JP2018502153A - 歯牙美白方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、歯牙美白方法に関する。本発明の歯牙美白方法によれば、歯牙美白剤の美白作用の活性を増進させ、美白剤の歯牙に対する浸透度を増加させて優れた美白効果を得ることができる。これによって、低濃度の過酸化水素を用いても、高濃度の過酸化水素を用いることより優れた美白効果を得ることができる。

Description

本発明は、歯牙美白方法に関する。より詳細には、美白剤の歯牙に対する浸透度と美白活性の両方を増加させて優れた美白効果を達成することができる、歯牙美白方法に関する。

白い歯が容貌に占める比重は非常に大きいため、全世界的に歯牙美白への関心はますます増大している。

現在まで知られた歯牙の着色の原因をみると、歯牙内部の神経損傷、老化、またはテトラサイクリン類のような抗生剤の過剰服用などによって発生する内因性歯牙着色と、歯牙表面に沈着した飲食物のかすまたはタバコの脂、コーヒー、紅茶などによる外因性歯牙着色とに分けられる。

歯牙の着色を改善するために施す歯牙美白には、自ら施す自己美白方法であるホームブリーチング（ｈｏｍｅ ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）と、専門家によるオフィスブリーチング（ｏｆｆｉｃｅ ｂｌｅａｃｈｉｎｇ）の方法がある。ホームブリーチングと比較して、オフィスブリーチングに使用される歯牙美白剤は、比較的高濃度の過酸化水素を含んでおり、歯牙美白効果を増進させるために、熱と光のような活性化システムを使用する。熱を利用するシステムは歯牙の神経を損傷させる恐れがあるため、最近は、光を利用して歯牙美白効果を増進させるシステムがより好まれている。

基本的に、歯牙美白剤は、過酸化水素を用いて歯牙に沈着した色素を分解して歯牙を白くするものであり、過酸化水素は、高濃度を用いるほど美白効果はより大きくなる。つまり、過酸化水素の濃度が高いほど、濃度差による歯牙への浸透度が大きくなり、濃度が高いほど反応する過酸化水素の量が多くなるため、色素の分解性能、つまり、歯牙美白の効果が大きくなる。

しかし、過酸化水素は、高濃度の場合、人体の皮膚と粘膜に損傷を与えるため、その濃度は厳しく制限されている。例えば、韓国国内では、歯科医師の処方なしにホームブリーチング用に使用する家庭用歯牙美白剤の場合には、過酸化水素は３％以下に、歯科医師の指導下で家庭で使用することのできる一般美白剤の場合には、過酸化水素は７〜８％に、そして歯科で施術する専門家用の歯牙美白剤は、過酸化水素が１５％以下に規制されている。

このように家庭で使用可能な生活美白剤は、過酸化水素が非常に低濃度であり、満足するほどの歯牙美白効果は、長期間、数回繰り返し使用してはじめて奏することができ、その効果は極めて微々たる水準である。

このような歯牙美白剤の効果を補完するための研究において、正電荷を有するペプチドを用いて美白剤の吸収を促進しようとする試みがあったが、効果は検証されていない。

上記の従来技術の問題点を解決すべく、本発明の目的は、歯牙美白剤の美白作用の活性を増進させ、また、美白剤の歯牙に対する浸透度を増加させて、優れた美白効果を得ることができる、歯牙美白方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明は、過酸化物を含む歯牙美白用組成物を歯牙に塗布する工程と、前記歯牙美白用組成物に陰イオンを照射する工程とを含む、歯牙美白方法を提供する。

本発明の歯牙美白方法によれば、過酸化物のような美白剤の美白作用の活性を増進させ、美白剤の歯牙に対する浸透度を増加させて優れた美白効果を得ることができる。これによって、低濃度の過酸化水素を用いても、高濃度の過酸化水素を用いるのと同等であるか、それより優れた美白効果を得ることができる。

また、歯牙、皮膚、神経、粘膜などに対する損傷の恐れがなく、家庭でも安全かつ手軽に歯牙美白を施すことが可能となり、オフィスブリーチングだけでなく、ホームブリーチングにも有用に適用可能である。

