JP3451260B2

JP3451260B2 - ホームブリーチング用漂白剤

Info

Publication number: JP3451260B2
Application number: JP15545399A
Authority: JP
Inventors: 博史垰田; 野浪　　亨; 卓郎石橋; 浩造石橋
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2003-09-29
Anticipated expiration: 2019-06-02
Also published as: JP2000344640A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リン酸カルシウム
をコーティングした二酸化チタン超微粒子を二酸化チタ
ンゾルに混入してなる新規なホームブリーチング用漂白
剤に関するものである。更に詳しくは、本発明は、変色
歯の表面の色素を剥離、分離させ、これを吸着除去する
作用を有する特定の組成からなるホームブリーチング用
漂白剤に関するものであり、当該漂白剤を歯牙に付着さ
せ、当該部分に光を照射することにより生ずるリン酸カ
ルシウムの吸着作用と二酸化チタンの触媒作用との相乗
作用に基づいて変色歯（有髄歯）を効率よく漂白するこ
とを可能とする新しいタイプのホームブリーチング用漂
白剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】欧米、特に、米国においては、以前より
“白い歯”に対する要望は著しく高いが、近年、我国に
おいても若年層を中心にその潜在的な需要は高まる傾向
を呈している。歯科医院においても“白い歯”の要望者
が年々増加しており、変色歯のオフィスブリーチングの
処置に対する研究も種々発展を見せているが、我国では
現在まで、有効なホームブリーチングの方法は専門学会
において報告された例はない。米国においては、数年前
から過酸化尿素をベースとした製品が販売されている。
この過酸化尿素は、口腔内で唾液と反応し５〜７％の過
酸化水素となり、この過酸化水素の漂白効果により“白
い歯”とすることを可能とするものであり、その使用
は、長時間（例えば、１日当該成分６〜８重量％を２〜
４週間）継続使用することによる副作用と薬効に問題が
あるとして当該過酸化尿素の使用は我国ではいまだ認可
されていない。現在、国の内外を問わず、当該分野で
は、安全性に問題がなく、取扱いが簡易で、操作性に優
れ、短時間で有効かつ著効を発揮する新しいホームブリ
ーチングの方法を開発することが強く求められている状
況にある。

【０００３】このような情勢の中で、本出願人は、先
に、二酸化チタン粉末と過酸化水素を主たる成分とする
漂白剤を変色歯牙の表面に付着させ可視光線を照射する
ことにより変色歯牙を漂白する方法を開発し、既に特許
出願をしている（特願平９−２７３６５０号「二酸化チ
タン光触媒による変色歯牙漂白法」）が、上記特許出願
の漂白方法は、過酸化水素を含むため歯科材料の範疇に
入り、オフィスブリーチング法として有用である。本発
明は、これを安全かつ有効な新しいホームブリーチング
方法として更に発展させたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような安全かつ
有効なホームブリーチング方法を確立するには、過酸化
水素、過酸化尿素等の薬剤を含有しないこと、専門医の
管理、施術を必要としなこと、安全かつ有効なものであ
ること等の諸要件を満たす製品が求められる。本発明
は、このような観点から、一般家庭で使用することが可
能な新規の組成及びシステムからなる新しいホームブリ
ーチング用漂白剤を提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、以下の技術的手段から構成される。（１）リン酸カルシウムをコーティングした二酸化チタ
ン超微粒子を二酸化チタンゾルに混入してなる、歯牙の
変色要因である有機成分を吸着、除去する作用を有する
ホームブリーチング用漂白剤。（２）二酸化チタン超微粒子を水に分散して作った水酸
化チタニアゾルにリン酸カルシウムをコーティングした
二酸化チタン超微粒子を混入する前記（１）記載のホー
ムブリーチング用漂白剤。（３）二酸化チタンゾルに無機層状化合物を混入する前
記（１）又は（２）記載のホームブリーチング用漂白
剤。（４）二酸化チタンの含有量が０．９９９重量％以下で
ある前記（１）から（３）のいずれか１つに記載のホー
ムブリーチング用漂白剤。（５）ホームブリーチング用漂白剤が酸素を溶存してい
る前記（１）から（４）のいずれか１つに記載のホーム
ブリーチング用漂白剤。（６）前記（１）から（５）のいずれか１つに記載のホ
ームブリーチング用漂白剤と光触媒反応を生じさせる光
源と、必要により、適宜の処置手段とを組み合わせてな
るホームブリーチング用漂白剤キット。（７）光触媒反応を生じさせる光源として、可視光ＬＥ
Ｄランプ、可視光半導体レーザー照射器等の可視光照射
器を用いる前記（６）に記載のホームブリーチング用漂
白剤キット。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、本発明について更に詳細に
説明する。本発明は、リン酸カルシウムをコーティング
した二酸化チタン超微粒子を二酸化チタンゾルに混入し
てホームブリーチング用漂白剤とすることを特徴とする
ものである。出発材料のリン酸カルシウムとしては、例
えば、水酸アパタイト、フッ化アパタイト、炭酸アパタ
イト、銀アパタイトなどのアパタイトや、リン酸三カル
シウム、リン酸八カルシウムなどが好適に用いられる。
二酸化チタン超微粒子としては、１ｎｍ〜１００ｎｍの
粒径のものが好適に用いられる。また、二酸化チタンゾ
ルとしては、超微粒子（粒子径１ｎｍ〜１００ｎｍ）の
二酸化チタンを水やアルコール等の溶液又は溶剤に分散
し、懸濁して作った水酸化チタニアゾルが使用される。
二酸化チタンとしては、アナターゼ型二酸化チタン、ル
チル型二酸化チタンが使用される。この場合、二酸化チ
タンゾルに増粘剤として無機層状化合物を混入すること
ができる。当該無機層状化合物としては、例えば、ベン
トナイト、スメクタイト、モンモリロナイト、酸性白
土、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、ヘフトライト等
を使用することができる。

