JP2000159646A - 口腔用ポリビニルアルコールハイドロゲル組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度が高く物理的清掃力に優れ、使用
場所を選ぶことなく手軽に口腔清掃を行うことのできる
口腔用組成物を提供する。 【解決手段】 厚さが１０ｍｍの試料を直径が１０ｍｍ
のプランジャーで圧縮速度１ｍｍ／ｓ、試料の高さの９
０％までの圧縮を２回繰り返したとき、硬さが１２ｋｇ
／ｃｍ²以上、もろさが１２ｋｇ／ｃｍ²以上もしくは検
知されず、弾力性が０．６５〜１．００、凝集性が０．
６５〜１．００であることを特徴とする口腔用ポリビニ
ルアルコールハイドロゲル組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械的強度が高く
かつ口腔清掃力に優れた口腔用ポリビニルアルコールハ
イドロゲル組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、一般的に使われる口腔清掃材料と
して、ハブラシ、歯磨剤、洗口剤、ガムなどが研究、市
販されている。ハブラシや歯磨剤を使った清掃は、効果
は十分にあるものの日常生活いつどこででもできるもの
ではない。また、洗口剤は薬剤を口中の隅々まで行き渡
らせるという点では優れているが、物理的清掃力はなく
歯垢や食物残渣を落とす能力は劣っている。チューイン
ガムは場所を選ばず手軽に使用できる反面、歯の側面や
歯間といった部分の清掃効果は十分とは言えない。この
ように口腔清掃力に優れ、且つ手軽に行える既存の口腔
製品はなく、その開発が待たれている。高分子によるハ
イドロゲルは、カラギーナン、寒天、アルギン酸塩、ゼ
ラチンなどにより容易に生成可能であるが、これらを物
理的清掃基材として用いる場合にはいずれも機械的強度
が十分とは言えない。一方、完全けん化型ポリビニルア
ルコール（以下、ＰＶＡ）の高濃度水溶液を凍結解凍す
ることで強力なハイドロゲルができることは既に報告さ
れている（日本化学会誌、１９８３、（７）、ｐ９７３
〜９７７）。現在、このＰＶＡハイドロゲルは医療用材
料やバイオリアクターなどに応用されているが口腔用組
成物には全く適用されていない（特開平８−１１６９７
４、特公昭６２−１１５０６３）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、機械的強度
が高く物理的清掃力に優れ、使用場所を選ぶことなく手
軽に口腔清掃を行うことのできる口腔用組成物を提供す
ることをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＰＶＡハ
イドロゲルを口腔清掃剤として適用すべく、その特性を
原料であるＰＶＡの重合度、ケン化度、配合量などを限
定することで規定することを考えたが、実際にはハイド
ロゲルのテクスチャーは同一組成でも凍結温度、サイク
ル回数に大きく影響されるため妥当ではないことを確認
した。そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、
口腔清掃に適したハイドロゲル組成物の物性を数値とし
て得ることに成功した。すなわち、厚さが１０ｍｍの試
料を直径が５ｍｍのプランジャーで圧縮速度１ｍｍ／
ｓ、試料の高さの９０％までの圧縮を２回繰り返したと
き、硬さが１２ｋｇ／ｃｍ²以上、もろさが１２ｋｇ／
ｃｍ²以上もしくは検知されず、弾力性が０．６５〜
１．００、凝集性が０．６５〜１．００であるポリビニ
ルアルコールハイドロゲル組成物を用いることにより口
腔内の汚れを効果的に取り除くことができることを見出
し、本発明をなすに至った。即ち、本発明によれば、厚
さが１０ｍｍの試料を直径が１０ｍｍのプランジャーで
圧縮速度１ｍｍ／ｓ、試料の高さの９０％までの圧縮を
２回繰り返したとき、硬さが１２ｋｇ／ｃｍ²以上、も
ろさが１２ｋｇ／ｃｍ²以上もしくは検知されず、弾力
性が０．６５〜１．００、凝集性が０．６５〜１．００
であることを特徴とする口腔用ポリビニルアルコールハ
イドロゲル組成物が提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる原料ＰＶＡの
数平均重合度は、６００以上が好ましいが、特に好まし
くは１０００以上である。数平均重合度が６００未満に
なると凍結解凍を繰り返しても咀嚼に耐えうる強度を持
たせることができない。その上限値は、特に制約されな
いが、通常、４０００程度である。本発明に用いられる
ＰＶＡのケン化度は９０．０ｍｏｌ％以上、好ましくは
９５ｍｏｌ％以上であり、前記範囲より低いケン化度で
は凍結解凍を繰り返してもゲル化しない。また、ハイド
ロゲル組成物中のＰＶＡの濃度は５〜３０重量％が好ま
しいが、より好ましくは１０〜２５重量％である。ＰＶ
Ａの濃度が５重量％未満では十分に強固なゲルができ
ず、一方、３０重量％を超えると硬くなり過ぎてしまう
場合がある。ＰＶＡハイドロゲルを作る際に必要な凍結
温度は−５℃以下が好ましく、さらに好ましくは−１０
℃以下である。凍結温度が−５℃を超えると十分強固な
ゲルを作ることができない。その下限温度は、特に制約
されないが、通常、−１５０℃程度である。一方、解凍
温度は凍結したゲルが溶ける温度であれば何度でも良い
が、通常室温である。これらの昇温及び降温速度は特に
規制されない。凍結解凍サイクル回数は２回以上が好ま
しく、さらに好ましくは３回以上である。凍結解凍サイ
クル回数が１回の場合には咀嚼に耐えられる強度のゲル
ができない場合がある。

