KR100494627B1 - 미백치약 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미백치약 조성물에 관한 것으로, 특히 수용성 피로인산염, 및 울트라 메타인산염을 포함하여 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 치아 변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과가 우수한 미백치약 조성물에 관한 것이다.

Description

미백치약 조성물 {WHITENING TOOTHPASTE COMPOSITION}

본 발명은 미백치약 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 양이온 금속 양이온의 킬레이팅(chelating) 작용에 의해 치아 변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과가 우수한 미백치약 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 치아의 변색 요인은 외인성 변색과 내인성 변색으로 분류 할 수 있다. 이중 외인성 치아변색은 음식물 찌꺼기, 담배의 니코틴 및 타르 성분, 커피, 홍차 등이 치아 표면에 침착하거나 치면상의 연성 침착물이 색소 성분에 의하여 염색되어 발생하며, 내인성 치아변색은 치아신경 손상, 테트라사이클린류의 항생제 과다복용, 또는 노화 현상 등에 의하여 발생된다.

이러한 여러 가지의 원인에 의해 변색된 치아의 미백과 변색을 예방하기 위하여 오래 전부터 미백용 치약이 상품화되어 사용되어 오고 있다. 현재까지 상용화된 치아미백 기술로는 가장 고전적인 방법인 강한 연마도에 의한 방법과 제품의 pH를 강산성으로 조절하여 치아 표면을 부식시키는 방법이 있다.

상기 강한 연마도에 의한 방법은 단순히 물리적으로 치아 표면을 연마시켜 표면을 매끈하게 함으로써 미백효과를 기대 하는 것이나, 장기간 사용시 치아의 지나친 마모로 에나멜 부위가 가장 얇은 부위인 치아와 잇몸이 연결된 부위에서 가장 먼저 마모가 일어나 치경부마모증을 발생시킬 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 제품의 pH를 강산성으로 조절하여 치아 표면을 부식시키는 방법은 치아표면의 부식에 의한 치아 손상은 치아의 경도를 감소시켜 충치의 진행 속도를 증가시킬 뿐만 아니라, 과민성 치아를 유발시킬 수 있다는 문제점이 있다.

이에 따라 치아표면을 매끈하게만 하는 기술로는 실제적 미백효과를 기대하기는 어려울 것으로 생각되며 이러한 작용은 전술한 외인성에 의한 착색물질에는 효과가 기대되지만, 치아표면 속에서 착색된 내인성에 의한 착색에는 그 효과가 매우 미약할 것으로 판단된다. 따라서, 내인성에 의한 착색에 대해 미백효과를 나타내려면 과산화물의 사용은 필수적이나 치약 중 과산화물을 장기간 안정화시키는 것은 어려우며, 과량 사용시 인체에 대한 안전성 문제가 계속 논란이 되고 있는 실정이다.

또한, 과산화물을 치약조성물 중에 사용할 경우 치약 중에 사용되는 일반적인 성분들과 상용성이 좋지 않을 뿐만 아니라, 과산화물 자체가 매우 불안정하여 시간이 지나면서 활성 산소의 농도가 급격히 감소하는 문제점이 있다.

이에 따라 대한민국 특허공고 제103,344호, 미국특허 제4,687,663호, 및 미국특허 제5,020,694호는 이중 용기 시스템을 사용하여 과산화물을 분리 포장함으로써 과산화물의 경시안정성을 향상시킬 수 있는 방법에 대하여 개시하고 있다. 또한, 미국특허 제5,122,365호는 3가지의 별도 포장을 사용하여 1단계에서는 산에 의하여 치아표면을 부식처리를 하고, 2단계에서는 과산화물에 의하여 표백처리하고, 3단계에서는 연마제와 산화티탄 등으로 치아표면을 매끈하게 하는 방법에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이 방법은 1단계 및 2단계에서 인체 안전성에 대한 문제점이 있으며, 사용상의 번거러움과 제조자의 포장비용이 증가한다는 문제점이 있다.

한편, 치아미백 효과를 증진시키기 위한 다른 방법으로 미국특허 제4,986,981호는 과산화물을 사용하지 않고 식물성 단백질 분해 효소인 파파인(papain)을 사용하여 치아미백을 증진시키는 방법에 대하여 개시하고 있으나, 이는 효소 자체의 치약 중 경시안정성이 좋지 않으며, 그 효과 또한 매우 미약하다는 문제점이 있다.