【０００７】リン酸カルシウムを二酸化チタン超微粒子
にコーティングする方法は、例えば、Ｃａ、Ｐ、Ｎａ、
Ｋ、Ｃｌ、Ｍｇ等のイオンを含む疑似体液に二酸化チタ
ン超微粒子を浸漬して、その表面にリン酸カルシウムを
析出することによって行われるが、この場合、特に、体
温近く又は１００℃以下で温度が高い程リン酸カルシウ
ムが出来やすい。リン酸カルシウムをコーティングした
二酸化チタン超微粒子の二酸化チタンゾルへの配合量は
３．０００重量％以下であり、特に好ましくは０．１〜
０．３重量％である。二酸化チタンの二酸化チタンゾル
への配合量は、０．９９９重量％以下であり、特に好ま
しくは０．０３〜０．０９重量％である。また、上記組
成のホームブリーチング用漂白剤に酸素を溶存させるこ
とができるが、これにより、可視光線を照射したときに
酸化力の強いフリーラジカルを効率よく生成させること
ができる。この場合、溶存酸素濃度は飽和に近い高濃度
の方が望ましい。本発明のホームブリーチング用漂白剤
へ酸素を溶存させる方法としては、漂白剤に純酸素ガス
をバブリングする方法など適宜の方法が使用できる。本
発明のホームブリーチング用漂白剤の形態は、好適に
は、多粘性溶液又はペースト状の溶剤からなるが、漂白
剤の形態は、特に限定されるものではない。

【０００８】本発明では、上記先願の「二酸化チタン光
触媒による変色歯牙漂白法」の主成分である過酸化水素
を排除して、二酸化チタン超微粒子にリン酸カルシウム
をコーティングした二酸化チタン超微粒子を主成分とし
て使用している。このリン酸カルシウムの微細構造は、
平坦な平面ではなく、バラの花弁状で多孔質の突起を有
しており、変色歯牙の表層に沈着した色素を吸着する面
積は平坦な平面のものの場合に比較して数１０倍であ
る。

【０００９】また、中核となる二酸化チタン超微粒子の
表面は画一的にリン酸カルシウムでコーティングされて
いるのではなく、多数の露出面があり、この部分が光触
媒反応によりエナメル質と色素成分（有機質）との結合
部を分解し、色素成分（有機質）がエナメル質の表層か
ら剥離、分離するのを促進する。上記先願の「二酸化チ
タン光触媒による変色歯牙漂白法」の主成分である二酸
化チタン粉末を二酸化チタンゾルに変えることにより、
分散性に優れた一層微細な粒子径が得られ、これによ
り、当該微粒子を歯牙の表面に均一に付着することが可
能となり、可視光線による光触媒反応の有効性は増大
し、色素成分（有機質）がエナメル質の表層より剥離、
分離する作用を相乗的に促進することが可能となる。