【０００６】本発明の組成物には、経時に伴う水分の揮
発を抑制するために、糖アルコールを配合することがで
きる。ＰＶＡハイドロゲルの場合、経時で水分が揮発
し、ハイドロゲルが縮小してしまうという欠点がある。
この欠点を改善するためには、糖アルコールの配合が有
効であることが見出された。糖アルコールとしては、従
来公知の各種のものを使用することができる。このよう
な糖アルコールとしては、例えば、ソルビトール、エリ
スリトール、マンニトール、キシリトール、ズルシトー
ル、イジトール、ペルセイトール、セドヘプチトール、
アラビトール、アドニトール等が挙げられる。これらの
糖アルコールは、単独又は２種類以上を組み合わせて配
合することができる。本発明のハイドロゲル組成物に配
合される糖アルコールの量は、ゲル化を妨げない範囲で
あれば制限されるものではないが、好ましくは０．５〜
８０重量％が良い。糖アルコールの量が０．５重量％未
満の場合にはゲル中の水分の揮発を十分に抑えることが
できず、８０重量％を超える場合には溶解度を超えた糖
アルコールが析出してゲル化を阻害する場合がある。

【０００７】本発明の組成物には、さらに、口腔内の汚
れ、特に茶渋等のスティンに対する清掃力を向上させる
ために、研磨剤を配合することができる。この場合の研
磨剤としては、従来公知の各種のもの、例えば、沈降性
シリカ、シリカゲル、アルミノシリケート、ジルコノシ
リケートであるシリカ系研磨剤、第２リン酸カルシウム
・２水和物及び無水物、ピロリン酸カルシウム、炭酸カ
ルシウム、水酸化アルミニウム、アルミナ、炭酸マグネ
シウム、第３リン酸マグネシウム、酸化チタン、ゼオラ
イト、ケイ酸アルミノウム、ケイ酸ジルコニウム、合成
樹脂系研磨剤等が用いられる。これらの研磨剤は、単独
又は２種類以上を組み合わせて配合することができる。
本発明のハイドロゲル組成物に配合される研磨剤の量
は、ゲル化を妨げない範囲であれば制限されるものでは
ないが、好ましくは０．５〜４０重量％が良い。研磨剤
の量が０．５重量％未満の場合には十分な清掃効果を持
たせることができず、一方、４０重量％を超える場合に
はゲル化を阻害する場合がある。

【０００８】本発明のハイドロゲル組成物には、さら
に、その強度を適当な値にするために他の水溶性高分子
を配合することができる。この場合の、水溶性高分子と
しては、カルボキシメチルセルロースナトリウム、キサ
ンタンガム、カラギーナン、アルギン酸塩、ポリアクリ
ル酸ナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン
オキサイドなどが挙げられる。本発明のハイドロゲル組
成物は上記成分以外に必要に応じて他の成分、例えば薬
用成分、ｐＨ調整剤、色素、香料などを配合することが
できる。薬用成分としては、モノフルオロリン酸ナトリ
ウム、モノフルオロリン酸カリウム等のアルカリ金属モ
ノフルオロフォスフェート、フッ化ナトリウムやフッ化
第一錫等のフッ化物、トリクロサン、塩化セチルピリジ
ニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、
塩酸クロルヘキシジン、トラネキサン酸、イプシロンア
ミノカプロン酸、グリチルリチン酸類、β−グリチルレ
チン酸、グリセロフォスフェート、ビサボロール、イソ
プロピルメチルフェノール、アズレンスルホン酸ナトリ
ウム、アルミニウムクロルヒドロキシアントライン、ジ
ヒドロコレスタノール、アスコルビン酸ナトリウム、酢
酸ｄｌ−α−トコフェロール等が用いられる。色素、着
色剤としては、種々のものが用いられるが、例えば赤色
２号、赤色３号、赤色２２６号、黄色４号、黄色５号、
青色１号、青色２号、緑色３号、青色２０１号、青色２
０４号、雲母チタン等が用いられる。本発明に用いられ
るハイドロゲル組成物の形状は、口の中に入る大きさで
あれば特に限定されるものではないが、球形又は立方体
が一般的である。本発明のハイドロゲルは一般には口腔
内で咀嚼することによって使用されるが、必ずしもそれ
に限定されず、フィルム状にあるいはシート状にして手
で擦るような使用法も可能である。

