JP7546615B2 - 歯の再石灰化のための組成物 - Google Patents

Description

本発明は、歯の再石灰化のための組成物及びその使用に関する。当該組成物は、リン酸カルシウム（ＣａＰ）ガラス及び水性シリカゾルを含んでなる。

リン酸カルシウムは、骨格における最も有用な材料の一つである。即ち、歯及び骨の主たる構成要素であり、硬さと安定性を提供している。歯における再石灰化（無機物の再取り込み）は、従って、その硬さと虫歯に対する抵抗性を高める。

歯の再石灰化のための組成物は先行技術に多数知られている。

例えばWO 2010/041073 A1は、口腔内での使用のためのフィルムを記載しており、当該フィルムは次のもの即ち、水溶性ポリマーフィルム形成材、生物活性ガラスを含んでなり、当該フィルムは口腔内において、フィルムの分解前又は実質的な分解前に少なくとも１本の歯に最長６０分間接着する能力を有し、且つその歯を再石灰化させる能力を有する。当該フィルムは、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、及びカルボキシメチルセルロースから選ばれる水溶性ポリマー性のフィルム形成材と、二酸化ケイ素、酸化ナトリウム、酸化カルシウム、及び酸化リンを含んでなるものである生物活性ガラスと、を含んでなる。

EP 1343450は、再石灰化による歯の局所治療のための歯科用接着性フィルムに関するものである。このフィルムは、歯に接着し水に溶解性又は膨潤性である担体材料と、当該材料中に蓄えられた活性成分からなる。当該フィルム中の活性成分の一つは、リン酸塩、フッ化物、フッ化物、フルオロリン酸塩、及びそれらの混合物より選ばれる細かく粉砕された水に低溶解性のカルシウム塩であり、好ましくは、１０～３００ｎｍの平均粒径を有するヒドロキシアパタイト及び／又はフルオロアパタイトである。更に、当該担体材料は、好ましくはタンパク質成分を、好ましくは水に低溶解性のカルシウム塩とタンパク質成分とタンパク質成分とからなる複合材料の形で、含んでなる。

EP 1811942は、酸性官能基を有するエチレン性不飽和化合物と、酸性官能基を有しないエチレン性不飽和化合物と、カルシウム及びリンを遊離するガラスとを含んでなる歯科用組成物を記載しており、当該酸性官能基は好ましくはリン酸官能基である。

WO 2019/068596は、ポア体積が０．１ｍｌ／ｇ未満の球状で無水の非晶質シリカゲル粒子と口内に適した担体とを含んでなる歯の清掃用組成物に関するものである。

WO 2019/034348は、生物活性ガラス、水に溶解性及び／又は低溶解性のカルシウム源、リン酸塩源、及び生理学的に許容し得る担体を含んでなる口腔ケア組成物を記載しており、そこにおいて当該生物活性ガラス及び迅速溶解性及び／又は水溶性のカルシウム源は、重量比（ａ：ｂ）が１：３～２０：１で存在しており、カルシウム源は塩化カルシウム、硝酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、グリセロリン酸カルシウム又はそれらの混合物である。

本発明の目的は、歯の象牙質表面を完全に保護し象牙質表面の凸凹や欠損を有意に最小化する組成物を提供することである。

本発明は歯を再石灰化するための組成物に関するものであり、
ａ）リン酸カルシウム（ＣａＰ）ガラス、及び
ｂ）水性シリカゾル、
を含んでなるか又はそれらよりなる。

本発明の組成物は、好ましくは、ガラス成分としてのＳｉＯ_２を含有しない。

上記のように、歯の再石灰化のための本発明の組成物は、次のものを含んでなる：
ａ）リン酸カルシウム（ＣａＰ）ガラス、及びｂ）水性シリカゾル。

一実施例において、本組成物はこれら２種の成分のみからなる。

本発明の組成物は、歯の石灰化での使用に役立つ。本組成物は、器具（綿棒、ブラシ、空気流）を用いて歯肉ポケット内の歯頚部に塗られる。この場合、ゲル層（ＳｉＯ_２）が形成され、これは超微細ガラス粒子（リン酸カルシウムガラス）を含んでいる。このゲル層は硬化して、最初に歯頚部の露出した象牙細管の表面密封を提供する。

