KR20060048130A - 건식 부착제를 사용한 치아 미백 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과산화물 치아 미백제가 안정화된 건식(dry type) 치아 미백용 부착 장치에 관한 것이다. 본 발명의 치아 미백용 부착 장치는 매트릭스 타입의 부착층과 지지층을 포함하고, 부착층에는 치아 미백제로서 과산화물과 기제 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer)를 포함하여 상기 친수성 글라시 폴리머가 습한 구강 내 치아 에나멜 층에서 수화될 때 치아에 대한 강한 접착력이 생기며 동시에 치아 미백제가 방출된다. 특히, 수화 전 치아에 부착하는 동안 본 건식의 부착 장치가 손이나 피부에 닿아도 점착성이나 미백제 방출이 없어 안전하다. 또한, 본 건식의 패취는 수화된 후에 치아에 대한 강력한 접착력과 우수한 접착 유지력을 갖고 치아에 부착되므로, 장시간 치아에 부착되어 낮은 미백제 농도에서도 우수한 미백효과를 나타낸다. 더욱이, 본 건식의 부착 장치는 단기간에도 우수한 미백효과를 제공할 수 있다.

건식, 부착 장치, 패취, 치아 미백, 과산화물, 친수성 글라시 폴리머.

Description

건식 부착제를 사용한 치아 미백 장치{DEVICE FOR TEETH WHITENING USING A DRY TYPE ADHESIVE}

본 발명은 치아 미백제로서 과산화물이 안정화된 치아 미백용 건식(dry type) 패취에 관한 것으로, 구체적으로는, 매트릭스 타입의 부착층과 지지층을 포함하고, 부착층에는 치아 미백제로서 과산화물과 기제 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer)를 포함하여 상기 친수성 글라시 폴리머가 습한 구강 내 치아 에나멜 층에서 수화될 때 치아에 대한 강한 접착력이 생기며 동시에 치아 미백제가 방출되는 신규의 치아 미백용 건식 패취에 관한 것이다. 또한, 본 건식의 패취는 수화된 후에 우수한 접착성을 유지하므로, 장시간 치아에 부착되어 낮은 미백제 농도에서도 우수한 미백효과를 나타낸다. 더욱이, 본 건식의 부착제는 단기간에도 우수한 미백효과를 제공할 수 있다.

최근 치아 미백에 대한 관심이 높아지면서 단기간에 치아 미백 효과를 볼 수 있는 트레이(트레이) 제품이 많이 판매되고 있다. 치과의사 처방에 따라 착용자에 맞도록 맞춤 제작된 가정용 미백 제품은 2 주 동안 밤새 사용하도록 되어 있다. 그러나, 착용자는 2 주간 잠자는 동안 입을 다물고 있어야 하기 때문에 이 제품은 사 용하기 매우 불편하다. 이러한 이유로, 치과의사들은 단 한번의 치과 처치로 미백될 수 있도록 하는 사무실용 미백제품을 사람들이 선호한다고 한다. 2 주의 기간을 한번의 치과 처치로 단축시키기 위해, 30∼35%로 높은 농도의 과산화수소가 사용된다. 이 경우, 미백제가 치아 이외의 신체 부위에 접촉하는 것을 방지하기 위해 고무 댐(dam)과 같은 요소가 사용되어야 한다. 다른 기술로는, 상승 효과를 위해 레이저, 열 활성화제 또는 광 활성화제의 사용에 약 16% 농도의 과산화수소를 조합한 것이 알려져 있다. 이러한 형태의 사무실용 미백제품은 높은 농도의 과산화수소 사용에 의한 심한 자극과 미백된 치아가 단기간에 다시 어두워진다는 단점을 갖는다. 또한, 비록 사무실용 미백제품과 가정용 미백제품에 상당한 관심이 있다 하더라도, 이들 제품은 비싸고 착용자가 정기적으로 치과의사를 방문해야 한다는 단점이 있다.

이에 따라, 치과의사의 도움 없이 낮은 비용으로 치과적 처치에 상당하는 미백 특성을 나타내는 치아 미백용 OTC(over-the-counter) 제품에 대한 요구가 있다. OTC 제품용 트레이를 사용하는 많은 치아 미백제를 수퍼마켓과 약국에서 저렴하게 구입할 수 있지만, 많은 문제가 있는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, OTC 제품은 균일한 크기(one-size)와 모양(single-shape)으로 제작된 트레이를 사용함에 따라, 각자의 치아에 잘 맞지 않게 되어 트레이에 의한 자극이 발생하고, 트레이에 도포하는 겔(gel)을 과다 사용하는 것에 의한 자극, 사용 중 겔의 누설(leakage)로 인한 불편함과 안전성에 여러 문제점을 야기시킨다고 알려져 있다. 또한, 대부분의 OTC 제품은 부착시 다른 사람의 눈에 띄게 되어 일상 생활 중에 사용하기는 곤란하 다. 더욱이, OTC 제품 사용자들은 사용 중에 장기간 동안 입을 닫고 있어야 한다.

이러한 트레이를 사용하는 통상의 치아 미백 제품의 단점을 해결하기 위하여, 라이온(Lion)사의 일본특허공개 평10-017,448호에서는 치아 부착층과 지지제 층을 포함하는 시트 형태의 구강 첩부제(plasters)를 개시하고 있다. 이 첩부제에 사용될 수 있는 미백제의 예로서는 코직산(kojic acid)과 그 유도체들, 아스코르빈산(ascorbic acid)과 그 유도체들, 과산화요소(carbamide peroxide) 등을 들 수 있지만, 그 중에서도 코직산과 이의 다양한 염들이 효과적이라고 기재하고 있다. 그러나, 이들 미백제는 모두 강한 산성을 띄기 때문에 낮은 pH로 인한 구강내 자극 발생이 우려된다. 또한, 이들 미백제는 높은 산성에서만 실질적인 미백효과를 제공하기 때문에, 자극이 적고 미백 효과가 우수한 첩부제를 얻는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.

미국특허 제5,310,563호(Curtis 등)에서는 실리콘 폴리머를 사용한 퍼티(putty)와 같은 물질에 과산화물이나 여러 효능 성분을 캡슐화하여 첨가한 치아 미백용 스트립을 제안하고 있다. 이 경우 치아 미백용 스트립의 치아에 대한 접착력은 고무와 같은 퍼티의 탄력성에 의해 생긴다. 그러나, 스트립의 형태(shape)에 대해서는 특별한 언급이 없었다. 이 스트립은 과산화물이 퍼티와 같은 물질 안에 캡슐화되어 있어서 동일 시간 치아에 부착하고 있어도 상대적으로 미백 효과가 떨어진다는 단점이 있다. 또한, 스트립과 치아의 접착은 단지 탄성력에 의존하기 때문에, 혀와 같은 것에 의한 구강내 충돌이나 기침 등의 자극에 의해 치아에서 분리될 수 있다.

한편, 미국특허 제6,435,873호에서는 트레이를 사용하지 않고 겔 보유 인서트(gel retention insert)를 사용하는 치아 미백용 스트립을 개시하고 있다. 겔 보유 인서트는 겔과 치아 사이의 접착을 더욱 높이기 위해 개발된 제품으로, 미소구조(microstructure)를 갖는다. 겔 보유 인서트는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)를 사용하고 치아 미백 성분이 분산된 미소구조를 갖는다. 그러나, 이러한 겔 보유 인서트의 치아 미백 효과는 검증되지 않고 있다. 대부분의 PSA에 사용되는 폴리머들은 물이나 알코올보다는 구강 제품에 사용할 수 없는 용매들, 예를 들어 염화메틸렌이나 에틸아세테이트 등을 사용하기 때문에, 구강 내에서 치아에 직접 부착하는 제형으로는 부적합한 것으로 여겨진다. 또한, 아크릴 폴리머(wet PSA)의 경우 과산화물과 상용성이 떨어지기 때문에, 제조된 치아 미백용 스트립을 상품화하기에는 부적절한 측면이 있는 것으로 생각된다.

콜게이트(Colgate)의 미국특허 제6,419,906호에서는 열가소성 에틸렌 옥사이드 폴리머를 포함하고 미백제는 고형 과탄산염(solid percarbonate)를 사용하는 치아 미백용 스트립을 개시하고 있다. 그러나, 에틸렌 옥사이드 폴리머는 치아 접착력이 떨어지는 단점이 있어, 착용감이 떨어지는 문제가 있을 것으로 생각된다.

