KR20240030235A - 하이드로 수소 치약 - Google Patents

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KR20240030235A KR1020220108996A KR20220108996A KR20240030235A KR 20240030235 A KR20240030235 A KR 20240030235A KR 1020220108996 A KR1020220108996 A KR 1020220108996A KR 20220108996 A KR20220108996 A KR 20220108996A KR 20240030235 A KR20240030235 A KR 20240030235A
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Abstract

본 발명은 수소 발생에 의해 미백 효과를 비롯한 구강과 잇몸 질환 완화 효과를 갖는 하이드로 수소 치약을 개시한다.

Description

하이드로 수소 치약{Hydro hydrogen toothpaste}
본 발명은 하이드로 수소 치약에 관한 것이다.
치아의 주요 3대 기능은 저작기능, 발음기능 그리고 심미기능이다. 최근에는 향상된 삶을 영위하게 됨으로써 하얀 치아를 통해 생활 만족도를 향상시키고자 하는 심미적 욕구가 증가하게 되었다.
치아의 심미성에 영향을 주는 요인으로는 치아의 크기, 외형배열, 색조, 표면상태, 질병상태 등의 치아요인과 안면형태, 골격, 입술 색조, 외형 등의 외인성 요인이 있다. 그 중 가장 많은 영향을 주는 요인은 치아 착색으로 인한 색조변화라 할 수 있다. 이에 착색된 치아를 자연적인 치아 본연의 색상으로 되돌려 심미성을 극대화하고자 하는 욕구가 최근에 급속도로 증가하고 있다.
비교적 저렴하고 간편한 자가 미백 처치의 한 방안으로 hydroxyapatite(이하, HA) 또는 peroxide 제제를 함유한 미백용 치약이나 미백용 패치가 개발되었다[특허문헌 1]. HA는 외인성 착색을 제거하는 효능이 밝혀져 미백 치약 성분으로도 함유되고 있고, peroxide 제제는 1% 미만의 저농도로 함유되어 많이 사용되고 있다
치약은 기본적으로 치아의 주요 3대 기능을 유지하기 위한 구강관리용품으로써 치아우식증, 치주질환 및 구취를 제거하기 위하여 사용된다. 상기 HA 나 peroxide 제제를 포함하는 미백용 치약은 미백 효과 이외 치아우식증, 치주질환 및 구취 제거 효과는 미비하다.
치아의 미백 효과는 peroxide에 의한 산소 발생으로 일어난다. 즉, peroxide는 물과 접촉시 이온화되어 만들어진 자유기들이 치아의 표면 성분인 에나멜질과 내부 성분인 상아질의 유기질에 침투하여 치아 변색의 원인이 되는 물질을 산화시키거나 파괴시켜 표백을 일으키는 방식으로 수행한다.
미백 치약은 대부분 페이스트형 치약이 주를 이루고 있으며, 최근에는 분말, 젤리 형태나 정제 형태의 다양한 제형의 치약이 제조되고 있다[특허문헌 2].
다양한 제형의 치약에도 불구하고 아직까지 치아의 미백, 세정, 구취제거 기능과, 특히 치주염 및 치은염 등의 잇몸질환을 예방 및 개선하는 효과가 미약하여 소비자들의 만족도를 충족시키지 못하였다.
KR 10-2014-0128500A (2014.11.06 공개) KR 10-2019-0088805A (2019.07.29 공개) KR 10-2021-0014978A (2021.02.10 공개) KR 10-2020-0032460A (2020.03.26 공개) KR 10-2021-0121388A (2021.10.08 공개)
본 발명자들은 발포성 치약에 대한 연구를 진행하던 가운데 peroxide에 의한 산소 발생이 아닌 수소가 발생될 수 있는 치약을 발명하였다. 수소 발생 치약의 경우 미백 효과와 함께 세정, 구취제거 기능과, 특히 치주염 및 치은염 등의 잇몸질환 등에 대해서도 효과가 있을 수 있다는 개념하에 수소 발생을 위한 치약 조성물에 대해 연구를 지속적으로 수행하였다.
본 발명의 목적은 종래의 제품보다 기능 및 효과 면에서 더 우수함은 물론 인체 적합성이 뛰어난 치약 조성물을 제공함에 있다.
본 발명은 하이드로 수소 치약 전체 중량에 대하여 수소흡장칼슘 파우더를 0.01 내지 2 중량%를 포함하는 하이드로 수소 치약을 제공한다.
상기 수소흡장칼슘 파우더는 산화칼슘과 탄산칼슘이 고온 소성 처리된 것이다.