その後の何日かにおいて、このリン酸カルシウムガラスは口腔内環境において且つ自身のイオン成分に起因して分解され、開放した象牙細管内で再石灰化を伴ってヒドロキシアパタイト即ちリン酸カルシウムが形成される。その結果、これらの細管は永久的に密封される。

その結果、熱さ／冷たさ及び／又は甘さ／酸っぱさに対する歯の感受性が低下し、また歯周病が止められる。更には口腔粘膜の歯肉ポケットを落ち着かせ、最善の場合には歯周病によって障害された歯肉ポケットの再生も起こる。

ここに使用されるシリカゾルは、好ましくは、ポリケイ酸の実質的に球状の分子でできた水性コロイド性分散体であり、質量で１０％～最高９０％、好ましくは質量で１５％～５０％の二酸化ケイ素を含有する（残部りは水である）。本発明において使用される水性シリカゾルの一例は、KOSTROSOL（登録商標）の名称で市販されている製品であり、Chemiewerk Bad Kostritz GmbHにより製造されている。この製品は、化学的には水性コロイド性弱アルカリ性シリカ分散体と定義できる。この組成物の成分は、次の通りである。

このＣａＰガラスは、好ましくは粉砕され篩にかけられ、１００μｍ未満の粒子径を有する。好ましい一具体例においてＣａＰガラスの粒子径はＤ_５０が３５μｍ未満、好ましくは２０μｍ未満又は１０μｍ未満及び／又はＤ_９０が９０μｍ未満、好ましくは２０μｍ未満である。、

粒子径は、好ましくは篩法（例えば篩タワー）により決定され、粒子径分布は質量に基づく。このことは、例えばＤ_５０＝１０μｍの場合、与えられたサンプル中の粒子の５０％質量画分が１０μｍ未満の粒子径を有し、そして粒子の５０％質量画分が１０μｍ超の粒子径を有することを意味する。同様にして、Ｄ_９０＝２０μｍの場合は、与えられたサンプル中の粒子の２０μｍ未満の粒子径を有する粒子の質量画分が９０％であり、９０μｍ超の粒子径を有する粒子の質量画分は１０％であることを意味する。

篩法は、例えばドイツ標準DIN 66165に記載されている。この標準は、２つの部分からなる。DIN 66165-1は原理を記載し、DIN 66165-2は、篩法の手順を記載している。

本発明の組成物は更に、好ましくは完全に脱塩された水及び／又は希塩酸を追加で含んでなる。この完全に脱塩された水は、好ましくは滅菌のために沸騰される。この場合、本発明の組成物の好ましい組成は、リン酸カルシウム（CaP）ガラス、水性シリカゾル、完全脱塩水、及び希塩酸（ｐＨ調整用）である。この希塩酸は、好ましくは、100ｇの完全脱塩水あたり３５％塩酸の1.62ｇにより調製してよい。本組成物の好ましいｐＨは、ｐＨ約6.6～6.7である。

別の一具体例において、本発明の組成物は、更にグルコン酸クロルヘキシジン及び／又は希塩酸を含んでなる。

グルコン酸クロルヘキシジンは一般に、例えば、軽い火傷の場合のような、更にはまた歯肉炎その他の口腔内や喉の炎症性疾患のような、小さな傷や障害及び感染性疾患の予防及び治療に使用されている。実際の活性成分はクロルヘキシジンであり、これは消毒剤のグループの活性な防腐剤の一つであり、炎症疾患の予防及び治療用や口腔衛生用に用いられている。この塩素化ビグアニド誘導体は、特に細菌に対して活性である。その効果は、細胞膜の機能の破壊による。

グルコン酸クロルヘキシジンは、薬剤学的に慣用されている量（0.1～0.2％ w/w）で本組成物に添加される。

本発明において用いられるリン酸カルシウム（ＣａＰ）ガラスは、好ましくは略等モル量のＣａＣＯ_３とＰ_２Ｏ_５から製造される。本発明のリン酸カルシウムガラスの正確な製造例は下記の実施例に見いだされる。