미백치약에 적용되는 또 다른 기술로는 피로인산나트륨을 비롯한 인산염류를 사용하여 치아변색의 원인물질인 다가 금속양이온(Ca, Fe 등의 양이온)의 봉쇄를 통한 착색원인물질의 생성억제 방법이 있다. 그러나, 통상적인 인산염류를 사용한 미백치약은 실제적 미백효과를 기대하기는 어렵다는 문제점이 있다.

따라서, 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 치아미백 효과를 현저히 향상시킬 수 있는 미백치약 조성물에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 양이온 금속 양이온의 킬레이팅(chelating) 작용에 의해 치아 변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과가 우수한 미백치약 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 미백치약 조성물에 있어서, 미백제로 수용성 피로인산염 0.1 내지 4.0 중량%, 및 울트라 메타인산염 0.1 내지 5.0 중량%를 포함하는 미백 치약 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명자들은 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수하며, 치아미백 효과를 현저히 향상시킬 수 있는 새로운 미백시스템에 대하여 연구하던 중, 미백제로 수용성 피로인산염, 및 울트라 메타인산염을 사용하여 미백치약을 제조한 결과, 양이온 금속 양이온의 킬레이팅(chelating) 작용에 의해 치아 변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과를 현저히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 미백치약 조성물은 미백제로 수용성 피로인산염 0.1 내지 4.0 중량%, 및 울트라 메타인산염 0.1 내지 5.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 사용되는 상기 수용성 피로인산염은 금속 양이온의 킬레이팅 작용에 의해 치아변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과를 상승시키는 작용을 한다.

상기 수용성 피로인산염은 피로인산 나트륨(Na₄P₂O₇, tetrasodium pyrophosphate), 피로인산 칼륨(K₄P₂O₇, tetrapotasium pyrophosphate), 또는 산성 피로인산 나트륨(Na₂H₂P₂O₇, acidic sodium pyrophosphate) 등을 사용할 수 있다.

상기 수용성 피로인산염은 미백치약 조성물에 0.1 내지 4.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 치아미백 상승 효과가 미미하며, 4.0 중량%를 초과할 경우에는 사용량에 따른 치아미백 효과가 미미하다는 문제점이 있다.

또한 본 발명에 사용되는 상기 울트라 메타인산염은 금속 양이온의 봉쇄력이 강한 망목형 분자구조를 갖는 수용성 알칼리 금속 축합인산염(sodium ultra metaphosphate)인 것이 바람직하다. 특히, 상기 울트라 메타인산염은 울트라 메타인산 나트륨염인 것이 바람직하다.

일반적으로 축합인산염은 P₂O₅:M₂O(여기에서, M은 알칼리금속임)의 비율에 의하여 구별된다. 상기 P₂O₅:M₂O의 비율이 1보다 작을 경우에는 울트라인산염, 1보다 클 경우에는 폴리인산염, 1에 가까울 경우에는 중성인 메타인산염으로 구분된다. 즉, 본 발명의 울트라 메타 인산염은 P₂O₅:M₂O의 비율이 1보다 작은 울트라 계통의 망목형 분자구조를 갖는 수용성 알칼리 금속 축합인산염으로, 종래 선형 분자구조의 메타인산염, 피로인산염, 폴리인산염 등의 수용성 축합인산염 보다 강한 금속 양이온 봉쇄효과를 가진다.

상기 울트라 메타인산염은 미백치약 조성물에 0.1 내지 5.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 치아미백 상승 효과가 미미하며, 5.0 중량%를 초과할 경우에는 사용량에 따른 치아미백 효과가 미미하다는 문제점이 있다.

상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명에 따른 미백치약 조성물은 일반적으로 치약에 사용되는 성분들과 상용성이 매우 우수하여 최종 상품의 제형을 종래의 연고상(페이스트상)으로 제조하여 하나의 포장(튜브 등)으로 제조하여 유용하게 사용될 수 있다.

