KR102154066B1 - TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 무기 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품 - Google Patents
TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 무기 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 결정 형태의 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품에 관한 것이며, 상기 TiO2 나노입자는 a) 실질적으로 박판 형태; b) 5 내지 30으로 이루어진 종횡비(AR); c) 결정 격자의 최외각 면으로서 면(001)을 가진 표면 구조를 가진다; d) TiO2는 선택적으로 금홍석 및/또는 판티탄석과 혼합된 예추석 형태이다.
Description
본 발명은 이산화티타늄(TiO2)으로 외면적으로 기능화된 무기 입자를 포함하는 경구 보호 및 경구 위생 제품 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로, 본 발명은, 예를 들어, 크림 치약, 가루 치약, 츄잉껌, 잇몸 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액, 가글액, 바이트(bite) 및 마우스가드 충전제 및 미백 전문 제품과 같은 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자를 포함하는 경구 보호 및 경구 위생 제품에 관한 것이다.
다른 양태에 따라, 치아 오염(치아 변색) 및 플라그를 예방하고 제거하기 위한 상기 경구 보호 및 경구 위생 제품의 용도뿐만 아니라 상기 제품 중 적어도 하나 및 선택적으로 280nm 내지 450nm로 이루어진 파장(UVB-UVA-Vis)을 가진 적어도 하나의 발광 장치를 포함하는 부품의 키트에 관한 것이다.
플라그, 더욱 정확하게는 박테리아성 플라그는 서로에 대해 및 치아 표면에 점착력 있게 부착되는 세균의 집합체(바이오필름)이며, 일반적인 구강 질환: 충치 및 치주 질환을 촉진하고 지속시킨다.
플라그는 기계적 세정에 의해서만 제거될 수 있다. 이런 이유로, 플라그가 더 쉽게 퇴적되는 지역은 자체-세정 및 대강의 경구 위생 상태로 지나가는 지역이다. 치아 표면에 부착되어, 플라그는 이의 화학물질: 수산화인회석(에나멜의 주요 성분)을 공격하는 락트산 및 피로포스파타제, 에나멜의 프리즘간 단백질 성분을 파괴하는 아미노펩티다제와 작용하는 에나멜을 분리시킨다. 따라서, 충치가 시작되어, 처음에는 매우 느린 진행과 수직보다는 수평 팽창이 일어날 것인데, 이는 에나멜이 특히 강하기 때문이다. 일단 에나멜이 뚫리면, 박테리아는 상아질에 도달하며, 박테리아가 치수에 도달하여 염증과 심한 통증을 일으킬 때까지 훨씬 더 빠르게 탈광화된다. 처음에 플라그는 약간 희고, 점착성의 가는 실 모양이다. 짧은 시간 후에, 칼슘 염의 퇴적의 경우, 플라그는 칫솔질로는 제거될 수 없고 초음파 또는 외과 장비에 의해서만 제거될 수 있는 단단한 노르스름한 치밀화인 치석이 될 때까지 치즈 성질의 백악질이 된다.
인산칼슘의 화합물 중에서, 수산화인회석(Ca10(PO4)6(OH)2)은 중요한 기술적 응용분야를 가진 이온 화합물(HA)이다. 뼈와 치아의 무기 상태를 구성하는 것 이외에, 수산화인회석은 지질학과 생물학 모두에서 미네랄로서 자연에 존재하며 여러 다양한 화학적 방법으로 합성될 수 있다. 합성 수산화인회석은, 단백질의 크로마토그래피 분리를 위해 가장 많이 사용된 재료로서 주지되어 있는 것 이외에, 뼈 대체물과 약물 분배자로서 생의학 분야에서 여러 응용분야를 가진 생재료이다.
국제 특허 출원 WO 2007/137606은 특히 치아의 국소적 재광화를 위한, 탄산염-치환 수산화인회석 나노입자를 개시한다.
3개의 다형체 예추석(anatase), 금홍석(rutile) 및 판티탄석(brookite)를 특징으로 하며, 예추석만 광촉매 활성을 가진 이산화 티타늄(TiO2)은 여러 실용적 응용분야에서 수십 년 동안 연구되고 사용되고 있는 재료이다. 금홍석은 페인트, 플라스틱, 시멘트 및 화장품에 백색을 제공하는데 널리 사용되는 반면, 예추석은 UV 복사에너지 하에서 유기 화합물의 품질을 떨어뜨리는 광촉매 또는 광촉진제로서 주지된 능력을 가진다. 이런 화학적 변형을 촉진하는 능력은 공기와 물의 품질을 개선하고 고체 표면을 멸균 상태로 만들기 위한 환경 오염 분야에서 응용분야를 위해 매우 흥미롭게 만든다. 또한, 오염원("자체-세정" 표면)으로부터 일반적으로 깨끗한 표면을 유지하기 위해 외부 코팅용 모르타르 및 재료(시멘트, 유리 및 세라믹)를 제조하기 위해 빌딩 또는 내연 엔진의 배기 기체에 존재하는 산화질소(NOx) 및 탄소(미립자)의 수준을 감소시키기 위해 고가교 및 도로에 사용된다.
TiO2 예추석은 태양 에너지를 흡수할 수 있고 특정한 라디칼 반응을 통해 오염 물질을 분해하는데 이용될 수 있다. 이런 특성은 Ti는 반도체, 즉, 금속(도체) 및 절연체(비-도체)의 전형적인 특성들 사이의 중간 도전 특성을 가진 재료라는 사실 때문이다. 고체를 구성하는 원자는 결합 전자를 필요로 하는 화학 결합에 의해 함께 결합된다. 전체 재료의 전자는 에너지 레벨을 차지하여, 먼저 최저 에너지를 가진 비어 있는 레벨을 차지한다. 재료를 차지하는 원자의 수가 증가함에 따라, 결합을 형성하는 전자의 수 및 결합을 주최하는 레벨의 수가 증가한다. 매우 큰 수의 레벨이 존재하며 레벨이 유사한 에너지를 가질 때, 레벨은 연속된 밴드를 형성한다. 밴드는 모든 재료에 공통이며 전자는 전체 고체에서 재료들 사이에서 자유롭게 이동할 수 있다(비국지화 전자).
전자 밴드(원자가전자대)가 전자로 완전히 채워지지 않는 경우, 전자의 이동 및 따라서 전도가 가능하다. 따라서 기술된 재료는 전자의 도체이다.
한편, 원자가전자대가 전자로 완전히 채워지는 경우, 다른 전자가 원자가전자대를 차지하는 것은 불가능하다. 그러나, 전도대로 알려진, 원자가전자대와 연속되지 않는 다른 더 높은 에너지 밴드가 존재한다. 밴드는 잘 정의된 에너지(에너지 갭)에 의해 분리되며 전자는 갭보다 큰 에너지가 시스템에 공급되는 경우 원자가전자대로부터 전도대로 승격된다.