本発明の好ましい一具体例において、歯の再石灰化のための本発明の組成物は、次の成分を含んでなる：ＳｉＯ₂、水及びＣａＰガラス成分の合計量ベースで、ＳｉＯ_２ゾル約26～27％ w/w、水約53～54％ w/w、ＣａＰガラス成分約19～21％ w/w。

替わりとして、歯の再石灰化のための本発明の組成物は、次の成分を含んでなる：ＳｉＯ_２、水及びＣａＰガラス成分の合計量ベースで、ＳｉＯ_２ゾル約30～35％ w/w、水約60～70％ w/w、及びＣａＰガラス約2～3％ w/w。

加えて、ｐＨ調整のための少量の希塩酸及び／又はグルコン酸クロルヘキシジンを所望により含む。

本発明の組成物のｐＨは、好ましくはｐＨ6.6～6.7である。

本組成物は、例えば、乾燥物中、次の割合で各成分を含んでなる：
・乾燥物中のＣａの質量画分：20.4質量％
・乾燥物中のＰの質量画分：31.2質量％
・液体成分（Kostrosol）中のSiの質量画分： 4.67質量％
・混合物全体中のSiの質量画分：4.55質量％

本発明の更なる点に従って、上に概要を示した組成物は、歯を再石灰化するために使用される。既に上に概要を示したように、本組成物は、歯肉ポケット中の歯頚部に器具で塗られる。この場合、ゲル層（ＳｉＯ_２）が形成され、これは超微細ガラス粒子（リン酸ガラス）を含んでなる。このゲル層は硬化し、最初に歯頚部における露出された象牙細管の表面密封を提供する。その後何日かにおいて、このリン酸カルシウムガラスは口腔内環境中で分解され、ヒドロキシアパタイト即ちリン酸カルシウムがそのイオン成分から形成され、開放した象牙細管内で再石灰化する。

（左）炉の充填；右）炉のプログラミング 処置された象牙質表面の０日、１日、７日及び14日後の走査型電子顕微鏡（SEM）画像（倍率2500） 本発明の組成物による処置の前（０日）及び後（14日）の縦の象牙細管を有する象牙質表面 未処置の（０日）及び処置された（14日）象牙質表面のトポグラフィックSEM画像 本発明の組成物により処置されてから14日後の象牙質表面の象牙細管を通る断面。

１．リン酸カルシウムガラスの製造
１．１ 素材ガラス混合物の製造
リン酸カルシウムガラスからなる坩堝仕込み物の製造には101.09ｇのＣａＣＯ_３（1.00モル）及び141.94ｇのＰ_２Ｏ_５（1.00モル）が必要である。

25.27ｇのＣａＣＯ_３（0.250モル)を秤取しメノウの乳鉢に入れる。次いでセラミックのスパーテルを用いて、35.48ｇのＰ_２Ｏ_５（0.250モル；注：非常に吸湿性）を手早く秤取してメノウの乳鉢内のＣａＣＯ_３に加える。

混合物を２分間念入りに粉砕する。次いで混合物は５分間放置しなければならず、次いで再度２分間粉砕する。

次いで混合物を酸化アルミニウム製乳鉢に入れ、そして更なる部分を、25.27ｇのＣａＣＯ_３と35.48ｇのＰ_２Ｏ_５とから上記と同様にして調製し、これを繰り返す。メノウ乳鉢の容量のため、効果的な混合を行う上で、より多い量を一度に粉砕してはならない。

１．２ 焼成炉の準備（ガラス溶融）
図１に示したように炉に入れる。炉を閉じ、０℃～1050℃：300Ｋ／ｈの加熱速度の燒結プログラムを選択する。
図１を参照のこと：左）炉への充填；右）炉のプログラミング。

１．３ ガラス投入
耐熱性バケツに冷えた水道水（完全脱塩水ではない。ガラスからの浸出を防止するため！）を入れて準備しなければならない。

トングで坩堝を掴み（確実な把握を確認）、バケツの少し上へと移動させ（跳ねを避ける）、ガラス融液を冷水に注ぐ。この操作は安全に、しかしバケツ内でガラス融液が冷えるのを防ぐよう素早く行わなければならない。