【０００９】

【発明の効果】本発明のＰＶＡハイドロゲル組成物は、
機械的強度が高く、物理的清掃力に優れ、使用場所を選
ぶことなく手軽に口腔清掃を行うことのできる口腔組成
物である。

【００１０】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるも
のではない。なお、実施例及び比較例における測定条件
・評価項目は以下の通りである。この際、品質管理など
を行うTexture Profile Analysis（ＴＰＡ）という測定
方法を用いた。これは、２回の変形過程をサンプルに与
えて測定し、グラフデータからサンプルの特徴を正確に
査定するための多くの係数を得ることができる。 （１）Texture Profile Analysis（ＴＰＡ）測定方法 〈測定機器〉 Texture Analyser TA-XT2(Stable Micro Systems) 〈測定条件〉 試料片 ：サンプル厚１０ｍｍ プランジャー直径：１０ｍｍ 圧縮速度 ：１ｍｍ／ｓ 後退速度 ：１ｍｍ／ｓ クリアランス ：１ｍｍ（圧縮量９０％） 繰り返し ：２回 〈解析項目〉 硬さ（Hardness）：与えられた変形量に対しての必要荷
重量、ＴＰＡカーブの最高ピーク値。 もろさ(Fracturability)：物質が崩れるときの荷重。Ｔ
ＰＡカーブのピークの一つ目の破断の高さ。硬くて低い
凝集性を持ったサンプルが割れる。 弾力性(Springness)：サンプルを変形させる力が取り除
かれた後、変形したサンプルが元に戻る場合。 凝集性(Cohesiveness)：サンプルを構成している内部結
合の見かけの強度。 以上４つの項目について具体的にＴＰＡカーブのどこを
測定したかについては図１に示す。図１において、硬さ
はその第１ピーク１のピークａの高さで評価し、もろさ
はその第１ピーク１のピークｂの高さで評価した。一
方、弾力性は第２ピーク２の点線部より左側の面積
（ａ）と第１ピーク１の点線部より左側の面積（ｂ）と
の比（ａ／ｂ）で評価し、凝縮性は第２ピーク２の面積
Ａと第１ピーク１の面積Ｂとの比Ａ／Ｂで評価した。

【００１１】（２）ＰＶＡハイドロゲルの評価項目 ポリビニルアルコール水溶液を作り、凍結解凍を繰り返
してハイドロゲルを調製した。それぞれ調製したゲルを
用いて咀嚼による破断を官能で評価した。また、口腔内
の代表的な汚れとしてタバコヤニを選択し、それに対す
る物理的清掃力も測定した。 〈ゲルの破断の官能評価法〉調製したハイドロゲルを１
０ｍｍ角に切り、口の中で１０回咀嚼した。その結果を
歯ごたえ及び吐き出した後の外観で評価した。 ×：咀嚼中の破断して細かくなっていく。 △：咀嚼中の歯ごたえはあるが、咀嚼後の外観にやや裂
け目が見られる。 ○：咀嚼中十分な歯ごたえがあり、咀嚼後の外観も裂け
目は見られない。 〈物理的清掃力評価法〉最初に基準値として直径５ｍｍ
のハイドロキシアパタイトペレットの色差（△ＥＯ）を
測定しておく、そして、このアパタイトペレット上にタ
バコのヤニを吸着させ、１００℃、１ｈかけて焼結す
る。この色差を清掃前色差（Ｅ１）として測定する。こ
れを１０ｍｍ角のハイドロゲルで１分間擦った後、清掃
後色差（Ｅ２）を測定する。清掃力は以下の式により求
める。 清掃力（％）＝（Ｅ２−Ｅ０）／（Ｅ１−Ｅ０）×１０
０