특히, P&G에서는 이러한 치아 미백 스트립을 상품화하여 판매하고 있다. 이 치아 미백 스트립은 트레이를 사용하지 않고, 얇고 유연성이 뛰어난 폴리에틸렌 스트립에 치아 미백 성분이 얇고 균일하게 도포되어 있어, 트레이 제품이 가지고 있던 문제점을 해결한 제품이다. 그러나, 이 치아 미백 스트립은 습식(wet type) 스트립으로, 치아와 제품 사이의 접착력이 그다지 강하지 않아 붙이기도 떼어내기도 쉬운 장점이 있는 반면, 기침 또는 크게 소리 내어 웃는 등의 과정에서 원하는 시간 동안 원하는 위치에 붙어있지 못하고 쉽게 떨어진다는 단점이 있다. 또한, 이 치아 미백용 스트립은 치아에 대한 접착력이 낮아서 착용자가 자연스럽지 못하게 느낄 수 있다. 그리고, 이 치아 미백용 스트립은 치아에 단단히 고정되지 못하기 때문에 착용자가 느슨하게 느끼고 30 분 이상 스트립을 계속적으로 착용할 수가 없다. P&G의 연구에 따르면, 습식 제품에 포함되는 미백제로서의 과산화수소 농도는 접착 30분 후에 급강하하고 그 후에는 미백효과에 기여하지 못한다. 최근 공개된 미국특허출원 공개2003/0219389호에서는 치아 미백 제품을 개시하고 있는데, 이에 따르면 치아 미백 제품에서 미백제의 농도는 미백효과를 증진시킬 수 있는 많은 요인들 중에서도 중요한 요인이라고 한다. 또한, 여기에서는 치아 미백 조성물에서 과산화수소 농도 7.5% 이상 및 밀도 약 1.3 ㎎/㎠ 이하가 참을 수 있는 정도의 자극이라고 언급하고 있다. 그러나, 자극의 정도는 개인에 따라 다르다. 또한, 고농도의 과산화수소가 심한 자극을 수반하는 것이 잘 알려져 있으므로, 저농도의 과산화수소를 사용하여 미백 특성을 개선하는 것이 바람직하다. 특히, P&G의 습식 제품은 습식 겔이 이미 수화되어 있어 손으로 만지고 피부에 접촉할 때 미백제가 방출된다. 결과적으로, 5.3% 과산화수소를 함유하는 제품에서도 손 또는 피부의 변색이 일어나게 된다.

결론적으로, 고농도의 과산화수소는 심한 자극을 수반하기 때문에, 과산화수소 농도를 증가시키지 않고 치아 미백 효과를 증진시키고, 사용하기 편리하며, 안전한 제품 및 방법을 제공하는 것이 요구된다.

본 발명에서는 과산화물 치아 미백제가 안정화된 건식의 치아 미백용 부착 장치가 개시된다. 본 발명의 건식 치아 미백용 부착 장치는 매트릭스 타입의 접착층과 지지층을 포함하는데, 부착층에는 치아 미백제로서 과산화물과 기제 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer)를 포함하여 상기 친수성 글라시 폴리머가 습한 구강 내 치아 에나멜 층에서 수화될 때 치아에 대한 강한 접착력이 생기며 동시에 치아 미백제가 방출된다. 특히, 수화 전 치아에 부착하는 동안 본 건식의 부착 장치가 손이나 피부에 닿아도 점착성이나 미백제 방출이 없어 안전하다. 또한, 본 건식의 패취는 수화된 후에 치아에 대한 강력한 접착력과 우수한 접착 유지력을 갖고 치아에 부착되므로, 장시간 치아에 부착되어 낮은 미백제 농도에서도 우수한 미백효과를 나타낸다. 더욱이, 본 건식의 부착제는 단기간에도 우수한 미백효과를 제공할 수 있다.

본 발명은 치아 접착을 위한 건식 부착 장치를 포함한다. 이 장치는 매트릭스 타입 부착층과 지지층을 포함한다. 부착층은 과산화물 치아 미백제와 기제 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머를 포함하여 상기 친수성 글라시 폴리머가 수화되어 치아에 접촉할 때 치아에 대한 강한 접착력이 생기며 수화 전에는 거의 또는 전혀 접착력이 없다. 접착력은 치아 미백제가 부착층으로부터 방출되는 동안 실질적으로 일정하게 유지된다. 과산화물 농도에 따른 최소 깊이 요구를 갖는 부착층을 사용하는 것에 의해 효과적인 치아 미백이 달성된다.

일반적으로 치아 미백 분야에서 미백 효과에 영향을 미치는 것에는 미백제로서 과산화물의 농도, 미백제와 치아의 접촉 시간, 미백제의 사용 횟수, pH, 온도, 치아 표면 청결상태(surface debridement), 밀봉된 환경(sealed environment) 등이 포함된다.

과산화물의 농도가 높을수록 미백 효과가 좋아지는 것은 치아 미백 메카니즘으로 설명될 수 있다. 치아는 맨눈으로는 보이지 않지만 수많은 구멍을 갖고 있다. 이러한 구멍은 치아 가장 바깥쪽인 법랑질(enamel) 뿐 아니라 그 안쪽인 상아질(dentin)에도 있다. 착색 성분은 구멍을 통해 법랑질뿐 아니라 상아질까지 침투하여 치아를 누렇게 만든다. 치아 미백 메카니즘에 따르면, 과산화물은 분자량이 작아서 법랑질과 상아질의 구멍속으로 침투할 수 있고, 강한 산화제로 작용하여 이러한 착색 성분을 표백하게 되고 이에 따라 착색 성분의 색상을 나타내는 결합이 끊어져서 색상을 잃게 되어 치아가 하얗게 되는 것이다. 즉, 표백은 확산 반응이기 때문에 과산화물 농도가 높을수록 더 빨리, 더 많이 과산화물이 치아 내부로 침투할 수 있기 때문에 미백 반응에 더 효과적인 것이다. 그러나, 과산화물은 치아뿐 아니라 잇몸 속에도 침투가 가능하여 자극을 일으킬 수 있고, 치아 가장 안쪽의 신경까지도 침투할 수 있는데, 이 경우 일시적인 치아 과민 증상도 일으킬 수 있기 때문에 원하지 않는 부작용을 일으킬 수 있다. 따라서, 미백제인 과산화물의 농도를 높이는 것이 가장 단기간에 미백 효과를 체감할 수 있는 가장 효과적인 방법임에도 불구하고 안전성 면에서 한계를 가지고 있다.

미백제와 치아 사이의 접촉 시간의 경우도, 과산화물의 확산에 의해 미백이 일어나는 치아 미백 메카니즘과 관계가 있다. 즉, 과산화물이 치아 내부의 법랑질까지 침투하기 위해서는 과산화물과 치아 사이의 접촉 시간이 길수록 침투가 잘 일어나기 때문에, 긴 접촉 시간은 단기간에 미백 효과를 체감하기 위해서 효과적인 방법이다. 그러나, 사용하는 제품이 트레이 같이 이물감이 크거나, 부착시 다른 사람의 눈에 띄고 말이나 행동이 불편할 경우 일상생활에 지장이 있어서 부적합하고, 충분한 시간 부착하려면 접착력이 우수하고 치아 밀착력이 높아야 하기 때문에, 습식(wet type) 제품 같이 겔을 얇게 도포한 스트립 제품은 부적합하다.

사용 횟수도 과산화물의 농도 및 접촉 시간과 관련이 있다. 즉, 치아에 적용할 때는 과산화물이 안정화되어 있어도, 일단 구강 내 착색된 치아에 부착하게 되면 과산화물의 높은 반응성 때문에 시간이 경과됨에 따라 과산화물이 점점 분해되기 시작한다. 따라서, 예를 들어 같은 3 시간을 부착할 경우에도, 하나를 부착하여 계속 사용하는 것보다는 여러 번 부착하여 3 시간을 사용하는 것이 미백 효과면에서 더 유리하다. 그러나, 사용 횟수가 많아지면 사용하는 사람들이 불편함을 느끼기 때문에 적절한 조절이 필요하다.

pH는 과산화물에 있어서 반응성이 높은 라디칼을 형성하도록 하는 요소이다. 온도는 과산화물에 의한 미백 반응의 반응 속도를 높여주는 요소이다. 그러나, 지나치게 높은 pH와 높은 온도는 자극을 야기하므로 주의가 필요하다.

표면 청결 정도(surface debridement)와 밀봉된 환경은, 사용시 치아에 대한 밀착력이 우수하고 치아 접착력이 우수하면 부수적으로 얻어질 수 있다. 이들 조건은 트레이 타입이나 습식 제품에서는 얻기 힘들지만, 치아에 대한 접착력이 우수한 친수성 글라시 폴리머를 사용한 건식 제품에서는 가능하다.