その後、坩堝は炉内のセラミック製ハウジング中に戻し、炉を密閉し、放冷させる。

固化したガラスはできるだけ早く水から取り出して乾燥キャビネット内で40℃で16時間乾燥させなければならない。その後、ガラスは粉砕することができる。

１．４ ガラス粉砕
固化したガラスは、粗く粉砕し次いで２つの酸化アルミニウム製粉砕カップに入れるべきである。酸化アルミニウム製粉砕ビーズ（３個の中型ビーズ 直径＝1.5ｃｍ、４個の小型ビーズ 直径１ｃｍ）を加え、遊星ボールミル中２００rpmにてガラスを４時間粉砕する。比較的大きな粒子が残っていないことを確認するために（ガラスの破片や比較的に大きな粒が残っているかもしれない！）、粉砕されたガラスを篩タワー中で篩（200μｍ）にかける。平均粒子径の決定のため、サンプルを採りレーザー粒度計による測定に付す（Ｄ_５０ ２５μｍ未満）。

２．成分混合物の調製
２．１ 化学物質
・Kostrosol（登録商標）0830（水性シリカゾル、Kostrosol830データシートを参照）
・完全脱塩水（ＦＤ水）、滅菌のため煮沸
・希塩酸（３５％塩酸の1.62ｇを100ｇのＦＤ水に）
・リン酸カルシウムガラス（粉砕及び篩過；粒子径１００μｍ未満、セクション１を参照）
・２０％グルコン酸クロルヘキシジン（任意）

２．２ 装置
・Sartorius CP234S分析天秤
・Brand トランスファーペッテＳ（容量500～5000μｌ）
・BrandトランスファーペッテＳ（容量100～１０００μｌ）
・Portamess 911 ｐＨメーター（Knick社より）
・150ｍlビーカー（液体成分の調製用）
・１個の圧延縁ガラス容器（リン酸カルシウムガラスの秤取用）
・12個の塗布単位用圧延縁ガラス容器（50ｍｍ×20ｍｍ、容量15ｍl）
・12個の密着する蓋
・12個のマグネティックスターラーロッド（10×6ｍｍ）
・マルチポイントスターラー（VarioMag社より）

ビーカー、圧延縁ガラス容器及びマグネティックスターラーロッドは、完全脱塩水（ＦＤ水）中で煮沸することにより滅菌する。蓋は、Bacillol（登録商標）（２－プロパノール、１－プロパノール及びエタノールに基づく消毒剤）で消毒する。

２．３ 液体成分の調製
26.8ｇのKöstrosol（登録商標）及び53.2ｇの煮沸水を秤取する。次いでこれら２つの成分を合わせ、約15分間撹拌する。

２．４ 懸濁液の調製
各塗布単位につき、５ｇの液体成分を用いる。秤量は、Sartorius CP324S分析天秤上で行う。各場合に、4710μｌの液体成分（密度：1.06ｇ／ｍｌ）を、Brand トランスファーペッテＳ（容量500～5000μｌ）を用いて、12個の圧延縁ガラス容器へとピペッティングする。続いて、各場合に、0.125ｇの固体成分（リン酸カルシウムガラス）をSartorius CP324S分析天秤上で小型の圧延縁ガラス容器に秤取し、そして液体成分を含んだ上記12個の圧延縁ガラス容器に移す。
液体成分と固体成分とを合わせることにより懸濁液を形成する。圧延縁ガラス容器は関連した蓋で密封する。続いて、サンプルをマルチポイントスターラー（VarioMaq社より）上で700～750rpmにて約１時間撹拌する。

２．５ ｐＨ測定及びＨＣｌ添加
１時間の撹拌時間後、各場合に、Brand トランスファーペッテＳ（容量100～1000μl）を用いて300μｌの希塩酸を加える。次いでこれら12個の圧延縁ガラス容器を再び密封する。これらのサンプルを終夜撹拌する。