これに加えて、本発明の歯牙美白方法は、特定の美白組成物だけでなく、従来知られた汎用の美白剤にも適用して美白効果を高められる方法であり、活用度が高いことが期待される。

過酸化水素が分解されて作用する過程を示す模式図である。 陰イオン照射が過酸化水素の分解を促進するメカニズムを示す模式図である。 トランスウェルメンブラン（ｔｒａｎｓｗｅｌｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ）を用いて陰イオン照射による効果を確認するための実験装置を示す模式図である。 本発明の実施例および比較例のメチレンブルーの分解度を示すグラフである。

本発明において、第１、第２などの用語は、多様な構成要素を説明するのに使用され、前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。

また、本明細書で使用される用語は、単に例示的な実施例を説明するために使用されたものであり、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本明細書において、「含む」、「備える」または「有する」などの用語は、記載された特徴、数字、工程、構成要素またはこれらを組み合わせの存在を特定するものであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、工程、構成要素、またはこれらを組み合わせの存在または追加の可能性を予め排除しないことが理解されなければならない。

さらに、本発明において、各層または要素が他の層または要素の「上に」または「上方に」形成されると言及された場合には、各層または要素が直接他の層または要素の上に形成されることを意味するか、別の層または要素が各層の間、または物体や基材の上に追加的に形成され得ることを意味する。

本発明に多様な変更を加えることが可能であり、様々な形態を有し得ることから、特定の実施例を例示して下記で詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むことが理解されなければならない。

以下、本発明の歯牙美白方法をより詳細に説明する。

本発明による歯牙美白方法は、過酸化物を含む歯牙美白用組成物を歯牙に塗布する工程と、前記歯牙美白用組成物に陰イオンを照射する工程とを含む。

まず、過酸化物を含む歯牙美白用組成物を準備して、歯牙に塗布する。

歯牙美白用組成物の具体的な成分は、組成物の種類によって少しずつ異なるが、美白効果のための美白剤成分として過酸化物を含むことが共通している。

前記過酸化物は、水溶液中でイオン化されてフリーラジカルまたはスーパーオキシドを発生させ、歯牙変色の原因となる色素物質を分解する役割を果たす。前記過酸化物としては、本発明の属する技術分野で歯牙美白用に通常使用される物質を用いることができる。例えば、過酸化水素、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過硫酸塩類、過酸化カルシウム、過酸化マグネシウム、過酸化尿素（ｃａｒｂａｍｉｄｅ ｐｅｒｏｘｉｄｅ）などが挙げられ、好ましくは、過酸化水素を用いることができる。

図１は、歯牙美白用組成物中の過酸化水素が分解されて美白作用を発揮する過程を示す模式図である。

図１においては、歯牙美白用組成物の過酸化水素は分解されながら水と酸素に変化するが、この分解過程では、ＨＯラジカル、Ｏ_２ ⁻ラジカルなどの様々な中間体が存在することが複数の論文で提示されている。なかでも、Ｏ_２ ⁻ラジカル（スーパーオキシド、活性酸素）は、負電荷を有する物質で、電子豊富な環境ではその半減期が長くなる。半減期が長くなるに伴って中間体に変化する反応が容易に起こり、その結果、過酸化水素の分解がより容易に起こるようになる。

このような知見に基づいて、本発明者らは、陰イオン照射が、歯牙美白用組成物に含まれる過酸化物が歯牙により多く浸透するのを補助し、また、浸透した過酸化物に対して負電荷豊富な環境を作り、より効果的に色素分解が起こるようにすることに着目して、本発明を完成した。