갭이 공급된 에너지에 비해 너무 큰 경우, 전자는 갭 이상으로 갈 수 없고 재료는 절연체로서 행동한다. 갭이 너무 높지 않은 경우, 전자의 일부가 원자가전자대로부터 전도대로 통과할 수 있어서, 원자가전자대에 정공을 남기고 전도대에 에너지 레벨을 차지한다. 이런 특성을 가진 재료는 반도체이다. 승격은, 예를 들어, 열 에너지 형태 또는 본 경우에 광자의 형태로 전자에 의한 에너지의 흡수가 있는 경우 가능하다.
예추석은 약 3eV, 자외선 범위(400nm 미만의 파장)의 복사에너지에 해당하는 에너지의 갭을 가진다.
UV 복사에너지는 전도대에서 전자를 승격시키고 원자가전자대에 정공을 남긴다. 정공과 전자 모두는 환경에 존재하는 산화제 또는 환원제와 수용액 또는 공기에서 반하며 강하게 산화하는 라디칼 종을 생산할 수 있다.
강하게 산화하는 라디칼 종은 유기 물질의 대부분을 착화 반응을 통해 산화시킬 수 있고, 유기 물질이 완전히 제거될 때까지 이들을 CO2 및 질산염으로 변형시킨다.
이산화 티타늄 예추석에 의해 촉진된 광촉매 활성은 일반적으로 유기 물질 및 세포막의 열화를 통해 박테리아를 감소시키는데 사용될 수 있다.
본 출원인은 일반적으로 사용된 이산화 티타늄은 UV 광(400nm 미만의 파장)으로 활성화되는 제한을 가지며 따라서 주위 광 조건(가시광선)에서 사용하기에 적절하지 않다.
따라서 본 출원인은 가시광선에도 치아 오염 및 플라그를 예방하고 제거하게 하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품을 제공하는 문제를 스스로 만들었다.
본 출원인은 치아 위생의 보통의 정해진 순서 동안 이용가능한 제한된 시간에도, 오래 지속하는 치아 오염-저항 작용 및 항-플라그 작용을 얻는 것이 가능하다는 것을 놀랍게도 실험적으로 발견하였다.
더욱 구체적으로, 제 1 양태에 따라, 본 발명은 결정 형태의 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품에 관한 것이며, 상기 TiO2 나노입자는
a) 실질적으로 박판 형태;
b) 5 내지 30으로 이루어진 종횡비(AR);
c) 결정 격자의 최외각 면으로서 면(001)을 가진 표면 구조를 가진다;
d) TiO2는 선택적으로 금홍석 및/또는 판티탄석과 혼합된 예추석 형태이다.
본 출원인은 이하에서 더 기술될 이산화 티타늄의 상기한 구체적인 특징 때문에, 주요 플라그 및 치아 오염의 원인이 되는 세포막의 열화에 의한 경구 박테리아의 감소를 포함하는 일련의 매우 유익한 기술적 효과를 성취하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품을 제공하는 것이 가능하다는 것을 실험적으로 발견하였다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 달리 나타낸 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 나타내는 모든 숫자는 모든 경우에 용어 "약"이 앞에 오는 것으로 이해될 것이다. 또한, 숫자 실체의 모든 범위는 이하에서 구체적으로 나타낸 것 이외에, 최대 및 최소 수치의 조합, 그 안의 모든 가능한 중간 범위의 가능한 조합을 포함한다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 용어 "입자"는 나노입자 또는 미세입자를 나타내는데 사용된다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 용어 "미세입자"는 상기한 무기 나노입자의 응집체 또는 "클러스터"를 나타내는데 사용된다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, 인산칼슘 화합물의 입자는 마이크로미터 치수, 바람직하게는 0.2㎛ 내지 10㎛, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 내지 5㎛로 이루어진 길이를 가진다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, TiO2 나노입자는 0.1㎛ 미만, 바람직하게는 0.01㎛ 내지 0.1㎛로 이루어진 길이를 가진다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, TiO2 나노입자는 2 내지 5nm로 이루어진 두께를 가진다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, TiO2 나노입자는 1 내지 20nm로 이루어진 폭을 가진다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, 상기 인산칼슘 화합물은 인산옥타칼슘, 인산삼칼슘, 인회석, 수산화인회석, 수산화인회석 탄산염 등을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
바람직하게는, 인산칼슘 화합물은 인회석 또는 수산화인회석이다.
다른 바람직한 한 실시태양에서, 수산화인회석은 다음 식을 가진 수산화인회석 탄산염이다:
Ca10 -x Znx (PO4)6-y(CO3)y+z(OH)2-z
x는 0.0055 내지 0.6으로 이루어진 수이며, y는 0.065 내지 0.9로 이루어진 수이며 z는 0 내지 0.32로 이루어진 수이다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 용어 "외면적으로 기능화된"은 이산화티타늄 나노입자는, 예를 들어, 정전기 결합과 같은 강한 상호작용의 형성에 의해 인산칼슘 화합물 입자의 표면에 결합되는 것을 나타내는데 사용된다.
인산칼슘 화합물의 단일 나노입자는 다른 형태를 가질 수 있으나, 바람직하게는 실질적으로 박판 또는 바늘-모양 형태를 가진다.
유리하게는, 실질적으로 박판 형태는 나노입자의 표면적을 증가시켜서 결과적으로 반응성을 증가시킨다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 용어 "실질적으로 박판 형태"는 예를 들어, 판 형태의 평평하고 연장된 형태를 나타내는데 사용된다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 용어 "종횡비(AR)"는 입자의 길이/폭 비를 나타내는데 사용된다.
상세한 설명의 범위 내 및 후속 청구항에서, 용어 "결정 격자의 최외각 면"은 예추석의 면(001)에 해당하는 가장 넓은 평평한 부분을 나타내는데 사용된다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, 인산칼슘 화합물은 아연 이온을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 인산칼슘 화합물의 구조 속으로 아연 이온 치환의 정도는 칼슘 전체 함량에 대해 0.1중량% 내지 20중량% 범위로 포함된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시태양에서, 인산칼슘 화합물은 탄산염 이온을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 인산칼슘 화합물의 구조 속으로 탄산염 이온 치환의 정도는 인산염 전체 함량에 대해 0.5중량% 내지 10중량% 범위로 포함된다.
바람직하게는, 상기 인산칼슘 화합물의 입자는 양전하(양이온) 및 음전하(음이온) 사이에 중화가 없도록 유리 양전하 및/또는 음전하를 가진 표면을 가져서 유리하게는 강한 상호작용(예를 들어 정전기 결합)이 이산화티타늄 나노입자와 형성되게 한다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자는 50% 내지 80%, 더욱 바람직하게는 58% 내지 75%로 이루어진 결정도(CD)를 가진다.
본 발명을 위해서, 결정도(CD)는, 예를 들어, x-레이 회절 분석과 같이 당업자에게 주지된 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
상세한 설명의 구조 내에서, 결정도(CD)는 Landi, E., Tampieri, A., Celotti, G., Sprio, S., " Densification behaviour and mechanisms of synthetic hydroxyapatites", J. Eur . Ceram . Soc ., 2000, 20, 2377-2387에 기술된 방법에 따라 측정된다:
CD = (1-X/Y)· 100
여기서:
Y는 2θ = 33°에서 최대 굴절의 높이, X는 나노입자 X-레이 굴절 패턴의 2θ = 33°에서 최대 굴절의 높이.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, 본 발명은 현탁액, 오일, 겔 또는 고체 형태의 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품에 관한 것이다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에 따라, 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품은 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자의 1중량% 내지 40중량%를 포함하는 현탁액 형태이다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에서, 현탁액은 6 내지 13으로 이루어진 pH를 가진다.
