JP2015227311A - イオン徐放性口腔ケア組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、フッ化物イオン、カルシウムイオン及びリン酸イオンは反応性が高いため、それらが共存するとフッ化カルシウムやリン酸カルシウム等の不溶性物質が生成されることから歯質に対して十分な効果を発現することができないことが知られている。
先行文献の歯磨剤組成においてはフッ化物を配合した場合の効果は記載されていないが、高濃度のカルシウム化合物存在下ではフッ化物を配合してもフッ化カルシウムが析出しやすくなるため再石灰化の効果は期待できない。さらに先行文献はカルシウム化合物を高濃度で配合している観点からカルシウムのイオン化による効果よりもカルシウム化合物単体の効果を期待しているものと推測される。
よって、フッ化物イオンとイオン化された他の成分が共存した場合においても、不溶物質が生成・析出するという問題が発生せず、保存安定性に優れていること、または口腔内適用時にできるだけイオン化した成分が速やかに歯質や口腔内組織に作用して、再石灰化や脱灰抑制効果等の様な効果がもたらすこと、さらに、細菌の抗菌・静菌作用等にも効果を及ぼすことのできる口腔ケア組成物が望まれていた。
本発明の口腔ケア組成物は保存時においてイオン徐放性ガラスから各種イオンが水中に徐放し、飽和の状態で平衡関係となる。そのため、互いに反応した反応生成物の析出が発生せず保存安定性に優れているのである。また、本発明の口腔ケア組成物を口腔内に適用した直後においては、口腔ケア組成物中で既にイオン化している各種イオンが速やかに口腔内へ作用して歯質強化、う蝕抑制、脱灰抑制、酸中和能の発現、再石灰化への寄与、歯周病の予防等口腔内環境の健全化に寄与することができる。更に、口腔内適用中においては口腔ケア組成物が唾液により希釈されて、平衡関係が崩れるために、イオン徐放性ガラスから持続的にイオンが徐放することから、更に効果が期待できる。
即ち本発明はイオン徐放性ガラス (a)、水(b)を含む口腔ケア組成物に関するものである。
イオン徐放性ガラス (a)がフッ化物イオンを徐放し、更に2〜4価のイオンのうち一種類以上のイオンを徐放することが好ましい。
イオン徐放性ガラスがフッ化物イオンを徐放し、更にストロンチウムイオン、アルミニウムイオン及びホウ酸イオンの内から一種類以上を徐放することが好ましい。更に、少なくともフッ化物イオン、ストロンチウムイオン及びホウ酸イオンを徐放することが好ましい。
加えて、イオン徐放性ガラスから徐放されるイオンは相互作用により反応生成物の析出・沈殿することがないため、歯質に対する再石灰化等の効果が高いことを特徴とする。
更に本発明の口腔ケア組成物は水を含んでいることから保存時においてイオン徐放性ガラスから水中に各種イオンが徐放し飽和状態となる。また、それらのイオンは相互作用による析出・沈殿などが発生せずイオン化した状態で平衡関係を維持している。そのためペースト性状の変化も少なく良好な保存安定性を有している。口腔内適用直後においては本発明の口腔ケア組成物中でイオン徐放性ガラスから既に水中に徐放され、イオン化しているイオンが速やかに口腔内の歯質や軟組織に作用する。その際、口腔ケア組成物中のイオンの飽和状態が解除されるためイオン徐放性ガラスからさらにイオンが徐放する。この2段階のイオン徐放により口腔内環境がより健全化される効果がある。
さらに別の効果として特定のイオン徐放性ガラスを含有することによりストロンチウムイオンあるいはアルミニウムイオンが口腔内に徐放される。これらの多価金属イオンは、口腔内環境が酸性の場合、中性へ移行させることができることから齲蝕の抑制効果が期待される。
さらに別の効果としては特定のイオン徐放性ガラスを含有することにより、ホウ酸イオンが口腔内に徐放され、ホウ酸イオンの静菌作用によって口腔内環境を良好な状態に維持することが挙げられる。イオン徐放性ガラスから徐放されるホウ酸イオンの抗菌、静菌効果により細菌の増殖を抑制することが期待でき、口臭の予防、歯周病の予防等が期待される。
さらに別の効果として特定のイオン徐放性ガラスを含有することによりアルミニウムイオンが口腔内に徐放されることが挙げられる。アルミニウムイオンは外部刺激が歯髄神経に伝わることを抑制する効果があるため、象牙質知覚過敏を抑制効果が期待できる。
本発明に用いるイオン徐放性ガラスは非晶質構造であるが、一部結晶質構造を含んでいても何等問題はなく、さらにそれらの非晶質構造を有するガラスと結晶構造を有するガラスの混合物であっても何等問題はない。ガラス構造が非晶質であるか否かの判断はX線回折分析や透過型電子顕微鏡等の分析機器を用いて行うことができる。その中でも本発明に用いるイオン徐放性ガラスは外部環境におけるイオン濃度との平衡関係により各種イオンが徐放することから、均質な構造である非晶質構造であることが好ましい。
粉砕等によって所望の平均粒径に微粉砕されたイオン徐放性ガラスを含有する水性分散体中に、一般式(I)
