einer besseren mechanischen Resistenz, insbesondere dass das Ausmaß von Mikrokratzern, -kratern oder mechanischem Abrieb verringert wird.
Die erfindungsgemäße Verwendung führt zu einer besseren Resistenz gegenüber mechanischem Stress der Zähne, der neben Kauen auch insbesondere durch kräftiges Zähneputzen hervorgerufen werden kann. Eine Schädigung bzw. ein Abtrag von erweichtem Enamel kann so vermieden werden. Aufgrund der genannten positiven Eigenschaften der schwer wasserlöslichen Calciumsalz und/oder der Kompositmaterialien, umfassend diese, bevorzugt der Kompositmaterialien, insbesondere solcher mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, sind diese selbst oder Zusammensetzungen enthaltend diese, somit zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit der Zähne und der Zahngesundheit allgemein einzusetzen.
Die Zusammensetzungen zur Reinigung und Pflege der Zähne können dabei beispielsweise in Form von Pasten, flüssigen Cremes, Gelen oder Mundspülungen vorliegen. Selbst in flüssigen Zubereitungen verteilen sich die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien leicht, bleiben stabil dispergiert und neigen nicht zur Sedimentation.
Der Gehalt der schwer wasserlöslichen Calciumsalze und/oder der Kompositmaterialien, umfassend diese, bevorzugt der Kompositmaterialien, insbesondere solcher mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, in den erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemitteln beträgt 0,01 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels.
Die erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemittel können weiterhin 0,1 bis 9 Gew.-%, insbesondere 2 bis 8 Gew.-% mindestens eines Putzmittels enthalten.
Putzmittel gehören zu den essentiellen Bestandteilen einer Zahncreme und liegen je nach ihrer beabsichtigten Funktion allein oder in Kombination mit anderen Putzkörpern oder Poliermitteln vor. Sie dienen zur mechanischen Entfernung des unverkalkten Zahnbelags und sollen idealerweise zur Glanzgebung der Zahnoberfläche (Poliereffekt) bei gleichzeitiger minimaler Scheuerwirkung (Abrasionseffekt) und Schädigung des Zahnschmelzes und des Dentins führen. Das Abrasionsverhalten der Poliermittel und Putzkörper wird im Wesentlichen durch deren Härte, Korngrößenverteilung und Oberflächenstruktur bestimmt. Bei der Auswahl geeigneter Putzkörper werden folglich insbesondere solche bevorzugt ausgewählt, die bei hoher Reinigungsleistung über eine minimale Abrasionswirkung verfügen.
Heutzutage werden als Putzkörper vorwiegend Stoffe verwendet, die kleine Korngrößen aufweisen, weitgehend frei von scharfen Ecken und Kanten sind und deren Härte und mechanische Eigenschaften den Zahn bzw. die Zahnsubstanz nicht zu sehr beansprucht.
Üblicherweise werden als Putzkörper oder Poliermittel wasserunlösliche anorganische Stoffe eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung sehr feinteiliger Poliermittel mit einer mittleren Korngröße von 1 - 200 μm, vorzugsweise 1 - 50 μm und insbesondere 1 - 10 μm. Prinzipiell können die erfindungsgemäßen Poliermittel ausgewählt sein aus Kieselsäuren, Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Silikaten, organischen Polymeren oder Gemischen davon. Weiterhin können aber auch sogenannte Metaphosphate, Erdalkalimetallcarbonaten oder - hydrogencarbonaten sowie calciumhaltige Polierkomponenten in den erfindungsgemäßen Mitteln enthalten sein.
Es kann erfindungsgemäß bevorzugt sein, Kieselsäuren als Poliermittel in Zahnpasten oder flüssigen Zahnreinigungsmitteln einzusetzen. Man unterscheidet unter den Kieselsäure- Poliermitteln grundsätzlich zwischen Gelkieselsäuren, Hydrogelkieselsäuren und Fällungskieselsäuren. Fällungs- und Gelkieselsäuren sind erfindungsgemäß besonders bevorzugt, da sie bei ihrer Herstellung breit variiert werden können und besonders gut mit Fluorid-Wirkstoffen verträglich sind. Sie eigenen sich weiterhin auch besonders gut für die Herstellung von Gel- oder Liquid-Zahncremes.
Gelkieselsäuren werden durch die Umsetzung von Natriumsilikatlösungen mit starken, wäßrigen Mineralsäuren unter Ausbildung eines Hydrosols, Alterung zum Hydrogel, Waschen und anschließendem Trocknen erzeugt. Erfolgt die Trocknung unter schonenden Bedingungen auf Wassergehalte von 15 bis 35 Gew.-%, so werden sogenannte Hydrogelkieselsäuren erhalten, wie sie beispielsweise auch in der US 4,153,680 beschrieben sind. Durch Trocknung dieser Hydrogelkieselsäuren auf Wassergehalte unterhalb von 15 Gew.-% erfolgt eine irreversible Schrumpfung der vorher lockeren Struktur zur dichten Struktur des sogenannten Xerogels. Solche Xerogelkieselsäuren sind beispielsweise aus der US 3,538,230 bekannt.
Eine zweite, bevorzugt geeignete Gruppe von Kieselsäure-Poliermitteln sind die Fällungskieselsäuren. Diese werden durch Ausfällung von Kieselsäure aus verdünnten Alkalisilikat- Lösungen durch Zugabe von starken Säuren unter Bedingungen erhalten, bei denen die Aggregation zum SoI und Gel nicht eintreten kann. Geeignete Verfahren zur Herstellung von Fällungskieselsäuren sind beispielsweise in der DE-OS 25 22 586 und in der DE-OS 31 14 493 beschrieben. Erfindungsgemäß besonders geeignet ist eine gemäß der DE-OS 31 14 493 hergestellte Fällungskieselsäure mit einer BET-Oberfläche von 15 - 110 m2/g, einer Partikelgröße von 0,5 bis 20 μm, wobei wenigstens 80 Gew.-% der Primärpartikel unter 5 μm liegen sollen, und einer Viskosität in 30%iger Glycerin-Wasser-(1:1 )-Dispersion von 30 - 60 Pa s (2O0C) in einer Menge von 10 - 20 Gew.-% der Zahnpaste. Bevorzugt geeignete Fällungskieselsäuren dieser Art weisen außerdem gerundete Ecken und Kanten auf und sind beispielsweise unter der Handelsbezeichnung Sident®12 DS der Firma Degussa erhältlich.
Weitere Fällungskieselsäuren dieser Art sind Sident®8 der Firma Degussa und Sorbosil®AC 39 der Firma Crosfield Chemicals. Diese Kieselsäuren zeichnen sich durch eine geringere Verdickungswirkung und eine etwas höhere mittlere Teilchengröße von 8 - 14 μm bei einer spezifischen Oberfläche von 40 - 75 m2/g (nach BET) aus und eignen sich besonders gut für flussige Zahncremes Diese sollten eine Viskosität (25°C, Scherrate D = 10 s'1) von 10 - 100 Pa s aufweisen
Des weiteren können die Kieselsäuren vom Typ Zeodent® der Firma Huber-Corp , Tixosil® der Firma Rhodia sowie weitere Sorbosil-Typen in den erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt werden Besonders bevorzugt sind Zeodent®113, Tixosil® 123 sowie Sorbosιl®AC39
Zahnpasten, die eine deutlich höhere Viskosität von mehr als 100 Pa s (25°C, D = 10 s'1) aufweisen, benötigen hingegen einen genügend hohen Anteil an Kieselsäuren mit einer Teilchengroße von weniger als 5 μm, bevorzugt wenigstens 3 Gew -% einer Kieselsäure mit einer Partikelgröße von 1 bis 3 μm Solchen Zahnpasten setzt man daher bevorzugt neben den genannten Fällungskieselsäuren noch feinteiligere, sogenannte Verdickungskieselsäuren mit einer BET-Oberfläche von 150 - 250 m2/g zu Als Beispiele für Handelsprodukte, die die genannten Bedingungen erfüllen, sind insbesondere Sιpernat®22 LS oder Sιpemat®320 DS der Firma Degussa zu nennen
Als Aluminiumoxid-Poliermittel eignet sich bevorzugt eine schwach calcinierte Tonerde mit einem Gehalt an α- und γ-Alumιnιumoxιd in einer Menge von etwa 0,01 bis 5 Gew -%, bevorzugt 0,1 bis 2 Gew -%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels
Geeignete schwach calcinierte Tonerden werden durch Calcination aus Aluminiumhydroxid hergestellt Aluminiumhydroxid geht durch Calcination in das bei Temperaturen oberhalb 12000C thermodynamisch stabile Ct-AI2O3 über Die bei Temperaturen zwischen 400 und 1000°C auftretenden, thermodynamisch instabilen AI2O3-Modιfikatιonen bezeichnet man als Gamma- Formen (vgl Ullmann, Enzyclopadie der technischen Chemie, 4 Auflage (1974), Band 7, Seite 298) Durch Wahl der Temperatur und der Zeitdauer bei der Calcination kann man den Calcinationsgrad, d h die Umwandlung in das thermodynamisch stabile Ct-AI2O3 auf beliebige Hohe einstellen Man erhalt durch schwache Calcination eine Tonerde mit einem Gehalt an γ-AI2O3, der um so niedriger ist, je hoher die Calcinationstemperatur und je länger die Calcinationsdauer gewählt wird Schwach calcinierte Tonerden unterscheiden sich von reinem Ot-AI2O3 durch eine geringere Härte der Agglomerate, eine größere spezifische Oberfläche und größere Porenvolumina
Der Dentinabrieb (RDA) der erfindungsgemäß zu verwendenden schwächer calcinierten Tonerden mit einem Anteil von 10 - 50 Gew -% γ-AI2O3 beträgt nur 30 - 60 % des Dentinabriebs eines stark calcinierten, reinen Ct-AI2O3 (gemessen in einer Standard-Zahnpaste mit 20 Gew -% Tonerde als einzigem Poliermittel)
Im Gegensatz zu Ct-AI2O3 läßt sich das γ-AI2O3 mit einer wäßπg-ammoniakalischen Lösung von Alizann S (1 ,2-Dιhydroxy-9,10-anthrachιnon-4-sulfonsäure) rot anfärben Man kann den Grad der Anfärbbarkeit als Maß für den Calcinationsgrad bzw. für den Anteil an 5-AI2O3 in einer calcinierten Tonerde wählen :
Ca. 1 g AI2O3, 10 ml einer Lösung von 2 g/l Alzarin S in Wasser und 3 Tropfen einer wässrigen, 10 Gew.-%igen Lösung von NH3 werden in ein Reagenzglas gegeben und kurz aufgekocht. Das AI2O3 wird anschließend abfiltriert, nachgewaschen, getrocknet und unter dem Mikroskop beurteilt oder farbmetrisch ausgewertet.
Geeignete, schwach calcinierte Tonerden mit einem Gehalt von 10 - 50 Gew.-% γ-AI2O3 lassen sich nach diesem Verfahren schwach bis tief rosa anfärben.
Aluminiumoxid-Poliermittel verschiedener Calcinationsgrade, Mahlfeinheit und Schüttgewichte sind im Handel erhältlich, z.B. die "Poliertonerden" der Firma Giulini-Chemie beziehungsweise ALCOA.
Eine bevorzugt geeignete Qualität "Poliertonerde P10 feinst" weist eine Agglomeratgröße unter 20 μm, eine mittlere Primärkristallgröße von 0,5 - 1 ,5 μm und ein Schüttgewicht von 500 - 600 g/l auf.