이런 방식으로, 현탁액은 유리하게는 효과적인 경구 보호 및 경구 위생 제품의 제제로 바로 사용될 수 있거나 제제에서 다른 성분과 혼합되어 사용될 수 있다.
더욱 유리하게는, 이런 현탁액은 이하에서 더욱 상세하게 기술될 매우 단순하고 경제적인 방법에 의해 생산될 수 있고 치아 및 잇몸을 치료하기 위해, 예를 들어, 가글액 또는 마우스워시로서 직접 사용될 수 있거나 치약 또는 마우스워시와 같은 고체 또는 액체 제품을 제제화할 때 다른 성분과 혼합될 수 있다.
각각의 경우 및 한 바람직한 실시태양에서, 현탁액의 저장 수명을 연장하고 곰팡이 또는 박테리아 오염 가능성을 피하기 위해서, 파라벤 또는 당업자에게 공지된 다른 경구 허용가능한 방부제와 같은 적절한 방부제를 첨가하는 것이 유리한 것으로 입증되었다.
본 발명자들은 본 발명의 현탁액은 안정화제가 첨가되지 않는 경우에도 장기간 동안 안정하다는 것을 놀랍게 발견하였다.
특히, 본 발명의 현탁액은, 어떠한 안정제 없이도, 적어도 30일, 더욱 일반적으로, 약 2-3개월 동안 안정하다는 것이 관찰되었다.
본 발명의 한 바람직한 실시태양에 따라, 경구 보호 및 경구 위생 제품은 크림 치약, 가루 치약, 경구 및 치아 위생용 츄잉껌, 잇몸용 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액 및 가글액을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
다른 바람직한 실시태양에 따라, 페이스트 또는 농축 겔 형태의 본 발명에 따른 경구 보호 및 경구 위생 제품은 바이트 및 마우스가드 충전제로서 사용될 수 있거나 낮 동안 또는 밤새 수시간 동안 바로 바이트 또는 마우스가드를 착용하는 대상의 치아에 직접 도포될 수 있다. 이런 방식으로, 유리하게는 누구나 치과의사에 의한 전문적인 개입 없이 집에서 미백 작용을 얻을 수 있다.
한 바람직한 실시태양에 따라, 본 발명에 따른 경구 보호 및 경구 위생 제품은 치과의사에 의한 전문적인 개입에 의한 미백 작용을 가진 미백 전문 제품일 수 있다.
본 발명의 경구 보호 및 경구 위생 제품은, 물론, 경구 제품의 형태에 따라, 이런 제품들을 제제화하기 위해 당업계에 통상적으로 사용되고 공지된 다른 성분들을 포함할 것이다.
예를 들어, 상아질 크림 또는 페이스트 형태의 경구 제품의 경우에, 제품은 미립자 연마제, 습윤제-포함 액상 및 액체상의 안정한 현탁액에 연마제를 유지하는 역할을 하는 접합제 또는 점증제를 포함하는 것이 바람직할 것이다. 계면활성제 및 향료는 상업적으로 허용가능한 치약의 통상의 바람직한 성분들이다.
본 발명을 위해서, 적절한 미립자 연마제는 실리카, 알루미나, 수화 알루미나, 탄산 칼슘, 무수 인산이칼슘, 인산이칼슘이수화물 및 수-불용성 메타인산나트륨을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 미립자 연마제의 양은 일반적으로 크림 치약의 0.5중량% 내지 40중량%일 것이다. 바람직한 습윤제는 글리세롤 및 소르비톨 시럽(주로 대략 70% 용액을 포함)이다. 그러나, 다른 습윤제는 프로필렌 글리콜, 락티톨, 및 수소화 옥수수 시럽을 포함하는 당업계에 공지된 것들이다. 습윤제의 양은 일반적으로 크림 치약의 10중량% 내지 85중량%일 것이다. 액체 상은 수용성 또는 비수용성일 수 있다.
마찬가지로, 여러 접합제 또는 점증제가 치약에 사용하기 위해 필요하고, 바람직한 것들은 카복시메틸셀룰로오스 나트륨 및 잔탄 고무이다. 다른 것들은 트래거캔스 고무, 카라야 고무 및 아라빅 고무, 알지네이트 및 카라기난과 같은 천연 고무 접합제를 포함한다. 실리카 점증제들은 실리카 에어로겔 및 다양한 침전 실리카를 포함한다. 접합제들의 혼합물이 사용될 수 있다. 치약에 포함된 접합제의 양은 일반적으로 0.1중량% 내지 5중량%이다.
치약에 계면활성제를 포함하는 것은 통상적이고 바람직하며 또한 문헌은 다양한 적절한 물질을 개시한다. 실제로 널리 사용되는 계면활성제들은 라우릴 황산 나트륨과 라우로일사르코시네이트 나트륨이다. 양이온성, 양쪽성 및 비-이온성 계면활성제와 같은 다른 타입들뿐만 아니라 다른 음이온성 계면활성제들이 사용될 수 있다. 계면활성제들은 주로 치약의 0.5중량% 내지 5중량%의 양으로 존재한다.
치약에 주로 사용되는 향료는 스피어민트와 페파민트의 오일을 기초로 한 것들이다. 사용된 다른 향료 물질들의 예는 멘톨, 클로브, 윈터그린, 유칼립투스 및 아니스 열매이다. 0.1중량% 내지 5중량%로 이루어진 양은 치약에 포함되는 향료의 적절한 양이다.
본 발명의 경구 보호 및 경구 위생 제품은 다양한 다른 선택적 성분을 포함할 수 있다.
크림 치약의 형태인 경구 제품의 경우에, 이런 선택적 성분들은 이끼 추출물, 응축 인산염, 예를 들어, 알칼리 금속 파이로인산염, 헥사메타인산염 또는 폴리인산염과 같은 안티-타르타르 성분과 같은 안티-플라그제; 사카린 및 이의 염과 같은 스위트닝제; 이산화티타늄과 같은 조영제; 포르말린 같은 방부제; 착색제; 산, 염기 또는 시트르산과 같은 버퍼와 같은 pH 조절제를 포함할 수 있다. 적절한 양의 이런 선택적 성분들은 크림 치약에 부여할 특정한 특성의 함수로서 당업자가 쉽게 선택할 수 있다.
츄잉껌 형태의 경구 제품의 경우에, 조성물은 상기 성분들 이외에 당업자가 쉽게 선택할 수 있는 적절한 고무 베이스를 포함할 것이다.