본 발명에서는 사용하기 편리하고 안전하면서도 효과적으로 치아 미백 효과를 증진시킬 수 있는 제품을 개발하기 위해 연구를 거듭하였으며, 그 결과 일정 시간(예를 들어 1 회에 30 분) 사용될 때 미백 효과를 개선하기 위해서는 미백제의 농도가 중요한 인자임을 발견하였다. 그러나, 본 발명자들은 접촉 시간을 제한하지 않고 미백 효과를 평가하기 위한 실험을 수행한 결과, 원하는 정도의 미백 효과를 제공하는 1 회 접촉 시간(1 회 부착 시간, one-contact time)을 달성하는 것이 가장 중요한 인자임을 발견하였다.

동일한 과산화물 농도에서는 접촉 시간이 길어지면 미백 효과가 향상될 수 있다. 그러나, 종래 기술로 언급된 트레이를 사용하는 제품에서는, 트레이에 의한 물리적인 자극, 트레이에 겔을 도포하여 치아에 물고 있는 과정에서 여분의 겔이 구강 내에 흘러 들어가는 것에 의한 자극이 문제가 된다. P&G의 Crest Whitestrips (상품명)와 같은 폴리에틸렌(PE) 스트립에 과산화물 겔이 얇게 도포된 습식 패취 제품의 경우는, 접착력이 부족하여 30 분 이상 치아에 부착하는 것이 어렵다는 문제가 있다. 그러나, 부착층에 친수성 글라시 폴리머를 사용하는 본 발명과 같은 건식 패취는 치아에 견고하게 부착되고 시간 경과에도 강한 접착력을 유지할 수 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 충분한 1 회 접촉 시간을 보장하는 것에 의해 저농도의 미백제를 사용하면서도 우수한 미백 효과를 발휘하는 건식 패취를 제공하는 것이다.

충분한 1 회 접촉 시간을 얻기 위해서는 부착층의 두께가 조절되어야 한다. 부착층의 두께가 너무 얇으면 긴 시간 동안 강한 접착력을 얻기 어렵다. 따라서, 원하는 1 회 접촉 시간에 따라 부착층의 최소 두께를 조정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 과산화물 3%의 낮은 농도에서는 최소 1 회 접촉 시간이 적어도 60 분이고, 부착층의 최소 두께는 적어도 약 100 ㎛이다. 낮은 과산화물 농도에서는 바람직한 1 회 접촉 시간이 90 분 이상이고, 바람직한 부착층 두께는 150 ㎛ 이상이다. 1% 내지 4%의 낮은 과산화물 농도에서는, 보다 바람직한 1 회 접촉 시간이 120 분 이상이고, 보다 바람직한 부착층 두께는 적어도 200 ㎛이다.

4% 내지 7.5%의 중등도 과산화물 농도에서, 적절한 최소 1 회 접촉 시간과 부착층 두께는 변화한다. 이 경우, 최소 1 회 접촉 시간은 적어도 30 분이고, 최소 부착층 두께는 적어도 60 ㎛이다. 바람직한 1 회 접촉 시간은 적어도 60 분이고, 바람직한 부착층 두께는 80 ㎛ 이상이다.

7.5% 보다 높은 과산화물 농도에서, 원하는 최소 1 회 접촉 시간과 부착층 두께는 변화한다. 이 경우, 최소 1 회 접촉 시간은 적어도 15 분이고, 최소 부착층 두께는 40 ㎛ 이상이 바람직하다. 바람직한 1 회 접촉 시간은 적어도 30 분이고, 바람직한 부착층 두께는 50 ㎛ 이상이다.

본 발명에서는, 원하는 1 회 접촉 시간과 미백 효과를 달성하는 데 있어서 부착층의 두께가 중요한 요소임이 밝혀졌다. 부착층 두께는 과산화물과 같은 미백제의 농도 보다 더 중요한 것으로 생각된다. 부착층 두께가 두꺼울수록 미백 효율은 증가한다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 건식의 매트릭스 타입 부착층과 지지층 을 포함하고, 부착층에는 치아 미백제로서 과산화물과 기제 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer)를 포함하여, 상기 친수성 글라시 폴리머가 치아 접촉시 치아에 대한 강한 접착력을 제공하고 치아 미백제가 방출되기 시작하며, 접착력이 비교적 일정하게 유지되어, 긴 1 회 접촉 시간 동안 사용하기 편리하고 낮은 과산화물 농도에서 우수한 미백 효과를 나타내는 치아 부착용 장치를 제공한다.

본 발명에서, 미백 효과는 제품 사용 전후의 치아 색상 변화에 따라 측정된다. 색상 변화는 세이드 가이드(shade guide) 또는 색차계(chromameter)를 사용하여 평가된다. 세이드 가이드는 제품 사용 전의 색상이 세이드 가이드의 어느 단계에 해당하는지 측정하고, 사용 후의 색상이 동일한 방법으로 어느 단계에 해당하는지 측정하는 것에 의해 시행된다. 색차계는 Lab(L) 값을 측정하는 것에 의해 시행된다. 여기에서 L 값은 밝기(brightness)로, 0은 흑(black), 100은 백(white)을 의미한다. 본 발명에서는, ΔL 값을 제품의 미백 효과를 나타내는 값으로 결정한다. 세이드 가이드를 사용한 평가법은 제품을 일정 시간 사용하게 한 후 시행되기 때문에, 시간과 비용 면에서 다양한 처방을 시험하기 어렵다. 본 발명에서는, 색차계를 사용하여 인조 치아의 Lab 값을 측정하는 것에 의해 미백 효과를 평가하였다.

본 발명의 건식 장치를 제작하기 위해서는, 부착층의 주요 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머가 사용된다. 친수성 글라시 폴리머는 습한 구강 내 치아의 에나멜 층에서 수화된 후 치아에 대한 강한 접착력을 제공하고 동시에 치아 미백제를 방출한다.

트레이를 사용하지 않는(non-tray type) 치아 미백용 패취는 치아에 부착하 는 것만으로 우수한 미백 효과를 발휘한다. 그러나, 패취가 습식 부착층을 포함할 때, 특히 겔 타입인 경우에는 박리층(release liner)으로부터 패취를 떼어내어 손으로 치아에 부착하는 과정에서 약물이나 접착 성분이 손에 상당량(80% 이상) 잔류할 수 있다. 더우기, 실수로 패취가 얼굴이나 입술 등에 닿았을 때 부착층에 함유된 약물이 얼굴이나 입술에 잔류될 뿐 아니라, 사용된 치아 미백제나 종류나 함량에 따라 원하지 않은 결과를 야기할 수 있다. 특히, 강한 표백 효과를 갖는 고농도의 과산화물이 치아 미백제로서 사용될 때는 심각한 문제가 발생할 수도 있다. 반면, 본 발명의 건식 패취에 포함되는 약물 및 접착 물질은 수화되기 전에는 고형 상태(sheet 또는 film)로 유지된다. 이 패취가 피부에 접촉하거나 치아로부터 탈착될 때, 약물이나 접착 성분이 약 0 내지 10% 정도의 소량으로 잔류하므로, 본 발명의 건식 패취는 보다 안전하고 편리한 것이 특징이다.

또한 non-tray 방식의 치아 미백용 패취나 트레이의 경우, 구내염 치료를 위해 사용하는 점막 부착제(mucoadhesive)인 아프타치(AFTACH, 판매원: 국내 동화약품, 제조원: 일본 TEIJIN)나 Taisho-A(판매원: 일본 대정약품, 제조원: 일본 TEIYAKU)에 요구되는 물성과 같이 우수한 접착력이 요구된다. 즉, 이들은 습한 구강 내에서 원하는 효과를 나타내도록 필요한 시간 동안 원하는 부위에 붙어있을 수 있을 정도의 접착력이 요구될 뿐 아니라, 불의의 사태, 즉 착용시 갑자기 기침이 나거나 큰 소리를 내게 되는 상황에서도 떨어지지 않는 정도의 접착력이 필요하다. 또한, non-tray 방식의 치아 미백용 패취나 트레이는 박리층으로부터 손으로 떼어내어 치아에 붙이기까지 초기 접착력이 너무 좋으면 문제를 야기할 수 있기 때문 에, 치아에 부착 전에는 오히려 접착력이 낮은 것이 더 바람직하다. 본 발명의 건식 패취 또는 장치는 이러한 문제를 쉽게 해결할 수 있다. 즉, 본 발명의 건식 패취 또는 장치는 수화되기 전까지는 접착력이 매우 낮다가 수화되면서 강한 접착력을 제공한다(표 3 참조). 본 발명의 건식 장치는 완전히 수화되었을 때에도, 손으로 쉽게 떼어낼 수 있다. 치아에 대한 접착력이 너무 강할 경우, 많은 물을 가하면(양치질, 칫솔질, 물이나 음료수를 마심) 치아로부터의 쉽게 떨어진다. 따라서 본 발명의 건식 장치는 사용하기 편리하다.