본 발명의 미백치약 조성물은 치약 조성물에 통상 사용되는 연마제, 습윤제, 약효제(불화물, 효소제 등), 결합제, 기포제, 감미제, 향료, 색소류, 방부제, 산성도 조정제, 증백제 등을 적당량 배합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 상기 연마제는 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 인산일수소칼슘, 무수인산일수소칼슘, 함수알루미나, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 칼슘피로인산염, 불용성메타인산염, 또는 알루미늄실리케이트 등을 사용할 수 있다.

상기 연마제는 미백치약 조성물에 5 내지 50 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 지나친 연마에 의한 치아 마모가 없도록 최종 제품의 연마도가 30~100의 값을 나타내도록 하였으며, 입자 크기도 연마제의 종류에 따라 다르지만 평균입자경이 20 ㎛ 이하인 것을 사용하였다. 일반적으로 연마도 값은 0에서 시작하여 표준 치약을 100으로 하여 상대 연마도를 나타내며, 일반적으로 대부분의 제품들이 200 이하의 값을 가진다.

본 발명에 사용되는 상기 습윤제는 연고상의 제형을 만드는데 필수적인 베이스 성분으로 치약이 공기 중에 노출 될 때 건조, 고화되는 것을 방지하고 치약의 표면에 윤기를 제공할 뿐만 아니라, 종류에 따라서는 양치 시 감미 효과를 주는 역할을 한다.

상기 습윤제는 농글리세린(98%), 글리세린(85%), 소르비톨 수용액(70%), 비결정성소르비톨수용액(70%), 자일리톨, 폴리에틸렌글리콜류, 또는 프로필렌글리콜 등을 사용할 수 있다. 상기 습윤제는 미백치약 조성물에 20 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 약효제는 불화물 또는 효소제 등을 사용할 수 있다.

상기 불화물은 충치예방의 작용을 하며, 그 예로는 불화인산나트륨, 불화나트륨, 불화아민, 또는 불화주석 등을 사용할 수 있다. 상기 불화물은 미백치약 조성물에 최대 1,500 ppm으로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 효소제는 구강내 세균 살균, 양이온성 계면활성제나 프라그의 억제 및 제거를 위하여 사용된다. 상기 효소제는 치주 질환을 예방하기 위하여 높은 삼투압을 가지는 염화나트륨, 탄산수소나트륨 등의 수용성염, 지혈 작용을 가지는 아미노카프론산, 알란토인, 및 알란토인의 유도체, 또는 비타민류 등을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 상기 결합제는 고체인 분말 성분과 액체 성분이 분리되지 않게 하는 작용을 한다. 상기 결합제는 수용성의 고분자 종류라면 어떤 것이든 사용할 수 있으며, 바람직하게는 나무의 셀룰로오스로부터 합성된 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 해조류로부터 추출된 카라기난류, 또는 미생물의 대사로부터 얻어지는 잔탄검 등을 사용하는 것이다.

본 발명에 사용되는 상기 기포제는 제품의 사용감을 증진시키고 세정 작용을 도와주며, 기타 약효 성분의 분산 및 침투를 신속하게 하고, 계면장력을 감소시킴으로서 구강내 이물질을 쉽게 떨어지게 하는 작용을 한다.

상기 기포제는 음이온성 계면활성제인 라우릴황산나트륨을 사용하는 것이 바람직하며, 제형의 특성에 따라 보조적으로 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌의 공중합체(폴록사머), 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 또는 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산에스테르 등의 비이온성 계면활성제를 사용할 수 있다.

상기 향료, 감미제, 색소류 등은 치약 조성물의 사용감을 좋게 하는 작용을 한다.