Die Verwendung von Silikaten als Poliermittelkomponenten kann ebenfalls erfindungsgemäß bevorzugt sein. Sie werden insbesondere in der modernen Praxis als Putzkörper eingesetzt. Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare Silikate sind Aluminiumsilikate und Zirkoniumsilikate. Insbesondere das Natrium-Aluminiumsilikat der empirischen Formel Na12(AIO2)12(SiO2)i2 x 7H2O kann als Poliermittel geeignet sein, wie beispielsweise das synthetische Zeolith A.
Beispiele für erfindungsgemäße wasserunlösliche Metaphosphate sind vor allem Natriummetaphosphat, Calciumphosphat wie beispielsweise Tricalciumphosphat, Calciumhydrogenphosphat, Calciumhydrogenphosphat-Dihydrat und Calcium-pyrophosphat.
Des weiteren können erfindungsgemäß Magnesiumcarbonat, Magnesium-hydrogenphosphat, Trimagnesiumphosphat oder Natriumhydrogencarbonat als Poliermittel, insbesondere als Mischung mit anderen Poliermitteln, eingesetzt werden.
Ein weiteres Poliermittel, das sich für den Einsatz in den erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemitteln eignet, ist Calciumphosphat-dihydrat (CaHPO4 x 2H2O). Calciumphosphat- dihydrat kommt in der Natur als Brushit vor und ist als Poliermittel im Handel in geeigneten Korngrößen von 1 bis 50 μm erhältlich.
Erfindungsgemäß bevorzugt sind Mund- und Zahnpflegemittel, die zur Unterstützung des Remineralisationsprozesses durch das schwer wasserlösliche Calciumsalz und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, zusätzlich 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 3 Gew.-% einer Remineralisationsförderungs-Komponente, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels, enthalten. Die Remineralisationsförderungs-Komponente fördert in den erfindungsgemäßen Mitteln die Remineralisierung des Zahnschmelzes und die Verschließung von Dentalläsionen und ist ausgewählt aus Fluoriden, mikropartikulären Phosphatsalzen des Calciums wie z. B. Calciumglycerinphosphat, Calciumhydrogenphopsphat, Hydroxylapatit, Fluorapatit, F-dotierter Hydroxylapatit, Dicalciumphosphat-Dihydrat sowie Calciumfluorid. Aber auch Magnesiumsalze wie z. B. Magnesiumsulfat, Magnesiumfluorid oder Magnesiummonofluorophosphat wirken remineralisierend.
Erfindungsgemäß bevorzugte Remineralisationsförderungs-Komponenten sind Magnesiumsalze.
Geeignete Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemittels sind feste, flüssige oder halbflüssige Zahnpasten und Zahngele.
Die erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemittel enthalten gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zusätzliche Zahnpasteninhaltsstoffe wie Tenside, Feuchthaltemittel, Bindemittel, Geschmacksstoffe und Wirkstoffe gegen Zahn- und Zahnfleischerkrankungen.
Für eine Verbesserung der Reinigungswirkung und der Schaumbildung der erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemittel werden üblicherweise oberflächenaktive Tenside oder Tensidgemische eingesetzt. Sie fördern die schnelle und vollständige Auflösung und Verteilung von Zahncremes in der Mundhöhle und unterstützen gleichzeitig die mechanische Zahnbelagsentfernung, insbesondere an den Stellen, die mit einer Zahnbürste nur schwer zugänglich sind. Darüber hinaus begünstigen sie die Einarbeitung wasserunlöslicher Stoffe, beispielsweise von Aromaölen, stabilisieren die Poliermitteldispersion und unterstützen die Antikarieswirkung von Fluoriden.
Prinzipiell können anionische Tenside, zwitterionische- und ampholytische Tenside, nichtionogene Tenside, kationische Tenside oder Gemische dieser Verbindungen als Tenside in Zahncremeformulierungen verwendet werden. Erfindungsgemäß enthalten Zahncremes vorzugsweise mindestens ein Tensid aus der Gruppe der anionischen Tenside.
Das Tensid oder das Tensidgemisch wird in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen üblicherweise in einer Menge von 0,1 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 - 7 Gew.-% und insbesondere 1 - 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingesetzt.
Anionische Tenside
Geeignete Tenside mit guter Schaumwirkung sind anionische Tenside, die auch eine gewisse enzymhemmende Wirkung auf den bakteriellen Stoffwechsel des Zahnbelags aufweisen. Hierzu gehören beispielsweise Alkali- oder Ammoniumsalze, insbesondere Natriumsalze, von C8- Ciβ-Alkancarbonsäuren, von Alkylpolyglycolethersulfaten mit 12 - 16 C-Atomen in der linearen Alkylgruppe und 2 - 6 Glycolethergruppen im Molekül, von linearen Alkan-(C12-C18)-sulfonaten, Sulfobernsteinsauremonoalkyl-(C12-C18)-estern, sulfatierten Fettsäuremonoglyceriden, sulfatierten Fettsäurealkanolamiden, Sulfoessigsäurealkyl-(C12-Ci6)-estern, Acylsarcosinen, Acyltauriden und Acylisethionaten mit jeweils 8 - 18 C-Atomen in der Acylgruppe.
Bevorzugt ist die Verwendung mindestens eines anionischen Tensids, insbesondere eines Natriumlaurylalkylsulfats mit 12 - 18 C-Atomen in der Alkylgruppe. Ein derartiges Tensid ist Natriumlaurylsulfat, das beispielsweise unter der Bezeichnung Texapon®K12 G im Handel erhältlich ist.
Zwitterionische und ampholytische Tenside
Es kann erfindungsgemäß bevorzugt sein, zwitterionische und/oder ampholytische Tenside, bevorzugt in Kombination mit anionischen Tensiden, einzusetzen. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Carboxylat- und eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N- dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Trimethylammoniumglycinat,
Kokosalkyldimethylammoniumglycinat, N-Acylamino-propyl-N,N-dimethyl-ammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyldimethyl-ammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3- carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid- Derivat. Solche Produkte sind beispielsweise unter der Bezeichnung Tego-Betain®BL 215 und ZF 50 sowie Genagen®CAB im Handel erhältlich.
Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer C8-C18-Alkyl- oder Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO3H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N- Alkylaminobuttersäuren, N- Alkyliminodi Propionsäuren, N-Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N- Alkyisarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopropionat, das Kokosacylaminoethylaminopropionat und das Ci2-C18- Acylsarcosin. Neben den ampholytischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäu- retriethanolaminester- Salze, besonders bevorzugt sind. Nichtionogene Tenside
Erfindungsgemäß besonders geeignet zur Unterstützung der Reinigungswirkung sind nichtionogene Tenside. Insbesondere bevorzugt sind diejenigen nichtionogenen Tenside, die aus mindestens einer der folgenden Gruppen ausgewählt sind:
Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an
Alkylphenole mit 8 bis 15 C- Atomen in der Alkylgruppe;
C12-Ci8- Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin;
Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten
Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte; - Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analogas;
Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes
Ricinusöl;
Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z.B. Polyglycerinpolyricinoleat,
Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat.
Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen; Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl; Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C6-C22-Fettsäuren, Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta- erythrit, Zuckeralkohole (z.B. Sorbit), Sucrose, Alkylglucoside (z.B. Methylglucosid, Butylglucosid, Laurylglucosid) sowie Polyglucoside (z.B. Cellulose);
Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri- PEGalkylphosphate und deren Salze; Wollwachsalkohole;
Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate; Mischester aus Pentaerythrit, Fettsäuren, Citronensäure und Fettalkohol gemäß DE-PS 1165574 und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methylglucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin sowie Polyalkylenglycole.
Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Fettalkohole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono- und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhältliche Produkte dar und sind erfindungsgemäß bevorzugt. Es handelt sich dabei um Homologengemische, deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion durchgeführt wird, entspricht. und -diester von Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid an Glycerin sind aus DE-PS 2024051 als Rückfettungsmittel für kosmetische Zubereitungen bekannt.
C8-C18-Alkylmono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus US-A-3,839,318, DE-A-20 36 472, EP-A-77 167 oder WO-A- 93/10132 bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, daß sowohl Monoglycoside, bei denen ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalkohol gebunden ist, als auch oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa 8 geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert, dem eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde liegt. Bevorzugt eignet sich als Alkyl-(oligo)-glycosid ein Alkyl-(oligo)-glycosid der Formel RO(C6H10O)x-H, in der R für eine Alkylgruppe mit 12 bis 14 C-Atomen steht und x einen Mittelwert von 1 bis 4 aufweist.
Als besonders bevorzugtes Beispiel eines erfindungsgemäß einsetzbaren, nichtionogenen Tensids ist beispielsweise das PEG-Glycerylstearat zu nennen, das unter der Bezeichnung Tagat®S im Handel erhältlich ist.
Feuchthaltemittel werden in der Zahnkosmetik üblicherweise zum Schutz vor Austrocknung sowie zur Konsistenzregelung und Kältestabilität der Produkte eingesetzt. Sie können aber ferner auch zur Suspensionsvermittlung und zur Geschmacks- oder Glanzbeeinflussung dienen.
Gewöhnlich werden als Feuchthaltemittel toxikologisch unbedenkliche Polyole, wie beispielsweise Sorbitol, Xylitol, Glycerin, Mannitol, 1 ,2-Propylenglycol oder Gemische davon verwendet, aber auch Polyethylenglycole mit Molekulargewichten von 400 - 2000 können als Feuchthaltemittelkomponenten in Zahncremes dienen.
Bevorzugt ist die Kombination mehrerer Feuchthaltemittelkomponenten, wobei die Kombination von Glycerin und Sorbitol mit einem Gehalt an 1 ,2-Propylenglycol oder Polyethylenglycol als besonders bevorzugt anzusehen ist.
Je nach Produkttyp ist das Feuchthaltemittel oder das Gemisch aus Feuchthaltemitteln in der Gesamtzusammensetzung in einer Menge von 10 - 85 Gew.-%, vorzugsweise 15 - 70 Gew.-% und insbesondere 25 - 50 Gew.-% enthalten.
Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich mindestens ein Binde- oder Verdickungsmittel. Diese wirken konsistenzregulierend und verhindern weiterhin die Separation der flüssigen und festen Bestandteile. Ihre Einsatzmengen in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen betragen 0,1 - 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 - 3 Gew.-% und insbesondere 0,5 - 2 Gew.-%.
Verwendet werden erfindungsgemäß beispielsweise natürliche und/oder synthetische wasserlösliche Polymere wie Alginate, Carrageenane, Agar-Agar, Guar-Gum, Gummi arabicum, Succinoglycan-Gum, Guarmehl, Johannisbrotkernmehl, Tragant, Karaya-Gummi, Xanthan, Pektine, Cellulose und deren ionogene und nicht-ionogene Derivate wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Methylhydroxypropyl-cellulose, hydrophob modifizierte Cellulosen, Stärke- und Stärkeether.
Auch wasserlösliche Carboxyvinylpolymere (z.B. Carbopol®-Typen), Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und höhermolekulare Polyethylenglycole (insbesondere solche mit Molekulargewichten von 102 - 106 D) eignen sich als Binde- oder Verdickungsmittel. Ebenso können Schichtsilikate und feinteilige Kieselsäuren (Aerogelkieselsäuren und pyrogene Kieselsäuren) diese Funktion erfüllen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Mund- und Zahnreinigungsmittel zusätzliche Wirkstoffe gegen Zahn- und Zahnfleischerkrankungen. Unter solchen Wirkstoffen sind erfindungsgemäß Antikarieswirkstoffe, antimikrobielle Wirkstoffe, Zahnstein-Inhibitoren, Geschmacksstoffe oder eine beliebige Kombination dieser Stoffe zu verstehen.