また一般式(I)で表されるシラン化合物の低縮合体であることがより好ましい。例えばテトラメトキシシランおよびテトラエトキシシランを部分加水分解して縮合させた低縮合シラン化合物である。これらの化合物は単独または組み合わせて使用することができる。
熱処理後、熱処理物の解砕は剪断力または衝撃力を加えることにより容易に可能であり、解砕方法としては上記反応に用いた設備などで行うことができる。
酸性ポリマー溶液中に溶解したポリマーの重量分子量は2000〜50000の範囲であり、5000〜40000の範囲にある。2000未満の重量平均分子量を有する酸性ポリマーで処理した表面処理イオン徐放性ガラスはイオン徐放性が低くなる傾向にある。50000を超える重量平均分子量を有する酸性ポリマーは酸性ポリマー溶液の粘性が上がり、酸性ポリマー処理を行うことが困難となる。また酸性ポリマー溶液中に占める酸性ポリマー濃度は3〜25重量%の範囲が好ましく、より好ましくは8〜20重量%の範囲である。酸性ポリマー濃度3重量%未満になると上記で述べた酸性ポリマー相が脆弱になる。また酸性ポリマー濃度が25重量%を超えるとポリシロキサン層(多孔質)を拡散しにくくなる反面、イオン徐放性ガラスに接触すると酸−塩基反応が速く、反応中に硬化が始まり凝集が起こる等の問題が生じる。またポリシロキサンで被覆されたイオン徐放性ガラスに対する酸性ポリマー溶液の添加量は6〜40重量%の範囲が好ましく、より好ましくは10〜30重量%である。この添加量で換算するとポリシロキサン被覆イオン徐放性ガラスに対する酸性ポリマー量は1〜7重量%、また水量は10〜25重量%の範囲が最適値である。
以下の手法によってイオン徐放性ガラス又は他のフィラーがイオン徐放性を有しているか否かを判断することができる。
蒸留水100gに対してイオン徐放性ガラス又は他のフィラーを0.1g加え、1時間撹拌させた時の蒸留水中に徐放したイオン濃度(F1)又はイオン種に起因した元素濃度(F1)と、2時間撹拌した時の蒸留水中に徐放したイオン濃度(F1)又はイオン種に起因した元素濃度(F2)が下式(1)の関係を満足する場合をイオン徐放とみなすことができる。
F2 > F1 ・・・・式(1)
また、イオン徐放性ガラスから徐放するイオンが複数ある場合は、すべてのイオン濃度又は元素濃度が式(1)を満足する必要はなく、少なくとも一つのイオン濃度又は元素濃度が式(1)を満足した場合をイオン徐放とみなすことができる。
本発明に用いるイオン徐放性ガラスはイオン徐放の効果に基因する酸中和能を有していることが好ましい。酸中和能はpHを4.0に調整した乳酸水溶液10gに対してイオン徐放性ガラスを0.1g加え、5分間撹拌させた時のpH変化を測定することにより確認することできる。その時のpHが5.5以上、より好ましくは6.0以上、最も好ましくは6.5以上を示したとき酸中和能が発現するとみなすことができる。
蒸留水100gに対してイオン徐放性ガラス又は各種フィラーを0.1g加えて1時間撹拌後、分析用シリンジフィルター(クロマトディスク25A,ポアサイズ0.2μm:ジーエルサイエンス社)でろ過した溶液中に徐放した各イオンに基因する元素濃度をF1とした。また、同様に蒸留水100gに対してイオン徐放性ガラス又は各種フィラーを0.1g加えて2時間撹拌後、同じ操作を行いろ過した溶液中に徐放した各イオンに基因した元素濃度をF2とした。フッ素はフッ素イオン複合電極(Model 9609:オリオンリサーチ社)及びイオンメータ(Model 720A:オリオンリサーチ社)を用いてフッ化物イオンを測定し、その値を用いてフッ素元素濃度に換算した。測定時にイオン強度調整剤としてTISABIII(オリオンリサーチ社製)を0.5ml添加した。検量線の作成は0.1、1、10、50ppmの標準液を用いて行った。他の元素(Na,B,Al,Sr)に関しては誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICPS-8000:島津社製)を用いて、測定により算出した。検量線の作成は0、10、25、50ppmの標準液を用いて行った。なお、測定元素が検量線範囲外となった場合、適宜希釈して測定を実施した。
本発明に用いるイオン徐放性ガラスの酸中和能を以下の方法で評価した。pHを4.0に調整した乳酸水溶液10gに対してイオン徐放性ガラス及び各種フィラーを0.1g加え、5分間撹拌した後のpHをpHメーター(D-51:堀場製作所)を用いて測定することにより評価した。
ガラス容器に口腔ケア組成物1gに対して蒸留水3gを投入し、混合した。3分、1時間、24時間後に遠心分離(5000rpm)を30分行い、上澄み液を採取した。上澄み液を上記の[イオン徐放性ガラス又は各種フィラーから徐放されるイオンに基因した元素濃度の測定]と同様の方法で元素濃度の測定を実施した。なお、測定元素が検量線範囲外となった場合、適宜希釈して測定を実施した。
乳酸水溶液(20mL,pH=4.0)中に口腔ケア組成物(各0.02g)を添加後、乳酸水溶液における径時的なpH変化の挙動をpHメーター(pH METER F-22, Horiba Co)を用いて測定した。