마우스워시 또는 가글액 형태의 경구 제품의 경우에, 조성물은 소르비톨, 글리세롤, 오일 및 향료 물질, 수소화 및 에톡시화 리신 오일과 같은 용해제, 라우릴 황산 나트륨 및 라우로일사르코시네이트 나트륨과 같은 계면활성제, 방부제, 점도 제어제와 같이 당업자가 쉽게 선택할 수 있는 액체 또는 가용 형태 및 당업자가 쉽게 선택할 수 있는 다른 적절한 성분들을 포함할 것이다.
경구 조성물의 제제화의 충분한 논의를 위해서, J.B. 윌킨슨 및 R.J. 모어가 출판한 Harry's Cosmeticology, Seventh Edition, 1982를 참조한다.
본 발명의 제 2 양태에 따라, 본 발명은 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 상기 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 제 3 양태에 따라, 본 발명은 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 상기 입자에 관한 것이다.
본 발명의 제 4 양태에 따라, 본 발명은 크림 치약, 가루 치약, 경구 및 치아 위생용 츄잉껌, 잇몸용 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액, 가글액, 바이트 및 마우스가드 충전제 및 미백 전문 제품을 포함하는 그룹으로부터 선택된 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품을 제조하기 위한 제 1 방법에 관한 것이며, 다음 단계를 포함한다:
a) 본 발명에 기술된 입자를 포함하는 수성 현탁액을 제공하는 단계; 및
b) 상기 수성 현탁액과 경구 보호 및 경구 위생 제품의 다른 성분을 혼합하는 단계.
이런 제 1 방법은 유리하게는 상기 입자의 현탁액의 유용한 특성, 특히 안정성 및 pH 특성을 사용하는 매우 간단하고 편리한 방식으로 경구 보호 및 경구 위생 제품에 입자를 쉽게 포함하게 한다.
본 발명의 제 5 양태에 따라, 본 발명은 크림 치약, 가루 치약, 경구 및 치아 위생용 츄잉껌, 잇몸용 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액, 가글액, 바이트 및 마우스가드 충전제 및 미백 전문 제품을 포함하는 그룹으로부터 선택된 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품을 제조하기 위한 제 2 방법에 관한 것이며, 다음 단계를 포함한다:
a') 본 발명에 기술된 고체 입자를 제공하는 단계; 및
b') 고체 입자와 경구 보호 및 경구 위생 제품의 다른 성분을 혼합하는 단계.
본 발명에 따른 제 1 방법의 바람직한 실시태양에 따라, 단계 a)는 다음 단계를 포함한다:
a1) 10-4M 내지 10-2M, 바람직하게는 10-3M로 이루어진 농도로 칼슘 이온을 포함하는 수용액을 제조하는 단계;
b1) 0.5 내지 4 시간으로 이루어진 시간 동안, 30°내지 120℃, 바람직하게는 80℃로 이루어진 온도에 도달할 때까지 상기 수용액을 가열하는 단계;
c1) 2h 내지 8h의 시간 동안, 바람직하게는 4h 동안 0.5 10-4M 내지 0.5 10-2M, 바람직하게는 0.6 10-3M로 이루어진 농도로 인산염 이온을 포함하는 수용액을 적하하여 첨가하는 단계;
d1) 인산염 이온을 포함하는 용액의 첨가와 동시에, 0.05 10-4M 내지 0.05 10-2M, 바람직하게는 0.05 10-3M로 이루어진 농도로 티타늄 화합물의 알코올 용액을 적하하여 첨가하는 단계;
e1) 4h 내지 12h로 이루어진 시간, 바람직하게는 8h 동안 최종 혼합물을 환류하는 단계.
바람직하게는, 단계 d1)에서, 알코올 용액을 제조하는데 사용된 알코올은 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 프로판올, 부탄올, 옥탄올 및 이의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
바람직하게는, 단계 d1)에서, 사용된 티타늄 화합물은 티타늄 알콕사이드, 바람직하게는 티타늄 아이소프로폭사이드 또는 티타늄 부톡사이드 및 이산화티타늄의 무기 전구체를 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 이산화티타늄의 무기 전구체는 티타늄 옥시클로라이드(TiOCl2), 티타늄 테트라클로라이드(TiCl4) 및 적절한 비양성자성 용매 속 이의 혼합물로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 칼슘 이온은 Ca(OH)2, CaCO3, Ca(NO3)2·4H2O, Ca(NO3)2·2H2O, Ca(CH3COO)2 또는 이의 혼합물의 식염수 가수분해로부터 얻는다.
바람직하게는, 단계 a1)의 상기 수용액은 산화물 또는 아연 염의 형태로 아연 이온을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 단계 c1)의 수용액에 존재하는 인산염 이온은 NH4H2PO4, K2HPO4, KH2PO4, H3PO4 또는 이의 혼합물의 식염수 가수분해로부터 얻는다.
한 바람직한 실시태양에서, 단계 c1)의 상기 수용액은 탄산염 이온을 추가로 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자는 50% 내지 80%, 더욱 바람직하게는 58% 내지 75%로 이루어진 결정도를 가진다.
방법의 한 바람직한 실시태양에서, 단계 c1)은 대기에 존재하는 CO2를 포획하고 얻은 인산칼슘의 구조에서 탄산염 치환을 얻기 위해 용액을 동시에 교반하면서, 바람직하게는 기계적 교반기에 의해 실행된다.
이런 방식으로, 탄산염 치환은 유리하게는 용액 또는 현탁액을 예를 들어 기계적 교반기에 의해 단순히 교반함으로써 실행될 수 있다.
바람직하게는, 단계 c1)의 인산염 이온을 포함하는 수용액은 탄산염 이온을 더 포함한다.
방법의 한 바람직한 실시태양에서, 단계 c1)은 탄산염 이온을 포함하는 제 1 용액 및 인산염 이온을 포함하는 제 2 용액을 동시에 첨가함으로써 실행된다.
유리하게는, 상기 제조 방법은 상기한 특징을 가진 이산화티타늄으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자를 얻게 한다.
출원인은 또한 놀랍게 합성 방법의 특정 변수(예를 들어, 온도, 기계적 교반 속도, 반응물의 혼합 속도 등)을 최적화함으로써 인산칼슘 나노결정의 치수보다 훨씬 작은 치수를 가진 예추석의 나노미터 나노결정으로 덮음으로써 표면에서 자발적으로 중화하는 마이크로미터 응집체에서 인산칼슘 나노결정의 자가 결합을 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 인산칼슘 나노결정의 자가결합은 결정의 표면상에 비결정 층의 작용을 통해 자발적으로 생기며 여기서 화학양론적 Ca/P 비는 고려되지 않고 양전하 및 음전하 모두는 서로 자유롭게 중화한다. 이런 이유로 인산칼슘 나노결정들 사이의 자가 결합은 더 빠르고 인산칼슘의 클러스터의 표면상에 중화하는 유리 전하를 여전히 발견하고 안정성이 최소이기 때문에 반응성이 가장 높은 면인 예추석의 면(001)에 해당하는 가장 넓은 평평한 부분을 노출하는 예추석 나노결정과의 후속 상호작용에 선행된다(Hua Gui Yang et al. Solvothermal Synthesis and Photoreactivity of Anatase TiO 2 Nanosheets with Dominant {001} Facets J. AM. CHEM. SOC. VOL. 131, No. 11, 2009).