An ti ka ries-Wi rkstoffe
Zur Bekämpfung von und Vorbeugung gegen Karies eignen sich vor allem Fluorverbindungen, bevorzugt aus der Gruppe der Fluoride oder Monofluorophosphate in einer Menge von 0,1 - 0,5 Gew.-% Fluor. Geeignete Fluorverbindungen sind z. B. Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Zinnfluorid, Dinatriummonofluorophosphat (Na2PO3F), Dikaliummonofluorophosphat oder das Fluorid einer organischen Aminoverbindung.
Anti-Plaque-Wirkstoffe
Erfindungsgemäß bevorzugte Zubereitungen, insbesondere Mund- und Zahnpflege- und - reinigungsmittel, sind dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Antiplaque-Wirkstoffe, vorzugsweise p-Hydroxybenzoesäuremethyl-, -ethyl- oder -propylester, Natriumsorbat, Natriumbenzoat, Bromchlorophen, Triclosan, Phenyl- Salicylsäureester, Biguanide z. B. Chlorhexidin, Thymol, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,25 bis 2,5 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 1 ,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten. Antimikrobielle Wirkstoffe
Als antimikrobielle Komponente eignen sich z. B. Phenole, Resorcine, Bisphenole, Salicylanilide und -amide sowie deren halogenierte Derivate, halogenierte Carbanilide und p- Hydroxybenzoesäureester.
Unter den antimikrobiellen Komponenten sind diejenigen besonders geeignet, die das Wachstum von Plaque-Bakterien hemmen. Beispielsweise sind halogenierte Diphenylether, wie 2,4-Dichlor-2'- hydroxydiphenylether, 4,4'-Dichlor-2'-hydroxydiphenylether, 2,4,4'-Tribrom-2'- hydroxydiphenylether, 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxydiphenylether (Triclosan) als antimikrobielle Wirkstoffe geeignet. Neben Bromchlorophen, Bisbiguaniden wie Chlorhexidin und Alexidin, Phenylsalicylsäureestern und 5-Amino-1 ,3-bis(2-ethylhexyl)-hexahydro-5-methylpyrimidin (Hexetidin) wirken auch Zink- und Kupferionen antimikrobiell, wobei synergistische Effekte insbesondere in Kombination mit Hexetidin und Triclosan auftreten. Auch quartäre Ammoniumverbindungen, wie z. B. Cetylpyridiniumchlorid, Benzalkoniumchlorid, Domiphenbromid und Dequaliniumchlorid sind einsetzbar. Als antimikrobiell wirksam haben sich auch Octapinol, Octenidine und Sanguinarin erwiesen.
Die antimikrobiellen Wirkstoffe werden bevorzugt in Mengen von 0,01 - 1 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt. Besonders bevorzugt wird Irgacare® MP in einer Menge von 0,01 - 0,3 Gew.-% verwendet.
Zahnsteininhibitoren
Bei Zahnstein handelt es sich um Mineralablagerungen, die dem natürlichen Zahnschmelz sehr ähnlich sind. Um eine Zahnsteinbildung zu inhibieren, werden den erfindungsgemäßen Zahnreinigungsmitteln Stoffe zugesetzt, die gezielt in die Kristallkeimbildung eingreifen und bereits vorhandene Keime am Weiterwachsen hindern. Hierbei handelt es sich beispielsweise um kondensierte Phosphate, die bevorzugt gewählt werden aus der Gruppe der Tripolyphosphate, der Pyrophophate, der Trimetaphosphate oder deren Gemischen. Sie werden in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze, bevorzugt in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze eingesetzt. Wäßrige Lösungen dieser Phosphate reagieren typischerweise alkalisch, so daß der pH-Wert der erfindungsgemäßen Zahnpflegemittel ggf. durch Zusatz von Säure auf Werte von 7,5 - 9 eingestellt wird. Als Säuren können dabei z. B. Zitronensäure, Phosphorsäure oder saure Salze, z. B. NaH2PO4 verwendet werden. Der gewünschte pH-Wert des Zahnpflegemittels kann aber auch durch Zusatz saurer Salze der kondensierten Phosphate, also z. B. K2H2P2O7, eingestellt werden.
Auch Gemische verschiedener kondensierter Phosphate und/oder hydratisierte Salze der kondensierten Phosphate sind erfindungsgemäß einsetzbar. Zahnsteininhibitoren werden üblicherweise in Mengen von 0,1 - 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 - 3 Gew.-% und insbesondere 0,1 - 2 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt.
Weitere geeignete Zahnsteininhibitoren sind Organophosphonate wie 1-Azacycloheptan-2,2- diphosphonat (Na-SaIz), 1-Hydroxyethan-1 ,1-diphosphonat (Na-SaIz) und Zinkeitrat.
Wirkstoffe gegen hypersensible Zähne
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mittel weiterhin Wirkstoffe gegen hypersensible Zähne, sie ausgewählt sind aus Kalium- und Strontiumsalzen wie Kaliumchlorid, Kaliumsulfat, Kaliumbicarbonat, Kaliumeitrat, Kaliumacetat, Kaliumnitrat, Strontiumchlorid, Strontiumnitrat, Strontiumeitrat, Strontiumacetat und Strontiumlactat und Eugenol.
Das Eugenol kann mit Aromaölen gemischt in den Mund- und Zahnpflegemitteln enthalten sein. Bevorzugt ist es in Form des Nelkenknospenöls in den Zusammensetzungen enthalten.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mund- und Zahnpflegemittel mindestens 0,5 Gew.-% Kalium- oder Strontiumionen in der Form eines gelösten Salzes und mindestens 0,01 Gew.-% Eugenol in reiner Form oder in Form des Nelkenknospenöls.
Geschmacksstoffe
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mittel Geschmacksstoffe, zu denen z. B. Süßungsmittel und/oder Aromaöle gehören.
Als Süßungsmittel eignen sich beispielsweise Saccharinate (insbesondere Natriumsaccharinat), Cyclamate (insbesondere Natriumcyclamat) sowie Sucrose, Lactose, Maltose oder Fructose.
Als Aromaöle kommen alle für Mund- und Zahnpflegemittel gebräuchlichen natürlichen und synthetischen Aromen in Frage. Natürliche Aromen können sowohl in Form der aus den Drogen isolierten etherischen öle (Mischung) als auch in Form der hieraus isolierten Einzelkomponenten verwendet werden. Bevorzugt sollte wenigstens ein Aromaöl aus der Gruppe Pfefferminzöl, Krausenminzöl, Anisöl, Sternanisöl, Kümmelöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Zimtöl, Nelkenöl, Geraniumöl, Salbeiöl, Pimentöl, Thymianöl, Majoranöl, Basilikumöl, Citrusöl, Gaultheriaöl oder eine/mehrere daraus isolierte bzw. synthetisch erzeugte Komponenten dieser öle enthalten sein. Die wichtigsten Komponenten der genannten öle sind z. B. Menthol, Carvon, Anethol, Cineol, Eugenol, Zimtaldehyd, Caryophyllen, Geraniol, Citronellol, Linalool, Salven, Thymol, Terpinen, Terpinol, Methylchavicol und Methylsalicylat. Weitere geeignete Aromen sind z. B. Menthylacetat, Vanillin, Jonone, Linalylacetat, Rhodinol und Piperiton. Schließlich können weitere übliche Hilfsmittel zur Verbesserung der Stabilität und der sensorischen Eigenschaften der Mund- und Zahnpflegemittel enthalten sein. Solche Hilfsmittel sind beispielsweise:
• Vitamine, z. B. Retinol, Biotin, Tocopherol, Ascorbinsäure und deren Derivate (z. B. Ester, Salze);
• Pigmente, z. B. Titandioxid oder Zinkoxid;
• Gefärbte Pigmentpartikel, beispielsweise gefärbte Kieselsäurepartikel, wie sie z. B. unter der Verkaufsbezeichnung Sorbosil®BFG 51 , BFG 52 und BFG 53 oder Sorbosil®2352 im Handel sind. Es können auch Gemische unterschiedlich gefärbter Pigmentpartikel verwendet werden. Solche, z. B. kräftig orange, rot oder blau gefärbten Gelkieselsäure- Partikel können in Mengen von 0,1 - 1 ,0 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Mitteln enthalten sein;
• Bleichmittel wie beispielsweise Wasserstoffperoxid und Wasserstoffperoxid-Vorstufen;
• Farbstoffe;
• pH-Stellmittel und Puffersubstanzen, z. B. Natriumeitrat, Natriumbicarbonat oder Kalium- und Natriumphosphate,
• Konservierungsmittel, z.B. p-Hydroxybenzoesäuremethyl-, ethyl- oder -propylester, Natriumsorbat, Natriumbenzoat, Bromchlorophen oder Triclosan;
• wundheilende und entzündungshemmende Stoffe wie z. B. Allantoin, Harnstoff, Panthenol, Azulen oder Kamillenextrakt, Acetylsalicylsäure-Derivate, Alkali-Rhodanide;
• Mineralsalze wie Zink-, Magnesium- und Mangansalze, beispielsweise -sulfate.
Alle diese fakultativen Zahnpasteninhaltsstoffe sind zusammen in einer Menge von etwa 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, in den erfindungsgemäßen Mitteln enthalten. Erfindungsgemäß zu verwendende Zubereitungen, bevorzugt Mund- und Zahnpflegemittel, insbesondere die Zahnpasten, können auch die Unempfindlichkeit der Zähne steigernde Substanzen enthalten, beispielsweise Kaliumsalze wie z. B. Kaliumnitrat, Kaliumeitrat, Kaliumchlorid, Kaliumbicarbonat und Kaliumoxalat. Erfindungsgemäß bevorzugte Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel sind dadurch gekennzeichnet, daß sie die Unempfindlichkeit der Zähne steigernde Substanzen, vorzugsweise Kaliumsalze, besonders bevorzugt Kaliumnitrat und/oder Kaliumeitrat und/oder Kaliumchlorid und/oder Kaliumbicarbonat und/oder Kaliumoxalat, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1,0 bis 15 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 4,0 bis 8,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten.
Bevorzugt sind weiterhin Zubereitungen, insbesondere Mund- und Zahnpflege- und - reinigungsmittel, die die Unempfindlichkeit der Zähne steigernde Substanzen, vorzugsweise Kaliumsalze, besonders bevorzugt Kaliumnitrat und/oder Kaliumeitrat und/oder Kaliumchlorid und/oder Kaliumbicarbonat und/oder Kaliumoxalat, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.- %, besonders bevorzugt von 1,0 bis 15 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 4,0 bis 8,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt zu verwendende Mund- und Zahnpflege- und - reinigungsmittel sind dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% und insbesondere 0,6 bis 2 Gew.-% mindestens eines bioaktiven Glases enthalten.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel dieser Ausführungsform enthalten bioaktives Glas oder Glaspulver oder Glaskeramikpulver oder Kompositmaterialien, welche ein solches bioaktives Glas umfassen. Unter Glaspulvern werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auch Granulate und Glaskügelchen verstanden.
Aufgrund der Anforderungen an die toxikologische Unbedenklichkeit des Glases sowie deren Eignung zum Verzehr soll das Glaspulver besonders rein sein. Die Belastung durch Schwermetalle ist vorzugsweise gering. So beträgt die Maximalkonzentration im Bereich der kosmetischen Formulierungen vorzugsweise für Pb < 20 ppm, Cd < 5 ppm, As < 5 ppm, Sb < 10 ppm, Hg < 1 ppm, Ni < 10 ppm.