지지층(backing layer)은 수불용성(water-insoluble)이고 수불투과성(water-impermeable)인 폴리머를 필름 형성제로 사용한 층으로 구성될 수 있으며, 패취가 잇몸이나 혀에 붙지 않고 침에 의해 패취의 형태(shape)가 변형되거나 치아로부터 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다.

한편, 건식 치아 미백 장치에서 치아 미백제로 사용되는 과산화물의 경시안정성이 문제가 될 수 있다. 본 발명에서는 과산화물 불안정성 문제를 해결하기 위하여, 과산화물 안정화제를 사용하거나, 또는 과산화물과 상용성이 우수한 글라시 폴리머의 용액을 첨가하여 용매의 비율을 적당히 조절함으로써 과산화물 안정화제를 첨가하지 않고도 이 문제를 해결할 수 있었다. 따라서, 본 발명은 치아 미백제로 과산화물을 사용하는 건식 패취의 부착층에 친수성 글라시 폴리머를 기제 폴리머로 사용하고 과산화물 안정화제를 사용하거나, 또는 과산화물 안정화제 대신 과산화물과 상용성이 좋은 글라시 폴리머를 선택하여 용매 비율을 적당히 조절하여 과산화물의 안정성(stability)을 확보한 새로운 타입의 패취를 제공한다.

본 발명에 따른 치아 미백용 장치의 미백 효과를 증진시키기 위하여, 치아 미백제로서 과산화물과 함께 축합인산염(polyphosphates)을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 치아 미백 장치의 치아 미백 효과는 미백 성분의 종류와 농도를 변화시키는 것에 의해 조절할 수 있다. 본 발명에 따른 치아 미백용 패취는 치아에 대한 밀착력이 좋고 착용시 수화되면서 투명해지므로 착용중 표가 나지 않아 일상 생활에 지장을 받지 않는다. 또한, 치아에 부착되어 있는 동안 과산화물의 산소 방울이 관찰되어 사용자가 눈으로 미백 효과를 인지할 수 있다.

대부분의 사람들이 자신의 치아의 변색을 인지하고 미백의 필요성을 느끼는 시점은 보통 10 대 후반이다. 이 경우 10 년 넘는 시간을 통해 착색이 진행된 것이기 때문에 원래의 치아로 돌아가는 데에도 어느 정도의 기간이 필요하다. 이러한 이유로, 치아 미백 제품은, 예를 들어 1 주일 또는 2 주일에 걸쳐 꾸준히 사용할 필요가 있다. 이렇게 꾸준히 사용하도록 동기를 부여하기 위하여, 치아 미백 제품은 자극이 적고 착용자의 일상 생활을 방해하지 않으면서 사용이 편리해야 하고, 단기간 내에 미백 효과를 제공하여야 한다.

본 발명에 따른 건식의 부착 장치는 단기간 내에 미백 효과를 증진시킬 수 있다. 사용 횟수를 증가시키는 것이 단기간 내에 미백 효과를 나타내기에 가장 효과적이다. 그러나, 치아 미백 제품의 과도한 사용 횟수는 사용에 있어 착용자에게 불편함과 자극을 야기할 수 있다. 또한, 사용 횟수가 1 또는 2 회로 제한될 때에는, 비교적 장시간, 예를 들어 1 내지 2 주 이상이 걸리므로 착용자가 불편함을 느끼게 된다. 다른 방법으로 미백제 농도를 증가시키는 것이 있지만, 이 방법은 치아 에 자극을 주게 되고, 미백제와 접촉시 손, 피부, 잇몸, 점막 및 혀를 변색시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 미백제의 농도와 사용 횟수를 증가시키지 않고 미백 효과를 증진시키는 방법을 개발하였다. 그 결과, 본 발명자들은 건식의 부착 장치가 수화된 후 강한 접착력과 접착 유지를 제공하는 것이 착용자에게 사용시 편리함을 주고 충분한 1 회 접촉 시간을 보장함을 발견하였다. 본 발명자들은 또한 접촉 시간과 부착층 두께가 접착 횟수나 미백제의 농도 보다 미백 효과 증진에 더 중요한 요소임을 발견하였다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하고 있다.

개선된 미백 효과를 얻기 위하여, 본 발명에서는 낮시간용(Day-Time-Use)과 밤시간용(Night-Time-Use)의 두 제품으로 구성된 "치아 미백용 세트(teeth whitening set)"를 개발하였다. 낮시간에는 활동이 많기 때문에 60 분 이상 먹거나 마시지 않기는 어려우며, 따라서 비교적 짧은 1 회 접촉 시간과 비교적 높은 과산화물 농도를 갖는 제품이 낮시간용으로 적합하게 된다.

낮시간용 제품의 경우, 최소 과산화물 농도는 적어도 6%, 바람직하게는 적어도 9%, 더욱 바람직하게는 적어도 10%이다. 그리고 최소 1 회 접촉 시간은 15 분 미만, 바람직하게는 30 분 미만, 더욱 바람직하게는 60 분 미만이다. 부착층의 최소 두께는 적어도 40 ㎛, 바람직하게는 적어도 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 적어도 60 ㎛이다.

한편, 밤시간용 제형은 낮시간용 보다 방해받지 않는 시간이 길기 때문에 비교적 긴 1 회 접촉 시간을 갖도록 디자인하는 것이 가능하다. 밤에는 사람들이 피 곤해하기 때문에, 고농도의 과산화물이 치아와 구강 연조직에서 더 과민하게 될 수 있다. 따라서, 밤시간용으로는 저농도의 과산화물과 긴 1 회 접촉 시간이 더 좋다. 밤시간에는 사용하기 편리하고 안정적이면 2 시간 이상 치아 미백 제품을 붙이고 있는 것도 가능하다.

밤시간용 제품의 경우, 최대 과산화물 농도는 약 10% 이하, 바람직하게는 약 9% 이하, 더욱 바람직하게는 약 6% 이하이다. 그리고 최소 1 회 접촉 시간은 적어도 60 분, 바람직하게는 적어도 90 분, 더욱 바람직하게는 적어도 120 분이다. 부착층의 최소 두께는 80 ㎛ 이상, 바람직하게는 100 ㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 120 ㎛ 이상이다.

본 발명의 치아 미백용 건식의 부착 장치는 부착층의 주요 성분으로서 친수성 글라시 폴리머를 필수적으로 포함하기 때문에, 수화된 후 강한 접착력을 나타내고 접착된 동안 일정한 점착도를 유지한다. 또한, 1 회 접촉 시간이 연장되고 미백제의 농도가 일정 레벨 이상으로 유지될 때 미백 효과가 최대화되기 때문에, 본 건식 패취에 포함된 과산화물은 안정화되는 것이 바람직하다. 미백제, 특히 제형 중에 함유된 과산화물을 더욱 안정화시키기 위하여, 본 발명에서는 과산화물 안정화제가 사용된다. 제형이 과산화물과 상용성이 매우 좋은 폴리머를 함유한다면 과산화물 안정화제가 필수 성분이 아닌 것도 이해될 것이다.

1 회 접촉 시간이 길수록 미백 효과는 좋아진다. 특히, 접촉 시간이 길어짐에 따라 심하게 변색된 송곳니에 대한 미백 효과가 우수하다는 것이 밝혀졌다. 따라서, 본 발명에 따른 장치를 밤새 사용하는 것이 미백 효과면에서 권장된다. 본 발명의 건식 부착 장치는 밤새 사용하더라도, 트레이를 사용하지 않기 때문에 사용하기 편리하고 물리적 자극을 주지 않는다. 또한, 본 발명의 건식 부착 패취는 겔이 목구멍으로 흘러들어가는 것과 같은 많은 불편한 점을 갖지 않는다. 본 발명의 건식 부착 장치의 이러한 이점은 강한 접착력과 접착 유지성에 기인한다.

그러나, 건식의 부착 장치의 밤새 사용은 과민한 사람에게서 수면을 방해할 수 있으므로, 이 장치는 보통 깨어있을 때 사용된다.

한편, 너무 짧은 시간 동안 저농도의 미백제를 사용하면 만족스러운 미백 효과를 달성할 수 없다. 1 회 접촉 시간은 보통 30 분 이상, 바람직하게는 1 시간 이상, 더욱 바람직한 것은 2 시간 이상이다.

본 발명자는 동일한 1 회 접촉 시간(30분)에서 다양한 사용 횟수로 건식 패취의 미백 효과를 평가하였다. 결과적으로, 본 발명자는 미백 효과에 영향을 주는 중요한 인자가 미백제, 즉 과산화물의 농도라는 것을 발견하였다(아래 표 2 참조). 9% 과산화수소를 함유하는 건식 부착 패취는 1 회 접촉 시간 30 분에서 9% 과산화수소를 함유하는 습식 패취보다 나은 미백 효과를 나타내었다. 특히, 1 회 접촉 시간 2 시간의 3% 과산화수소를 함유하는 건식 부착 패취는, 1 회 접촉 시간 30분인 14% 과산화수소를 함유하는 습식 패취와 9% 과산화수소를 함유하는 건식 부착 패취보다 나은 미백 효과를 나타내었다(아래 표 2 참조).