本発明の一実施例によれば、前記過酸化物は、歯牙美白用組成物全体に対して、約１〜約３５重量％含まれる。

一般に、歯牙美白用組成物に含まれる過酸化物の濃度が大きいほど、歯牙に対する浸透度が大きく、反応する過酸化物の量も多いため、歯牙美白の効果が大きい。しかし、人体に対する安全性の問題から濃度が厳しく制限され、ホームブリーチング用とオフィスブリーチング用によって異なるが、例えば、韓国国内で許容される歯牙美白用組成物中の過酸化物の濃度は、およそ３〜１５重量％の範囲に制限されており、海外では３５重量％まで許容される場合もある。特に、歯科で施術する専門家用の歯牙美白剤でない、家庭で使用可能な家庭用歯牙美白剤や、歯科医師の処方で使用可能な一般美白剤の場合は、過酸化物の含有量が３〜８重量％程度の低濃度であり、長期間、そして数回繰り返し使用してはじめて最小限の効果を奏することができ、それでも満足するほどの歯牙美白効果を奏しにくいという欠点がある。

しかし、本発明の歯牙美白方法によれば、低濃度の過酸化物を含む美白用組成物を用いても、専門家用の歯牙美白剤のように高濃度の過酸化物を含む美白用組成物と同等であるか、むしろそれより優れた美白効果を達成することができる。したがって、人体に対する安全性を確保しながらも優れた美白効果を奏するため、歯科医師の手助けなし、または歯科医師の指導下のいずれかに制限されることなく、全ての歯牙美白に使用可能である。

本発明の一実施例によれば、前記歯牙美白用組成物は、電解質をさらに含んでもよい。

電解質は、水に溶けて陽イオンと陰イオンに解離する物質で、人体に対する安全性が確認された物質であれば制限なく使用可能であり、例えば、リン酸カリウム類（Ｋ_３ＰＯ_４、Ｋ_２ＨＰＯ_４、ＫＨ_２ＰＯ_４）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、塩酸（ＨＣｌ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、または硝酸ナトリウム（Ｎａ_２ＮＯ_３）などが挙げられる。

前記電解質の中では、水中での解離度が高く、同一の濃度でより多くのイオンを放出することができ、ｐＨを高める役割を果たす電解質であるほど、より良い効果を示すことができる。

例えば、三リン酸カリウム（Ｋ_３ＰＯ_４）は、水に溶けるとほとんど解離して、陽イオンであるカリウムイオンを１分子あたり３つ放出することができ、陰イオンであるリン酸イオンは、Ｈ_２ＰＯ_４ ⁻、ＨＰＯ_４ ^２−、ＰＯ_４ ^３−の３種のうちの１種の形態で存在する。これら陰イオンの形態と比率は、ｐＨの範囲に応じて決定される。また、三リン酸カリウムはｐＫａが１２．３８であるため、溶液のｐＨを高めるが、過酸化水素はｐＨが高いほど不安定になるので、過酸化水素の分解を促進することができる。

したがって、このような観点からみて、前記電解質として、好ましくは、三リン酸カリウムを使用することができる。

前記電解質の含有量は特に制限されるわけではないが、約１〜約１００ｍＭ、好ましくは、約５〜約５０ｍＭの濃度である。

本発明の歯牙美白方法によれば、美白活性を示す過酸化物に加えて、電解質を追加的に含む美白用組成物に陰イオン照射を適用する時、上述のような本発明の効果、つまり、過酸化物の歯牙に対する浸透度と美白活性の両方が共にさらに増加することを確認した。

前記歯牙美白用組成物が電解質を追加的に含む場合、前記電解質は、濃度の差によって歯牙表面と内側に浸透することができる。このように電解質が歯牙の内側に浸透すると、美白作用を起こす物質である過酸化水素の浸透を促進する役割を果たすことができ、また、歯牙表面の内側に沈着している色素を外側に押し出す役割を果たすこともできる。ここに陰イオンを照射した場合には、電解質の移動をさらに促進して、色素分解効果を示すか、歯牙に沈着している色素を排出させることによって、より大きい美白効果をもたらすと考えられる。