상기 하이드로 수소 치약은 습윤제, 연마제, 약효제, 감미제, pH조정제, 방부제, 결합제, 향료, 및 기포제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함한다.
본 발명의 하이드로 수소 치약은 수소 발생에 의해 미백 효과가 우수하며, 구강과 잇몸 질환 완화 효과가 있다. 특히, 우수한 살균 효과로 충치, 구강 질환이나 잇몸 질환을 예방하며 구취, 치태를 제거하여 유아부터 임산부까지 모든 연령대에 사용할 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 수소 치약은 수소 치약 조성물을 의미한다.
본 발명은 물과 접촉시 수소를 발생시킬 수 있는 하이드로 수소 치약을 제공한다.
수소 발생을 위해 본 발명의 하이드로 수소 치약은 수소흡장칼슘 파우더를 포함한다.
수소흡장칼슘 파우더는 특허문헌 3과 같이 골다공증 치료제, 특허문헌 4와 같은 숙취 해소제의 성분, 특허문헌 5와 같은 화장료 조성물로 사용할 만큼 인체에 무해한 물질로, 다양한 응용 분야 중 치약에 적용된 사례는 아직까지 없다.
수소흡장칼슘 파우더는 탄산칼슘(CaCO3) 및 산화칼슘(CaO)이 300 내지 100도 이상의 고온 소성과정을 거쳐 제조된다. 즉, 수소흡장칼슘 파우더는 고온 소성 과정을 통하여 수소(H2)가 흡장결합된(occluded) 파우더이다. 바람직하기로, 상기 수소흡장칼슘 파우더는 60 내지 80 중량%의 산화칼슘과 20 내지 40 중량%의 탄산칼슘을 혼합 후 고온 소성 과정을 거쳐 제조된 것이다.
종래 치약 조성물에 산화칼슘과 탄산칼슘을 혼합 사용한 다양한 제시가 있으나, 이들은 대부분 연마 효과나 산소 발생을 위해 단일 성분으로 사용되고 있다. 상기 산화칼슘 및 탄산칼슘과 본 발명의 고온 소성과정을 거친 수소흡장칼슘 파우더는 구조적으로 차이가 있다.
수소흡장칼슘 파우더는 내부에 수소가 흡장결합되어 물과 접촉시 내부에 흡장결합된 수소를 외부로 발생시킨다. 이렇게 발생된 수소는 치약에 사용시 다양한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 하이드로 수소 치약에 의해 발생된 수소는 치아 미백 효과를 갖는다. 구체적으로 상기 수소는 치아의 표면 성분인 에나멜질과 내부 성분인 상아질의 유기질에 침투하여 치아 변색의 원인이 되는 물질을 산화시키거나 파괴시켜 표백을 일으켜 미백 효과를 갖는다.
본 발명의 하이드로 수소 치약에 의해 발생된 수소는 치아와 잇몸 주변부에 침투하여 치태를 제거한다. 상기 치태란 치아 표면에 형성되는 무색의 세균막을 말하며, 음식물 등을 통해 공급되는 당분을 이용하여 기하급수적으로 번식한다. 상기 세균은 잇몸을 상하게 하는 독소와 유리산소를 만들어 치아를 둘러싸고 있는 조직을 파괴하고, 심할 경우 세균이 치근면을 따라 내려가 치아를 지탱하는 뼈를 파괴하여 심한 경우에는 치아를 상실하게 된다. 이에 발생된 수소는 치태의 원인이 되는 세균을 제거하는 살균 효과를 갖는다.
본 발명의 하이드로 수소 치약에 의해 발생된 수소는 치아와 잇몸 주변부에 침투하여 치석을 제거한다. 치석이란 제거되지 않은 치태가 타액이랑 치은열구 내의 칼슘 또는 인 등의 무기질과 함께 침착되어 만들어진 것을 말한다. 치석은 잇몸에 자극을 주어 잇몸 염증을 일으키고, 치태의 온상이 되며, 한번 치석이 형성되면 치석 위에 치태가 쉽게 부착되어 치은 염증의 진행이 가속되고, 입 냄새가 나는 원인이 된다. 이에 발생된 수소은 치석의 원인이 되는 무기질을 제거하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 수소흡장칼슘 파우더는 수소 이온지수가 pH가 8.0 내지 11.0, pH 8.5 내지 10, 구체적으로 pH 8.5 내지 9.5를 가져, 하이드로 수소 치약의 pH가 8 내지 10을 갖도록 한다.