Das unkeramisierte Ausgangsglas, das direkt in den bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten oder gegebenenfalls für die Herstellung einer erfindungsgemäß einsetzbaren Glaskeramik verwandt wird, enthält SiO2 als Netzwerkbildner, vorzugsweise zwischen 35-80 Gew.-%. Bei niedrigeren Konzentrationen nimmt die spontane Kristallisationsneigung stark zu und die chemische Beständigkeit stark ab. Bei höheren SiO2-Werten kann die Kristallisationsstabilität abnehmen, und die Verarbeitungstemperatur wird deutlich erhöht, so dass sich die Heißformgebungseigenschaften verschlechtern. Na2O wird als Flussmittel beim Schmelzen des Glases eingesetzt. Bei Konzentrationen kleiner 5% wird das Schmelzverhalten negativ beeinflusst. Natrium ist Bestandteil der sich bei der Keramisierung bildenden Phasen und muss, sofern hohe kristalline Phasenanteile durch die Keramisierung eingestellt werden sollen, in entsprechend hohen Konzentrationen im Glas enthalten sein. K2O wirkt als Flussmittel beim Schmelzen des Glases. Außerdem wird Kalium in wässrigen Systemen abgegeben. Liegen hohe Kaliumkonzentrationen im Glas vor, werden kaliumhaltige Phasen wie Kalzium-Silicaten ebenfalls ausgeschieden. Über den P2O5-Gehalt kann bei silikatischen Gläsern, Glaskeramiken oder Kompositen die chemische Beständigkeit des Glases und damit die lonenabgabe in wässrigen Medien eingestellt werden. Bei Phosphatgläsern ist P2O5 Netzwerkbilder. Der P2O5-Gehalt liegt vorzugsweise zwischen 0 und 80 Gew.-%. Um die Schmelzbarkeit zu verbessern, kann das Glas bis zu 25 Gew.- % B2O3 enthalten. AI2O3 wird genutzt, um die chemische Beständigkeit des Glases einzustellen.
Zur Verstärkung der antimikrobiellen, insbesondere der antibakteriellen Eigenschaften der Glaskeramik können antimikrobiell wirkende Ionen wie z. B. Ag, Au, I, Ce, Cu, Zn in Konzentrationen kleiner 5 Gew.-% enthalten sein. Farbgebende Ionen wie 2. B. Mn, Cu1 Fe, Cr, Co, V, können einzeln oder kombiniert, vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration kleiner 1 Gew.-%, enthalten sein.
Üblicherweise wird das Glas bzw. die Glaskeramik in Pulverform eingesetzt. Die Keramisierung kann entweder mit einem Glasblock bzw. Glasribbons erfolgen oder aber mit Glaspulver. Nach der Keramisierung müssen die Glaskeramikblöcke oder Ribbons zu Pulver gemahlen werden. Wurde das Pulver keramisiert, muß gegebenenfalls auch erneut gemahlen werden, um Agglomerate, die während des Keramisierungsschrittes entständen sind, zu entfernen. Die Mahlungen können sowohl trocken als auch in wässrigen oder nicht wässrigen Mahlmedien durchgeführt werden. Üblicherweise liegen die Partikelgrößen kleiner 500 μm. Als zweckmäßig haben sich Partikelgrößen < 100 μm bzw. < 20 μm erwiesen. Besonders geeignet sind Partikelgrößen < 10 μm sowie kleiner 5 μm sowie kleiner 2 μm, siehe weiter unten.
Die in den bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthaltenen bioaktiven Gläser bzw. Glaspulver oder Glaskeramikpulver oder Komposit-Zusammensetzungen umfassen Gläser, die bevorzugt nachfolgende Komponenten umfassen: SiO2: 35-80 Gew.-%, Na2O: 0-35 Gew.- %, P2O5: 0-80 Gew.-%, MgO: 0-5 Gew.-%, Ag2O: 0-0,5 Gew.-%, AgJ: 0-0,5 Gew.- %, NaJ: 0-5 Gew.-%, TiO2: 0-5 Gew.-%, K2O: 0-35 Gew.-%, ZnO: 0-10 Gew.-%, AI 2O3: 0-25 Gew.-% undB2O3: 0-25 Gew.-% .
Weiterhin können dem Grundglas gemäß obiger Zusammensetzung zur Erzielung weiterer Effekte wie beispielsweise Farbigkeit oder UV-Filterung Ionen wie Fe, Co, Cr, V, Ce, Cu, Mn, Ni, Bi, Sn, Ag, Au, J einzeln oder in Summe bis zu 10 Gew.-% zugegeben werden. Eine weiter Glaszusammensetzung kann wie folgt sein: SiO 2: 35-80 Gew.-%, Na2O: 0-35 Gew.-%, P2O5: 0- 80 Gew.-%, MgO: 0-5 Gew.- %, Ag2O: 0-0,5 Gew.-%, AgJ: 0-0,5 Gew.-%, NaJ: 0-5 Gew.-%, TiO2: 0-5 Gew.-%, K 2O: 0-35 Gew.-%, ZnO: 0-10 Gew.-%, Al2 O3: 0-25 Gew.-%, B2O3: 0- 25 Gew.-%, SnO: 0-5 Gew.-%, CeO2: 0-3 Gew.- % und Au: 0,001-0,1 Gew.-%.
Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel sind dadurch gekennzeichnet, daß das bioaktive Glas - bezogen auf sein Gewicht - folgende Zusammensetzung aufweist:
SiO2 35 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%,
Na2O 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%,
K2O 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 20 Gew.-%,
P2O5 O bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%,
MgO O bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%,
CaO 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%,
AI2O3 0 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%,
B2O3 0 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%,
TiO2 0 bis 10 Gew -%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%. Wie bereits weiter oben erwähnt, wird das bioaktive Glas vorzugsweise in partikulärer Form eingesetzt. Hier sind besonders bevorzugte erfindungsgemäße Mund- und Zahnpflege- und - reinigungsmittel dadurch gekennzeichnet, dass das antimikrobielle Glas Teilchengrößen < 10 μm, vorzugsweise von 0,5 bis 4 μm, besonders bevorzugt von 1 bis 2 μm, aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform sind Zahnpasten mit einem Gehalt an Kieselsäure, Poliermitteln, Feuchthaltemitteln, Bindemitteln und Aromen, die 0,00001 bis 10, insbesondere 0,01 bis 4 Gew.- %, bevorzugt 0,01 bis 2 Gew.-% erfindungsgemäße Kompositmaterialien mit nanopartikulären Calciumsalzen aus der Gruppe Hydroxylapatit, Fluorapatit und Calciumfluorid enthalten.
Insbesondere bei Einsatz des erfindungsgemäßen Kompositmaterials in Produkten für die tägliche Mund- und Zahnpflege, insbesondere in Zahnpasta, ist es wünschenswert, dass der Prozess der Remineralisierung sowie Neomineralisierung besonders effektiv und schnell verläuft.
Zur Beschichtung von Implantaten können die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien beispielsweise nach den dem Fachmann bekannten Standardverfahren der Tauchbeschichtung oder des Plasmaspritzens aufgebracht werden.
Zur Verwendung als injizierbare Knochenersatzmaterialien können die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien mit geeigneten weiteren Stoffen kombiniert werden, wie z. B. Glycosaminoglycanen oder Proteinen, und mit geeigneten Lösungs- und Hilfsmitteln wie z. B. einem verdünnten wässrigen Phosphatpuffer formuliert werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft Süßigkeiten enthaltend die erfindungsgemäße schwer wasserlöslichen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese. Bevorzugt sind mindestens 0,000001 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalzes und/oder Kompositmaterials, umfassend diese, enthalten.
Besonders bevorzugt enthalten die Süßigkeiten, insbesondere die nachstehend beschriebenen, erfindungsgemäße Kompositmaterialien, aus einem erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalz und einer Proteinkomponente, die bevorzugt ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, Casein und deren Hydrolysaten, bevorzugt Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Süßigkeit ausgewählt aus der Gruppe der Zuckerwaren. Zuckerwaren sind eine vielfältige Gruppe von Lebensmitteln, die gemäß der Richtlinie für Zuckerwaren des Bundesverbandes der deutschen Süßwarenindustrie durch Zucker und/oder andere verkehrsübliche Zuckerarten, ggf. Zuckeralkohole, Süßstoffe oder andere süße Zutaten meist einen ausgeprägt süßen Geschmack haben. Zuckerwaren sind auch Füllungs-, Glasur- oder Konfektmassen, sowie Schichten, Überzüge oder Füllungen von Süßwaren oder feinen Backwaren. Zu den Zuckerwaren zahlen auch zuckerfreie Zuckerwaren. Bei diesen wird der süße Geschmack durch Zuckeralkohole und/oder Süßstoffe erzielt.
Bevorzugte Zuckerwaren sind insbesondere Hart- und Weichkaramellen, Gummibonbons, Geleeerzeugnisse, Schaumzuckerwaren, Lakritzwaren, Dragees, Pastillen und kandierte Früchte.
Karamellen (auch Bonbons genannt) erhalten ihre Eigenart im allgemeinen durch Einkochen einer Lösung von Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen und werden unter Verwendung von geruch- und geschmackgebenden Stoffen, färbenden und/oder die Beschaffenheit beeinflussenden Stoffen mit oder ohne Füllung in verschiedenen Formen hergestellt. Die Beschaffenheit der Karamellen reicht von Hartkaramellen, z.B. Drops bis zu den Weichkaramellen, die sich insbesondere durch ihren Restwassergehalt unterscheiden. Dieser kann bei Hartkaramellen bis zu etwa 5 Gew.-% und bei Weichkaramellen bis zu etwa 15 Gew.-% betragen. Weichkaramellen sind beispielsweise die elastisch-kaugummiähnlichen Kaubonbons oder die weichen, gut kaubaren, z.T. klebrigen Toffees. Je nach Herstellungsart werden z.B. geschnittene, geprägte, gegossene und kaschierte Bonbons unterschieden.
Geleeerzeugnisse im erfindungsgemäßen Sinn sind elastisch-weiche Zuckerwaren mit abbeißbarer Konsistenz (z.B. Gelee-Früchte). Ebenso erfindungsgemäße Süßigkeiten sind Gummibonbons wie z.B. Fruchtgummis, Gummibärchen, Weingummis oder Gummipastillen. Sie sind zäh-elastisch und kaubar-fest und werden ebenso wie die Geleeerzeugnisse aus Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen, Geliermitteln (wie Agar, Pektin oder Gummi arabicum), Gelatine und/oder Stärke (ggf. modifiziert) hergestellt. Wachse oder pflanzliche öle können zusätzlich als Trenn- und Glanzmittel eingesetzt werden.
Lakritzwaren werden aus einem Gemisch von Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen, Gelatine und/oder (auch modifizierter) Stärke und/oder Mehl und/oder Gelier- und Verdickungsmittel sowie diverse Aromen hergestellt. Darüber hinaus enthalten Lakritzwaren als charakteristische Zutat mindestens 3 % Süßholzsaft (Succhus liquiritiae; in der handelsüblichen Trockenform). Die Zugabe von bis zu 8 Gew.-%, insbesondere bis zu 2 Gew.-% Salmiaksalz führt zu sogenannten Starklakritzen.
Dragees bestehen aus einer glatten oder gekrausten, mit Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen, Schokoladenarten und/oder anderen Glasuren im Dragierverfahren hergestellte Decke und einem flüssigen, weichen oder festen Kern. Beim Dragierverfahren wird bspw. eine gesättigte Zuckerlösung feinverteilt aus einer Düse auf die in Dragierkesseln rotierenden Kern eingesprüht. Der Zucker kristallisiert durch die gleichzeitig eingeblasene warme Luft aus und bildet nach und nach viele dünne Schichten um den Kern. Enthält die Zuckerschicht keine Restfeuchte wird die Süßigkeit als Hartdragee bezeichnet, bei Weichdragees können dagegen etwa 6 bis 12, insbesondere 8 bis 10 Gew.-% Restfeuchte gegeben sein. Dragees werden äußerlich häufig mit einer dünnen Trenn- und Glanzschicht versehen, wobei die Glanzschicht durch Behandlung mit wachsartigen Stoffen, wie bspw. Carnaubawachs, entsteht. Insbesondere werden die Beschaffenheit beeinflussende Stoffe, wie z.B. Stärke sowie färbende, geruch- und geschmackgebende Stoffe eingesetzt.