【００１０】本発明では、上記ホームブリーチング用漂
白剤に、可視光線照射器と、必要により、適宜の処置手
段とを組み合わせてホームブリーチング用漂白剤キット
とすることができる。上記処置手段は、ホームブリーチ
ング処置に必要とされる適宜の用品、器具等を意味す
る。即ち、本発明では、光触媒反応を生じさせる可視光
線照射器として、好適にはＬＥＤを光源とする照射器が
使用される。この可視光ＬＥＤランプは、分光特性は４
００ｎｍから４６０ｎｍを示し、青の可視光であっても
二酸化チタンの光触媒作用は機能し、安全性、耐久性、
操作性に優れているので、他の発光源に比し、一般家庭
で使用する上で最も適しているといえる。

【００１１】

【作用】本発明のホームブリーチング用漂白剤の主成分
であるリン酸カルシウムをコーティングした二酸化チタ
ン超微粒子は、突起状の微細構造を有しており、エナメ
ル質のアパタイト結晶を被覆している有機物と化学結合
した外来色素有機物やエナメル質の表層に物理的に結合
した外来色素有機物を選択的に吸着する性質を有してい
る。溶剤中に含まれるアナターゼ型二酸化チタンとリン
酸カルシウムにコーティングされた中核部のアナターゼ
型二酸化チタンが可視光線の照射を受けたときに生じる
フリーラジカルは、前述の化学結合した部分に存在する
低分子有機質層に作用し、外来色素有機物を剥離、分離
させ、遊離した当該有機質は突起状構造を有す溶剤中の
リン酸カルシウムにより吸着、除去される。そして、剥
離、分離された有機質の一部は光触媒作用により分解さ
れる。

【００１２】一方、前述の物理的に結合した外来色素有
機物は溶剤中に含まれる突起状リン酸カルシウムの吸着
作用によりエナメル質から剥離、分離され、吸着、除去
され、一部は光触媒反応により分解される。二酸化チタ
ンゾル中のアナターゼ型二酸化チタンの粒子径は１〜１
０ｎｍ位が好ましく反応が起きやすい。この超微粒子が
均一にエナメル質の表面に分散付着することにより４０
０〜４６０ｎｍの可視光線での光触媒反応が可能とな
る。突起状の微細構造を有するリン酸カルシウム結晶に
よる選択的な有機質の吸着作用と光触媒作用が各々重な
り合い、相乗効果を生じ、これにより歯牙の漂白がなさ
れる。このように、本発明の漂白剤は、歯牙の表層に沈
着した色素成分（有機質）とエナメル質との結合した部
分に作用して、二酸化チタンによる光触媒反応の作用に
より、色素成分（有機質）を剥離、分離させ、次いで、
リン酸カルシウムがこれを吸着、除去して漂白する作用
を有する。

【００１３】

【実施例】次に、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、以下の実施例は本発明の好適な一例を示すも
のであり、本発明は当該実施例によって何ら限定される
ものではない。実施例１（１）漂白剤の作製二酸化チタン超微粒子（４〜６ｎｍ）を水に溶かし、ア
ナターゼ型二酸化チタンゾルを作製した。アナターゼ型
二酸化チタンゾル中にリン酸カルシウムをコーティング
した二酸化チタン（粒子径３０〜５０ｎｍ）粉末を混入
した後、増粘剤の無機層状化合物としてケイ酸マグネシ
ウムアルミニウム：〔Ｓｉ₈ （Ｍｇ_5.34，Ｌｉ_0.66）Ｏ
₂₀ （ＯＨ）₄ 〕Ｎａ_0.66・ｎＨ₂₀を攪拌しながら混入
し、溶剤を作製した。以下に、その成分比を示す。精製水９９．６７重量％リン酸カルシウムをコーティングした二酸化チタン０．１重量％二酸化チタン０．０３重量％無機層状化合物（ケイ酸マグネシウムアルミニウム）０．２重量％

【００１４】（２）ＬＥＤランプ光源の照射器可視光照射器として、可視光ＬＥＤランプを用いた。こ
の照射器の分光特性は、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍで
あり、波長のピークは４６０ｎｍであった。