前記歯牙美白用組成物は、水を含み、前記過酸化物を含む水溶液の形状であってもよい。前記水の含有量は、過酸化物、およびその他添加剤を除いた残量の範囲に含まれる。

上述した成分のほか、本発明の歯牙美白用組成物は、必要に応じて追加的に、ゲル化剤、ｐＨ調節剤、安定化剤、保湿剤、キレート剤、界面活性剤、甘味料、香料などの添加剤をさらに含んでもよい。前記添加剤としては、本発明の属する技術分野で通常使用される物質および含有量で用いることができ、特に制限されない。

前記歯牙美白用組成物は、歯牙の表面に均一に塗布する。前記歯牙美白用組成物の塗布は、歯牙に直接的に塗布するか、予め歯牙美白用組成物を基材に塗布または含浸させて歯牙に付着させるなどの方法によって実施することができ、特に制限されるわけではない。

次に、前記塗布された歯牙美白用組成物に陰イオンを照射する。

図２は、陰イオン照射が過酸化水素の分解を促進するメカニズムを示す模式図である。

先に説明したように、歯牙美白剤の役割を果たす過酸化物の効果的な浸透および分解反応のためには、電子の供給が重要であるといえる。

本発明の歯牙美白方法によれば、陰イオン照射が、過酸化物の歯牙への浸透度と、色素分解活性とを共に全て増加させることによって、優れた美白効果を得ることができる。

図２によれば、美白用組成物を歯牙に塗布し、陰イオンを照射する前には、過酸化物、過酸化物が分解された負電荷の中間体粒子、正電荷の中間体粒子、Ｏ_２ ⁻ラジカルなどが濃度勾配なくランダムに存在する。確率的には、これらのうちで歯牙表面に付着した中間体によってのみ分解反応が起こるので、歯牙に塗布された美白用組成物のうち極めて少ない比率の過酸化物のみが、実際に色素分解反応に参加する。

一方、陰イオンを照射することによって、歯牙に塗布された美白用組成物によって形成された表面に陰イオンが付着し、これら陰イオンが美白用組成物中の正電荷を有する粒子を引っ張り、負電荷を有する粒子は反対方向に押し出す。これによって、歯牙表面には負電荷の粒子が多くなり、このような環境で過酸化物の分解が促進されるようになる。

前記陰イオンを照射する照射器の種類は、人体に適用可能な機器であれば特に制限なく使用することができる。例えば、放電用電極を含み、負極でコロナ放電によって陰イオンを発生させる金属放電方式、炭素繊維、絶縁体隔壁放電（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）プラズマを用いる方式などを使用することができる。

また、陰イオンの照射時間は、陰イオン照射器の種類や強度、漂白対象の歯牙の着色および希望する色の程度に応じて決定可能であり、一般には、約１〜３０分、好ましくは、約５〜１５分間照射できる。より効果的な美白効果のために、前記照射時間内に本発明の歯牙美白用組成物を１回以上繰り返し塗布することも可能である。陰イオン照射後は、塗布した組成物を洗浄などによってすすぐ。

このような本発明の歯牙美白方法によれば、美白剤の美白作用の活性を増進させ、美白剤の歯牙に対する浸透度を増加させて優れた美白効果を得ることができ、これによって、低濃度の過酸化水素を用いても、高濃度の過酸化水素を用いるのと同等であるか、それよりも優れた美白効果を得ることができる。

また、歯牙、皮膚、神経、粘膜などに対する損傷の恐れがなく、家庭でも安全かつ手軽に歯牙美白を施すことができて、オフィスブリーチングだけでなく、ホームブリーチングにも有用に適用可能である。

以下、発明の具体的な実施例を通じて、発明の作用および効果をより詳細に説明する。ただし、このような実施例は発明の例として提示されたものに過ぎず、これによって発明の権利範囲が定められるものではない。

陰イオン照射および美白効果の測定方法
図３は、トランスウェルメンブラン（ｔｒａｎｓｗｅｌｌ ｍｅｍｂｒａｎｅ）を用いて陰イオン照射による効果を確認する実験装置を示す模式図である。