본 발명에 따른 제 2 방법의 한 바람직한 실시태양에 따라, 단계 a')는 다음 단계를 포함한다:
a3) 단계 a)에 따른 입자를 포함하는 수성 현탁액을 제조하는 단계;
b3) 단계 a3)로부터 얻은 현탁액으로부터 고체 입자를 분리하는 단계;
c3) 이렇게 얻은 젖은 고체 입자를 건조하는 단계.
한 바람직한 실시태양에서, 분리 단계 b3)는 당업자에게 주지된 장치 및 기술을 사용하는 기울여 따르기, 원심분리 또는 여과에 의해 실행된다.
한 바람직한 실시태양에서, 건조 단계 c3)는 일정한 중량에 도달할 때까지 0℃ 미만의 온도로 젖은 고체 입자를 동결함으로써 실행된다. 이런 바람직한 실시태양의 구조 내에서, 건조 단계 c3)는 바람직하게는 -20°내지 -50℃로 이루어진 온도, 가장 바람직하게는 약 -40℃에서 젖은 고체 입자를 동결함으로써 실행된다.
한 바람직한 실시태양에서, 방법은 또한 건조 단계 c3)를 실행하기 전에 물 또는 염기 용액으로 분리된 고체 입자를 세척하는 추가 단계 d3)를 포함할 수 있다.
유리하게는, 이런 추가 세척 단계 d3)는 입자에 의해 흡수되거나 갇힌 임의의 산 잔류물을 제거하는 유용한 기능을 한다.
본 발명에 따른 방법의 한 바람직한 실시태양에서, 혼합 단계 b) 및 b')는 통상적인 진공 펌프를 사용함으로써 얻어지는 성분의 균질한 혼합물을 얻기 위해서 당업자가 쉽게 선택할 수 있는, 소정의 진공도로 유지된 혼합 장치에서 실행된다.
본 발명에 따른 제 1 방법의 다른 바람직한 실시태양에서, 혼합 단계 b)는
b1) 임의의 계면활성제를 제외하고 경구 보호 및 경구 위생 제품의 다른 성분과 단계 a)의 수성 현탁액을 혼합하는 단계;
b2) 이렇게 얻은 혼합물 속에 적어도 하나의 계면활성제를 포함시키는 단계에 의해 실행된다.
이런 방식으로, 혼합 작업 동안 기포의 형성은 최소화될 수 있다. 이 실시태양의 구조 내에서, 포함시키는 단계 b2)는 바람직하게는 기포의 원치 않는 형성을 최소화하도록 통상적인 장비를 사용하여 진공하에서 실행된다.
본 발명의 제 6 양태에 따라, 본 발명은 치아 오염 및 플라그를 예방하고 제거하기 위한, 본 발명에 기술된 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 제 7 양태에 따라, 본 발명은 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 적어도 하나의 경구 보호 및 경구 위생 제품 및 선택적으로 280nm 내지 450nm로 이루어진 파장 UVB-UVA-Vis을 가진 적어도 하나의 발광 장치를 포함하는 부품의 키트에 관한 것이다.
유리하게는, 상기 발광 장치의 선택적 사용은 더 짧은 시간에 가속된 광활성화를 가능하게 한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 조성물 및 제품은 UVA 광선(약 380nm) 및 450nm까지의 가시광선(청색)에 의해 적절한 활성화를 통해, 더 오래 지속되는 작용으로, 항박테리아 및 항플라그 효과를 미치게 하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 유리하게는, 햇볕에 대한 최소 노출이 상기 특성을 얻고 본 발명에 따른 조성물과 제품을 활성화하는데 충분하다.
밴드-갭의 측정은 확산 반사 스펙트럼의 측정을 통해 일어난다. 분말 재료에 대해 직접 실행된 이런 측정은 프레잉 만티스(Praying Mantis) 확산 반사 액세서리 및 샘플링 키트(Harrick Scientific Products)가 장착된 UV-VIS 분광계에 의해 얻어졌다. "완전 백색" 재료를 참조로 사용하였다. 샘플의 밴드-갭 값을 S. Ardizzone; C.L. Bianchi; G. Cappelletti; A. Naldoni; C. Pirola. Environ. Sci. Technol. 2008, 42, 6671-6676에 기술된 방법에 따라 확산 반사 스펙트럼에 대한 쿠벨카-뭉크(Kubelka-Munk) 방정식에 의해 측정하였다.
본 출원인은 햇볕이 최대 강도를 가지는 450nm(가시광선)까지의 파장을 가진 복사에너지를 통해 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 입자의 활성화를 얻는 것이 가능하다는 것을 놀랍게도 실험적으로 발견하였다.
유리하게는, 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 제품은, 일단 적절한 파장(UVA-UVB-VIS)에 의해 활성화되면, 구강에서 항박테리아 작용 및 치아 표면에 대한 미백 작용을 미치게 하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명의 추가 특징과 이점은 첨부된 도면을 참조로, 예시적이며 제한적이지 않은 이하에 제공된 일부 바람직한 실시태양의 다음 설명에 의해 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 X-레이 회절 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 FT-IR 스펙트럼이다.
도 3은 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다.
도 4는 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 에너지 분산 스펙트럼(EDS)이다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지이다.
도 6a는 주사 전자 현미경(SEM)을 도시하며 도 6b는 본 발명의 크림 치약으로 솔질한 에나멜의 에너지 분산 X-레이(EDX)를 도시한다.
도 7a는 SEM 이미지를 도시하며 도 7b는 일반 크림 치약으로 솔질한 에나멜의 EDX 스펙트럼을 도시한다.
도 1은 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 X-레이 회절 스펙트럼이다.
도 2는 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 FT-IR 스펙트럼이다.
도 3은 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지이다.
도 4는 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 에너지 분산 스펙트럼(EDS)이다.
도 5는 본 발명의 한 양태에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용된 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산회인회석의 마이크로미터 입자의 한 실시예(Ex.1)의 투과 전자 현미경(TEM) 이미지이다.
도 6a는 주사 전자 현미경(SEM)을 도시하며 도 6b는 본 발명의 크림 치약으로 솔질한 에나멜의 에너지 분산 X-레이(EDX)를 도시한다.
도 7a는 SEM 이미지를 도시하며 도 7b는 일반 크림 치약으로 솔질한 에나멜의 EDX 스펙트럼을 도시한다.
도 1을 참조하면, X-레이 회절 스펙트럼은 수산화인회석 및 예추석의 특징을 나타내는 최대 회절을 가진 결정 재료를 도시한다.
2θ의 25.7에서 수산화인회석의 최대 회절(002)은 2θ의 25.3에서 예추석의 최대 회절(100)과 부분적으로 겹친다. 수산회인회석의 특징을 나타내는 2θ의 범위 30-35에서 3개의 최대 회절은 어떻게 인회석 상이 낮은 결정도를 갖는지를 도시한다.
