KR20190038040A

KR20190038040A - 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20190038040A
Application number: KR1020170128012A
Authority: KR
Inventors: 장일석; 박한나; 김수경; 송주동; 엄태관
Original assignee: 오스템임플란트 주식회사
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2019-04-08
Also published as: JP6909927B2; EP3673892A1; CN111163744B; US11590061B2; EP3673892A4; US20200297586A1; KR101991684B1; CN111163744A; WO2019066583A1; JP2020535187A

Abstract

본 발명에서는 치아의 우식을 예방하기 위해 치아 표면에 도포되는 불소 도포제의 내마모성을 향상시켜 코팅막이 유지되는 기간을 증가시킴과 동시에, 불소 도포제의 경화시간을 조절하여 상아세관 내부로 제제가 침투되어 상아세관을 봉쇄할 수 있는 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 불소 도포제 내 고분자량의 폴리 비닐 아세테이트를 포함함으로써, 치아 표면과 불소 도포제 간의 점착력을 향상시킴과 동시에 경화를 통해 형성된 코팅막의 유지력을 현저히 향상시킴으로써 장기간 동안 구강 내부로 지속적으로 불소 이온을 방출함으로써, 치아 우식 현상을 효과적으로 예방할 수 있다. 또한, 불소 도포제 내 경화시간을 제어하여 불소 도포제가 충분히 치아의 상아세관 내부로 침투하여 상아세관을 봉쇄함으로써 지각과민을 억제하여 시린이 증상을 완화시킬 수 있다.

Description

상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제 및 이의 제조방법{Fluoride varnish composition for enhanced penetration of dentinal tubules and and keep of coating effect and processes for the preparation thereof}

본 발명은 치아의 표면에 도포되는 불소 도포제의 경화시간을 조절하여 상아세관 침투력을 향상시켜 상아질 지각과민을 억제하고, 불소 도포제 내 고분자량의 폴리비닐아세테이트를 포함하여 코팅 유지력을 향상시킴으로써 장기간 동안 치아 조직의 항우식성을 부여하는 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제 및 제조방법에 관한 것이다.

치아 우식증은 구강 내 세균이 뭉쳐 잇는 치태에서, 숙주가 섭취하는 영양분(특히 단당류)를 세균이 분해하여 산 성분을 생성한다. 이렇게 생성된 산 성분은 치아를 구성하고 있는 무기성분 중 칼슘염을 용해시켜 화학구조에 결함을 초래함으로써 치아가 손상되면서 발생된다.

치태세균이 만드는 여러 가지 종류의 산 성분 중에서 특히 젖산은 분자의 크기가 아주 작아서 치아의 법랑질의 구조 내로 침투될 수 있고, 불소의 함량이 비교적 낮은 내부 법랑질에서 심한 손상을 유발하게 된다. 이러한 손상으로 치아 표면 바로 밑의 칼슘염이 탈회(Demineralization)되고, 치아의 표면에서 보다 더 큰 미세한 구멍이 표면 밑부분에 생성되며, 이를 백색 반점이라 부른다.

치아우식증의 발생기전을 탈회라고 한다면, 예방기전은 재광화(remineralization)이며, 재광화를 통해 발생기전을 차단하거나 발생된 초기 우식을 다시 회복하여 치아표면의 구조를 바꿈으로써, 우식 발생기전의 발생 또는 진행을 억제할 수 있다.

치아 우식증의 예방 및 목적으로 이용되는 대표적인 방법으로는 불소를 함유한 제제 또는 재료를 사용하는 것이다. 구강 내 불소화합물의 도포는 탈회된 법랑질을 재광화되도록 촉진하기 때문에 치아의 시린이 증상(지각과민처치)과 충치예방(치아우식방지)에 큰 도움을 줄 수 있다. 뿐만 아니라, 치아에 불소화합물이 포함된 코팅막을 형성하여 법랑질을 강화시킴으로써 충치를 예방하며, 칼슘 등의 무기질이 치아에 결합하는 과정을 강화시켜줄 수 있다.

불소의 치아우식증 예방 또는 억제 메커니즘(작용기작)은 특히 불소의 함량이 적은 유치에 효과적이다. 이는 불소가 유치의 형성기간 중에 법랑질의 결정체 구조에 포함되면 산에 잘 용해되지 않는 불화인회석(fluoroapatite)이라는 물질을 형성하기 되고, 특히 유치가 구강 내로 나오기 직전에는 체액으로 둘러싸인 법랑질의 표면에 불소가 많이 쌓이게 되면서 불소 농도가 급격히 증가되어 치아표면의 결정 구조인 인회석(apatite)이 더욱 화학적, 물리적 안정성을 갖게 되기 때문이다.

보건복지부 구강보건사업계획의 자료에 의하면 불소를 이용한 대표적 구강관리 제품을 4분류로 나누어 관리하고 있으며, 불소세치제(불소가 함유된 치약 같은 제품), 불소용액 양치제(불소가 함유된 구강청정제 같은 제품), 불소겔(불소겔을 트레이에 부어 입에 머금고 사용하는 제품), 불소 도포제(불소가 치아 표면에 오랫동안 붙어 있게 하기 위해 천연로진인 송진 성분과 함께 도포하는 제품)가 있다.