口腔ケア組成物を練板紙上に採取し、スパチュラで伸ばし、ペースト性状が均一かどうか確認した。
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、フッ化ナトリウム、炭酸ストロンチウムの各種原料(ガラス組成:SiO2 23.8質量%、Al2O3 16.2質量%、B2O3 10.5質量%、SrO 35.6質量%、Na2O 2.3質量%、F11.6質量%)をボールミルを用いて均一に混合し原料混合品を調製した後、その原料混合品を溶融炉中で1400℃にて溶融した。その融液を溶融炉から取り出し冷鋼板上、ロールまたは水中で冷却してガラスを生成した。4連式振動ミルのアルミナポット(内容積3.6リットル)中に直径6mmφのアルミナ玉石4kgを投入後、上記で得たガラスを500g投入して40時間粉砕を行い、イオン徐放性ガラス1を得た。このイオン徐放性ガラス1の50%平均粒子径をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックSPA:日機装社製)により測定した結果、1.2μmであった。このイオン徐放性ガラス1から放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
以下に示すポリシロキサン処理及び酸性ポリマー処理を行い表面処理したイオン徐放性ガラス2を得た。
前述のイオン徐放性ガラス1を500g、シラン化合物(予めテトラメトキシシラン5g、水1000g及びエタノール100gを2時間室温で撹拌し得られたシラン化合物の低縮合物)を万能混合攪拌機に投入し、90分間撹拌混合した。その後、140℃にて熱処理を30時間施し、熱処理物を得た。この熱処理物をヘンシェルミキサーを用いて解砕し、ポリシロキサン被覆ガラスを得た。このポリシロキサンで被覆されたイオン徐放性ガラス500gを撹拌しつつ、酸性ポリマー水溶液(ポリアクリル酸水溶液:ポリマー濃度13重量%、重量平均分子量20000;ナカライ社製)をヘンシェルミキサーを用いて噴霧した。その後、熱処理(100℃3時間)を施し、表面処理したイオン徐放性ガラス2を製造した。このイオン徐放性ガラス2の50%平均粒子径をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックSPA:日機装社製)により測定した結果、1.3μmであった。この表面処理したイオン徐放性ガラス2から放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ホウ素、フッ化ナトリウム、炭酸ストロンチウムの各種原料を混合後、1400℃にてその混合物を溶融してガラス(ガラス組成:SiO2 19.8質量%、Al2O3 19.8質量%、B2O3 11.7質量%、SrO 35.0質量%、Na2O 2.3質量%、F11.4質量%)を得た。次に生成したガラスを振動ミルを用いて10時間粉砕し、ガラス3を得た。前述のガラス3を500g、シラン化合物(予めテトラメトキシシラン10g、水1500g、エタノール100g、メタノール70g及びイソプロパノール50gを2時間室温で撹拌し得られたシラン化合物の低縮合物)を万能混合攪拌機に投入し、90分間撹拌混合した。その後、140℃にて熱処理を30時間施し、熱処理物を得た。この熱処理物をヘンシェルミキサーを用いて解砕し、ポリシロキサンで被覆したイオン徐放性ガラスを得た。このポリシロキサンで被覆したガラス500gを撹拌しつつ、酸性ポリマー水溶液(ポリアクリル酸水溶液:ポリマー濃度13重量%、重量平均分子量20000;ナカライ社製)をヘンシェルミキサーを用いて噴霧した。その後、熱処理(100℃3時間)を施し、表面処理したイオン徐放性ガラス3を製造した。
この表面処理したイオン徐放性ガラス3の50%平均粒子径をレーザー回折式粒度測定機(マイクロトラックSPA:日機装社製)により測定した結果、3.1μmであった。この表面処理したイオン徐放性ガラス3から放出されるイオンに基因した元素量(フッ化物イオンのみイオン量)を測定し、(1)式への適合性を確認した。その結果を表1に示した。
NaF:フッ化ナトリウム粉末(ナカライテスク社)
SOC5:シリカフィラーであるアドマファイン SO−C5(アドマテックス社)
Claims (3)
- イオン徐放性ガラス (a)、
水(b)
を含む口腔ケア組成物。 - イオン徐放性ガラス (a)がフッ化物イオンを徐放し、更に2〜4価のイオンのうち一種類以上を徐放することを特徴とする請求項1に記載の口腔ケア組成物。
- イオン徐放性ガラス(a)がフッ化物イオンを徐放し、更にストロンチウムイオン、アルミニウムイオン及びホウ酸イオンの内から一種類以上を徐放することを特徴とする請求項1に記載の口腔ケア組成物。
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