도 2를 참조하면, 실시예 1의 마이크로미터 입자의 FT-IR 스펙트럼은 수산화인회석 및 예추석의 특징적인 흡수 밴드를 나타낸다.
사실상, 신장하는 vTi-O-Ti의 특징을 나타내는 435cm-1에서 밴드, 수산화인회석 탄산염의 특징을 나타내는 1639cm-1에서 밴드, 인산 인회석의 신장에 대으아는 1093 및 1025cm-1에서 밴드 및 O-H 및 O-P-O 밴드의 굽힘에 대응하는 602 및 565cm-1에서 밴드를 볼 수 있다. 또한 합성에 사용된 아이소프로필 알코올의 잔기에 의해 아이소프로필기의 신장 운동 vCH2, CH3에 기인하는 2906 및 2855 cm-1에서 밴드를 볼 수 있다.
더욱 구체적이고 도 3에 도시된 대로, 주사 전자 현미경(SEM) 형태 분석은 본 발명의 한 양태에 따른 입자는 0.01㎛ 내지 0.1㎛로 이루어진 가변성 치수의 결정 구조를 가지며, 이의 조성물은 원소 미세분석으로 측정되었다.
도 4를 참조하면, EDS 미세분석에 의해 얻은 스펙트럼은 1.5 내지 1.7, 평균 1.6의 변동비로 칼슘 및 인으로 이루어진 실시예 1의 입자의 응집체의 원소 조성은 비-화학양론적 수산화인회석의 원소 조성과 일치한다는 것을 나타낸다. 티타늄의 신호 및 산소의 신호는 분명하다. 1 대 2의 티타늄-산소 비는 수산화인회석의 참조 샘플에 존재하는 산소의 상대량의 제거 후 얻었다. EDS 조사는 이산화티타늄-수산화인회석(TiO2-HA) 응집체가 형성되었는데 이는 다른 시점에서 분석한 응집체의 전부가 동일한 조성 및 칼슘, 인, 티타늄 및 산소의 대략적으로 동일한 조성비를 나타내기 때문이다.
더욱 구체적이고 도 5에 도시된 대로, 투과 전자 현미경(TEM) 형태 분석은 본 발명의 한 양태에 따른 입자는 200 내지 400nm로 이루어진 치수를 가진 결정 응집체 형태라는 것을 나타낸다.
다음 실시예에서, 제한하려는 목적이 아닌 순전히 암시하려는 목적으로 제공된, 본 발명에 따른 경구 보호 및 경구 위생 제품에 대해 본 출원인에 의해 실행된일련의 실험 테스트의 결과가 제공될 것이다.
실시예
1
자동온도조절 환경의 반응 볼에, 70℃의 일정 온도로, (전구체의) 3.60g/litre과 동일한 농도로 칼슘 이온을 포함하는 100mL의 용액을 주입하였다.
17.85g/litre와 동일한 농도로 인산염 이온을 포함하는 20mL의 용액 및 20mmol과 동일한 농도로 티타늄 및 알코올의 전구체를 포함하는 40mL의 용액을 각각 제조하였다.
이렇게 얻은 티타늄 및 인산염 이온의 전구체를 포함하는 두 용액을 2개의 방울-형성 장치 내부에 동시에 주입한 후 0.7ml/min과 동일한 속도로, 강한 교반하에서, 이미 칼슘 이온을 포함하는 반응 볼에 첨가하였다.
이 단계의 종류 후에, 합성 제품을 반응 환경 내부에서 숙성하도록 두었고, 6.5시간과 동일한 전체 시간 동안 자동온도조절 환경에 교반하면서 유지하였다.
따라서 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산화인회석 탄산염 입자의 얻은 현탁액을 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용하였다.
실시예
2
자동온도조절 환경의 반응 볼에, 80℃의 일정 온도로, (전구체의) 3.50g/litre과 동일한 농도로 칼슘 이온을 포함하는 200mL의 용액을 주입하였다.
16.58g/litre와 동일한 농도로 인산염 이온을 포함하는 20mL의 용액 및 21mmol과 동일한 농도로 티타늄 및 알코올의 전구체를 포함하는 38mL의 용액을 각각 제조하였다.
이렇게 얻은 티타늄 및 인산염 이온의 전구체를 포함하는 두 용액을 2개의 방울-형성 장치 내부에 동시에 주입한 후 0.5ml/min과 동일한 속도로, 강한 교반하에서, 이미 칼슘 이온을 포함하는 반응 볼에 첨가하였다.
이 단계의 종류 후에, 합성 제품을 반응 환경 내부에서 숙성하도록 두었고, 9시간과 동일한 전체 시간 동안 자동온도조절 환경에 교반하면서 유지하였다.
따라서 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산화인회석 탄산염 입자의 얻은 현탁액을 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용하였다.
실시예
3
자동온도조절 환경의 반응 볼에, 60℃의 일정 온도로, (전구체의) 3g/litre과 동일한 농도로 칼슘 이온을 포함하는 100mL의 용액을 주입하였다.
14.83g/litre와 동일한 농도로 인산염 이온을 포함하는 20mL의 용액 및 16.67mmol과 동일한 농도로 티타늄 및 알코올의 전구체를 포함하는 40mL의 용액을 각각 제조하였다.
이렇게 얻은 티타늄 및 인산염 이온의 전구체를 포함하는 두 용액을 2개의 방울-형성 장치 내부에 동시에 주입한 후 0.4ml/min과 동일한 속도로, 강한 교반하에서, 이미 칼슘 이온을 포함하는 반응 볼에 첨가하였다.
이 단계의 종류 후에, 합성 제품을 반응 환경 내부에서 숙성하도록 두었고, 5.5시간과 동일한 전체 시간 동안 자동온도조절 환경에 교반하면서 유지하였다.
따라서 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산화인회석 탄산염 입자의 얻은 현탁액을 본 발명에 따른 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품의 생산에 사용하였다.
실시예
4
(실시예 1 샘플의 항박테리아 활성의 평가)
항박테리아 활성을 평가하도록 실행된 테스트를 대장균 ATCC8739의 박테리아 균주를 사용하는 현탁액에서 실행하였다.
박테리아 균주를 TSA(Tryptic Soybean Agar) 배지에서 밤새 성장시켰다. 이런 배양액의 분취량을 성장 배지(Tryptic Soy Broth)에 접종하였고 더 빠르게 성장하는 상태에 도달할 때까지 37℃에서 호기성 조건으로 배양하였다. 이로부터 연속 희석을 통해 표준 현탁액을 얻었다.
항균 활성을 측정하기 위해서, 현탁액 속 실시예 1의 2ml 또는 4ml의 샘플(TiO2-HA)을 배지와 함께 혼합함으로써 진행하였다. 그런 후에 각 샘플-플레이트를 공지된 수준에서 2ml의 박테리아 현탁액으로 배양하고 램프로부터 8-9cm 거리에서 2시간 동안 UVA 램프 아래 놓았다.