본 발명의 치아 미백 패취는 매트릭스 타입의 패취로, 피부나 점막이 아닌 치아의 법랑층에 부착되어 치아 미백에 충분한 시간 동안 치아 표면에 치아 미백제를 제공하도록 의도된다. 본 발명에서는 본 매트릭스 타입 패취의 여러 층의 재료 로서 친수성 글라시 폴리머가 사용된다. 이러한 패취 구조로 인해, 저장시와 손을 사용하여 치아에 패취를 부착할 때 미백제의 방출이 방지된다. 패취가 부착된 후, 패취는 치아 표면의 습기에 의해 수화되기 시작하고 이에 따라 접착력이 얻어져서 미백제가 방출된다. 친수성 글라시 폴리머는 매트릭스 타입 패취의 여러 층에서 재료로 사용된다. 따라서, 본 발명의 다른 양상에 따르면, 매트릭스 타입 패취의 지지층을 제외한 층의 재료로서 친수성 글라시 폴리머가 사용된다.

이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 패취의 부착층에 사용될 수 있는 글라시 폴리머의 예로는 폴리알킬비닐 에테르-말레인산 공중합체(PVM/MA copolymer, Gantrez AN 119, AN 139 및 S-97), 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산, Poloxamer 407(Pluronic), 폴리비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트 공중합체(PVP/VA copolymer; Luviskol VA 및 Plasdone S PVP/VA), 폴리비닐 피롤리돈(PVP, K-15∼K-120), Polyquaternium-11(Gafquat 755N), Polyquaternium-39(Merquat plus 3330), Carbomer(Carbopol), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오즈, 하이드록시에틸 셀룰로오즈, 하이드록시프로필 셀룰로오즈, 젤라틴(gelatin) 및 알긴산나트륨(sodium alginate)과 같은 알긴산염이 포함된다. 이들 폴리머는 단독으로, 또는 이들의 혼합물로 사용될 수 있다. 이들 폴리머의 용매로는 물, 에탄올, 또는 이들의 혼합물이 여러가지 혼합 비율로 사용될 수 있다.

치아에 부착되는 패취는 치아의 굴곡에 따라 쉽게 모양이 만들어져야 하기 때문에 충분히 유연해야 한다. 폴리머에 따라서는 이러한 유연성이 떨어지는 것도 있기 때문에 적당한 가소제가 첨가될 수 있다. 적당한 가소제는 글라시 폴리머의 종류와 처방에 따라 차이가 있지만, 일반적으로 사용되는 프로필렌글리콜(polypropylene glycol), 글리세린(glycerin) 또는 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol)이 사용 가능하다.

상기 치아 에나멜 부착층에 함유되는 치아 미백제는 과산화수소(hydrogen peroxide), 과산화요소(carbamide peroxide), 과산화칼슘(calcium peroxide), 과탄산나트륨(sodium percarbonate), 과붕산나트륨(sodium perborate), 과산화피로인산나트륨(tetrasodium pyrophosphate peroxidate) 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 피로인산나트륨과 과산화수소의 부가 화합물인 과산화피로인산나트륨(TSPP-H₂O₂)은 수용액이나 결정 상태에서 과산화수소의 성질을 나타내면서 동시에 피로인산나트륨 자체의 특성을 발휘해주는 특성이 있다. 보통의 경우도 피로인산나트륨은 과산화수소가 원래 지니고 있는 성질을 변화시키지 않으면서 안정화시킨다. 또한, 과산화수소를 단독으로 사용할 때 나타나는 결점을 방지해준다. 즉, 과산화수소는 금속 촉매(catalase), 자외선, 산화제(oxidase), 가열 처리 등에 의해 분해가 촉진되지만 과산화피로인산나트륨은 이런 모든 것들에 대하여 안정하며 과산화수소 원래의 성질과 특성을 발휘해 준다. 실제로 액상이나 겔(gel), 페이스트 상에서 과산화물만 사용했을 때보다 과산화피로인산나트륨은 40 ℃에서 과산화물의 경시안정성이 우수하였다. 그러나, 패취 내에서의 과산화물 안정성은 미백 제로 과산화피로인산나트륨을 사용해도 쉽게 얻을 수 없었다.

일반적으로 과산화물은 반응성이 우수하여 제품 내 안정화시키는 데 어려움 이 있고, 특히 폴리머들과는 상용성이 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 제품 내 과산화물의 안정화는 제품의 형태(shape)나 처방과도 관련이 있어, 일반적인 겔(gel)이나 페이스트(paste), 용액 상에서의 과산화물 안정화 관련 특허도 많고, 일부는 고온에서 어느 정도의 안정성을 확보할 수 있는 것으로 알려져 있지만, 얇게 도포된 겔이나 패취 내에서의 과산화물 안정화에 관련해서는 알려져 있지 않다. 마찬가지로, 본 발명자들도 일반적으로 알려진 과산화물 안정화제로 이러한 문제를 해결할 수 없음을 발견하였다.

본 발명자는 패취 내 과산화물의 안정화제를 검색하던 중, 패취의 기본 물성이나 본 발명의 이용 범위에 사용할 수 있는 안정화제를 찾게 되어 본 발명에 따른 패취 내 과산화물의 고온에서의 경시안정성을 상당히 향상시킬 수 있게 되었다. 따라서, 본 발명의 다른 양상에 따라, 치아 미백제로서 과산화물과 함께 과산화물 안정화제가 사용된다.

본 발명의 치아 미백 패취에 사용될 수 있는 과산화물과 상용성이 좋은 과산화물 안정화제는 알킬아릴 설포네이트, 알킬 설포네이트, 알킬 카르복실레이트, 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트, 스판 20(Span 20, sorbitan monolaurate), 스판 40(Span 40, sorbitan monopalmitate), 스판 60(Span 60, sorbitan monostearate), 스판 80(Span 80; sorbitan monooleate), 스판 85(Span 85, sorbitan trioleate), TWEEN(POE sorbitan fatty acid ester) 계 및 이들의 혼합물로 구성되는 군으로부터 선택된다. 과산화물 안정화제에 대하여 더 자세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 패취 내 주요 치아 미백제로서 과산화물을 사용하였다. 그러 나, 상기 미백제만을 사용하여 패취를 제조하고 40 ℃에서 보관했을 때 패취 내 과산화물 함량은 시간이 지남에 따라 감소하여, in vitro 미백 효과도 처음보다 많이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 겔(gel) 형태일 때는 과산화물을 함유한 처방의 경우 필름 형성제로 폴리머를 과량 사용한 경우도 별도의 안정화제 없이 과산화물의 손실이 매우 적었으며, 다소 과산화물 안정성이 부족한 처방도 일반적인 과산화물 안정화제로 알려진 킬레이팅제, 예를 들어 EDTA나 구연산나트륨을 소량 첨가하는 것에 의해 원하는 수준의 처방을 얻을 수 있었다. 그러나, 본 발명에서와 같이 겔(gel)의 용매를 증발시켜 얻은 시트(sheet) 형태 패취에서는, 안정화제를 첨가하지 않았을 때 겔 형태의 제형보다 과산화물의 경시안정성이 떨어졌을 뿐 아니라, 킬레이팅제를 첨가해 주었을 때는 오히려 첨가하기 전보다도 패취 내 과산화물의 안정성이 떨어진 것을 확인할 수 있었다. 또한, 과산화물 안정화 효과가 뛰어난 것으로 알려진 Dequest 포스포네이트 류를 패취에 첨가했을 때도 과산화물 안정화 효과는 얻을 수 없었다.