이러한 4가지 분류 중 불소 도포제의 충치예방효과가 가장 좋은 것으로 나타났으며, 그 충치예방효과는 이전에 사용됐던 불소겔 보다 2배 더 높고, 불소세치제를 함께 이용했을 경우에 약 10% 정도 효과가 향상되는 것으로 조사보고 되었다

그러나, 기존의 불소 도포제의 경우에는 적색을 띠는 천연 로진인 송진을 사용함으로써, 구강 내와 같은 수중의 환경에서 쉽게 분해되지 않고 치아와의 점착성이 강하여 부착이 용이하며, 상아세관 내부로 높은 침투력을 가지는 장점이 있다. 반면에, 불소 도포제 시술을 받은 후 치아의 색상 변화로 환자들의 심미적 거부감이 매우 높았으며, 경화되지 않는 특성을 인하여 치아에 코팅된 후 3 ~ 7일 정도의 짧은 기간 동안만 코팅력이 유지됨으로 인해 지속적인 치아 우식 예방 및 지각과민 억제효과를 기대할 수 없다는 단점이 있었다.

이를 보완하고자 코팅 유지력이 향상된 강도 및 경도가 높은 광경화 타입의 불소 도포제들이 개발되었다. 이러한 불소 도포제는 1개월 이상 코팅막이 유지되어 지속적으로 불소이온을 방출함으로써 장기간 치아 우식증을 예방하는 효과를 기대할 수 있으나, 광에 노출되는 즉시 경화가 진행됨으로 빠르게 코팅막을 형성하여 치아의 상아세관 내부로 제제가 침투하지 못하여 상아세관 봉쇄력이 저하되어 지각과민 억제 효과는 기대할 수 없었다.

따라서, 환자들의 심미적 요구를 만족시키며, 시술자의 시술의 편의성 효율성 뿐만 아니라 장기간 동안 치아 표면에 코팅막을 유지함으로써, 오랜기간 치아 우식증을 예방하며, 상아세관을 봉쇄하여 지각과민으로 인해 발생되는 시린이도 억제할 수 있는 불소 도포제에 관한 필요성이 대두되고 있다.

등록특허 제10-1597098호(2016.02.18. 등록) 등록특허 제10-1728459호(2017.04.13. 등록)

본 발명에서는 치아의 우식을 예방하기 위해 치아 표면에 도포되는 불소 도포제의 내마모성을 향상시켜 코팅막이 유지되는 기간을 증가시킴과 동시에, 불소 도포제의 경화시간을 조절하여 상아세관 내부로 제제가 침투되어 상아세관을 봉쇄할 수 있는 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 포함하는 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제에 관한 것이다.

상기 불소 도포제는, 로진, 불소화합물, 유화제 및 용매를 더 포함할 수 있으며, 또한 중량평균분자량이 1,000 ~ 150,000 인 저분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는 상기 불소 도포제는, 로진 15 ~ 35 wt%, 폴리 비닐 아세테이트 8 ~ 25 wt%, 불소화합물 1 ~ 10 wt%, 유화제 0.1 ~ 15 wt% 및 용매 27 ~ 71 wt%를 포함하며, 이때 상기 폴리 비닐 아세테이트는, 고분자량 폴리 비닐 아세테이트; 또는 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 및 저분자량 폴리 비닐 아세테이트의 혼합물; 일 수 있다.

상기 유화제는, 글리콜 에테르(glycol ether), 소르비탄지방산 에스테르(sorbitan fatty acid ester), 알킬폴리글리코사이드(alkyl polyglycosides) 및 알콕시레이티드 알코올(alkoxylated alcohol)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있다.

본 발명의 불소 도포제의 점도는 800 ~ 1500 cP인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태는 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제의 제조방법에 관한 것으로, 용매에 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 용해시켜 제1 용액을 제조하는 제1 용해단계; 용매에 로진을 용해시켜 제2 용액을 제조하는 제2 용해단계; 및 상기 제1 용액에 제2 용액, 불소화합물 및 유화제를 투입하여 교반하는 혼합단계;를 통해 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제를 제조할 수 있다.

상기 제1 용해단계에서, 용매에 중량평균분자량이 1,000 ~ 150,000 인 저분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 더 포함시켜 제1 용액을 제조할 수 있다.

바람직하게는 상기 제1 용해단계 또는 제2 용해단계는, 45 ~ 75 ℃ 온도로 중탕하여 용해할 수 있다.

본 발명은 불소 도포제 내 고분자량의 폴리 비닐 아세테이트를 포함함으로써, 치아 표면과 불소 도포제 간의 점착력을 향상시킴과 동시에 경화를 통해 형성된 코팅막의 유지력을 현저히 향상시킴으로써 장기간 동안 구강 내부로 지속적으로 불소 이온을 방출함으로써, 치아 우식 현상을 효과적으로 예방할 수 있다.