【００１２】実施例１〜１０、比較例１〜３ 表１に示す条件で得たハイドロゲルについて、その特性
を評価し、その結果を表１に示す。なお、表１に符号で
示した評価の基準は次の通りである。 （総合評価） ×：咀嚼によりゲルが破断してしまうか清掃力が低い。 ○：咀嚼により外観にやや裂け目が見られることもある
が、十分な清掃力がある。 ◎：咀嚼中十分な歯ごたえがあり、清掃力も高い。

【００１３】

【表１】

【００１４】実施例１１ ポリビニルアルコール（数平均重合度２６００、ケン化
度９９．４ｍｏｌ％）１０重量％、表２に示す糖アルコ
ール１５重量％及び精製水からなる溶液を作り、これを
−２０℃と室温との間の凍結解凍を２回繰り返してハイ
ドロゲルを調製した。このようにして調製したゲルを用
いて、その硬さ及び３０℃の恒温槽に１２ｈ放置後のハ
イドロゲルの重量変化率を測定した。その結果を表２に
示す。この場合の硬さは以下の条件を用いて測定した時
の最大応力である。 〈測定機器〉 Texture Analyser TA-XT2(Stable Micro Systems) 〈測定条件〉 試料片 ：サンプル厚１０ｍｍ プランジャー直径：１０ｍｍ 圧縮速度 ：１ｍｍ／ｓ 後退速度 ：１ｍｍ／ｓ クリアランス ：１ｍｍ（圧縮量９０％） 繰り返し ：２回 また、重量変化率は以下の式により算出されたものであ
る。 重量変化率（％）＝Ａ／Ｂ×１００ Ａ：調製直後のゲルの重量から３０℃で１２ｈ放置後の
重量を差引いた値 Ｂ：調製直後のゲルの重量

【００１５】

【表２】

【００１６】実施例１５〜１８ ポリビニルアルコール（数平均重合度１７５０、ケン化
度９８．５ｍｏｌ％）１５重量％、表３に示す研磨剤５
重量％及び精製水からなる溶液を作り、これを−２０℃
と室温との間の凍結解凍を３回繰り返してハイドロゲル
を調製した。このようにして調製したゲルを用いて、ス
テインに対する清掃力を測定した。その結果を表３に示
す。 〈モデルステインの作成法〉ハイドロキシアパタイトペ
レット（直径５ｍｍ）の表面をサンドブラストで粗面研
磨した後、このペレットをアルブミン溶液、タンニン溶
液（日本茶、コーヒー、紅茶の抽出液）、塩化第二鉄溶
液に順次浸漬することを繰り返し、モデルステインを作
成した。 〈清掃力評価法〉最初に基準値として直径５ｍｍのハイ
ドロキシアパタイトペレットの色差（ΔＥＯ）を測定し
ておく、そして、上記のように作成したモデルステイン
の色差を清掃前色差（Ｅ１）として測定する。これを１
０ｍｍ角のハイドロゲルで１分間擦った後、清掃後色差
（Ｅ２）を測定する。清掃力は以下の式により求めた。

【００１７】清掃力（％）＝（Ｅ２−Ｅ０）／（Ｅ１−
Ｅ０）×１００

【表３】

【００１８】 実施例１９ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度１７００、ケン化度９９．５ｍｏｌ％） カルボキシメチルセルロースナトリウム １．０ 精製水 バランス 凍結温度−１５℃、サイクル回数３回

【００１９】 実施例２０ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度１０００、ケン化度９９．６ｍｏｌ％） ポリビニルピロリドン ３．０ 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数５回

【００２０】 実施例２１ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度１７５０、ケン化度９８．５ｍｏｌ％） 塩化セチルピリジニウム ０．１ 緑色３号 微量 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数３回

【００２１】 実施例２２ ポリビニルアルコール ２０．０重量％ （数平均重合度１７５０、ケン化度９８．７ｍｏｌ％） ズルシトール １．０ 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数３回

【００２２】 実施例２３ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度２６００、ケン化度９９．４ｍｏｌ％） アラビトール ８．０ 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数５回

【００２３】 実施例２４ ポリビニルアルコール ２０．０重量％ （数平均重合度１０００、ケン化度９８．５ｍｏｌ％） カラギーナン １．０ イジトール ２．０ 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数３回