이와 같이 겔(gel), 액상, 또는 시트 형태에 따라 처방 내 과산화물의 경시안정성이 다른 이유는 여러 가지로 설명될 수 있다. 미국특허 제4,320,102호에 의하면, 과산화물은 금속에 의한 촉매 반응으로 처방 중 극소량의 금속만 있어도 굉장히 민감하게 분해되는 특성이 있다고 한다. 즉, 1 ℓ당 0.1 ㎎의 철, 0.2 ㎎의 구리, 0.1 ㎎의 마그네슘, 0.02 ㎎의 크롬만 있어도 과산화수소는 분해된다고 한다. 용액 상태나 겔(gel) 상태에서 용매가 증발되면서 만들어진 시트 형태의 패취의 경우에는, 얇은 시트 안에 높은 함량의 금속들을 함유하게 되고 표면적이 넓어 져서 반응성이 높아지기 때문에 상대적으로 더욱 과산화물의 경시안정성이 저하하는 것으로 생각된다. 본 발명에 따른 패취 내 과산화물 안정화제로 사용되는 물질들은 주로 계면활성제나 유화제로, 이들이 시트 상에서 미셀(micelle)을 형성하여 과산화물과 상용성이 좋지 않은 원료와 과산화물의 접촉을 막아주거나, 발림성이 떨어지는 글라시 폴리머를 사용한 경우에는 미백제를 패취 전체에 균일하게 분산시켜주고, 부착층이 균일하게 도포되도록 하여 과산화물 안정화에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 보인다. 실제로, 용기에 든 겔은 비교적 고온에서의 과산화물 경시안정성이 우수한 반면, 같은 겔 처방이라도 스트립에 얇게 도포시켜 표면적을 넓게 한 후 경시안정성을 평가했을 때는 경시 기간에 따라 잔존 과산화물비가 많이 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 본 발명자는, 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer) 중에서 일부는 과산화물과 상용성이 우수하여 과산화물 안정화제를 첨가하지 않고도 용매의 비율을 적절히 조절함으로써 충분히 안정화될 수 있음을 발견하였다. 따라서, 본 발명은 과산화물과 과산화물 안정화제를 반드시 같이 사용하는 것으로 제한되지는 않는다. 이하에서 구체적으로 설명한다.

친수성 글라시 폴리머(glassy polymer) 중 폴리비닐피롤리돈(PVP, K-15∼K-120), Polyquaternium-11, Polyquaternium-39, 폴리비닐피롤리돈-비닐아세테이트 공중합체(PVP/VA copolymer)는 물과 에탄올에 모두 잘 녹을 뿐 아니라 과산화물과 상용성이 우수하여, 과산화물 안정화제를 첨가하지 않아도 물과 에탄올의 혼합비를 9:1∼0:10으로 조절해 주었을 때 패취 내 과산화물 경시안정성이 우수함을 보였다. 이와 같은 과산화물과 폴리비닐피롤리돈의 좋은 상용성은 폴리비닐피롤리돈과 과산 화물의 수소결합으로 복합체(complex)를 형성하여 안정화되는 것에 기인하는 것으로 생각된다. 이들 친수성 폴리머 중에서도 과산화물을 함유한 약물층에 주요 폴리머로 사용하기에 가장 바람직한 것은 폴리비닐피롤리돈이다. PVP 중에서 K-15∼K-120까지 모두 사용 가능하지만, 본 발명에서는 PVP(K-90)이 바람직하다. 캐스팅(casting) 방법으로 생산할 경우에는 제조공정상 생산효율 측면에서 겔 내 폴리머 함량이 높을수록 바람직하므로 PVP(K-30)이 더욱 바람직하다. PVP는 바람직하게는 분자량 500,000 이상, 더욱 바람직하게는 분자량 1,000,000 이상의 상대적으로 높은 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 1,270,000의 분자량을 가진 PVP가 사용된다. 또한, 과산화물은 Polyquaternium과 같이 4급 암모늄(quaternary ammonium) 구조를 갖는 폴리머와 상용성이 좋은 것이 확인되었다. 본 발명에 따르면 물과 에탄올의 혼합 용매가 부착층에 사용되는데, 이는 과산화물과 상용성이 좋은 글라시 폴리머들이 친수성이 매우 커서 박리층(release liner)이나 다른 시트에 균일하게 도포되지 않는 문제가 있지만, 물과 에탄올의 혼합 용매를 사용할 때 이러한 문제가 해결되어 균일한 시트상을 얻을 수 있기 때문이다. 즉, 본 발명의 다른 양상에 따르면, 과산화물과 상용성이 좋은 글라시 폴리머와 치아 미백제로 과산화물을 사용하고, 별도의 과산화물 안정화제 첨가 없이 부착층 조성에 물과 에탄올 용매 비율을 조절함으로써 고온에서의 과산화물 안정성이 우수한 치아 미백 패취가 제공된다. 또한, 상기 과산화물 안정화제를 포함하는 패취에서와 같이, 패취에 충분한 유연성을 주기 위하여 폴리머에 따라 적당한 가소제를 첨가할 수 있다. 적당한 가소제는 폴리머의 종류와 그 처방에 따라 차이가 있지만, 일반적으로 사용되는 폴리프로필렌글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜 모두 사용 가능하다.

또한, 본 발명에서는 미백 효과의 향상을 위해 주요 미백제인 과산화물 이외에 미백 보조제로 축합인산염(polyphosphates)을 포함할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 축합인산염은, 예를 들어 피로인산나트륨(tetrasodium pyrophosphate, TSPP), 산성피로인산나트륨(sodium acid pyrophosphate, SAPP), 메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate, SHMP), 폴리인산나트륨(sodium tripolyphosphate, STP), 피로인산나트륨칼륨(sodium potassium tripolyphosphate, SKTP), 피로인산칼륨(tetrapotassium pyrophosphate, TKPP), 울트라메타인산염인 스포릭스(acidic sodium meta-polyphosphate, Sporix) 및 멀티포스(acidic sodium polyphosphate, Multiphos) 중에서 1 종 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 일반적으로, 축합인산염은 치약에서 tartar control제로 치석 생성 억제나 치석 제거에 효과적인 것으로 알려져 있다. 또한, 이들은 금속의 좋은 킬레이팅제로 치아의 stain 중에서 음식물이나 작업 환경 속의 철, 칼슘, 마그네슘 등의 금속에 의해 생성된 치아 stain을 효과적으로 제거할 수 있어서 미백 효과의 향상에 다소 기여할 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 발명에 따른 패취에서 과산화물과 함께 사용되는 폴리인산염은, 미백 효과 향상 뿐 아니라 치아와 폴리인산염의 접촉 시간 연장에 의해 치석 형성 억제나 치석 제거에도 효과가 있을 것이 기대된다. 실제로, 이들을 함유한 본 발명의 패취 부착시 치아 표면이나 치아 사이사이가 깨끗해지는 것을 볼 수 있다.

본 발명에 따른 매트릭스 형 패취의 지지층(backing layer)에 사용 가능한 폴리머에는 폴리비닐 아세테이트, 에틸 셀룰로오즈, 폴리메틸 메타크릴레이트, 메 타크릴산 공중합체, 예를 들어 메타크릴로일에틸 베타인/메타크릴레이트 공중합체 (Yukaformer: 제조 회사 Mitsubishi, methacryloylethyl betain/methacylate copolymer), 메타크릴산 공중합체(methacrylic acid copolymers; Eudragit L 100, Eudragit L 125, Eudragit L 100-55, Eudragit L 30D-55), 아미노알킬메타크릴레이트 공중합체(aminoalkylmethacrylate copolymers; Eudragit E 100, Eudragit E 125, Eudragit RL 100, Eudragit RL 30D), 셀룰로오즈 아세테이트 프탈레이트, 셀락(Shellac) 단독 또는 이들의 혼합물이 포함된다. 그 외에도 장용성 코팅(enteric coating) 물질로 사용되는, pH 6 내지 8 사이의 구강 조건 내에서는 녹지 않는 폴리머라면 사용 가능하다.

본 발명에 따른 치아 미백 패취의 지지층도 충분한 유연성을 위해 여러 가소제를 첨가하는 것이 가능하다. 위에서 언급된 가소제인 프로필렌글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜 외에도, 사용 용매에 따라 더 많은 종류의 가소제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 피마자유(caster oil)나 수소화된 피마자유(hydrogenated caster oil)도 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 패취를 치아에 붙었을 때 화학적, 물리적 작용에 의한 미백 뿐 아니라 눈으로 보기에(visually) 하얗게 보일 수 있도록 지지층에 백색 안료인 이산화티탄(titanium dioxide), 탈크(talc), 수산화인회석(hydroxyapatite), 산화아연 등을 혼용하여 사용할 수 있으며, 이러한 안료들이 부착층의 미백제와 상용성이 좋지 않을 때에는 표면 처리된 이산화티탄을 사용할 수도 있다. 백색 안료 외에 개성에 따라 펄(pearl)제나 다양한 색상의 안료를 적용할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 경시안정성 문제로 통상의 치약 등에 적용하기 힘들었던 효소, 특히 덱스트라나제, 글루코오즈 옥시다아제 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있고, 치아 미백에 효과가 있다는 파파인(papain)도 첨가할 수 있다. 구강질환 치료제로서 트리클로산(triclosan), 클로르헥시딘(chlorhexidin), 비타민 E 또는 이의 유도체, 특히 비타민 E 아세테이트, 또는 구취 제거에 효과적인 산화제나 엽록소(chlorophyll) 또는 그의 유도체, 향신료(flavor) 등도 적용 가능하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 제시한다. 단 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4

하기에 기재된 바와 같은 조성으로 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4의 치아 미백용 패취를 제조하였다. 각 층은 통상의 압출(extrusion) 또는 용매 캐스팅(casting) 공정을 사용하여 제조된다. 하기의 각 용액은 제조되어 적절한 담체 기판 또는 캐스팅 드럼 상에 코팅되어 용매 캐스팅에 의해 층을 제조한다. 용액은 건조되어 필름 또는 층을 형성한다.