치아우식증은 미생물들의 대사 산물인 각종 유기산에 의해 구강 내 pH가 5.5 이하로 낮아져 치아의 법랑질 층의 무기질 성분들이 탈회되어 발생하는 질환이다. 청량음료수 섭취나 식사 후 구강은 치아 법랑질의 탈회 임계 pH 이하의 산성도로 변하므로, 음료를 자주 섭취하거나 식사 후 치아를 세척하지 않으면 치아 표면의 탈회가 크게 증가하게 된다. 따라서 청량음료수 섭취나 식사 후에 구강 내 정상 pH (6.8~7.2)로 되돌아가기까지의 시간은 매우 중요하다.
본 발명의 하이드로 수소 치약은 수소흡장칼슘 파우더에 의해 pH가 8.0 내지 10.0의 범위를 갖는다. 이러한 pH 범위에서는 프라그에서 생성되는 유기산 생성을 억제하고 산성화된 구강을 빠르게 중화시킬 뿐 아니라, 치주질환의 원인이 되는 혐기성균에 대하여 살균 작용을 하여 충치, 치주염 등에 우수한 효과를 갖는다.
본 발명의 하이드로 수소 치약에서 수소흡장칼슘 파우더는 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 0.01 내지 2 중량%, 0.1 내지 2.0 중량%의 양으로서 첨가된다. 수소흡장칼슘 파우더의 함량이 상기 함량보다 적으면 그 효과가 미약하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 효과 상승에 비하여 비용 상승이 더 커질 뿐 아니라 과도한 수소 발생으로 인해 치아 및 잇몸에 자극을 줄 수 있다.
하이드로 수소 치약은 양치하는 동안 지속적으로 수소를 발생시켜야 한다. 초기에 수소 발생이 몰릴 경우 수소 발생에 따른 효과를 충분히 확보할 수 없다. 지속적인 수소 발생은 수소흡장칼슘 파우더의 평균 입경과 관련이 있다.
본 발명의 하이드로 수소 치약에서 수소흡장칼슘 파우더는 평균 입경(D50)이 0.1 내지 10㎛, 0.1 내지 5㎛, 0.5 내지 5㎛의 범위를 갖는다. 통상 연마재들의 평균 입경이 10 내지 30㎛ 수준인 것을 고려할 때 수소흡장칼슘 파우더는 이보다 작은 입자 크기를 갖는다. 만약 상기 평균 입경이 상기 범위보다 작을 경우 치약 제조 시 뭉침 등이 발생하여 치약 제조가 어렵고, 상기 범위를 초과할 경우 양치 초기에 수소가 너무 많이 발생하여 지속적인 수소 발생을 확보할 수 없다.
본 발명에 있어서, 입자의 평균 입경은 입자의 입경 분포의 50% 기준에서의 입경으로 정의할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 입자의 평균 입경(D50)은 예를 들어, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있다. 상기 레이저 회절법은 일반적으로 서브미크론(submicron) 영역에서부터 수 mm 정도의 입경의 측정이 가능하며, 고 재현성 및 고 분해성의 결과를 얻을 수 있다.
하이드로 수소 치약을 제조하는 데 필요한 통상적인 성분들로서, 습윤제, 연마제, 약효제, 감미제, pH조정제, 방부제, 결합제, 향료, 기포제 등을 들수 있다.
습윤제로는 농글리세린, 글리세린, 소르비톨수용액, 비결정성 소르비톨수용액, 폴리에틸렌글리콜류 및 프로필렌글리콜로 이루어진 군 중에서 단독 또는 혼합하여 사용하며, 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 10~80 중량% 함유된다.
연마제로는 침강실리카, 실리카겔, 지르코늄실리케이트, 인산일수소칼슘, 무수인산일수소칼슘, 함수알루미나, 경질탄산칼슘, 중질탄산칼슘, 칼슘피로인산염, 불용성메타인산염 및 알루미늄실리케이트로 이루어진 군중에서 선택된 1종 등을 사용할 수 있다. 또한, 소량 사용되는 첨가제로는 치약에서 통상 사용되는 성분들로서 감미제, pH 조정제, 방부제, 착색제, 결합제가 있다. 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 1~30 중량% 함유된다.
약효제는 불화인산나트륨, 불화나트륨, 불화아민 및 불화주석 등으로부터 선택된 1종 이상의 불소화합물, 피로인산나트륨, 피로인산칼륨 또는 산성피로인산나트륨, 효소류, 아미노카프론산, 알란토인 또는 알란토인의 유도체 또는 비타민류가 1종 혹은 그 이상 선택적으로 사용될 수 있다. 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 0.1~10 중량% 함유된다.