Komprimate oder Pastillen werden im Tablettier- oder Puderguss- oder Extrudierverfahren hergestellt und enthalten neben den Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen ggf. geringe Mengen an Binde- und Gleitmitteln.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Süßigkeit eine Hart- oder Weichkaramelle oder ein Dragee. Diese Süßigkeiten haben den Vorteil, dass sie über eine längere Zeit im Mund gehalten werden und die in der Süßigkeit enthaltenen erfindungsgemäßen Calciumsalzes oder der Kompositmaterialien erst nach und nach freigesetzt werden. Die mineralisierende, und insbesondere die neomineralisierende Wirkung wird dadurch besonders gefördert.
Insbesondere bei Süßigkeiten aus Schmelzen von Zucker und/oder Zuckeralkoholen, wie beispielsweise Karamellen, kann der Wirkstoff vorteilhafterweise direkt in die Schmelze eingearbeitet werden. Überraschenderweise kommt es dabei in den Schmelzen nicht zu einer Kristallisation des Zuckers, die bei der Zugabe von herkömmlichem, gemahlenen Apatit zu einer polykristallinen, schwer zu verarbeitenden Masse führt. Der bei grobkörnigerem Apatit auftretende sandige Geschmack konnte ebenfalls nicht festgestellt werden.
Besonders bevorzugt sind die Hartkaramellen wie z.B. Bonbons, Drops, Zuckerstangen oder Lutschern, die besonders lange im Mund verbleiben, wodurch das schrittweise Freisetzen des erfindungsgemäßen Calciumsalzes oder des Kompositmaterials optimal gegeben ist.
Trotz der zum Teil zahnschädigenden Inhaltsstoffe (Zucker) führt der Konsum der erfindungsgemäßen Süßigkeit neben dem Genusserlebnis zur Zahnpflege und Zahnschonung sowie darüber hinaus zur Mineralisierung des Zahnschmelzes und/oder des Dentins. Auf die, nicht immer nach dem Genuss von Süßigkeiten mögliche, aber zur Gesunderhaltung der Zähne bisher nötige Zahnpflege, üblicherweise mit Zahnbürste, Zahnpasta und/oder Mundwasser, kann so ohne Schaden für die Zähne durch den Süßigkeitenverzehr verzichtet werden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Zuckeralkohole sind Sorbit bzw. Sorbitsirup, Mannit, Xylit, Lactit, Isomalt, Maltit bzw. Maltitsirup. Diese Stoffe haben den Vorteil, dass sie pro 100 g weniger Kalorien enthalten und darüber hinaus der Abbau der Zuckeralkohole zu Säuren durch einige Bakterien der Mundhöhle so langsam erfolgt, dass sie nicht kariogen wirken. Der erfindungsgemäße Zusatz von erfindungsgemäßen Kompositmaterialien in zuckeraustauschstoffhaltigen Süßigkeiten bewirkt eine Mineralisierung der Zähne während und/oder nach dem Genuss der Süßigkeit und trägt somit besonders zum Erhalt gesunder Zähne bei.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Süßigkeit gefüllt. Süßigkeiten mit einem festen, gelförmigen oder flüssigen Kern ermöglicht u.a. das Hinzufügen von weiteren Geschmackskomponenten in diesem Kern. Ebenso können dadurch Wirkstoffe eingebracht werden, die auf direkte Weise (bspw. durch Zumischung) nicht ohne Wirkungsverminderung oder -verlust eingearbeitet werden können. In Bonbons können u.a. Vitamine oder Alkohol in solche Füllungen eingearbeitet werden.
Besonders bevorzugt ist, dass die Füllung die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, enthält. Das in der Füllung enthaltene erfindungsgemäße Material kann so auch in solche Süßigkeiten eingearbeitet werden, bei denen die Gefahr eines Wirkungsverlustes durch die Eigenschaften der Süßigkeit oder der Herstellung derselben besteht. Diese Füllung kann insbesondere eine Suspension, ein Gel oder ein Sirup sein. Insbesondere können die Suspensionen oder Gele auf Wasserbasis hergestellt sein, um eine gute Verträglichkeit zu gewährleisten. Ein Zusatz von lebensmittelgeeignete Dispergier- oder Netzmitteln kann dazu dienen, die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien in der Suspension zu halten. Als Gelbildner eignen sich insbesondere organische Verdickungsmittel sowie deren Derivate.
Neben synthetischen organischen Verdickern sind besonders natürliche organische Verdicker, insbesondere Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyosen, Guar-Mehl, Johannisbrotbaum-Kernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine und Casein geeignet. Davon abgewandelte Naturstoffe sind ebenfalls bevorzugt, insbesondere Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylcellulose sowie Kernmehlether. Synthetische organische Verdicker wie z.B. Polyether oder anorganische Verdicker wie Polykieselsäuren und/oder Tonmineralien (z.B. Montmorillonite, Zeolithe oder Kieselsäuren) können ebenfalls erfindungsgemäß eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Süßigkeit ein Kaugummi.
Das Kaugummi fördert zusätzlich den Speichelfluss durch die ausgeführte Kaubewegung. Die kariesverursachenden Säuren werden verdünnt und so auf natürliche Art die Gesundheit des
Mundraums unterstützt. Besonders zahnpflegende und -schonende Kaugummis enthalten Zuckeraustauschstoffe, insbesondere Zuckeralkohole.
Kaugummis besteht aus Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen, Süßstoffen, Aromen, anderen geruch- und geschmack- oder konsistenzgebenden Zutaten, Farbstoffen sowie einer wasserunlöslichen, beim Kauen plastisch werdenden Kaumasse. Daneben können die Kaugummis auch Trenn- und Überzugsmittel (wie beispielsweise Talkum) enthalten.
Kaumassen sind Gemische aus konsistenzgebenden Stoffen, den natürlichen Gummen, das sind erstarrte Säfte (Exudate) aus tropischen Pflanzen wie Chicle, Gummi arabicum, Guttapercha, Karayagummi und Traganth, Kautschuk und den thermoplastischen Kunststoffen Butadien-Styrol- Copolymerisate, Isobutylen-Isopren-Copolymerisate, Polyethylen, Polyisobutylen, Polyvinylester der unverzweigten Fettsäuren von C2 bis C18 und Polyvinylether.
Als Plastifikatoren werden Harze und Balsame eingesetzt. Zu den natürlichen Stoffen zählen Benzoeharz, Dammarharz, Kolophonium, Mastix, Myrrhe, Olibanum, Perubalsam, Sandarrak, Schellack und Tolubalsam, zu den synthetischen Cumaron-Inden-Harz, Glycerin-Pentaerythritester der Harzsäuren des Kolophoniums und deren Hydrierungsprodukte.
Zur Beeinflussung der Elastizität finden Paraffine (natürliche und synthetische) sowie Wachse Verwendung. Bei den Wachsen gibt es solche aus dem pflanzlichen Bereich wie Carnabauwachs und solche tierischen Ursprungs wie Bienenwachs oder Wollwachs, daneben solche aus dem mineralischen Bereich wie mikrokristalline Wachse, wie auch chemisch modifizierte oder synthetische Wachse. Als Weichmacher dienen Emulgatoren (z.B. Lecithine oder Mono- und Diglyceride von Speisefettsäuren) und Ester wie Glycerinacetat sowie auch Glycerin.
Zur Regulierung der Kaumassekonsistenz werden pflanzliche Hydrokolloide wie Agar-Agar, Alginsäure und Alginate, Guarkernmehl, Johannisbrotkernmehl oder Pektin zugesetzt. Zur gezielten Einstellung der Kaueigenschaften von Kaumassen werden Füllstoffe eingesetzt, das sind Carbonate von Calcium oder Magnesium, Oxide, beispielsweise Aluminiumoxid, Kieselsäure und Silicate von Calcium oder Magnesium. Stearinsäure und ihre Calcium- und Magnesiumsalze werden zur Verminderung des Haftvermögens der Kaumasse am Zahnschmelz eingesetzt.
Bevor die übrigen, für die Herstellung von Kaugummi rezepturgemäß erforderlichen Zutaten untergemischt werden, ist es erforderlich, die Kaumasse, die etwa 20-35 % (mindestens aber 15 %) des fertigen Kaugummis ausmacht, auf 50-60 0C zu erwärmen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Kaugummi von mindestens einer Schicht umhüllt ist, wobei diese Schicht wenigstens ein erfindungsgemäßes Calci Kompositmaterial umfasst.
Für die Herstellung erfindungsgemäßer Kaugummis werden die Kompositmaterialien einfach zu der Kaumasse zugegeben. Alternativ kann erfindungsgemäß auch ein beschichteter Kaugummi hergestellt werden, bei dem die umhüllende Schicht die beiden wesentlichen Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen Erzeugnisse enthält. Für die Herstellung solcher erfindungsgemäßer beschichteter Kaugummis werden die Wirkstoffe, also das Calciumsalz und/oder dessen Komposite, einfach einer Lösung und/oder Dispersion, aus der die Umhüllung hergestellt wird, zugegeben und eingerührt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erfindungsgemäße Kaugummi ein zuckerhaltiger Kaugummi. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung werden unter "Zucker" beziehungsweise "Zucker-Arten" Produkte wie Saccharose, gereinigte kristalline Saccharose, beispielsweise in Form von raffiniertem Zucker, Raffinate, raffinierter Weißzucker, Weißzucker oder Halbweißzucker, wässrige Lösungen von Saccharose, beispielsweise in Form von Flüssigzucker, wässrige Lösungen von teilweise durch Hydrolyse invertierter Saccharose, beispielsweise Invertzucker, Sirup oder Invertflüssigzucker, Glucosesirup, getrockneter Glucosesirup, kristallwasserhaltige Dextrose, kristallwasserfreie Dextrose und andere Stärkeverzuckerungsprodukte sowie Trehalose, Trehalulose, Tagatose, Lactose, Maltose, Fructose, Leucrose, Isomaltulose (Palatinose), kondensierte Palatinose und hydrierte kondensierte Palatinose verstanden. Der erfindungsgemäße zuckerhaltige Kaugummi ist daher dadurch charakterisiert, dass entweder der Kaugummi selbst oder die umhüllende Schicht oder beide als Süßungsmittel Saccharose, Invertflüssigzucker, Invertzuckersirup, Glucose, Glucose-Sirup, Polydextrose, Trehalose, Trehalulose, Tagatose, Lactose, Maltose, Fructose, Leucrose, Isomaltulose (Palatinose), kondensierte Palatinose, hydrierte kondensierte Palatinose oder Gemische davon enthält. Der erfindungsgemäße zuckerhaltige Kaugummi kann neben den vorstehend genannten Zucker-Arten auch Zuckeraustauschstoffe, insbesondere Zuckeralkohole wie Lactit, Sorbit, XyNt, Mannit, Maltit, Erythrit, 6-O-α-D-Glucopyranosyl-D-sorbit (1 ,6-GPS), 1-O-α- D-Glucopyranosyl-D-sorbit (1 ,1-GPS), 1-O-α-D-Glucopyranosyl-D-mannit (1 ,1-GPM), Maltit-Sirup, Sorbit-Sirup, Fructooligosaccharide oder Gemische davon sowie Gemische von Zuckeralkoholen und Zucker-Arten enthalten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erfindungsgemäße Kaugummi ein zuckerfreier Kaugummi. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem "zuckerfreien Kaugummi" ein Kaugummi verstanden, bei dem sowohl der Kaugummi selbst als auch die umhüllende Schicht als Süßungsmittel keine der vorstehend genannten Zucker- Arten enthält, also weder Saccharose, Invertflüssigzucker, Invertzuckersirup, Dextrose, Glucose- Sirup, Trehalose, Trehalulose, Tagatose, Lactose, Maltose, Fructose, Leucrose, Isomaltulose (Palatinose), kondensierte Palatinose, hydrierte kondensierte Palatinose noch Gemische davon, sondern Zuckeraustauschstoffe. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen zuckerfreien Kaugummi um einen Kaugummi, der einen Maximalgehalt an den vorstehend genannten Zucker-Arten von 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht, aufweist. Der Begriff "Zuckeraustauschstoffe" umfasst alle Stoffe außer den vorstehend genannten Zucker- Arten, die zur Süßung von Lebensmitteln verwendet werden können. Der Begriff "Zuckeraustauschstoffe" umfasst insbesondere Substanzen wie hydrierte Mono- und Disaccharid- Zuckeralkohole, beispielsweise Lactit, Xylit, Sorbit, Mannit, Maltit, Erythrit, Isomalt, 1 ,6-GPS, 1 ,1- GPS, 1 ,1-GPM, Sorbit-Sirup, Maltit-Sirup, sowie Fructooligosaccharide. Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen zuckerfreien Kaugummis also dadurch charakterisiert, dass sowohl der Kaugummi selbst als auch die umhüllende Schicht als Süßungsmittel Lactose, Maltose, Fructose, Leucrose, Palatinose, kondensierte Palatinose, hydrierte kondensierte Palatinose, Fructooligosaccharide, Lactit, Sorbit, Xylit, Mannit, Maltit, Erythrit, 1 ,6-GPS, 1 ,1 -GPS, 1 ,1-GPM1 Sorbit-Sirup, Maltit-Sirup oder Gemische davon enthält. Erfindungsgemäß bevorzugt sind Zuckeralkohole wie Sorbit bzw. Sorbit-Sirup, Mannit, Xylit, Lactit, Maltit bzw. Maltit-Sirup, 1 ,1 -GPS, 1 ,6-GPS, 1 ,1 -GPM oder Gemische davon. Zuckeralkohole haben den Vorteil, dass sie pro 100 g weniger Kalorien enthalten und dass sie darüber hinaus durch Bakterien der Mundflora nur sehr langsam oder überhaupt nicht zu Säuren abgebaut werden, so dass sie nicht kariogen wirken.