[실시예 1]

① 약물 함유 부착층 제조 용액:

폴리비닐알콜 10%, 폴리비닐피롤리돈 10%, 과산화수소 1.5%, SAPP 1%, 글리세린 3%, SLS 1% 및 물을 가해 100%로 하였다.

② 지지층 제조 용액:

에틸 셀룰로오즈 8%, Eudragit 5%, caster oil 4% 및 에탄올을 가해 100%로 하였다.

캐스팅과 압출 공정 모두 가능하였다. 캐스팅 공정으로 제조할 때, 건식 패취의 부착층 중 과산화수소의 농도는 3%였다. 1 회 부착 시간은 120 분이었다.

[실시예 2]

① 약물 함유 부착층 제조 용액:

폴리비닐피롤리돈 20%, 과산화수소 4.5%, 글리세린 10% 및 물을 가해 100%로 하였다.

② 지지층 제조 용액:

폴리비닐 아세테이트 5%, 글리세린 5% 및 에탄올을 가해 100%로 하였다.

캐스팅과 압출 공정 모두 가능하였다. 캐스팅 공정으로 제조할 때, 건식 패취의 부착층 중 과산화수소의 농도는 9%였다. 1 회 부착 시간은 30 분이었다.

[실시예 3]

① 약물 함유 부착층 제조 용액:

Polyquaternium-39 10%, 과산화요소 13%, 에탄올 50% 및 물을 가해 100%로 하였다.

② 지지층 제조 용액:

Eudragit 15%, 프로필렌글리콜 5% 및 에탄올을 가해 100%로 하였다.

캐스팅과 압출 공정 모두 가능하였다. 캐스팅 공정으로 제조할 때, 건식 패취의 부착층 중 과산화수소의 농도는 (과산화요소를 과산화수소로 표시하여) 9%였다. 1 회 부착 시간은 30 분이었다.

[실시예 4]

① 약물 함유 부착층 제조 용액:

폴리알킬비닐에테르/말레인산 공중합체(Gantrez S-97) 12%, 과산화피로인산나트륨 15%, sorbitan oleate 0.5% 및 물을 가해 100%로 하였다.

② 지지층 제조 용액:

에틸 셀룰로오즈 10%, castor oil 6% 및 에탄올을 가해 100%로 하였다.

캐스팅과 압출 공정 모두 가능하였다. 캐스팅 공정으로 제조할 때, 건식 패취의 부착층 중 과산화수소의 농도는 (과산화피로인산나트륨을 과산화수소로 표시하여) 9%였다. 1 회 부착 시간은 30 분이었다.

[실시예 5]

① 약물 함유 부착층 제조 용액:

Polyquaternium-11 20%, 과산화칼슘 5%, TKPP 4%, sorbitan monolaurate 2% 및 물을 가해 100%로 하였다.

② 지지층 제조 용액:

에틸 셀룰로오즈 20%, Eudragit 5%, castor oil 12%, 민트향 0.2% 및 에탄올을 가해 100%로 하였다.

캐스팅과 압출 공정 모두 가능하였다. 캐스팅 공정으로 제조할 때, 건식 패취의 부착층 중 과산화수소의 농도는 (과산화칼슘을 과산화수소로 표시하여) 3%였다. 1 회 부착 시간은 30 분이었다.

[비교예 1]

Crest Whitestrips Regular (P&G) (부착층의 과산화수소 농도 6%)

1 회 부착 시간은 30 분이었다.

[비교예 2]

Rembrandt Quick White (부착층의 과산화수소 농도 6%)

이 제품은 one-sized tray에 과산화수소를 함유하는 겔을 직접 코팅하여 제조하였다. 1 회 부착 시간은 15 분이었다.

[비교예 3]

Crest Whitestrips Professional Supreme (P&G) (부착층의 과산화수소 농도 14%)

제조자의 프로토콜에 따른 1 회 부착 시간은 30 분이었다.

[비교예 4]

① 약물 함유 부착층 제조 용액 (두께: 400 ㎛)

폴리비닐알콜 10%, 프로필렌글리콜 3.1%, 코지산(kojic acid) 0.5%, 파라옥시안식향산 메틸 미량 및 물을 가해 100%로 하였다.

② 지지층 제조 용액:

에틸 셀룰로오즈 10%, castor oil 4% 및 에탄올을 가해 100%로 하였다.

제품이 아직 시판되지 않아서 1 회 부착 시간이 특별히 지정되지 않았다.

TKPP; tetrapotassium pyrophosphate, SAPP; sodium acid pyrophosphate, TSPP; tetrasodium pyrophosphate

[실험예 1]

<사용 편리성 평가>

실시예 1 내지 5의 치아 미백 패취는 건식(dry type) 부착용 패취이고, 비교예 1의 제품은 현재 미국에서 판매중인 P&G의 Crest Whitestrip이고, 비교예 2의 제품은 Rembrandt사의 one-sized 트레이 제품이다. 비교예 4의 제품은 Lion사의 특허 공개(일본특허공개 평10-017,448)의 실시예 2에 따라 제조된 제품이다. 이들 제품을 1 일 2 회 1 시간씩 4 일 동안 사용한 후 감각 시험에 의해 만족도를 측정하였다.

접착 지속력은 치아에 제품을 부착한 후 1 시간 동안 측정하였다. 제품의 상기 특성은 주어진 1 회 부착 시간 동안 접착력이 얼마나 잘 유지되는가, 또는 트레이의 경우 얼마나 오래 물고 있을 수 있는가로 평가하였다. 각 평가는 5 점 척도로, 매우 만족 5 점(자극 없음, 치아 부착력 매우 강하다, 접착 지속력 매우 우수하다, 주어진 시간 동안 트레이를 물고 있는 데 불편함이 전혀 없다), 약간 만족 4 점(거의 자극 없음, 치아 부착력 약간 강하다, 접착 지속력 약간 우수하다, 트레이를 물고 있는 데 불편함이 거의 없다), 보통 3 점(약간 자극, 치아 부착력 보통, 접착 지속력 보통, 트레이를 물고 있을 만하다), 약간 불만족 2 점(초기 사용시 자극, 치아 부착력 약간 약하다, 접착 지속력 약간 미흡하다, 트레이를 물고 있기 조금 힘들다), 매우 불만족 1 점(사용중 계속 자극, 치아 부착력 매우 약하다, 접착 지속력 매우 미흡하다, 트레이를 물고 있기 매우 힘들다)로 하였다.

다음 표 1은 사용 편리성 및 안전성 평가 결과를 보여주는 것이다.

	잇몸 자극감	착용 편안함	치아 접착력	접착 지속력
실시예 1	5	4	5	5
실시예 2	5	4	5	5
비교예 1	3	3	3	2
비교예 2	2	2	2	1
비교예 4	2	3	3	2

표 1에서 보듯이, 실시예와 비교예 제품에서 가장 차이가 많이 나는 것은 1 회 부착 시간 1 시간 후의 접착 지속력이다. 트레이 타입 제품의 경우, 부착 1 시간이 지나면 매우 불편하여 계속 물고 있기가 힘들었다. 특히, 비교예 1의 제품은 부착 1 시간 후에는 고정되지 않았고 결국 가벼운 자극에 의해 치아에서 분리되었다.

[실험예 2]

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 제품의 치아 미백 효과는 다음 방법에 따라 평가하였다.

(1) 하이드록시아파타이트(HAP) 태블릿 시편 제조 및 미백 효과 평가

하이드록시아파타이트 분말을 IR 프레스로 태블릿을 만들어 1000 ℃에서 소결하고, 에폭시 수지로 몰딩하여 수지를 만든 후, 강산으로 표면을 에칭시켜 태블릿 시편을 제작하였다. 이 시편을 차, 커피, 철 및 뮤신을 녹인 TSB(trypticase soybroth) 용액에 담갔다가 건조시키는 staining 과정을 1 주일간 수 차례 반복하였다. staining 후, 시편을 흐르는 물에 칫솔로 가볍게 씻어 주어 물에 녹거나 쉽게 제거되는 오염을 제거하고 실온에서 건조시켰다.