감미제로서는 삭카린나트륨, 자일리톨, 에리스리톨, 사카린 나트륨, 아스파탐 등을 사용할 수 있으며, pH조정제로는 인산나트륨, 인산이나트륨, 구연산, 트리 에탄올아민 등을 사용할 수 있고, 방부제로서는 파라옥시 안식향산메칠, 안식향산나트륨등을 사용할 수 있다. 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 0.01~10 중량% 함유된다.
결합제로는 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 카보머, 카라기난, 잔탄 검, 알지네이트류 등을 사용할 수 있고, 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 0.1~5 중량% 함유한다.
향료로는 페퍼민트 오일, 스피어민트 오일, 멘톨 등을 혼합하여 사용하기도 하며, 기타 첨가제로서 텍스타라나제 등의 효소류를 사용할 수도 있다. 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중 0.01~1 중량% 함유된다.
기포제로는 음이온성 계면활성제인 라우릴황산나트륨, 비이온성 계면활성제인 폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌의 공중합체(폴록사머), 폴리옥시에틸렌경화피마자유, 폴리옥시에틸렌솔비탄 지방산에스테르 등이 사용될 수 있다. 그 사용량은 하이드로 수소 치약 전체 조성물 중서 0.1~5 중량% 함유된다.
그밖에 잔량의 물을 포함한다. 물은 하이드로 수소 치약 전체 조성물이 100%가 되도록 잔부로 사용한다.
본 발명에 따른 하이드로 수소 치약은 마른 칫솔에 콩알 하나 크기의 양으로 치약을 칫솔 모 사이에 들어가게 도포한 다음, 물을 묻히지 않고 양치를 한 후, 깨끗한 물로 충분히 행궈 사용할 수 있다.
[실시예]
이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 및 비교예]
하기 표 1에 나타낸 바와 같은 구성비로 치약을 제조하였다. 제조방법은 공지된 방법으로 수행하였다.
먼저, 혼합기에 습윤 성분인 소르비톨수용액, 농글리세린을 첨하고, 여기에 나머지 성분을 첨가 후 진공 상태에서 혼합하여 치약을 제조하였다. 아래 표 1에서 단위는 중량%이다.
중량% 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예1 비교예 2
수소흡장
칼슘파우더
0.01 0.1 1.0 2.0 2.5 - -
산화칼슘 - - - - - - 0.5
탄산칼슘 - - - - - - 0.5
농글리세린 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
소르비톨
수용액
30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
라우릴황산나트륨 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
카르복시메틸셀룰로오스나트륨 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
잔탄검 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
침강실리카 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0
불화나트륨 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
향료 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
구연산 적량 적량 적량 적량 적량 적량 적량
정제수 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부 잔부
pH 9.5 9.2 9.0 8.9 8.5 8.5 10.5
시험예 1: 미백 효과
본 발명에 따른 치아미백용 치약의 치아 미백 효과를 측정하기 위하여, 백색도를 측정하였다.
(1) 치아 실험 1
치아의 외인성 착색을 일으킬 수 있는 담배진, 커피, 홍차 분말 및 설탕을 균일하게 혼합하여 얻은 젤 상태의 혼합물을 회전판이 하부에 장착된 용기에 넣고, 다음 10~20대의 건강한 사람으로부터 얻은 치아 표본을 상기 회전판을 고정시킨 후에 72시간 동안 회전판을 회전시켜 치아 표본의 착색을 유도하였다. 그 후에 착색이 유도된 치아 표본을 음지에서 2일 동안 건조시킨 후에, 상기 제조된 치약을 사용하여 사용하여 분당 90회 왕복운동을 할 수 있도록 운동축에 고정된 칫솔에 바르고 상기 착색된 치아 표본을 20분 동안 인위적으로 연마시켰다. 상기 인위적인 연마 전·후에 색차계(SZ, Nippon Denshoku 사)를 이용하여 백색도를 측정하고 연마 전후의 백색도를 측정하여 백분율로 평가하였다.
(2) 면포 실험 2
시험방법은 홍차로 얼룩이진 흰천을 색차계(모델 :SZ, Nippon Denshoku 사)를 이용하여 먼저 백색도를 측정하였다. 그 다음 100ml의 각각의 비이커에 증류수 50ml씩 넣고 얼룩이진 흰천을 증류수가 있는 비이커에 넣은 후, 상기 실시예 및 비교예의 치약을 각각 6g을 넣고 60분간 교반을 각각 실시하였다. 교반 후 흰천을 각각 꺼내어 건조하고 다시 색차계를 이용하여 얼룩제거 정도를 측정하여 백분율로 평가한 것이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예1 비교예 2
평가1 89 94 94 95 96 77 82
평가2 85 91 93 92 94 75 79
상기 표와 같이, 본 발명에 따라 수소흡장칼슘 파우더를 포함할 경우 비교예 1 및 2 대비 좀더 우수한 미백 효과를 확보할 수 있음을 알 수 있다.