Ein bevorzugt verwendetes Gemisch von 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM ist Isomalt, bei dem 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM in äquimolaren oder nahezu äquimolaren Mengen vorliegen. Erfindungsgemäß können in den erfindungsgemäßen Kaugummis, insbesondere zuckerfreien Kaugummis, sowohl im Kaugummi selbst als auch in der sie umhüllenden Schicht ebenfalls 1 ,6-GPS-angereicherte Gemische aus 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM mit einem 1 ,6-GPS-Anteil von 57 Gew.-% bis 99 Gew.-% und einem 1 ,1-GPM-Anteil von 43 Gew.-% bis 1 Gew.-%, 1 ,1-GPM-angereicherte Gemische aus 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM mit einem 1 ,6-GPS-Anteil von 1 Gew.-% bis 43 Gew.-% und einem 1 ,1- GPM-Anteil von 57 Gew.-% bis 99 Gew.-% sowie Gemische aus 1 ,6-GPS, 1 ,1 -GPS und 1 ,1 -GPM als Süßungsmittel eingesetzt werden. 1 ,6-GPS-angereicherte Gemische und 1 ,1 -GPM- angereicherte Gemische aus 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM sind in der DE 195 32 396 C2 offenbart, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Beschreibung und Bereitstellung der 1 ,6-GPS-angereicherten und 1 ,1-GPM-angereicherten Süßungsmittelgemische vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Lehre mit einbezogen wird. 1 ,1-GPS-haltige Gemische von 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM sind beispielsweise in der EP 0 625 578 B1 offenbart, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Beschreibung und Bereitstellung der 1 ,1- GPS-, 1 ,6-GPS- und 1 ,1-GPM-haltigen Süßungsmittelgemische vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Lehre mit einbezogen wird.
Ein weiteres erfindungsgemäß bevorzugtes Gemisch, das in den erfindungsgemäßen Kaugummis, insbesondere zuckerfreien Kaugummis, eingesetzt werden kann, ist ein Sirup mit einer Trockensubstanz von 60 bis 80 %, bestehend aus einem Gemisch von hydiertem Stärkehydrolysatsirup und Isomalt-Pulver oder Isomalt-Sirup, wobei die Trockensubstanz des Sirups aus 7 bis 52 % (Gew./Gew.) 1 ,6-GPS, 24,5 bis 52 % (Gew./Gew.) 1 ,1 -GPM, 0 bis 52 % (Gew./Gew.) 1 ,1-GPS, 0 bis 1 ,3 % (Gew./Gew.) Sorbit, 2,8 bis 13,8 % (Gew./Gew.) Maltit, 1 ,5 bis 4,2 % Gew./Gew.) Maltotriitol und 3,0 bis 13,5 % (Gew./Gew.) höheren Polyolen. Ein derartiger Sirup ist in der EP 1 194 042 B1 offenbart, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Beschreibung und Bereitstellung des aus einem Gemisch von hydriertem Stärkehydrolysatsirup und Isomaltpulver oder Isomaltsirup bestehenden Sirups vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Lehre mit einbezogen wird.
Bei dem erfindungsgemäßen zuckerfreien Kaugummi, der mit mindestens einer Schicht umhüllt ist, die erfindungsgemäßes Kompositmaterial umfasst, kann es sich beispielsweise um einen hartbeschichteten zuckerfreien Kaugummi handeln, der einen zuckerfreien Kaugummi-Kern und eine zuckerfreie Hartbeschichtung, die ein im Wesentlichen hygroskopisches zuckerfreies Süßungsmittel enthält, umfasst, wobei der Kaugummi-Kern einen Wassergehalt von weniger als etwa 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Kerns, aufweist. Bei dem im Wesentlichen hygroskopischen Süßungsmittel kann es sich beispielsweise um Sorbit oder hydrierte Isomaltulose handeln. Derartige zuckerfreie hartbeschichtete Kaugummis sind in der WO 88/08671 beschrieben, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Beschreibung und Bereitstellung der hartbeschichteten zuckerfreien Kaugummis vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Lehre mit einbezogen wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sowohl die erfindungsgemäßen zuckerhaltigen Kaugummis als auch die erfindungsgemäßen zuckerfreien Kaugummis im Kaugummi selbst und/oder in der sie umhüllenden Schicht neben den vorstehend genannten Zucker-Arten und/oder Zuckeraustauschstoffen zusätzlich einen oder mehrere Intensivsüßstoffe enthalten können. Intensivsüßstoffe sind Verbindungen, die sich bei geringem beziehungsweise vernachlässigbar geringem Nährwert durch einen intensiven Süßgeschmack auszeichnen. Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, dass der in den erfindungsgemäßen Kaugummis eingesetzte Intensivsüßstoff Cyclamat, beispielsweise Natriumcyclamat, Saccharin, zum Beispiel Saccharin-Natrium, Aspartame®, Glycyrrhizin, Neohesperidin-Dihydrochalcon, Thaumatin, Monellin, Acesulfam, Stevioside, Alitam, Sucralose oder ein Gemisch davon ist. Unter Verwendung solcher Intensivsüßstoffe kann insbesondere der Anteil an Zucker-Arten reduziert und trotzdem der vorwiegend süße Geschmack erhalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erfindungsgemäße Kaugummi nicht nur eine umhüllende Schicht, insbesondere dragierte Schicht, aufweist, die ein schwerlösliches Calciumsalz und/oder dessen Komposite umfasst, sondern mindestens 2 bis etwa 100 solcher umhüllender Schichten, insbesondere dragierter Schichten. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass die einzelnen Schichten das gleiche Süßungsmittel beziehungsweise die gleichen Süßungsmittel aufweisen. Selbstverständlich besteht erfindungsgemäß auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Schichten auch unterschiedliche Süßungsmittel enthalten können. Derart dragierte Kaugummi-Produkte werden also durch Schichtenfolgen unterschiedlicher Süßungsmittel- Zusammensetzung umhüllt. Durch eine geeignete Wahl der Reihenfolge und Anzahl der Beschichtungsschritte mit den unterschiedlichen Süßungsmitteln lassen sich Kaugummis mit gewünschten Eigenschaften gezielt herstellen.
Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Kaugummi zunächst mit 1 bis etwa 45 dragierten Schichten umhüllt sein, die das 1 ,1-GPM-angereicherte Gemisch aus 1 ,6-GPS und 1 ,1-GPM enthalten. Anschließend werden auf diese Schichten 1 bis etwa 45 Schichten des 1 ,6-GPS- angereicherten Gemisches aus 1 ,6-GPS und 1 ,1 -GPM aufgetragen. Ein derart dragierter Kaugummi zeichnet sich aufgrund der höheren Löslichkeit und größeren Süßkraft des die Außenschicht bildenden 1 ,6-GPS-angereicherten Gemisches durch eine insgesamt höhere Süßkraft im Vergleich zu beispielsweise mit hydrierter Isomaltulose beschichteten Kaugummis aus. Eine derartige Schichtenabfolge ist in der DE 195 32 396 C2 beschrieben, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Beschreibung und Bereitstellung von Kaugummis mit dieser Schichtenabfolge vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Lehre mit einbezogen wird.
Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Kaugummi ein hartbeschichteter Kaugummi sein, wobei die Drageedecke mehrere Schichten, die etwa 50 % bis etwa 100 % Xylit enthalten, und mehrere Schichten, die etwa 50 % bis etwa 100 % hydrierte Isomaltulose enthalten, aufweist. Derartige Kaugummis sind in der WO 93/18663 offenbart, wobei der Offenbarungsgehalt dieser Druckschrift hinsichtlich der Beschreibung und Bereitstellung von Kaugummis mit dieser Schichtenabfolge vollständig in den Offenbarungsgehalt der vorliegenden Lehre mit einbezogen wird.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die einzelnen, den Kaugummi umhüllenden dragierten Schichten das gleiche Calciumsalz und/oder die gleichen Komposite davon enthalten. Erfindungsgemäß ist es selbstverständlich aber auch möglich, dass die einzelnen Schichten, die den Kaugummi umhüllen, unterschiedliche Calciumsalze und/oder unterschiedliche Komposite davon enthalten. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, dass einzelne Schichten kein Calciumsalz beziehungsweise keine Komposite davon enthalten.
Die den Kaugummi umhüllende Schicht, die das schwer wasserlösliche Calciumsalz umfasst, führt vorteilhafterweise dazu, dass die Freisetzung des Calciumsalzes einfacher erfolgen kann als bei der direkten Einarbeitung der Salze in die Kaugummimasse, bei der die eingearbeiteten Calciumsalze stark mit der klebrigen Matrix der Kaumasse verhaftet bleiben. Die den Kaugummi umhüllende Schicht löst sich beim Kauen im Mund sehr schnell auf und kann so die notwendige Wirkstoffmenge im Mund verfügbar machen, die vorteilhafterweise eine effektive Mineralisierung der Zähne gewährleistet. Durch die Zugabe der Calciumsalze und/oder Kompositen davon wird der Crunch, also die Knusprigkeit der Kaugummis nicht beeinflusst.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform enthält die den erfindungsgemäßen Kaugummi umhüllende Schicht Zucker und/oder Zuckeralkohole. Die dabei bevorzugt zu verwendenden Zuckerarten Mono-, Di- und Oligosaccharide wie bspw. Dextrose, Fructose und Saccharose, Glucosesirup, flüssige Zucker und verwandte Erzeugnisse, getrockneter Glucosesirup und andere Starkeverzuckerungserzeugnisse sowie darüber hinaus auch Zuckeraustauschstoffe, insbesondere Zuckeralkohole, sein.