또한, 불소 도포제 내 경화시간을 제어하여 불소 도포제가 충분히 치아의 상아세관 내부로 침투하여 상아세관을 봉쇄함으로써 지각과민을 억제하여 시린이 증상을 완화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예를 통해 제조된 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제를 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 실험예에 따라 유화제의 첨가 유무에 따른 상분리 현상을 관찰한 실험결과를 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실험예에 따라 유화제의 종류와 폴리 비닐 아세테이트의 분자량에 따른 상분리 현상을 관찰한 실험결과를 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 불소 도포제의 점도에 따라 형성된 코팅막의 두께를 관찰한 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 불소 도포제와 천연로진으로 제조된 불소 도포제의 상아세관 침투능을 관찰한 SEM 사진이다.
도 6은 본 발명의 실험예에 따라 유화제의 종류와 폴리 비닐 아세테이트의 분자량에 따른 상아세관 침투능을 관찰한 SEM 사진이다.
도 7은, 본 발명의 불소 도포제와 천연로진으로 제조된 불소 도포제의 코팅막 유지력을 관찰한 SEM 사진이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 통해 상세히 설명하기에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 밝혀둔다.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서 전체에서, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량)%, 고체/액체는 (중량/부피)%, 그리고 액체/액체는 (부피/부피)% 를 의미한다.

이하에서는 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제 및 제조방법에 관하여 보다 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제는 치아 표면에 도포되며, 상기 불소 도포제 내 포함된 용매의 휘발에 의해 경화되어 코팅막을 형성할 수 있다. 이 때 형성된 코팅막 내 포함된 불소 화합물로부터 지속적으로 불소 이온을 서서히 방출함으로써 치아 우식증을 예방할 수 있다.

따라서, 장기간 동안 치아 우식증을 방지하기 위해서는 상기 불소 도포제가 경화되어 치아의 표면에 형성된 코팅막이 음식물 섭취, 저작운동, 칫솔질 등과 같은 외부 스트레스에 대하여 벗겨지지 않고 내마모성, 내스크래치성을 가져야 하며, 또한 코팅막 내 불소화합물이 충분히 포함되어 있어 지속적으로 불소 이온이 방출될 수 있도록 불소이온의 서방성을 가지고 있어야 한다.

이를 위하여 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 보포제는, 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 포함함으로써, 불소 도포제가 경화되어 형성된 코팅막과 치아 표면 사이의 점착성을 향상시켜, 외부 스트레스에 대하여 내마모성을 가짐으로써 장기간 동안 치아 표면에 코팅막을 유지할 수 있다.

한편, 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제는 상기 고분자량의 폴리 비닐 아세테이트와 함께 로진, 불소화합물, 유화제 및 용매를 더 포함할 수 있다.

상기 로진은 상기 불소 도포제의 베이스 물질로, 구강 내와 같은 수중 환경에서 쉽게 분해되지 않아 화학적 안전성이 높을 뿐만 아니라, 점착성 부여 효과가 있으며, 각종 탄성수지에 상용성이 높은 장점이 있다.

뿐만 아니라, 상기 로진은 통상적으로 의료 및 식품 재료로 치아와의 접착력을 발휘할 수 있고, 용매에 용해 가능한 것이면 특별히 한정되지 않고 사용가능하며, 검로진 또는 우드로진계 화합물을 사용할 수 있다.

일 예로, 상기 로진은 천연로진, 탈수소화로진(Dehydrogenated Rosin), 수첨로진에스테르계(Ester of Hydrogenated Rosin), 완전수첨로진계(Fully Hydrogenated Rosin), 부분수첨로진계(Partially Hydrogenated Rosin), 이합체　로진계(Dimerized Rosin), 및 탄화수소레진계(Hydrocarbon Resin)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.

바람직하게 상기 로진은 본 발명의 불소 도포제의 전체 조성물 내 15 ~ 35 wt% 포함될 수 있으며, 상기 불소 도포제 내 포함되는 로진의 함량이 15 wt% 미만일 경우 치아와의 충분한 점착력을 기대할 수 없으며, 로진의 함량이 35 wt%를 초과하게 되면 점도 증가로 인하여 치아에 도포 시 발림성이 저하되어 시술의 편의성이 저하될 뿐만 아니라 치아 표면에 코팅층이 두껍게 형성되어 피시술자가 이물감을 느낄 수 있다.

한편, 상기 불소 도포제 내 포함된 불소화합물은 지속적으로 불소이온을 방출함으로써 법랑질을 강화시켜 치아의 충치 발생을 예방하며, 칼슘 등의 무기질이 치아에 결합하는 과정을 강화시키는 역할을 한다.

상기 불소 도포제 내 포함되는 불소화합물은, 인체에 독성이 없고 불소이온을 방출할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 사용가능하며, 일 예로 불화나트륨(NaF), 일불소인산나트륨(Na₂PFO₃), 불화주석(SnF₂), 삼불화비스무트(BiF₃), 불화아연(ZnF₂), 불화칼륨(KF), 불화칼슘(CaF₂), 사불화지르코늄(ZrF₄), 육불화규산(H₂SiF₆), 및 육불화규산나트륨(Na₂SiF₆)으로 이루어진 군 중에서 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다.