【００２４】 実施例２５ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度２４００、ケン化度９９．６ｍｏｌ％） アドニトール １０．０ モノフルオロリン酸ナトリウム ５．０ 青色１号 微量 精製水 バランス 凍結温度−９０℃、サイクル回数５回

【００２５】 実施例２６ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度１７５０、ケン化度９９．７ｍｏｌ％） ペルセイトール ７．０ セドヘプチトール ５．０ 精製水 バランス 凍結温度−９０℃、サイクル回数５回

【００２６】 実施例２７ ポリビニルアルコール ２０．０重量％ （数平均重合度１７５０、ケン化度９９．７ｍｏｌ％） シリカゲル １．０ 精製水 バランス 凍結温度−１５℃、サイクル回数３回

【００２７】 実施例２８ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度２６００、ケン化度９９．４ｍｏｌ％） ピロリン酸カルシウム ８．０ 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数５回

【００２８】 実施例２９ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度１８００、ケン化度９８．５ｍｏｌ％） 酸化チタン ２．０ 精製水 バランス 凍結温度−９０℃、サイクル回数３回

【００２９】 実施例３０ ポリビニルアルコール ２０．０重量％ （数平均重合度１０００、ケン化度９８．５ｍｏｌ％） カラギーナン １．０ ジルコノシリケート ２．０ 精製水 バランス 凍結温度−２０℃、サイクル回数３回

【００３０】 実施例３１ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度２４００、ケン化度９９．６ｍｏｌ％） ゼオライト １０．０ モノフルオロリン酸ナトリウム ５．０ 青色１号 微量 精製水 バランス 凍結温度−９０℃、サイクル回数５回

【００３１】 実施例３２ ポリビニルアルコール １５．０重量％ （数平均重合度１７５０、ケン化度９９．７ｍｏｌ％） 沈降性シリカ ７．０ 炭酸カルシウム ５．０ 精製水 バランス 凍結温度−９０℃、サイクル回数５回

【図面の簡単な説明】

【図１】Texture Profile Analysis測定により得られた
カーブを示す。

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年８月１６日（１９９９．８．１
６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＰＶＡハ
イドロゲルを口腔清掃剤として適用すべく、その特性を
原料であるＰＶＡの重合度、ケン化度、配合量などを限
定することで規定することを考えたが、実際にはハイド
ロゲルのテクスチャーは同一組成でも凍結温度、サイク
ル回数に大きく影響されるため妥当ではないことを確認
した。そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、
口腔清掃に適したハイドロゲル組成物の物性を数値とし
て得ることに成功した。すなわち、厚さが１０ｍｍの試
料を直径が１０ｍｍのプランジャーで圧縮速度１ｍｍ／
ｓ、試料の高さの９０％までの圧縮を２回繰り返したと
き、硬さが１２ｋｇ／ｃｍ²以上、もろさが１２ｋｇ／
ｃｍ²以上もしくは検知されず、弾力性が０．６５〜
１．００、凝集性が０．６５〜１．００であるポリビニ
ルアルコールハイドロゲル組成物を用いることにより口
腔内の汚れを効果的に取り除くことができることを見出
し、本発明をなすに至った。即ち、本発明によれば、厚
さが１０ｍｍの試料を直径が１０ｍｍのプランジャーで
圧縮速度１ｍｍ／ｓ、試料の高さの９０％までの圧縮を
２回繰り返したとき、硬さが１２ｋｇ／ｃｍ²以上、も
ろさが１２ｋｇ／ｃｍ²以上もしくは検知されず、弾力
性が０．６５〜１．００、凝集性が０．６５〜１．００
であることを特徴とする口腔用ポリビニルアルコールハ
イドロゲル組成物が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C083 AB172 AB242 AB282 AB322 AB372 AB442 AB472 AC131 AC132 AC692 AC792 AD072 AD111 AD112 AD272 AD352 BB60 CC41 EE35

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚さが１０ｍｍの試料を直径が１０ｍｍ
   のプランジャーで圧縮速度１ｍｍ／ｓ、試料の高さの９
   ０％までの圧縮を２回繰り返したとき、硬さが１２ｋｇ
   ／ｃｍ²以上、もろさが１２ｋｇ／ｃｍ²以上もしくは検
   知されず、弾力性が０．６５〜１．００、凝集性が０．
   ６５〜１．００であることを特徴とする口腔用ポリビニ
   ルアルコールハイドロゲル組成物。
2. 【請求項２】 糖アルコールを含有する請求項１の組成
   物。
3. 【請求項３】 研磨剤を含有する請求項１又は２の組成
   物。