조사 이후, 적절하게 희석된 분취량(1ml)을 각 샘플로부터 취한 후 한천-풍부 배지를 가진 플레이트에 씨드하여 존재하는 살아있는 바이러스의 수를 측정하였다(콜로니 형성 단위, cfu/ml로 계수하였다). 접종된 플레이트를 24h 동안 37℃에서 배양하였고 박테리아 콜로니를 계수하였다.
결과는 생존 백분율: S/S0(억제 백분율: 1-S/S0)로 표현되었다.
다음 표 1에서 본 발명에 따른 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산화인회석의 마이크로미터 입자를 사용하는 이점은 분명하다; 사실상, UVA 램프에 대한 노출 2시간 후 항균 감소는 78%이며, 본 발명에 따른 샘플의 농도를 2배로 함으로써 99.7%에 도달한다.
검사되는 제품 |
미생물 균주: 대장균 | |||
최초 미생물 농도 T0(UFC/ml) |
최후 미생물 농도(UFC/ml) | 감소 % | ||
탈이온 살균수 |
1x108 | UVA 2h |
1x108 | - |
TiO2-HA (2ml) |
1x108 | DARK | 9x107 | 8% |
TiO2-HA (2ml) |
1x108 | UVA 2h |
2.1x107 | 78% |
TiO2-HA (4ml) |
1.2x108 | UVA 2h |
2.4x106 | 99.7% |
실시예
5
(크림 치약)
본 발명에 따른 크림 치약은 다음 방법에 따라 다음 성분들로 제조하였다.
1 단계에서, TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 수산화인회석 탄산염 입자(TiO2-HA)를 포함하는 수성 현탁액(전체 고체 함량: 30중량%)을 실시예 1에 따라 제조하였다.
이렇게 얻은 수성 현탁액을 계면활성제를 제외한 아래 표에 나타낸 크림 치약의 다른 성분들과 혼합하였다.
혼합은 당업자에게 공지된 통상의 값들 중에서 선택된 적절한 진공도로 유지된 통상적인 혼합 장치에서 수행하였다.
일단 균일한 혼합물이 얻어지면, 계면활성제를 혼합 장치에 혼합하면서 소정의 진공도를 유지하였다.
이런 방식으로, 다음 표 2에 나타낸 조성물을 가진 크림 치약을 얻었다.
성분 | 양[%] |
카복시메틸셀룰로오스 나트륨 | 1.0 |
TiO2-HA 입자 | 15.0 |
소르비톨 시럽 | 15.0 |
글리세린 | 15.0 |
사카린 나트륨 | 0.25 |
2% 우스닌산에서 적정한 하이드로글리콜 이끼 추출물 | 0.5 |
점증 실리카 | 1.0 |
연마 실리카 | 18.0 |
파이로인산 사칼륨 | 3.0 |
이산화티타늄 | 0.9 |
라우릴 황산 나트륨 | 0.5 |
민트 향료 | 1.3 |
시트르산 | 0.25 |
물 | 나머지 |
실시예
6
(에나멜의 표면상의 대한 코팅 형성의 인 비트로 평가)
에나멜 조각(3x3mm)을 치과 교정 이유로 추출한 앞어금니의 인접 표면으로부터 얻었다. 추출 이후, 치아를 다이아몬드 디스크로 절단하고 얻은 슬라브를 50중량%의 에탄올에 10분 동안 초음파처리하여 임의의 파편을 제거하였다. 슬라브를 1분 동안 37중량%의 오르쏘인산으로 식각한 후, 전기 칫솔을 사용하여 증류수로 반복 세척하고 공기 건조하였다. 일반 크림 치약과 본 발명에 따른 TiO2-HA 입자의 10중량%를 포함하는 크림 치약으로 에나멜의 여러 조각을 처리함으로써 테스트를 실행하였다. 실험의 더 많은 반복과 더 나은 통계 데이터를 위해 유사한 5회 테스트를 실시하였다.
사용된 프로토콜은 다음과 같았다:
각각의 에나멜 조각을 21일 동안 하루 3회 솔질하였다. 솔질 기간의 간격은 5시간 이상이었다. 일정한 압력을 받는 전기 칫솔을 사용하고 수돗물에 적신 콩 크기 양의 크림 치약을 사용하여 30초 동안 생체 내의 실제 일반적인 칫솔 절차와 엄밀하게 유사한 임의의 세척 과정을 실행하였다. 매번 처리 이후, 단일 에나멜 슬라브를 깨끗한 칫솔을 사용하여 수돗물로 세척하여 잔여 치약을 제거하였다. 칫솔을 매번 사용 후 수돗물로 반복해서 세척하였다.
21일 동안 칫솔 처리 이후, 각각의 에나멜 조각을 X-레이 회절 기술(DRX), EDX 프로브를 가진 주사 전자 현미경(SEM) 및 적외선 프리에 변환 분광학(FTIR)으로 분석하였다. 도 7a 및 7b의 SEM-EDX 프로브로 실시한 분석은 일반적인 크림 치약으로 처리한 에나멜 표면은 천연 에나멜의 특징적인 값인 1.9의 Ca / P 몰 비를 가지는 것을 나타낸다.
EDX 프로브(도 6b)에 의해, 본 출원인은 코팅에 존재하는 Ca / P 비가 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자의 특징적인 값이며 천연 에나멜의 값이 아니라는 것을 나타낸다.
또한, 이산화물의 특징을 나타내는 티타늄의 신호 피크를 분명하게 인식하였다.
따라서, 치아 위생의 일반적인 절차 동안 이용가능한 제한된 시간에서도, 본 발명에 따른 크림 치약으로 처리된 에나멜 외부 표면상에, 코팅이 유리하게 형성될 수 있다.
실시예
7
(마우스워시)
본 발명에 따른 TiO2-HA 입자를 포함하는 마우스워시를 통상적인 방식으로 실시예 1에 따라 생산된 현탁액과 통상적인 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
다음 표 3에 보고된 조성물을 가진 마우스워시를 얻었다.
성분 | 양[%] |
TiO2-HA 입자 | 5 |
소르비톨 시럽 | 5 |
글리세린 | 5 |
사카린 나트륨 | 0.25 |
2% 우스닌산에서 적정한 하이드로글리콜 이끼 추출물 | 0.5 |
파이로인산 사칼륨 | 1 |
라우릴 황산 나트륨 | 0.2 |
민트 향료 | 0.5 |
시트르산 | 0.1 |
물 | 나머지 |
실시예
8
(츄잉껌)
본 발명에 따른 TiO2-HA 입자를 포함하는 츄잉껌을 통상적인 방식으로 실시예 1에 따라 생산된 현탁액과 통상적인 성분을 혼합함으로써 제조하였다.
다음 표 4에 보고된 조성물을 가진 츄잉껌을 얻었다.
성분 | 양[%] |
츄잉껌 베이스 | 91.65 |
TiO2-HA 입자 | 4 |
글리세린 | 3 |
사카린 나트륨 | 0.025 |
2% 우스닌산에서 적정한 하이드로글리콜 이끼 추출물 | 0.1 |
민트 향료 | 1 |
분명한 것은, 당업자는 다음 청구항에 의해 정의된 대로 보호 범위 내에 해당되는 구체적인 및 불확실한 필요조건, 변형 및 변경을 만족하기 위해, 상기한 발명에 대한 변형 및 변경을 도입할 수 있다.