상기 향료는 식용가능한 것을 사용하는 것이 바람직하며, 그 예로는 페파민트 오일, 스피아민트 오일, 세이지, 유칼립톨, 메틸살리실레이트, 또는 과일추출물 등이 있다. 또한, 상기 감미제는 삭카린나트륨을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 색소로는 식용색소를 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 미백치약 조성물은 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 금속 양이온의 킬레이팅(chelating) 작용에 의해 치아 변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과가 우수한 장점이 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1

정제수에 습윤제로 소르비톨 수용액(70%) 55 중량%, 결합제로 카르복시메틸셀룰로오스 나트륨 0.6 중량%, 카라기난 0.5 중량%, 및 첨가제로 향료 1.0 중량%, 삭카린 0.1 중량%를 투입하여 분산 혼합하였다. 그 다음 연마제로 침강실리카 18 중량%, 실리카겔 2.0 중량%, 및 미백제로 피로인산염(P₂O₇) 0.1 중량%, 울트라 메타인산나트륨 0.1 중량%, 불화물로 불화인산나트륨 0.76 중량%, 불화나트륨 0.11 중량%를 투입한 후, 약 30 분간 교반하였다. 여기에 기포제로 라우릴황산나트륨 2.2 중량%를 투입하고, 진공상태에서 20 분간 교반하여 미백치약 조성물을 제조하였다.

실시예 2~5, 및 비교예 1~3

상기 실시예 1에서 하기 표 1과 같은 성분과 조성비로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 미백치약 조성물을 제조하였다. 하기 표 1의 단위는 중량%이다.

구분		실시예					비교예
		1	2	3	4	5	1	2	3
연마제	침강실리카	18	15.0	-	-	5.0	20.0	5.0	20.0
	인산일수소칼륨	-	-	38.0	-	-	-	-	-
	함수알루미나	-	-	8.0	-	-	-	-	-
	경질탄산칼슘	-	-	-	-	25.0	-	25.0	-
	칼슘피로인산염	-	-	-	30.0	-	-	-	-
	실리카겔	2.0	3.0	-	5.0	-	-	-	-
습윤제	농글리세린(98%)	-	45.0	20.0	-	-	20.0	45.0	-
	소르비톨수용액(70%)	55.0	-	10.0	38.0	20.0	20.0	-	30.0
	자일리톨	-	1.0	-	-	3.0	-	-	3.0
기포제	라우릴황산나트륨	2.2	2.2	2.2	2.2	2.2	2.2	2.2	2.2
	폴록사머	-	-	-	1.0	2.0	-	-	2.0
결합제	카르복시메틸셀룰로오스 나트륨	0.6	1.0	0.9	0.5	-	0.9	1.0	-
	카라기난	0.5	-	-	0.5	0.8	-	-	0.8
미백제	피로인산염	0.1	1.0	2.0	4.0	6.0	-	4.0	3.0
	울트라 메타인산나트륨	0.1	1.0	3.0	5.0	7.0	4.0	-	-
	과산화수소(30%)	-	-	-	-	-	1.0	-	2.5
불화물	불화인산나트륨	0.76	0.38	0.76	-	0.76	0.76	0.76	0.76
	불화나트륨	0.11	0.11	-	0.22	-	-	-	-
첨가제	향료	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0	1.0
	삭카린	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
	정제수	100 중량%까지

실험예 1. 차람 치아를 이용한 미백효과 시험

담배, 커피, 홍차, 설탕, 및 칼슘을 혼합하여 겔(gel) 상태로 만든 다음, 회전이 가능하도록 모터가 장착된 기기의 바닥 용기에 옮기고, 20~30 대의 건강한 사람으로부터 발치한 치아 표본을 에폭시 수지로 고정시켜 노출면적이 2 ㎜(가로)×2 ㎜(세로)가 되도록 시편을 제작한 후, 회전판에 부착시켜 3 일 동안 운영하여 강제적으로 부착시켰다,

이때, 회전판의 중앙에 백열등을 설치하여 시편에 부착된 얼룩을 건조시켜 얼룩의 부착을 촉진시켰다. 마지막 날에 얼룩이 형성된 시편을 꺼내어 색차계(SZ, Nippon Denshoku사)를 이용하여 백색도(a)를 측정하고, 왕복운동이 가능하도록 특별히 고안된 연마력 측정기에 시편을 고정시킨 다음, 부드러운 칫솔모를 운동축에 고정시켜 시편과 마찰할 수 있도록 만들었다. 이때, 칫솔모 끝에 상기 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 미백치약 조성물을 각각 0.5 g씩 동일하게 올려놓고 분당 90 회 왕복운동을 할 수 있도록 30 분간 운영한 다음, 시편을 꺼내 다시 색차계를 이용하여 시편의 백색도(b)를 측정한 후, 백색도의 증가정도(△L, b-a)를 하기 표 2에 나타내었다.