Vorteilhafterweise löst sich die Zucker und/oder Zuckeralkohole enthaltene Schicht besonders schnell im Mund auf. Sie kann neben dem süßen Geschmackserlebnis auch besonders gut auf einen Kaugummi-Kernkern aufgebracht werden.
Trotz der zum Teil zahnschädigenden Inhaltsstoffe (Zucker) führt der Konsum der erfindungsgemäßen Kaugummis neben dem Genusserlebnis zur Zahnpflege und Zahnschonung sowie darüber hinaus zur Mineralisierung des Zahnschmelzes und/oder des Dentins. Auf die, nicht immer nach dem Essen mögliche, aber zur Gesunderhaltung der Zähne bisher nötige Zahnpflege, üblicherweise mit Zahnbürste, Zahnpasta und/oder Mundwasser, kann so ohne Schaden für die Zähne verzichtet werden.
Erfindungsgemäß bevorzugte Zuckeralkohole sind Sorbit bzw. Sorbitsirup, Mannit, XyNt, Lactit, Isomalt, Maltit bzw. Maltitsirup. Diese Stoffe haben den Vorteil, dass sie pro 100 g weniger Kalorien enthalten und darüber hinaus der Abbau der Zuckeralkohole zu Säuren durch einige Bakterien der Mundhöhle so langsam erfolgt, dass sie nicht kariogen wirken. Der erfindungsgemäße Zusatz von erfindungsgemäßen Kompositen in zuckeraustauschstoffhaltigen Kaugummis bewirkt eine Mineralisierung der Zähne während und/oder nach dem Genuss des Kaugummis und trägt somit besonders zum Erhalt gesunder Zähne bei. Vorteilhafterweise eignen sich die Zuckeralkohole aufgrund ihrer physiko-chemischen Eigenschaften besonders zur Herstellung von dünnen Schichten, vor allem im Dragierverfahren. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Isomalt in der umhüllenden Schicht, da dieser Zuckeralkohol eine vergleichsweise hohe Glasübergangstemperatur besitzt, die die Verarbeitung besonders erleichtert.
Die den Kaugummi umhüllende Schicht kann auf unterschiedliche Weisen, z.B. durch mehrfaches Tauchen des Kaugummi-Kernskerns in eine entsprechende Lösung und/oder Dispersion, erzeugt werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine den Kaugummi umhüllende Schicht eine dragierte Schicht, d.h. die Schicht wird im Dragierverfahren auf den Kaugummi aufgebracht. Die Dragierschicht (Decke) besteht aus einer glatten oder gekrausten, mit Zuckerarten und/oder Zuckeralkoholen, Schokoladenarten und/oder anderen Glasuren, die um einen flüssigen, weichen oder festen Kern mittels des Dragierverfahrens (wie oben beschrieben) aufgebracht wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Kaugummi ein gefüllter Kaugummi.
Kaugummis, die in die Kaumasse eingearbeitete erfindungsgemäße Kompositmaterialien enthalten, setzen aber wegen ihrer klebrigen Konsistenz nur geringe Mengen des Wirkstoff frei. Durch das Aufbeißen auf den gefüllten Kaugummi wird das erfindungsgemäße Kompositmaterial, welches in der Füllung enthalten ist, direkt im Mund freigesetzt und kann so besser wirken als in herkömmlichen Kaugummis.
Der gefüllte Kaugummi kann darüber hinaus auch wenigstens eine, die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien enthaltende, den Kaugummi umhüllende Schicht aufweisen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Süßigkeit eine sich auflösende Komponente. Diese Komponente oder Matrix löst sich im Mund durch Kontakt mit dem Speichel auf. Dabei kann das Auflösen auch durch eine längere Verweilzeit im Mund (insbesondere von über fünf Minuten) und/oder Lutschen erreicht werden. Als Komponente oder Matrix ist hier beispielsweise die Zuckermatrix bzw. Grundmasse eines Bonbons, eines Gummibonbons oder auch eine Füllung zu verstehen.
Besonders bevorzugt ist es, dass sich in der sich auflösenden Komponente oder Matrix die erfindungsgemäß in der Süßigkeit enthaltene erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, befinden. Dies führt vorteilhafter weise dazu, dass die sich auflösende Komponente den darin befindlichen oder enthaltenen Wirkstoff im Mund freisetzen kann. Insbesondere ist dies für solche Süßigkeiten wichtig, bei denen der Wirkstoff sonst nicht in größeren Mengen freigesetzt wird.
Dies kann beispielsweise bei einem gefüllten Kaugummi vorteilhaft sein. Die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, werden in eine feste, gelartige oder flüssige Füllung eingearbeitet, die durch Aufbeißen auf den Kaugummi im Mund aus dem Kaugummi austritt und den Wirkstoff freisetzt. Im Falle einer flüssigen Füllung vermischt sich diese mit dem Speichel. Es ist auch möglich, dass die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, z.B. in granulierten Zuckerperlen in einen Kaugummi eingearbeitet wird. Ebenfalls ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Materialien als feinpudriger Staub auf die Süßigkeit aufgebracht ist, beispielsweise gemeinsam mit Trennmitteln bei Kaugummis (z.B. mit Talkum) oder sauren Drops (die häufig als Schutz vor dem Verkleben z.B. mit Puderzucker bestäubt sind).
Der sich in der auflösende Komponente oder Matrix befindliche Wirkstoff bleibt nicht, wie bei der Einarbeitung in die Kaumasse eines Kaugummis, zum großen Teil in oder mit einer sich nicht auflösenden Komponente verhaftet. So wird die notwendige Wirkstoffmenge im Mund verfügbar gemacht, die vorteilhafter weise eine effektive Mineralisierung der Zähne gewährleistet. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Süßigkeit im wesentlichen aus mindestens einer sich auflösenden Komponente oder Matrix. Erfindungsgemäß ist dabei besonders vorteilhaft, dass es keine Komponenten der Süßigkeit gibt, an die der Wirkstoff nach Lutschen oder Zergehen lassen im Mund weiterhin gebunden und damit nicht verfügbar für die Mineralisierung des Zahnmaterials vorliegen kann. Entsprechende Süßigkeiten können beispielsweise gefüllte oder ungefüllte Karamellen, Gummibonbons, Geleeerzeugnisse, Schaumzuckerwaren, Lakritzwaren, Dragees oder Pastillen darstellen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Süßigkeit Aromastoffe, Süßstoffe, Füllstoffe und/oder weitere Hilfsstoffe (wie z.B. Glyzerin oder Mineralsalze, bspw. Zn2+ oder Mg2+).
Grundsätzlich können jegliche natürlichen oder naturidentischen Aromastoffe, wie z.B. Fruchtaromen, eingesetzt werden. Diese können insbesondere in festen oder flüssigen Fruchtzubereitungen, Fruchtextrakten oder Fruchtpulvern enthalten sein. Bevorzugt sind dabei Ananas, Apfel, Aprikose, Banane, Brombeere, Erdbeere, Grapefruit, Heidelbeere, Himbeere, Maracuja, Orange, Sauerkirsch, rote und schwarze Johannisbeere, Waldmeister und Zitrone.
Auch andere Aromen, insbesondere Aromaöle wie z.B. Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Eukalyptusöl, Anisöl, Fenchelöl, Kümmelöl und synthetische Aromaöle können eingesetzt werden. Besonders bevorzugt geschieht dies in Kräuter- und/oder Hustenbonbons sowie Kaugummis.
Weitere geschmackgebende Zusatzstoffe können u.a. sein: Milch, Joghurt, Sahne, Butter, Honig, Malz, Karamell, Lakritz, Wein, Mandel-, Pistazien-, Haselnuß- oder Walnußkerne sowie andere eiweißreiche ölsamen und Erdnußkerne, Kokos, Kakao, Schokolade, Cola oder Vanille.
Es können auch Wirkstoffe, wie z.B. Menthol und/oder Vitamine, in der erfindungsgemäßen Süßigkeit enthalten sein. Ebenso können Organophosphonate, wie z.B. i-Hydroxyethan-1 ,1- diphosphonsäure, Phosphono-propan-1 ,2,3-tricarbonasäure (Na-SaIz) oder 1-Azacycloheptan-2,2- diphosphon-säure (Na-SaIz), und/oder Pyrophosphate zugesetzt werden, die die Bildung von Zahnstein vermindern.
Süßungsmittel wie z.B. Saccharin-Natrium, Acesulfam-K, Aspartame®, Natrium-Cyclamat, Stevioside, Thaumatin, Sucrose, Lactose, Maltose, Fructose oder Glycyrrhicin sind ebenfalls bevorzugt enthalten. Damit kann der Anteil an Zucker reduziert und trotzdem der vorwiegend süße Geschmack erhalten werden.
Als Konservierungsstoffe können alle für Lebensmittel zugelassenen Konservierungsstoffe eingesetzt werden, bspw. Sorbin- oder Benzoesäure und deren Derivate, wie z.B. Natriumbenzoat und Parahydroxybenzoat (Natriumsalz), Schwefeldioxid oder schwefelige Säure, Natrium- oder Kaliumnitrit. Farbstoffe und Pigmente zur Erreichung eines ansprechenden Aussehens können ebenfalls enthalten sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von mindestens einem erfindungsgemäßen Kompositmaterial in Süßigkeiten, insbesondere Zuckerwaren, als Inhaltsstoff mit positiver Wirkung auf die Zahngesundheit.
Insbesondere werden die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, bzw. die sie enthaltende Süßigkeit zur Zahnpflege und Zahnschonung sowie darüber hinaus zur Mineralisierung des Zahnschmelzes und/oder des Dentins eingesetzt. Einer kariösen Erkrankung der Zähne kann so durch die Verwendung von erfindungsgemäßen Materialien entgegengewirkt werden. Neben der Genussbefriedigung kann so die erfindungsgemäße Süßigkeit zusätzlich zur Kariesprophylaxe verwendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen neben dem erfindungsgemäßen Calciumsalz und/oder den Kompositmaterialien, umfassend diese, zusätzlich mindestens ein Fluoridsalz. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Zugabe von Fluorid zu einer synergistischen Verstärkung des nukleierenden Effekts der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien führen. Insbesondere bevorzugt ist der Zusatz von Natrium- und/oder Kaliumfluorid. Bei gleichzeitiger Zugabe von erfindungsgemäßen Wirkstoffen und geringen Mengen Fluorid zeigt sich eine etwa fünffache synergistische Verstärkung.
Bevorzugt sind erfindungsgemäß Mengen von 0,01 bis 1 ,2 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 0,90 Gew.-% Fluoridsalz, abhängig vom verwendeten Fluoridsalz (z.B. Natriumfluorid). Dieses entspricht einer eingesetzten Menge an Fluoridionen von 0,05 bis 0,15 Gew.-%, insbesondere von 0,08 bis 0,12 Gew.-%.
Bevorzugt sind erfindungsgemäß Mengen von 0,05 bis 0,15 Gew.-%, insbesondere von 0,08 bis 0,12 Gew.-% Fluorid bezogen auf die Menge an Fluoridionen.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Zusammensetzungen zur Induktion oder Förderung der Neubildung von Knochengewebe enthaltend erfindungsgemäße Calciumsalze und/oder deren Kompositmaterialien.