각 시편의 초기 L 값(L은 명도를 나타내며, 100 일 때는 white, 0 일 때는 black)을 색차계(chromameter)로 측정하였다. 상기 실시예 및 비교예에서 제작한 치아 미백용 패취를 물에 적신 시편에 붙이고, 실제 구강 조건과 비슷하게 해주기 위해 온도 37 ℃, 습도 95%로 세팅시킨 항온 항습기에 방치하였다. 일정 시간 후에 패취를 떼어내어 흐르는 물에 가볍게 칫솔로 문질러주고 실온에서 건조시킨 후 L 값을 측정하였다. 패취 부착 전후의 L 값의 차이인 ΔL을 각 패취에서 계산하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

	ΔL(1회 부착)	부착층의 과산화수소 농도	1회 부착시간(분)
실시예 1	37.8±3.60	3%	200
실시예 3	32.46±2.02	9%	30
실시예 4	25.03±2.70	6%	30
실시예 5	13.86±1.60	3%	30
비교예 1	15.60±4.50	6%	30
비교예 3	26.03±1.48	14%	30

(2) 수화 및 부착 시간 전후의 치아 접착력 평가

Miniature tensile tester기를 사용하여 인공 치아인 하이드록시아파타이트에 대한 패취의 접착력을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타낸다. 건조 상태에서의 접착력은 소결시킨 하이드록시아파타이트 시편을 완전히 건조한 후 측정하였고, 습윤 상태에서의 접착력은 미리 물을 가해서 시편을 충분히 속까지 젖게 한 후 표면의 물기를 제거한 후 측정하였다. 실제로 구강은 습한 곳이지만, 치아 표면은 수분이 묻어 있는 것이 보일 정도로 많지 않기 때문에 이러한 습윤 조건을 설정하였다. 패취의 치아에 대한 접착력은 일정한 힘으로 일정 시간 동안 가압(pressing)한 후 떼어낼 때 요구되는 힘을 측정하여 구하였다. 측정을 수 회 반복하여, 결과를 표 3에 나타낸다. 표 3의 값은 치아에 대한 접착력(gmf)이다.

	수화전	부착 1분후	부착 5분후	부착 10분후	부착 15분후	부착 30분후
실시예 3	50.75	133.50	87.25	82.25	89.00	83.00
실시예 4	45.50	106.50	115.00	140.00	141.75	158.00
실시예 5	38.25	120.68	135.70	138.35	137.57	135.98
비교예 1	39.5	33.5	26.75	22.00	20.25	18.90

표 3에서 보듯이, 실시예 3 내지 5의 건식 패취는 건조 상태보다 습윤 상태일 때 적어도 2 배 높은 접착력을 보여주었다. 반면, 비교예 1에서와 같이, 겔이 스트립에 코팅된 습식 패취의 접착력은 습윤 상태와 건조 상태에서 유의적인 차이가 없었다.

<사용 방법>

본 발명에 따른 건식 치아 미백 패취는 미백하고자 하는 치아 표면에 부착하는 것에 의하여 사용된다. 패취는 물에 녹는 부분과 물에 녹지 않는 부분(지지층)으로 구분되는데, 물에 녹는 부분이 치아의 표면과 직접 닿게 되고, 지지층은 보호벽으로서 역할을 하게 된다. 본 발명의 건식 치아 미백 패취는 수화되면서 유연성도 증가하고 접착력도 증가하기 때문에, 치아 표면이 지나치게 건조하면 초기에 잘 붙지 않을 수도 있다. 그러나 본 패취는 최소한의 수분에 의해서도 충분히 수화가 가능하기 때문에 일부러 치아 표면을 닦아서 건조시키지 않는 한 문제가 되지는 않는다. 또한, 과다한 수분에 의해서는 갑자기 친수성 글라시 폴리머가 녹으면서 접착력이 급속히 떨어지기 때문에, 치아에 치아 미백 패취를 부착한 상태에서 과다한 물이나 음료수를 섭취하는 것은 바람직하지 않다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 치아 미백 패취는 부착층에 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer)가 함유된 건식(dry type) 패취이다. 본 건식 패취가 치아에 부착된 후 치아 표면의 수분에 의해 글라시 폴리머가 수화되면서 치아에 대한 강한 접착력을 제공하고 미백제의 방출이 시작되어, 사용시 보다 안전하며, 손이나 기타 다른 신체 부위에 접촉해도 묻어나지 않아 사용이 편리하다. 또한, 본 건식 패취는 치아에 대한 접착력이 우수하여 착용중 떨어지지 않고, 접착력이 오래 유지되어 긴 1 회 부착 시간 동안 부착될 수 있고 낮은 미백제 농도에도 우수한 미백 효과를 발휘한다. 더우기, 본 발명의 건식 패취는 사용이 편리하고 단기간 사용에도 우수한 미백 효과를 제공한다.

본 발명의 바람직한 태양이 예시 목적으로 개시되었지만, 본 분야의 당업자들에게는 첨부된 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 및 요지로부터 벗어나지 않고 이들의 다양한 변형, 부가 및 치환이 가능하다는 것이 이해될 것이다.

Claims (14)

1. 매트릭스 타입의 부착층과 지지층을 포함하는 건식의 치아 부착용 장치에 있어서, 부착층에는 과산화물 치아 미백제와 기제 폴리머로서 친수성 글라시 폴리머(glassy polymer)를 포함하여, 치아에 접촉하고 수화될 때 친수성 글라시 폴리머가 치아에 대한 강한 접착력을 제공하고 수화 전에는 거의 또는 전혀 접착력이 없으며, 접착력은 치아 미백제가 부착층으로부터 방출되는 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 건식의 치아 부착용 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 100 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 1∼4 중량%인 건식의 치아 부착용 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 150 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 1∼4 중량%인 건식의 치아 부착용 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 200 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 1∼4 중량%인 건식의 치아 부착용 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 60 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 4∼7.5 중량%인 건식의 치아 부착용 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 80 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 4∼7.5 중량%인 건식의 치아 부착용 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 40 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 7.5 중량% 보다 큰 건식의 치아 부착용 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 부착층 두께가 50 ㎛ 이상이고 부착층의 과산화물 농도가 7.5 중량% 보다 큰 건식의 치아 부착용 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 부착층에 사용되는 친수성 글라시 폴리머가 폴리알킬비닐 에테르-말레인산 공중합체(PVM/MA copolymer, Gantrez AN 119, AN 139 및 S-97), 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산, Poloxamer 407(Pluronic), 폴리비닐 피롤리돈-비닐 아세테이트 공중합체(PVP/VA copolymer; Luviskol VA 및 Plasdone S PVP/VA), 폴리비닐 피롤리돈(PVP, K-15∼K-120), Polyquaternium-11(Gafquat 755N), Polyquaternium-39(Merquat plus 3330), Carbomer(Carbopol), 하이드록시프로필메틸 셀룰로오즈, 하이드록시에틸 셀룰로오즈, 하이드록시프로필 셀룰로오즈, 젤라틴(gelatin), 알긴산나트륨(sodium alginate), 또는 이들의 혼합물인 건식의 치아 부착용 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 지지층에 사용되는 폴리머가 폴리비닐 아세테이트, 에틸 셀룰로오즈, 폴리메틸 메타크릴레이트, 메타크릴로일에틸 베타인/메타크릴레이트 공중합체(Yukaformer: 제조회사), 메타크릴산 공중합체(Eudragit L 100, Eudragit L 125, Eudragit L 100-55, Eudragit L 30D-55), 아미노알킬메타크릴레이트 공중합체(Eudragit E 100, Eudragit E 125, Eudragit RL 100, Eudragit RL 30D), 셀룰로오즈 아세테이트 프탈레이트, 셀락(Shellac) 또는 이들의 혼합물인 건식의 치아 부착용 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 과산화물이 과산화물 안정화제와 함께 사용되는 건식의 치아 부착용 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 과산화물 안정화제가 알킬아릴 설포네이트, 알킬 설포네이트, 알킬 카르복실레이트, 알킬디페닐옥사이드 디설포네이트, 스판 20(Span 20, sorbitan monolaurate), 스판 40(Span 40, sorbitan monopalmitate), 스판 60(Span 60, sorbitan monostearate), 스판 80(Span 80; sorbitan monooleate), 스판 85(Span 85, sorbitan trioleate), TWEEN(POE sorbitan fatty acid ester)계 또는 이들의 혼합물인 건식의 치아 부착용 장치.
13. 제 1 항에 있어서, 미백 효과 증진을 위해 축합인산염(polyphosphates)을 더욱 포함하는 건식의 치아 부착용 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 축합인산염이 피로인산나트륨(tetrasodium pyrophosphate, TSPP), 산성피로인산나트륨(sodium acid pyrophosphate, SAPP), 메타인산나트륨(sodium hexametaphosphate, SHMP), 폴리인산나트륨(sodium tripolyphosphate, STP), 피로인산나트륨칼륨(sodium potassium tripolyphosphate, SKTP), 피로인산칼륨(tetrapotassium pyrophosphate, TKPP), 울트라메타인산염인 스포릭스(acidic sodium meta-polyphosphate, Sporix), 또는 이들의 혼합물인 건식의 치아 부착용 장치.