図３においては、トランスウェルメンブランは、外部ウェルと内部ウェルとに区分されている。また、内部ウェルの底にある、一定サイズの孔が形成されたメンブランを通して前記孔径より小さい物質が外部ウェルと内部ウェルとの間を移動できるように設計している。本発明では、孔径４００ｎｍのトランスウェルメンブランを用い、前記メンブランを歯牙表面と仮定した。参考までに、過酸化水素および過酸化水素の分解中間体物質の粒径は約０．４ｎｍ以下であり、色素として用いたメチレンブルーは２ｎｍ程度であり、歯牙表面の孔径は約２０００〜約８０００ｎｍである。

したがって、メンブランを通して内部ウェルと外部ウェルとの間を過酸化水素、過酸化水素の分解中間体物質、およびメチレンブルーは移動できるが、メンブランを歯牙表面と仮定する時、本発明の陰イオン照射によって歯牙表面または内側のメチレンブルーが分解されるか（色素分解）、内部ウェルに移動する（色素の外部への排出）ことで美白効果を確認した。

図３に示されているように、前記トランスウェルメンブランの内部ウェルには種々の歯牙美白用組成物を入れ、外部ウェルには色素のメチレンブルーを含む水溶液を入れた後、常温で陰イオンを一定時間前記トランスウェルメンブランに照射した。照射後（または一部の比較例の場合、常温で放置後）、外部ウェルに残っているメチレンブルーの濃度に基づき、分解の程度を測定することによって、本発明による歯牙美白方法の効果を実験した。

一方、前記トランスウェルメンブランの内部ウェルに蒸留水（ＤＷ）を注入し、外部ウェルに同一の濃度および体積のメチレンブルー水溶液を入れた後、陰イオンの照射なく１５分間放置した時にも約２０％消失することが明らかになった。これはメチレンブルーがウェルの表面に吸着すると判断されるため、全ての実施例および比較例において、２０％は吸着分として除いてメチレンブルーの分解度を計算した。

実施例１
歯牙美白用組成物として、過酸化水素を１５重量％含む水溶液を準備した。図３に示されているようなトランスウェルメンブランの内部ウェルに前記組成物を１００μＭ注入し、外部ウェルにはメチレンブルーを２０ｐｐｍの濃度で含む水溶液４５０μＭを注入した。

このように準備されたトランスウェルメンブランに対して、１５ｃｍ離れた所に配置した陰イオン照射器（商品名：ブルエンＢＮ−１０８）を用いて常温で１５分間陰イオンを照射した。

実施例２
歯牙美白用組成物として、過酸化水素を１５重量％、三リン酸カリウム（Ｋ_３ＰＯ_４）を１２．５ｍＭ含む水溶液を準備したことを除けば、実施例１と同様の方法で陰イオン照射を実施した。

実施例３
歯牙美白用組成物として、過酸化水素を１５重量％、三リン酸カリウムを２５ｍＭ含む水溶液を準備したことを除けば、実施例１と同様の方法で陰イオン照射を実施した。

実施例４
歯牙美白用組成物として、過酸化水素を３重量％、三リン酸カリウムを２５ｍＭ含む水溶液を準備したことを除けば、実施例１と同様の方法で陰イオン照射を実施した。

実施例５
歯牙美白用組成物として、過酸化水素を７重量％、三リン酸カリウムを２５ｍＭ含む水溶液を準備したことを除けば、実施例１と同様の方法で陰イオン照射を実施した。

比較例１
実施例１と同様にトランスウェルメンブランを準備し、陰イオンを照射せずに常温で１５分間放置した。

比較例２
実施例３と同様にトランスウェルメンブランを準備し、陰イオンを照射せずに常温で１５分間放置した。

比較例３
実施例４と同様にトランスウェルメンブランを準備し、陰イオンを照射せずに常温で１５分間放置した。

比較例４
実施例５と同様にトランスウェルメンブランを準備し、陰イオンを照射せずに常温で１５分間放置した。

比較例５
歯牙美白用組成物として、過酸化水素を１５重量％、プロピレングリコールを２５ｍＭ含む水溶液を調製したことを除けば、実施例１と同様の方法で陰イオン照射を実施した。