일 예로, 상기 불소 도포제 내 포함된 불소화합물로부터 발생된 불소이온이 구강 내 수소 이온과 결합하여 플루오르화수소(HF)를 형성하며, 형성된 플루오르화수소가 박테리아 내부로 침투해 들어가게 된다. 상기 박테리아 내부로 들어간 플루오르화수소가 용해되면서 박테리아 세포 내부를 산성화시키고 불소는 는 세포의 해당작용(Glycolysis)을 억제시킬 수 있다. 이렇게 박테리아 세포 내 불소가 축적되면 구강 내 유해균인 박테리아가 사멸되며 이로 인해 구강 내 불소이온은 충치를 예방할 수 있다.

또한, 상기 불소 화합물에서 방출된 불소이온은 탈회화된 법랑질을 다시 재광화 하도록 촉진한다. 뿐만 아니라, 불소이온이 치아의 주성분인 수산화인회석의 수산화 이온 자리에 끼어 들어가면서 치아표면에 수산화인회석보다 더 단단한 플루오르화인회석을 만들고, 이를 통해 법랑질로부터 미네랄의 손실을 억제함으로써 탈회화를 방비하여 치아의 우식을 예방할 수 있다.

이러한 불소화합물은 본 발명의 불소 도포제의 전체 조성물 내 1 ~ 10 wt% 포함될 수 있으며, 불소화합물의 함량이 1 wt% 미만으로 포함 시 기대하는 충치 예방 효과를 기대하기 어렵고 10 wt%를 초과하게 되면 불소화합물이 과량으로 포함되어 치아와 불소 도포제와의 점착력이 저하될 수 있다.

바람직하게는 상기 불소화합물은 평균 입경이 0.005 ~ 100 ㎛인 것을 사용할 수 있으며, 상기 불소화합물의 평균 입경이 0.005 ㎛ 보다 작으면 입자들 상호간의 응집력으로 인해 불소 도포제 내에서의 균일한 분산이 어려울 수 있고, 평균 입경이 100 ㎛ 보다 크면 불소 도포제의 도포성이 감소하여 피시술자가 치아에 도포하기 어렵고, 도포 후 타액 또는 혀에 의해 불소화합물 입자가 상실될 가능성이 높아져 불소이온의 방출이 감소될 수 있다.

한편, 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제는 치아의 표면에 도포 후, 상기 불소 도포제 내 포함된 용매가 휘발되면서 치아 표면에 코팅막을 형성할 수 있다.

그러나, 상기 불소 도포제가 치아 표면에 빠르게 경화될 경우 상아세관 내부로 불소 도포제가 침투하기도 전에 경화반응이 진행되어 상아세관을 완전히 봉쇄하지 못하며, 경화반응이 느리게 진행되게 되면 불소 도포제가 완전히 경화될 때까지 시술 시간이 길어질 수 있기 때문에, 상기 불소 도포제의 바람직한 점도를 통해 경화시간을 제어하여야 한다.

본 발명의 불소 도포제의 점도 또는 경화시간은 용매 또는 유화제를 통해 조절 할 수 있다.

상기 유화제는 상기 불소 도포제의 점도를 조절함과 동시에, 화학적 안정성을 부여하여 상기 로진, 불소화합물, 폴리 비닐 아세테이트 등 용질과 용매가 서로 분리되는 상분리 현상을 방지할 수 있다.

상기 유화제는 글리콜 에테르(glycol ether), 소르비탄지방산 에스테르(sorbitan fatty acid ester), 알킬폴리글리코사이드(alkyl polyglycosides) 및 알콕시레이티드 알코올(alkoxylated alcohol)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 비이온성 계면활성제를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 글리콜 에테르(glycol ether), 소르비탄지방산 에스테르(sorbitan fatty acid ester)를 사용할 수 있다.

또한, 상기 유화제는 본 발명의 불소 도포제 내 0.1 ~ 15 wt% 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 유화제의 함량이 바람직한 수치범위를 벗어나게 되는 경우 불소 도포제의 상분리 현상이 발생되거나 불소 도포제의 경화시간이 길어져 시술의 편의성이 저하될 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제의 경우 치아에 도포 시, 상기 불소 도포제 내 포함된 용매가 휘발함으로써, 경화되어 코팅막을 형성한다.

따라서, 상기 불소 도포제 내 포함되는 용매는 휘발성을 띄는 용매를 사용할 수 있으며, 일 예로 에탄올, 이소프로필알콜, 아세톤, 벤젠, 사이클로 헥산, 톨루엔, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 및 아이소프로필 아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 사용할 수 있다.

본 발명의 불소 도포제 내 포함된 용매의 함량에 따라 불소 도포제의 발림성, 코팅막형성도, 분산성에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 용매는 상기 불소 도포제 내 27 ~ 71 wt% 포함될 수 있으며, 상기 불소 도포제의 보관 방법, 사용기간, 사용양태, 사용방법에 따라 상기 용매의 함량은 바람직한 양으로 적절히 조절하여 사용될 수 있다.

본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제는, 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트를 포함하여, 치아 표면에 도포되어 형성된 코팅막의 내스트레치성을 향상시킴으로써 코팅막을 장기간 유지시킬 수 있다. 이렇게 장기간 동안 코팅막이 유지되는 동안 지속적으로 불소 이온을 구강 내부에 방출하여 치아의 우식성(충치)를 방지할 수 있다.