Claims (29)
- 결정 형태의 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품으로서, 상기 TiO2 나노입자는
a) 박판 형태;
b) 5 내지 30으로 이루어진 종횡비(AR);
c) 결정 격자의 최외각 면으로서 면(001)을 가진 표면 구조를 가지며;
d) TiO2는 선택적으로 금홍석, 판티탄석, 또는 금홍석 및 판티탄석과 혼합된 예추석 형태인 경구 보호 및 경구 위생 제품. - 제 1 항에 있어서,
인산칼슘 화합물의 입자는 0.2㎛ 내지 10㎛의 마이크로미터 치수로 이루어진 길이를 갖는 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
TiO2 나노입자는 0.1㎛ 미만으로 이루어진 길이를 갖는 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
TiO2 나노입자는 2nm 내지 5nm로 이루어진 두께를 갖는 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
인산칼슘 화합물은 인산옥타칼슘, 인산삼칼슘, 인회석, 수산화인회석 및 수산화인회석 탄산염을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
인산칼슘 화합물은 아연 이온, 탄산염 이온, 또는 아연 이온 및 탄산염 이온을 더 포함하는 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
인산칼슘 화합물의 입자는 유리 양전하, 음전하, 또는 양전하 및 음전하를 가진 표면을 가진 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자는 50% 내지 80%로 이루어진 결정도(CD)를 가진 것인 제품. - 제 1 항에 있어서,
현탁액 오일, 겔 또는 고체 형태인 제품. - 제 9 항에 있어서,
상기 입자의 1중량% 내지 40중량%를 포함하는 현탁액 형태인 제품. - 제 10 항에 있어서,
pH 6 내지 13으로 이루어진 pH를 가진 것인 제품. - 제 9 항에 있어서,
크림 치약, 가루 치약, 경구 및 치아 위생용 츄잉껌, 잇몸용 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액, 가글액, 바이트 및 마우스가드 충전제 및 미백 전문 제품을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인 제품. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자를 포함하는 광촉매 활성을 가진 조성물.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 TiO2 나노입자로 외면적으로 기능화된 인산칼슘 화합물의 입자.
- 크림 치약, 가루 치약, 경구 및 치아 위생용 츄잉껌, 잇몸용 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액, 가글액, 바이트 및 마우스가드 충전제 및 미백 전문 제품을 포함하는 그룹으로부터 선택된 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품을 제조하기 위한 방법으로서, 다음 단계:
a) 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 입자를 포함하는 수성 현탁액을 제공하는 단계; 및
b) 상기 수성 현탁액과 경구 보호 및 경구 위생 제품의 다른 성분을 혼합하는 단계를 포함하는 방법. - 크림 치약, 가루 치약, 경구 및 치아 위생용 츄잉껌, 잇몸용 연고, 마우스워시 및 마우스바스 농축액, 가글액, 바이트 및 마우스가드 충전제 및 미백 전문 제품을 포함하는 그룹으로부터 선택된 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품을 제조하기 위한 방법으로서, 다음 단계:
a') 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 입자를 포함하는 고체 입자를 제공하는 단계; 및
b') 상기 고체 입자와 경구 보호 및 경구 위생 제품의 다른 성분을 혼합하는 단계를 포함하는 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 단계 a)는 다음 단계:
a1) 10-4M 내지 10-2M로 이루어진 농도로 칼슘 이온을 포함하는 수용액을 제조하는 단계;
b1) 0.5 내지 4시간으로 이루어진 시간 동안, 30℃ 내지 120℃로 이루어진 온도에 도달할 때까지 상기 수용액을 가열하는 단계;
c1) 2h 내지 8h의 시간 동안 0.5 10-4M 내지 0.5 10-2M로 이루어진 농도로 인산염 이온을 포함하는 수용액을 적하하여 첨가하는 단계;
d1) 인산염 이온을 포함하는 용액의 첨가와 동시에, 0.05 10-4M 내지 0.05 10-2M로 이루어진 농도로 티타늄 화합물의 알코올 용액을 적하하여 첨가하는 단계;
e1) 4h 내지 12h로 이루어진 시간 동안 최종 혼합물을 환류하는 단계를 포함하는 것인 방법. - 제 17 항에 있어서,
단계 d1)에서, 알코올 용액을 제조하는데 사용된 알코올은 메탄올, 에탄올, 아이소프로판올, 프로판올, 부탄올, 옥탄올 및 이의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인 방법. - 제 17 항에 있어서,
단계 d1)에서, 사용된 티타늄 화합물은 티타늄 알콕사이드 및 이산화티타늄의 무기 전구체를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것인 방법. - 제 17 항에 있어서,
단계 c1)은 대기에 존재하는 CO2를 포획하기 위해 기계적 교반기에 의해 용액을 동시에 교반함으로써, 또는 인산 이온을 함유하는 수용액으로 탄산염 이온을 첨가함으로써, 또는 탄산염 이온을 함유하는 제 1 용액 및 인산염 이온을 함유하는 제 2 용액을 동시에 첨가함으로써 실행되는 것인 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 단계 a')는 다음 단계:
a3) 단계 a)에 따른 입자를 포함하는 수성 현탁액을 제조하는 단계;
b3) 단계 a3)로부터 얻은 현탁액으로부터 고체 입자를 분리하는 단계;
c3) 이렇게 얻은 젖은 고체 입자를 건조하는 단계를 포함하는 것인 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 분리 단계 b3)는 기울여 따르기, 원심분리 또는 여과에 의해 실행되는 것인 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 건조 단계 c3)는 일정한 중량에 도달할 때까지 0℃ 미만의 온도로 젖은 고체 입자를 동결 건조함으로써 실행되는 것인 방법. - 제 21 항에 있어서,
상기 건조 단계 c3)를 실행하기 전에 물 또는 염기 용액으로 분리된 고체 입자를 세척하는 단계 d3)를 더 포함하는 것인 방법. - 제 15 항에 있어서,
혼합하는 단계 b)는 진공으로 유지된 혼합 장치에서 실행되는 것인 방법. - 제 16 항에 있어서,
혼합하는 단계 b')는 진공으로 유지된 혼합 장치에서 실행되는 것인 방법. - 제 15 항에 있어서,
혼합 단계 b)는
b1) 임의의 계면활성제를 제외하고 경구 보호 및 경구 위생 제품의 다른 성분과 단계 a)의 수성 현탁액을 혼합하는 단계;
b2) 이렇게 얻은 혼합물 속에 적어도 하나의 계면활성제를 포함시키는 단계에 의해 실행되는 것인 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
치아 오염 및 플라그를 예방하고 제거하기 위한 광촉매 활성을 가진 경구 보호 및 경구 위생 제품. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 광촉매 활성을 가진 적어도 하나의 경구 보호 및 경구 위생 제품 및 선택적으로 280nm 내지 450nm로 이루어진 파장을 가진 적어도 하나의 발광 장치를 포함하는 부품의 키트.
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