前記実施例および比較例の実験条件を下記表１にまとめて示した。また、各実施例および比較例のメチレンブルーの分解度を示すグラフを図４に示した。

＜実験例＞
１）陰イオン照射による浸透度の評価
陰イオンの照射による過酸化水素の歯牙への浸透度を評価するために、過酸化水素を１５重量％、三リン酸カリウムを２５ｍＭ含む組成物を準備した。図３に示されているようなトランスウェルメンブランの内部ウェルに前記組成物を２００μＭ注入し、外部ウェルには水溶液７００μＭを注入した。

このような過程によって同一のトランスウェルメンブラン２つを準備して、１つに対しては、１５ｃｍ離れた所に配置した陰イオン照射器（商品名：ブルエンＢＮ−１０８）を用いて常温で１０分間陰イオンを照射し、他の１つに対しては、陰イオンを照射せずに常温で１０分間放置した。

以降、それぞれのトランスウェルメンブランについて、外部ウェルに抜け出た過酸化水素の濃度を滴定して、メンブランを通過した過酸化水素の比率を計算した。その結果、陰イオンを照射したトランスウェルメンブランにおける外部ウェルに抜け出た過酸化水素の比率は７２重量％であり、照射しなかったトランスウェルメンブランの外部ウェルに抜け出た過酸化水素の比率は５１％であった。

前記実験結果から、陰イオンの照射によって過酸化水素のメンブランへの浸透度が約１．４倍程度増加することが分かる。

２）陰イオン照射による美白効果の評価
前記表１および図４を参照して、実施例１、３、４、５および比較例１、２、３、４をそれぞれ比較すると、同一の組成の美白用組成物に対して、陰イオンを照射する場合と、照射しなかった場合とで、メチレンブルーの分解度が最小約２．８倍から最大約７倍まで増加した。

前記実験例１および２の結果は、陰イオンの照射によって過酸化水素の歯牙への浸透の程度と、色素分解活性がいずれも増加することを立証するものといえる。

３）濃度による美白効果の評価
実施例１〜３を比較すると、電解質として三リン酸カリウムを含むことによって、同一の条件においてメチレンブルーの分解度が上昇することが分かり、このような分解度の上昇効果は、三リン酸カリウムの濃度に少なくとも２５ｍＭまでは比例することが明らかになった。

また、実施例３〜５を比較すると、同一の条件で過酸化水素の濃度が増加することによって、メチレンブルーの分解度が上昇した。特に、実施例５の場合、過酸化水素が３重量％のみ含まれたにもかかわらず３４％の高い分解度を示し、これは、陰イオンの照射なく、１５重量％の過酸化水素を含む比較例１の場合よりもはるかに高い数値であった。

Claims (6)

1. 過酸化物を含む歯牙美白用組成物を歯牙に塗布する工程と、
   前記歯牙美白用組成物に陰イオンを照射する工程とを含む、歯牙美白方法。
2. 前記歯牙美白用組成物は、電解質をさらに含む、請求項１に記載の歯牙美白方法。
3. 前記電解質は、リン酸カリウム類（Ｋ_３ＰＯ_４、Ｋ_２ＨＰＯ_４、ＫＨ_２ＰＯ_４）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）、塩酸（ＨＣｌ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、および硝酸ナトリウム（Ｎａ_２ＮＯ_３）からなる群より選択される１種以上を含む、請求項２に記載の歯牙美白方法。
4. 前記歯牙美白用組成物における前記電解質の濃度は、１〜１００ｍＭである、請求項２に記載の歯牙美白方法。
5. 前記過酸化物は、過酸化水素、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過硫酸塩類、過酸化カルシウム、過酸化マグネシウム、および過酸化尿素からなる群より選択される１種以上を含む、請求項１に記載の歯牙美白方法。
6. 前記歯牙美白用組成物は、全体重量に対して１〜３５重量％の前記過酸化物を含む、請求項１に記載の歯牙美白方法。