Es wurde gefunden, dass sich bei und nach der Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, insbesondere in Form einer Zahnpasta, ein besonders glattes, gutes und als von Testpersonen als besonders sauber wahrgenommenes Mundgefühl ergibt.
Die folgenden Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand näher erläutern: Beispiele
1. Herstellung von Kompositmaterialien durch Fallungsreaktionen in Gegenwart der Proteinkomponenten
1.1 Herstellung eines Apatit-Protein-Komposits
Zur Herstellung des Apatit-Gelatine-Komposits wird 2000 ml demineralisiertes Wasser in einem auf 25 0C thermostatisierten 4 I Becherglas vorgelegt, in denen 44.10 g (0.30 Mol) CaCI2-2H2O (Fisher Chemicals p.a.) gelöst werden. Getrennt davon werden in 350 ml demineralisiertem Wasser 35 g Gelatine (Typ AB, DGF-Stoess, Eberbach) bei etwa 50 0C gelöst. Beide Lösungen werden vereinigt und stark mit einem Propellerrührer gerührt. Der pH-Wert wird mit verdünnter wässriger Base auf 7.0 eingestellt.
Zu dieser Gelatine- und Calciumsalzlösung werden unter starkem Rühren innerhalb von 120 min 300 mL einer 0.6 M (NH4)2HPO4-Lösung, die vorher auf pH 7.0 eingestellt wurde, gleichmäßig zugegeben. Dabei wird der pH-Wert durch die geregelte Zugabe von verdünnter wässriger Base konstant auf pH 7.0 gehalten. Nach Beendigung der Zugabe wird weiter über 24 h gerührt.
Anschließend wird die Dispersion in Zentrifugenbecher gefüllt und der Feststoffanteil durch Zentrifugieren von der Lösung getrennt.
Das trockene Kompositmaterial, enthält 43 Gewichtsprozent organische, d.h. proteinische Anteile. Dieser Anteil wird durch Veraschen des Materials bei 800 0C für 3 h oder aber durch die fachmännische Auswertung einer Thermogravimetrischen Messung oder durch Kohlenstoffverbrennungsanalyse (CHN) oder durch Kjeldal-Stickstoffanalyse bestimmt, wobei jeweils der Anteil der Ammoniumchlorid-Verunreinigung hinwegzurechnen ist.
2. Herstellung von Kompositmaterialien durch Einarbeitung von Dispersionen oberflächenmodifizierter Calciumsalze in Proteinkomponenten
2.1 Kompositmaterial aus Hydroxylapatit und Gelatine AB
Zunächst wurden getrennt die Lösungen A und B hergestellt.
Lösung A:
25.4 g Calciumnitrat-Tetrahydrat und 8.50 g Diammoniumhydrogenphosphat wurden jeweils in 100 g entionisiertem Wasser gelöst. Beide Lösungen wurden unter Ausbildung eines weißen Niederschlags zusammengegeben. Nach Zugabe von 10 ml 37 Gew.-%iger HCl erhielt man eine klare Lösung.
Lösung B:
200 ml entionisiertes Wasser, 200 ml 25 Gew.-%ige wässrige Ammoniaklösung sowie 20 g
Plantacare® 1200 wurden zusammengegeben und auf 00C im Eisbad abgekühlt. Unter Ausbildung eines Hydroxylapatit-Niederschlages gab man unter starkem Rühren Lösung A zu Lösung B. Nach Abziehen überschüssigen Ammoniaks wurde die Dispersion mittels Dialyse gereinigt. Am Rotationsverdampfer engt man die Dispersion durch Bestimmung der abgeschiedenen Wassermenge anschließend soweit ein, dass der Feststoffanteil in der Dispersion, berechnet als Hydroxylapatit, 7.5 Gew.-% betrug.
Diese Dispersion wurde bei Raumtemperatur zu 100 ml einer analog Beispiel 1.1 hergestellten 10 Gew.-%igen wässrigen Lösung von Gelatine Typ AB (Hersteller: DGF Stoess) zugegeben, dann auf 80°C erwärmt und bei dieser Temperatur 5 Minuten gerührt. Anschließend ließ man die Masse unter Ausbildung des Kompositmaterials bei Raumtemperatur erstarren.
3. Zahncremes mit Calciumsalz-Kompositmaterialien
Es wurden folgende Handelsprodukte verwendet
Plantacare®1200 C12-C16-AIkVIgIyCOSId ca 50 Gew -% in Wasser Hersteller Cognis
Sιdent®8 Synth amorph Kieselsäure, BET 60 m /g Stampfdichte 350 g/l Hersteller DEGUSSA
Sιdent®22 S Hydrogelkieselsäure, BET 140 m /g Stampfdichte 100 g/l Hersteller DEGUSSA
Polywachs® 1550 Polyethylenglycol, MG 1550 Erweichungspunkt 45 - 5O0C Hersteller RWE / DEA
Texapon®K 1296 Natnum-Laurylsulfat-Pulver Hersteller Cognis
Cekol®500 T Natπum-Carboxymethylcellulose Viskosität (2 %ιg in Wasser, Brookfield LVF 2O0C) 350 - 70O mPa s Lieferant Noviant
Tagat® S Polyoxyethylen-(20)-glycerylmonostearat Hersteller Tego Cosmetics (Goldschmidt)
Abbildung 1:
TEM-Aufnahme des plättchenförmigen Kompositmaterials hergestellt nach Beispiel 2.1, Vergrößerungseinstellung am Gerät: 100 00Ox

Claims

Patentansprüche
1. In Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegen, und die Partikel Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind.
2. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Kristallit eine Dicke im Bereich von 2 bis 50 nm und eine Länge im Bereich von 10 bis 150 nm, vorzugsweise eine Dicke von 2 bis 15 nm und eine Länge von 10 bis 50 nm; besonders bevorzugt eine Dicke von 3 bis 11 nm und eine Länge von 15 bis 25 nm, aufweist.
3. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teilchendurchmesser der Partikel im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegt.
4. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Partikel eine Länge von 10 bis 150 nm und eine Breite von 5 bis 150 nm.
5. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel ein Verhältnis von Länge zu Breite von 1 bis 4, bevorzugt von 1 bis 3 , besonders bevorzugt zwischen 1 bis 2 aufweisen.
6. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine Fläche von 0,1 * 10"15 m2 bis 90 * 10'15 m2, bevorzugt eine Fläche von 0,5 * 10'15 m2 bis 50 * 10~15 m2 , besonders bevorzugt 1 ,0 * 10'15 m2 bis 30 * 10'15 m2, ganz besonders bevorzugt 1 ,5 * 10'15 m2 bis 15 * 10"15 m2 aufweisen.
7. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallite oder Partikel der vorliegenden Calciumsalze von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln umhüllt sind.
8. Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalze ausgewählt ist aus Phosphaten, Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder Carbonat- Gruppen enthalten können, insbesondere aus der Gruppe Hydroxylapatit und Fluorapatit.
9. Komposit nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassend a. in Wasser schwerlösliche Calciumsalze, wobei die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegen, und b. eine Polymerkomponente, wobei die Partikel im Kompositmaterial Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig.
10. Kompositmaterialien nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Polymerkomponente des Kompositmaterials ausgewählt ist aus einer Proteinkomponente, Polyelektrolyten und Polysacchariden.
11. Kompositmaterialien nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Polyelektrolyte ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Polyasparaginsäuren, Alginsäuren, Pektinen, Desoxyribonukleinsäuren, Ribonukleinsäuren, Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren.
12. Kompositmaterialien nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Polysaccharide ausgewählt sind aus Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltigen Polysacchariden, bevorzugt aus Glykosaminoglykanen, insbesondere ausgewählt aus Chondroitinsulfaten, Heparin und Hyaluronsäure, und Xanthan.
13. Kompositmaterialien nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Proteinkomponente ausgewählt ist aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat- Derivaten.
14. Kompositmaterialien nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Proteinkomponente ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, Keratin, Casein, Weizenprotein, Reisprotein, Sojaprotein, Mandelprotein und deren Hydrolysaten und Hydrolysat-Derivaten.
15. Kompositmaterialien nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das die genannte Proteinkomponente ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, Casein und deren Hydrolysaten, bevorzugt Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone.
16. Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Proteinkomponenten im Kompositmaterial zwischen 0,1 und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 60, insbesondere zwischen 30 und 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompositmaterials betragt.
17. Verfahren zur Herstellung von schwer wasserlöslichen Calciumsalzen und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16 durch Fallungsreaktionen aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen wasserlöslicher Phosphat- und / oder Fluoridsalze, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung zwischen pH 5 und pH 9, bevorzugt 6 und 8, besonders bevorzugt um pH 7 durchgeführt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17 zur Herstellung von Kompositmaterialien, umfassend schwer wasserlösliche Calciumsalze, nach einem der Ansprüche 8 bis 16 durch Fällungsreaktionen aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen wasserlöslicher Phosphat- und / oder Fluoridsalze, dadurch gekennzeichnet, dass die Fallung in Gegenwart der Polymerkomponente erfolgt.
19. Verwendung der Calciumsalze und/oder der Kompositmaterialien umfassend diese nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als neo- bzw. remineralisierende Komponenten zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Reinigung und / oder Pflege der Zähne.
20. Verwendung der Calciumsalze und/oder der Kompositmaterialien umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als neo- bzw. remineralisierende Komponenten zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Festigung des Zahnschmelzes.
21. Verwendung der Calciumsalze und/oder der Kompositmaterialien umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als die Biomineralisation induzierende oder fördernde Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen für die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten.
22. Verwendung der Calciumsalze und/oder der Kompositmaterialien umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16 in Zusammensetzungen zur Beschichtung von Implantaten.
23. Verwendung der Calciumsalze und/oder der Kompositmaterialien umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zum Schutz und/oder zur therapeutisch und/oder präventiven Behandlung von Zähnen und/oder Knochen vor bzw. bei Schaden, die auf äußere Einflüsse, insbesondere körperbedingter, chemischer, physikalischer und/oder mikrobiologischer Art zurückzuführen sind.
24. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass unter den genannten äußeren Einflüssen Angriffe durch Säuren, insbesondere auf Grund von bakterieller Aktivität oder der Einwirkung von Säuren aus Nahrungsmitteln, zu verstehen sind.
25. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu einer Verringerung bzw. Inhibierung der Demineralisierung der Zähne führt.
26. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu einer Versiegelung von Fissuren führt.
27. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte therapeutische und/oder präventive Behandlung zum Schutz vor und/oder zur Reparatur von Primärläsionen und/oder Initialkaries im Zahnschmelz führt.
28. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die therapeutische Behandlung zur Reparatur von Erosionen in Knochen und Zähnen, insbesondere im Zahnschmelz, führt.
29. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu einer Kariesprophylaxe führt.
30. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zur Glättung der Zahnoberfläche führt.
31. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit der Zähne führt
32. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte therapeutische und/oder präventive Behandlung zur Verbesserung der Zahngesundheit allgemein führt.
33. Verwendung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu besserer mechanischer Resistenz führt, insbesondere dass das Ausmaß von Mikrokratzern, -kratern oder mechanischem Abrieb verringert wird.
34. Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel mit einem Gehalt an schwer wasserlöslichen Calciumsalzen und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
35. Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Fluorid darin enthalten sind.
36. Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Zahnpasten handelt.
37. Süßigkeiten mit einem Gehalt an schwer wasserlöslichen Calciumsalzen und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
38. Süßigkeiten nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausgewählt sind aus Kaugummis, Hart- und Weichkaramellen, Gummibonbons, Geleeerzeugnisse, Schaumzuckerwaren, Lakritzwaren, Dragees, Pastillen und kandierten Früchten.
39. Zusammensetzungen zur Induktion oder Förderung der Neubildung von Knochengewebe mit einem Gehalt an Kompositmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 16.
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