【００１５】（３）ホームブリーチング方法１）変色歯に対して通常の歯ミガキ処置を施し、レトラ
クターで口角の視野を拡大し、唇の内側と歯肉の間にロ
ール綿を挿入し、操作の簡易性を求めた。２）家庭用ドライヤーで変色歯の表面を乾燥させた。所
要時間は３０〜６０秒で終了した。３）変色歯の表面に上記（１）の漂白剤を約１ｍｍの厚
さに塗布し、上記（２）の可視光ＬＥＤランプを用いて
光を照射した。この際、歯の表面と照射器の距離は約１
ｃｍが望ましい。照射時間は５〜１０分とした。４）上記１）〜３）の作業を変色の程度に応じて繰り返
した。この作業は１日で終了しないで、必要により、数
日継続してもよい。

【００１６】（４）結果歯牙の色度を歯科用シェイドガイドを判定基準として測
定し、判定した。色調によりＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと分類し、
各々色度の濃い順にＡ−４、Ａ−３、Ａ−２、Ａ−１と
４段階に分類した。Ａ−１で漂白完了とした。その結果
を表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】上記所要時間は、照射の累計時間であり、
１日の所要時間ではない。表１に示されるように、本発
明の漂白剤は、変色歯牙の漂白に著効を奏することが分
かる。ホームブリーチングでは、毎日又は隔日に３０〜
６０分照射を施し、求める色度に至った時点で終了す
る。また、後もどり対策として、漂白完了後も２５日〜
６ヶ月に１度程度上記ホームブリーチング方法を実施す
ればメンテナンス効果が得られる。尚、上記（２）の可
視光ＬＥＤランプを用いると１度に３〜４本の歯牙を同
時に照射することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明は、リン酸
カルシウムをコーティングした二酸化チタン超微粒子を
二酸化チタンゾルに混入してなる、歯牙の変色要因であ
る有機成分を吸着、除去する作用を有するホームブリー
チング用漂白剤に係るものであり、本発明により、１）
安全性、操作の簡易性に優れた新しいホームブリーチン
グシステムを提供することができる、２）また、専門医
によって行われる各種オフィスブリーチングも、後もど
り対策に苦慮している現状であるが、本発明の漂白剤
は、それを解決する方法としても好適に使用することが
できる、３）多数の突起を有するリン酸カルシウムが外
来色素有機物を選択的に吸着する作用と、アナターゼ型
二酸化チタンが可視光線を受けて発生する光触媒作用が
相乗的に作用して効率よく歯牙を漂白することを可能と
する、４）エナメル質の表層に存在する有機質の低分子
層の分解による化学反応と、溶剤中のアパタイト結晶に
よる有機質を吸着する物理的反応が相乗的に作用して、
効率よく変色歯牙を漂白することができる、等の格別の
効果を奏する。

フロントページの続き (72)発明者垰田博史愛知県名古屋市名東区平和が丘１丁目70 番地猪子石住宅４棟301号 (72)発明者野浪亨愛知県名古屋市千種区希望ケ丘３丁目９番６号 (72)発明者石橋卓郎長崎県下県郡厳原町大字小浦157−７ (72)発明者石橋浩造長崎県下県郡厳原町大字小浦157−７ (56)参考文献特開平11−92351（ＪＰ，Ａ) 特開平11−116421（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−83610（ＪＰ，Ａ) 特表平９−507481（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61K 7/00 - 7/50 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】リン酸カルシウムをコーティングした二
酸化チタン超微粒子を二酸化チタンゾルに混入してな
る、歯牙の変色要因である有機成分を吸着、除去する作
用を有するホームブリーチング用漂白剤。
【請求項２】二酸化チタン超微粒子を水に分散して作
った水酸化チタニアゾルにリン酸カルシウムをコーティ
ングした二酸化チタン超微粒子を混入する請求項１記載
のホームブリーチング用漂白剤。
【請求項３】二酸化チタンゾルに無機層状化合物を混
入する請求項１又は２記載のホームブリーチング用漂白
剤。
【請求項４】二酸化チタンの含有量が０．９９９重量
％以下である請求項１から３のいずれか１項に記載のホ
ームブリーチング用漂白剤。
【請求項５】ホームブリーチング用漂白剤が酸素を溶
存している請求項１から４のいずれか１項に記載のホー
ムブリーチング用漂白剤。
【請求項６】請求項１から５のいずれか１項に記載の
ホームブリーチング用漂白剤と光触媒反応を生じさせる
光源と、必要により、適宜の処置手段とを組み合わせて
なるホームブリーチング用漂白剤キット。
【請求項７】光触媒反応を生じさせる光源として、可
視光ＬＥＤランプ、可視光半導体レーザー照射器等の可
視光照射器を用いる請求項６に記載のホームブリーチン
グ用漂白剤キット。