상기 불소 도포제는 상기 고분자량 폴리 비닐 아세트와 함께 중량평균분자량이 1,000 ~ 150,000 인 저분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 더 포함함으로써, 불소 도포제의 치아 접착성을 향상시킬 수 있다.

바람직하게는 상기 불소 도포제의 총 중량을 기준으로 폴리 비닐 아세테이트는 8 ~ 25 wt%를 포함할 수 있으며, 상기 폴리 비닐 아세테이트는 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 또는 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 및 저분자량 폴리 비닐 아세테이트의 혼합물일 수 있다.

상기 폴리 비닐 아세테이트의 함량이 상기 불소 도포제의 8 wt% 미만으로 포함될 경우 치아의 표면에 형성된 코팅막이 외부의 자극에 쉽게 벗겨지거나 마모되어 치아 우식 방지 효과를 기대하기 어렵고, 27 wt%를 초과하여 포함될 경우 상기 불소 도포제의 점도 증가로 인하여 얇게 코팅막을 형성하기 어려워 피시술자가 이물감을 느낄 수 있을 뿐만 아니라, 도포성이 저하되어 시술의 편의성이 저하될 수 있다.

또한, 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제는 적절한 경화속도를 가짐으로써, 치아의 상아세관에 상기 불소 도포제가 침투, 봉쇄함으로써 지각과민을 억제하여 '시린이'증상을 완화할 수 있다. 따라서, 상기 불소 도포제는 800 ~ 1500 cP 점도를 가져야 한다. 상기 불소 도포제의 점도가 바람직한 범위를 벗어나게 되는 경우 불소 도포제의 도포성이 저하되어 시술의 편의성이 저하되거나, 경화속도가 느리거나 빠름으로써 상아세관에 상기 불소도포제가 충분히 침투되지 되지 못하거나 시술시간이 길어질 수 있다.

이러한 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제는 치아의 미백, 법랑질(에나멜)강화 등 구강 건강을 향상시킬 수 있는 통상적으로 배합되는 공지의 유효 성분들을 더 포함할 수 있으며, 이들 유효 성분은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 약학적, 기능적으로 유효한 양을 더 포함할 수 있다.

일 예로, 이소프로필메틸페놀 등의 비이온성 살균제, 염화세틸피리디늄, 염화벤잘코늄, 염화벤제토늄 등의 양이온성 살균제, 트라넥삼산, 엡실론아미노카프로산, 알란토인, 글리틸레틴산, 글리틸리틴산 등의 항염증제, 덱스트라나아제, 뮤타나제, 아밀라아제, 프로테아제, 리조팀 등의 효소, 불화나트륨 등의 불화물, 정인산의 칼륨염 등의 수용성 인산 화합물, 글루콘산 구리, 구리클로로필린나트륨 등의 구리 화합물, 염화나트륨, 이산화규소, 질산 칼륨, 염화아연, 시트르산 아연, 염화 스트론튬 등의 무기염류, 아스코르브산, 아세트산 토코페롤 등의 비타민류, 클로로필, 당귀 연조엑스, 타임, 황금(黃芩), 정향, 하마멜리스 등의 식물 추출물, 치석 방지제, 치구 방지제, 지각과민을 억제하는 CPP-ACP(Casein Phosphopeptide-Amorphous Calcium Phosphate)을 포함하는 지각과민처치제(Desensitizer) 등을 들 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 형태는 본 발명의 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제의 제조방법에 관한 것으로, 용매에 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 용해시켜 제1 용액을 제조하는 제1 용해단계; 용매에 로진을 용해시켜 제2 용액을 제조하는 제2 용해단계; 및 상기 제1 용액에 제2 용액, 불소화합물 및 유화제를 투입하여 교반하는 혼합단계;를 포함할 수 있다.

상기 불소 도포제의 제조방법에서 사용되는 용매, 로진, 불소화합물, 유화제에 대한 구체적인 설명은 상기에 언급하였으므로 여기서는 생략하기로 한다.

상기 제1 용해단계는, 용매에 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)을 용해시켜 제1 용액을 제조하는 단계로, 분자량이 높은 유기화합물인 상기 고분자량 폴리 비닐 아세테이트를 용해시키기 위하여 희석된 용매를 사용할 수 있다.

바람직하게는 상기 제1 용해단계에서 사용되는 용매는 휘발성이 있는 용매인, 에탄올, 이소프로필알콜, 아세톤, 벤젠, 사이클로 헥산, 톨루엔, n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 및 아이소프로필 아세테이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상이 물에 희석된 것을 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 91 ~ 97 % 농도의 희석액일 수 있으며, 가장 바람직하게는 92 ~ 96 %의 에탄올을 사용할 수 있다. 이는 희석액이 아닌 100 % 휘발성 용매를 사용할 경우 상기 고분자량 폴리 비닐 아세테이트가 충분히 용해되지 못하기 때문이다.

또한, 상기 희석된 용매를 사용하여 고분자량 폴리 비닐 아세테이트를 용해시 저분자량 폴리 비닐 아세테이트를 더 포함할 수 있다.