２．６ グルコン酸クロルヘキシジン（20％）の添加
最後に、グルコン酸クロルヘキシジン（20％）を添加する。グルコン酸クロルヘキシジンは、Sartorius CP324S分析天秤上で秤取する。各場合において、50μｌのグルコン酸クロルヘキシジン（20％）をBrand トランスファーペッテＳ（容量100～1000μl）を用いて上記12個のサンプル中に移す。個々の測定量を記録する。グルコン酸クロルヘキシジンの添加に続いて、サンプルを再び密封し、なお５分更に撹拌する。ふわふわした析出物が形成される。長く（約２時間）放置するときサンプルは固体となる。

３．in vitro実験における象牙細管の密封
３．１ サンプル調製
歯のサンプルを象牙細管に達するまで横断方向に研磨した。清浄化し乾燥させたサンプルに、綿棒を用いて再石灰化懸濁液を塗った。懸濁液は歯（象牙質）に対し10分間作用した。続いてサンプルを生理食塩水（媒質は毎日交換）中に所定の期間（０日、１日、７日、１４日）貯蔵した。この設定は、口腔内の環境を模擬するように働いた。各観察時点において、サンプルを取り出し、乾燥させ、走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）により分析した。

３．２ 実験結果
図２のＳＥＭ画像は、処置した象牙質の各観察時点（０日、１日、７日、１４日）における表面を示す。
図２を参照のこと：処置した象牙質の０日、１日、７日、１４日後のＳＥＭ画像（倍率2500）

０日においては、単に粗くされたエナメルが存在する。その後、使用例に示した生物活性ガラスに基づく再石灰化ペーストが塗られる。１日後、連続層が依然観察できる。７日後、コーティングは分解し始め、カルシウムイオン及びリン酸イオンの放出が始まる。これらのイオンは、再石灰化してリン酸カルシウムを形成し、カルシウムとリン酸塩からなる製品の溶解度を超えて、コーティングの下の象牙細管をシールする

コーティングの完全分解に続き、２つの効果が観察できる（図３，４）

図３は、本発明の組成物による処置の前（０日）及び後（１４日）における縦の象牙細管を有する象牙質表面を示す。図３において、未処置の表面と比べて、象牙細管が完全に閉ざされていることが明らかである。

図４において、処置により象牙質表面の凸凹及び欠損が有意に最小限化されていることが明らかである。図４は、未処置の（０日）及び処置された（１４日）象牙質表面のトポグラフィックＳＥＭ画像を示す。

象牙細管に対し横断する切断面を調製したとき（図５）、生物活性ガラスに基づく再石灰化ペーストによる処置の結果細管がシールされていることが明らかである。

Claims (9)

1. 歯の再石灰化のための組成物であって、
   ａ）リン酸カルシウム（ＣａＰ）ガラス、及び
   ｂ）水性シリカゾル
   を含んでなる、組成物。
2. ＣａＰガラスが粉砕され且つ篩過されたものであり、粒子径が１００μｍ未満である、請求項１の組成物。
3. ＣａＰガラスの粒子径が、３５μｍ未満のＤ_５０及び／又は９０μｍ未満のＤ_９０を有するものである、請求項２の組成物。
4. 完全脱塩水及び希塩酸を更に含んでなるものである、請求項１～３の何れかの組成物。
5. グルコン酸クロルヘキシジン及び／又は希塩酸を更に含んでなる、請求項１～４の何れかの組成物。
6. リン酸カルシウムガラスが等モル量のＣａＣＯ_３とＰ_２Ｏ_５から製造されるものである、請求項１～５の何れかの組成物。
7. ３０～３５％ｗ／ｗのＳｉＯ_２ゾル、及び２～３％ｗ／ｗのＣａＰガラスを、ＳｉＯ_２ゾル、水及びＣａＰガラスの合計量ベースで含んでなる、請求項１～６の何れかの組成物。
8. 該シリカゾルが、ポリケイ酸の球状の分子でできた水性コロイド性分散体であり、質量で１０～９０％の二酸化ケイ素を含有し、残部が水である、請求項１～７の何れかの組成物。
9. 歯の再石灰化のための請求項１～８の何れかの組成物の使用。

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