JP5653552B1 - イオン徐放性バーニッシュ組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
具体的にはイオン徐放性ガラス (a)、フィルム成分(b)及び有機溶媒(c)を含む歯科用バーニッシュ組成物である。
また前記歯科用バーニッシュ組成物にフッ化物塩(d)を含むことを特徴とする歯科用バーニッシュ組成物でもよく、更に、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イオン徐放性ガラスであることを特徴とする請求項1に記載の歯科用バーニッシュ組成物であることが好ましい。
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イオン徐放性ガラスであることが好ましい。
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のイオンを徐放するイオン徐放性ガラスであることが好ましい。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。
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ため、これらのイオンによる酸中和効果が発現し、口腔内環境が酸性に傾いた場合、中性へと移行させることができ、齲蝕の抑制効果及び酸緩衝能効果が期待される。
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、ホウ酸イオンの抗菌、静菌効果により細菌の増殖を抑制することができ、口臭の予防、歯周病の予防等に効果的である。
を含むことを特徴とする。
本発明の歯科用バーニッシュ組成物に用いることができるイオン徐放性ガラスとは以下のように定義できる。
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。
本発明の歯科用バーニッシュ組成物におけるフッ化物塩(d) の含有量は特に制限はなく、任意の範囲から選択することができるが、好ましくは1〜10質量%の範囲であり、より好ましくは3〜8質量%の範囲である。
フッ化物塩(d)の含有量が1質量%未満の場合は溶出するフッ化物イオンの量が少なく、含有させる効果が認められない。一方、10質量%を越える場合はフッ化物塩の物理的な溶解によって歯質上に形成した膜が脆くなって滞留性に問題が生じる。
さらに本発明の歯科用バーニッシュには甘味料を配合することもできる。甘味料としては特に非齲蝕性甘味料である人工甘味料が好ましい。非齲蝕性甘味料である人工甘味料は口腔内において細菌により代謝されることがなく、酸の産生がほとんどないため、口腔内のpH低下を引き起こす原因にならない。人工甘味料の具体例を例示するとキシリトール、マルチトール、アスパルテーム、ソルビトール、サッカリンナトリウム、スクラロース、還元パラチノース、パラチノース、マンニトール、エリスリトール、シクロデキストリン等が挙げられる。これらの甘味料は単独だけでなく、複数を組み合わせて用いることもできる。
[各種フィラーから徐放されるイオンに基因した元素量の測定]
蒸留水100gに対してフィラーを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、50(フッ素の500)ppm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0.1、1、10、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。
ガラス板(18mm×18mm)に直径4mmの孔を有するマスキングテープ(厚さ50μm)を貼付け、直径4mmの孔に歯科用バーニッシュ組成物を塗布し、厚さが約50μmになるよう摺り切りを行った。このガラス板試験体1を5mLの蒸留水中に浸漬し、1時間ごとにガラス板試験体1を取り出し、新たな蒸留水5mLに再び浸漬させた。この操作を合計3回、つまり0〜1時間、1〜2時間、2〜3時間における歯科用バーニッシュ組成物から蒸留水中に放出したイオンを含む3種類の溶液を得た。それらの溶液を用いて前述の測定方法と同様に溶液中の各イオンに基因した元素量を測定した。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。
ガラス板(18mm×18mm)に直径10mmの孔を有するマスキングテープ(厚さ50μm)を貼付け、直径10mmの孔に歯科用バーニッシュ組成物を塗布し、厚さが約50μmになるよう摺り切りを行った。このガラス板試験体2を5mLの乳酸水溶液(pH4.0に調整)中に浸漬し、6時間及び24時間経過後の乳酸水溶液のpHをpHメーター(D-51:堀場製作所)を用いて測定した。
屠殺後、抜去した牛歯下顎永久歯中切歯の歯根部を除去し、歯冠部の切断を行って牛歯細片を作製し、その牛歯細片をエポキシ樹脂にて包埋を行った。その包埋牛歯を注水下、#600番の耐水研磨紙にてエナメル質を露出させて水洗・乾燥させた。この牛エナメル質面に対してバーニッシュ組成物を塗布し、30分間37℃/湿度80%でインキュベートした。その後、この試験体を5℃−60℃の熱サイクル(各1分間浸漬)に1000回かけた後の牛エナメル質表面におけるバーニッシュの滞留性を評価した。
滞留性評価に関しては牛エナメル質へのバーニッシュ保持率が○:8割以上、△:3割以上8割未満、×:残存が3割未満を評価基準とした。
実施例及び比較例の口臭の抑制効果を評価するために5名を対象に以下の試験を実施した。20歳以上の智歯を除く全28本の歯牙が健全である被験者の歯面(咬合面、頬側面及び舌側面)に対してバーニッシュ組成物を塗布し、2時間経過した後の口臭を、塗布する前の口臭と比較することにより評価を行った。口臭の比較には呼気中の硫化水素、メチルメルカプタン、ジメチルサルファイド等に由来する口腔内の硫黄化合物濃度(VSC値)の測定(XP-Breath-Tron:新コスモス電機)を行い、塗布前の呼気中のVSC(1)値と塗布後2時間経過した後の呼気中のVSC(2)値を比較した。評価の結果、口臭低減率(%)=(1−VSC(2)/VSC(1))×100を算出し、5名の平均値を表2及び3に記載した。
フィルム成分
ロジンA:パインクリスタル(水素添加型ロジン:荒川化学工業)
ロジンB:白菊ロジン(ロジン:荒川化学工業)
オリゴマーA:UN−9200A(分子量:15000、ウレタンメタクリレートオリゴマー、根上工業)
オリゴマーB:UN−3320HA(分子量:1500、ウレタンメタクリレートオリゴマー、根上工業)
有機溶媒
EtOH:HPLC用エタノール(ナカライテスク社)
アセトン:HPLC用アセトン(ナカライテスク社)
粘度調製材
PVP:ポリビニルピロリドン(分子量630000、東京化成工業)
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イオン徐放性ガラスを得た。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。
SOC5:シリカフィラー(SO−C5、平均粒径=1.6μm:アドマテックス社)
NaF:フッ化ナトリウム粉末(ナカライテスク社)
上記のフィラー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。
特に、イオン徐放性ガラス (a)の組成範囲がSiO2 15〜35質量%、Al2O3 15〜30質量%、B2O3 5〜20質量%、SrO20〜45質量%、F 5〜15質量%、Na2O 0〜10質量%であって、粒子径(50%)は0.01〜100μmの範囲であり、シラン化合物によりイオン徐放性ガラス表面を被覆した後に、酸性ポリマーにより表面処理された実施例1〜4について、他のイオン徐倣性ガラス(比較例5、6)に比べ、顕著の口臭低減率が向上した。
Claims (1)
- イオン徐放性ガラス (a)、フィルム成分(b)及び有機溶媒(c)を含む歯科用バーニッシュ組成物であって、
イオン徐放性ガラス (a)の組成範囲は
SiO2 15〜35質量%、
Al2O3 15〜30質量%、
B2O3 5〜20質量%、
SrO 20〜45質量%、
F 5〜15質量%、
Na2O 0〜10質量%であり、粒子径(50%)は0.01〜100μmの範囲であり、シラン化合物によりイオン徐放性ガラス表面を被覆した後に、酸性ポリマーにより表面処理されており、
フィルム成分(b)がロジンまたは分子量1000〜20000の高分子量有機化合物からなり、
有機溶媒(c)がメタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロピルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メタクリル酸メチルであることを特徴とする歯科用バーニッシュ組成物。
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