일 예로, 92 ~ 96 %의 휘발성 용매를 45 ~ 75 ℃ 온도로 중탕한 뒤, 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 또는 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 및 저분자량 폴리 비닐 아세테이트의 혼합물을 투입하여 제1 용액을 제조할 수 있다.

상기 제2 용해단계는, 휘발성 용매에 로진을 용융시켜 제2 용액을 제조할 수 있다. 이때 사용되는 휘발성 용매는 상기 제1 용해단계에서 사용되는 용매와 동일한 용매를 사용하거나 100 % 휘발성 용매를 사용할 수 있다. 이는 상기 로진의 경우 휘발성 용매에 용해성이 상기 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 보다 높기 때문에 제2 용해단계에서는 굳이 상기 휘발성 용매를 희석한 희석액을 사용하지 않고, 100 % 휘발성 용매를 사용해도 충분히 고농도로 로진을 용해시킬 수 있기 때문이다.

일 예로, 100 % 휘발성 용매를 45 ~ 75 ℃ 온도로 중탕한 뒤, 로진을 투입하여 용해시켜 제2 용액을 제조할 수 있다.

상기 제1 용해단계 및 제2 용해단계를 통해 제조된 제1 용액 및 제2 용액에 불소화합물 및 유화제를 투입하여 혼합단계를 수행함으로써, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제를 제조할 수 있다.

상기 혼합단계에서, 앞서 언급한 치아의 미백, 법랑질(에나멜)강화 등 구강 건강을 향상시킬 수 있는 통상적으로 배합되는 공지의 유효 성분을 더 포함할 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시 예를 살펴본다. 그러나 본 발명의 범주가 이하의 바람직한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 권리범위 내에서 본 명세서에 기재된 내용의 여러 가지 변형된 형태를 실시할 수 있다.

[제조예]

불소 도포제의 제조

먼저, 하기 표 1과 같은 중량평균분자량을 가진 폴리 비닐 아세테이트를 94 % 에탄올에 65 ℃로 중탕하여 30 % PVAc 용액인 제1 용액을 제조하였다.

그 다음, 로진(rosin)을 94 % 에탄올에 65 ℃로 중탕하여 70 % Rosin 용액인 제2 용액을 제조하였다.

상기 제1 용액에 제2 용액, 불소화합물, CPP-ACP, 이산화규소, 질산칼륨, 유화제를 하기 표 1과 같은 비율로 혼합하여 도 1과 같은 불소 도포제인 실시예 1과 비교예 2를 제조하였다.

			실시예1	비교예1
폴리 비닐 아세 테이트		고분자량 (500,000)	10	-
		저분자량 (80,000)	-	20
수첨로진 (Hydrogenated rosin)			30	30
불소화합물 (NaF)			5	5
유효 성분	CPP-ACP		1.5	1.5
	이산화규소		1	1
	질산칼륨		0.5	0.5
유화제	소르비탄 지방산 에스테르 (tween 80)		1.5	-
	글리콜 에테르 (cellosove)		-	10
용매			50.5	32
합계			100	100

^{(단 위 :} ^wt% ⁾

[실험예 1]

유화제 조건에 따른 상분리 현상

1)유화제 포함 유무에 따른 상분리 현상 관찰

먼저, 유화제의 첨가 유무에 따른 상분리 현상을 확인하기 위하여 상기 제조예의 실시예 1(A)와 동일한 제조방법으로 제조하되, 유화제 대신에 용매를 더 추가하여 대조군(B)을 제조하였다.

상기 실시예 1와 대조군(B)을 각각 코니칼 튜브에 각각 10 ml씩 넣고, 상온에서 45일간 방치한 뒤, 상분리 유무를 관찰하였다.

도 2와 같이 45일 후, 유화제가 포함된 실시예 1(A)의 경우 상분리 현상을 거의 관찰할 수 없었으나, 유화제가 포함되지 않은 대조군(B)는 고분자인 폴리 비닐 아세테이트, 수첨로진과 유효성분과 불소화합물이 침전된 침전층(b)과 상등액(a)이 서로 분리되어 상분리 현상이 일어남을 확인할 수 있었다.

2)유화제의 종류와 폴리 비닐 아세테이트의 분자량에 따른 상분리 현상

제조예의 실시예 1과 동일한 제조방법으로 제조하되, 유화제 대신에 용매를 더 추가하여 제조된 대조군, 비교예 1과 동일한 제조방법으로 제조하되, 저분자량 폴리 비닐 아세테이트 대신, 고분자량 폴리 비닐 아세테이트를 사용하여 제조한 비교예 2를 제조하였다.

상기 대조군, 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1을 코니칼 튜브에 각각 10 ml씩 넣고, 상온에서 방치하였다. 방치된 날로부터 1달, 2달이 경과된 후 하기 식(1)를 사용하여 상분리 %를 측정하였으며, 그 결과는 도 3에 나타내었다.

상분리(relative %) = (침전된 층의 ml) / (10 ml)ⅹ100 …식(1)

도 2 및 도 3의 결과를 살펴보면, 유화제를 첨가하지 않은 대조군의 경우 한 달이 경과된 후부터 상분리 현상을 확인할 수 있었다.