구분	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2	3
백색도 증가정도 (△L)	16.6	31.9	52.7	72.5	73.7	21.0	18.9	22.8

상기 표 2를 통하여, 본 발명에 따라 수용성 피로인산염 및 울트라 메타인산염을 동시에 함유하는 실시예 1 내지 5의 치약 조성물이 비교예 1 내지 3과 비교하여 백색도 증가정도, 즉 미백효과가 현저히 우수함을 확인할 수 있었다.

실험예 2. 임상시험을 통한 미백효과 측정

비교적 치아가 황색을 띠는 사람들을 60 명 선발하여 실험 전 절치순면의 색조를 일정한 조명 장치가 된 방에서 트루바이트 바이오폼(Trubyte Bioform) 색조계를 사용하여 색조를 측정한 후, 색조의 평균값이 거의 동일 하도록 각각 10 명씩 6 군으로 분류하여, 상기 실시예 1 내지 5, 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 미백치약 조성물을 사용하여 평상시 양치 습관대로 3 개월 동안 양치하도록 하였다.

치아의 명도 증가를 확인하기 위하여 트루바이트 바이오폼 색조계의 24종의 명도별 표준기준 중 관능적으로 식별이 용이한 10 종을 선별하고 각각에 대하여 명도값이 큰 순서로 1 점에서 10 점으로 평가점수를 부가시켰다. 실험용 치약을 사용하기 전 각 군별 치아 명도 값을 상기 기준에 의거하여 소수점 이하 첫째 자리 수까지 평가하고, 3 개월 동안 양치 후의 명도 값을 평가한 후, 실험 전의 명도값 대비 평균 명도값의 증가율을 산출하여 하기 표 3에 나타내었다.

구분	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2	3
실험 전 평균명도	4.3	4.3	4.4	4.4	4.3	4.4	4.3	4.4
3 개월 사용 후 평균명도	5.1	6.7	7.9	8.6	8.6	5.3	5.2	5.9
명도증가율 (%)	18.6	55.8	79.5	95.5	100	20.5	20.9	34.1

상기 표 3을 통하여, 본 발명에 따라 수용성 피로인산염 및 울트라 메타인산염을 동시에 함유하는 실시예 1 내지 5의 치약 조성물이 비교예 1 내지 3의 일반 미백치약 조성물과 비교하여 명도증가율이 현저히 향상되었으며, 이를 통하여 미백효과가 우수함을 알 수 있었다.

본 발명에 따른 미백치약 조성물은 인체에 안전하고, 경시안정성이 우수할 뿐만 아니라, 금속 양이온의 킬레이팅(chelating) 작용에 의해 치아 변색의 원인이 되는 철, 칼슘 등을 봉쇄하여 치아미백 효과가 우수한 효과가 있다.

Claims (6)

1. 미백치약 조성물에 있어서, 미백제로 수용성 피로인산염 0.1 내지 4.0 중량%, 및 울트라 메타인산염 0.1 내지 5.0 중량%를 포함하는 미백 치약 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수용성 피로인산염이 피로인산 나트륨(Na₄P₂O₇, tetrasodium pyrophosphate), 피로인산 칼륨(K₄P₂O₇, tetrapotasium pyrophosphate), 및 산성 피로인산 나트륨(Na₂H₂P₂O₇, acidic sodium pyrophosphate)으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 미백치약 조성물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 울트라 메타인산염이 망목형 분자구조를 갖는 울트라 메타인산 나트륨염인 미백치약 조성물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 미백치약 조성물이 연마제, 습윤제, 불화물, 효소제, 결합제, 기포제, 감미제, 향료, 색소류 및 증백제로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 성분을 포함하는 미백치약 조성물.
5. 제4항에 있어서,

   상기 연마제가 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 인산일수소칼슘, 무수인산일수소칼슘, 함수알루미나, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 칼슘피로인산염, 불용성메타인산염, 및 알루미늄실리케이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 미백치약 조성물.
6. 제4항에 있어서,

   상기 불화물이 불화인산나트륨, 불화나트륨, 불화아민, 및 불화주석으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 미백치약 조성물.