한편, 글리콜 에테르인 유화제인 저분자량 폴리 비닐 아세테이트를 사용하여 제조된 비교예 1와 고분자량 폴리 비닐 아세테이트를 사용하여 제조된 비교예 2를 비교해보면, 저분자량 폴리 비닐 아세테이트를 사용한 비교예 1의 경우에는 2달이 경과 후에도 상분리 현상이 크기 나타나지 않았으나, 고분자량 폴리 비닐 아세테이트를 사용한 비교예 2의 경우에는 2달이 경화 후에는 현저히 상분리 현상을 확인할 수 있었다. 다만, 유화제로 소르비탄 지방산 에스테르를 사용한 실시예 1의 경우에는 2달이 경과 후에도 상분리 현상이 거의 나타나지 않음을 확인할 수 있었다.

따라서 중량평균분자량이 150,000 미만의 저분자량 폴리 비닐 아세테이트의 경우 용매에 용해도가 상대적으로 고분자량의 폴리 비닐 아세테이트 보다 높이 때문에, 동일한 양, 동일한 성분을 가진 유화제(글리콜 에테르)를 포함할 경우, 시간이 점차 경과됨에 따라 고분자량의 폴리 비닐 아세테이트를 포함한 비교예 2의 경우 상분리 현상이 발생됨을 확인할 수 있었다.

그러나, 유화능이 글리콜 에테르에 비하여 우수한 특성을 가진, 소르비탄 지방산 에스테르를 포함한 실시예 1의 경우에는 고분자량의 폴리 비닐 아세테이트가 포함되었음에도 2달 후 상분리 현상이 발생되지 않음을 확인할 수 있었다.

이에 고분자량 폴리 비닐 아세테이트가 포함된 본 발명의 불소 도포제의 경우 유화제로 소르비탄 지방산 에스테르를 사용하는 것이 바람직함을 알 수 있었다.

[실험예 2]

불소 도포제의 점도에 따른 코팅막 두께

상기 실시예 1에 용매를 추가로 투입하여 불소 도포제의 점도를 조절하여 점도에 따른 코팅막의 두께를 확인하였다.

이 때, 불소 도포제의 점도는 점도 측정기기(micro VISC viscosity meter, Rheosense(사), USA)를 사용하여 각각의 제형을 1 cc를 취하여 측정하였다.

코팅 두께는, SEM 사진을 통해 측정하였으며, 이물감 실험은 10명의 피시술자의 치아에 불소 도포제를 사용하여 코팅막을 형성 후, 이물감 여부(이물감이 있음 : ○ / 이물감이 없음 : ⅹ) 를 관찰하였다.

점도 (cP)	~ 200	800 ~ 1,500	3,000 ~ 5,000
코팅 두께 (um)	< 2	5 ~ 10	30 <
이물감	ⅹ	ⅹ	○
내마모성	코팅층이 얇아, 외부 스트레스에 제거 가능성이 높음	코팅층이 적절하여, 외부 스트레스에 제거 가능성이 낮음	코팅층이 두꺼워, 외부 스트레스에 제거 가능성이 거의 낮음

상기 표 2와 도 4의 결과를 살펴보면, 점도가 낮은 경우(200 cp 이하) 치아의 표면에 형성된 코팅막이 너무 얇아 칫솔질 또는 음식 섭취 등의 외부 스트레스로 인해 코팅막이 쉽게 제거될 가능성이 있다. 반면에 점도가 높은 경우(3,000 ~ 5,000) 치아의 표면에 형성된 코팅막이 너무 두꺼워 피시술자가 이물감을 느끼기 때문에 불소 도포제의 점도는 800 ~ 1,500 cP가 되는 것이 바람직하다.

[실험예 3]

불소 도포제의 상아세관 침투율 측정

1) 불소 도포제의 상아세관 침투능 비교(SEM 분석)

천연 로진으로 제조된 불소 도포제와 상기 실시예 1과의 상아세관 침투능을 전자현미경으로 관찰하였으며, 그 결과는 도 5와 같다.

도 5의 결과를 보면, 천연로진으로 이루어진 불소도포제의 경우 상아세관 깊숙이 침투되었음을 확인할 수 있었다. 반면에, 본 발명의 실시예 1의 경우 불소 도포제가 상아세관에 침투함으로써, 상아세관을 봉쇄하여 지각과민을 억제, 시린이를 예방할 수 있을 것으로 기대되었다.

2) 불소 도포제 내 포함된 폴리 비닐 아세테이트의 분자량과 유화제에 따른 상아세관 투과율 측정(Dentin permeability-digital 측정)

불소 도포제가 상아세관을 침투하여 상아세관을 봉쇄여부를 확인하고, 외부의 스트레스(brushing) 후에도 여전히 상아세관을 봉쇄하고 있는지를 확인하기 위하여 상아세관 투과율을 측정하였다.

상아세관의 투과율을 측정하기 위하여 Odeme사의 Dentin permeability test를 사용하여 상아질의 투과성을 측정하였으며, 불소 도포제를 도포하기 전(처치 전), 불소 도포제를 도포한 후 완전히 경화된 직 후(처치 직후), 시편에 320 ~ 450 g 칫솔 중량으로 브러싱을 통해 외부 스트레스를 준 후(한 달 동안, 하루에 3회, 1회당 15번의 Brushing, 1M(4주) ; 총 1260회 브러싱) 등 각각의 조건에 따라 상아세관의 투과율의 변화를 측정하였으며, 그 결과는 도 6과 같다.

도 6의 결과를 살펴보면, 불소 도포제를 도포하기 전에는 치아의 상아세관에 침투한 물질이 없어 비교예 1,2 및 실시예 1 모두 투과율이 100%임을 확인할 수 있었으며, 상기 비교예 1,2 및 실시예 1를 도포한 직후에는 모두 상아세관 투과율이 0 % 인 것을 확인할 수 있었다.

그러나, 1M 동안 하루에 3회 브러싱을 한 후 상아세관 투과율을 측정한 결과, 비교예 1, 2의 경우 외부 스트레스에 의해 코팅막이 손상되면서 상아세관 투과율이 증가됨을 확인할 수 있었다.

반면에 고분자량 폴리 비닐 아세테이트가 포함된 본 발명의 실시예 1의 경우에는 높은 코팅막 유지력으로 인하여 상아세관 투과율이 비교예 1, 2에 비하여 낮음을 확인할 수 있었으며 이를 통해 본 발명의 실시예 1이 장기간 동안 코팅막을 유지함으로써, 치아 우식증을 예방하고 상아세관을 봉쇄함으로써 시린이 증상을 완화시켜줄 수 있을 것으로 확인되었다.

[실험예 4]

불소 도포제의 코팅 유지능 측정

치아에 도포된 불소 도포제의 코팅 유지능을 측정하기 위하여, 인체의 치아와 동일한 성분으로 제조된 시편에 천연로진으로 제조된 불소도포제, 비교예 1, 실시예 1을 도포한 후, 완전히 경화시켰다.

불소 도포제가 경화되어 코팅막이 형성된 시편에 반복적으로 칫솔질을 가한 후, 코팅막의 마모 정도를 전자현미경으로 확인하였다.

시편에 가해지는 칫솔의 중량 : 320 ~ 450 g

칫솔질 횟수 : 하루에 3번, 1회당 칫솔질 15회(편도)

1 M(4주) ; 1260 회 / 3 M (12 주) ; 3780 회

도 7의 결과를 살펴보면, 천연로진으로 제조된 불소도포제의 경우 한 달이 경과된 시점에서 코팅막이 완전히 제거되었음을 확인할 수 있었으며, 비교예 1의 경우 한 달이 경과된 시점에서 반 정도의 코팅막이 남아 있었으나, 3 달이 지난 후에는 코팅막이 거의 사라짐을 확인할 수 있었다.

반면에, 본 발명의 실시예 1의 경우에는 3달이 경과된 후에도 코팅막이 여전히 존재함을 확인할 수 있었다.

Claims

중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 포함하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제.
제1항에 있어서,
상기 불소 도포제는, 로진, 불소화합물, 유화제 및 용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제.
제2항에 있어서,
상기 불소 도포제는, 중량평균분자량이 1,000 ~ 150,000 인 저분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 더 포함하며, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제.
제2항에 있어서,
상기 불소 도포제는, 로진 15 ~ 35 wt%, 폴리 비닐 아세테이트 8 ~ 25 wt%, 불소화합물 1 ~ 10 wt%, 유화제 0.1 ~ 15 wt% 및 용매 27 ~ 71 wt%를 포함하며,
상기 폴리 비닐 아세테이트는, 고분자량 폴리 비닐 아세테이트; 또는 고분자량 폴리 비닐 아세테이트 및 저분자량 폴리 비닐 아세테이트의 혼합물; 인 것을 특징으로 하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제.
제2항에 있어서,
상기 유화제는, 글리콜 에테르(glycol ether), 소르비탄지방산 에스테르(sorbitan fatty acid ester), 알킬폴리글리코사이드(alkyl polyglycosides) 및 알콕시레이티드 알코올(alkoxylated alcohol)로 이루어진 군 중에서 적어도 하나 이상 선택된 비이온성 계면활성제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제.
제2항에 있어서,
상기 불소 도포제의 점도는 800 ~ 1500 cP인 것을 특징으로 하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제.
용매에 중량평균분자량이 300,000 ~ 600,000 인 고분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 용해시켜 제1 용액을 제조하는 제1 용해단계;
용매에 로진을 용해시켜 제2 용액을 제조하는 제2 용해단계; 및
상기 제1 용액에 제2 용액, 불소화합물 및 유화제를 투입하여 교반하는 혼합단계;를 포함하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 용해단계에서, 용매에 중량평균분자량이 1,000 ~ 150,000 인 저분자량 폴리 비닐 아세테이트(Poly(vinyl acetate), PVAc)를 더 포함시켜 제1 용액을 제조하는 것을 특징으로 하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제의 제조방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 용해단계 또는 제2 용해단계는,
45 ~ 75 ℃ 온도로 중탕하여 용해하는 것을 특징으로 하는, 상아세관 침투력 및 코팅 유지력이 향상된 불소 도포제의 제조방법.