시험예 2: 살균 효과
상기에서 제조한 치약에 대하여 살균력을 시험하였다.
시험방법은 상기 실시예의 치약과 기존의 치약을 BHI(Brain Heart Infusion)에 0.01%~0.9%까지 농도별로 넣은 후, 충치, 치은염, 치주염 및 잇몸질환인 구강질환의 요인이 되는 하기 시험균주들을 접종하여 40℃에서 24시간 배양하였다. 시험균이 자라지 않은 최저농도를 MIC(㎍/㎖ medium)로 하였다.
평균치(색도) 실시예 3
비교예1 비교예 2
스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus Mutans)ATCC 27607 <0.02 0.15 0.14
로티아 덴토카리오사(Rothia Dentocariosa)ATCC 19426 <0.01 0.16 0.12
악티노 미세스 비스코서스(Actinomyces Viscocus) KTCT 9146 <0.01 0.19 0.15
에쉐리치아 콜라이(Escherichia Coli) ATCC 8739 <0.02 0.16 0.12
상기 표를 보면, 본 발명에 따른 하이드로 수소 치약은 살균 효과가 우수함을 알 수 있다.
시험예 3: 관능 평가
치주염, 잇몸출혈, 치아가 시린 증상 등의 잇몸질환과 구취가 있는 피검사자 42명을 선발한 후 임의로 6명씩 7개군으로 나누었다. 상기 6명씩 7군으로 나눠진 피검사자 42명에게 4주 동안 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 치약을 1일 3회 사용하도록 하였다.
그런 다음, 하기의 방법으로 잇몸질환 치료효과, 구취제거효과 및 사용감의 관능평가를 하고, 평가에 대해 평균 수치를 하기 표에 나타내었다. 이때, 피검사자들에게 실험기간 동안 항생제의 복용과 본 실험에 영향을 미칠 수 있는 구강진료를 금하게 하였다.
[평가]
1점: 매우 불만족, 2점: 불만족, 3점: 보통, 4점: 만족, 5점: 매우 만족
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
잇몸질환 치주염 3.9 4.2 4.3 4.2 4.2 3.5 3.6
잇몸출혈 4.1 4.3 4.2 4.2 3.7 3.7 3.9
치아시림 4.0 4.2 4.3 4.2 3.5 3.9 4.0
구취 실험직후 3.8 4.1 4.3 4.2 4.3 3.5 3.7
4주후 3.5 4.2 4.5 4.5 4.4 3.6 3.8
사용감 자극감 4.1 4.2 4.2 4.2 3.7 4.5 3.8
개운함 3.9 4.3 4.3 4.5 4.4 3.5 3.9
상기 표를 보면, 본 발명에 따른 수소 치약은 비교예 1 및 2의 치약 대비 우수한 관능 평가 결과를 나타내었다.
시험예 4: 관능 평가
수소흡장칼슘 파우더의 입자 크기에 따른 수소 발생 지속 시간을 확인하였다.
비이커에 10ml의 물을 넣은 다음, 치약 1g을 첨가 후 5회 저은 다음, 마지막까지 기포가 발생되는 시간을 측정하였다. 이때 치약의 제조는 상기 실시예 3의 조성과 동일하게 수행하였다.
입자 크기 0.1㎛ 0.5㎛ 1.0㎛ 5.0㎛ 10㎛ 15㎛
기포 유지 시간(초) 5.5 11.5 14.0 12.5 9.5 4.5
상기 표를 보면, 수소흡장칼슘 파우더 입자 크기에 따라 수소 발생 유지 시간이 변화하였으며, 0.5㎛ 내지 10㎛에서 가장 오래 유지됨을 확인하였다.

Claims (3)

  1. 하이드로 수소 치약 전체 중량에 대하여 수소흡장칼슘 파우더를 0.01 내지 2 중량%를 포함하는 하이드로 수소 치약.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수소흡장칼슘 파우더는 산화칼슘과 탄산칼슘이 고온 소성 처리된 것인, 하이드로 수소 치약.
  3. 제1항에 있어서,
    추가로, 상기 하이드로 수소 치약은 습윤제, 연마제, 약효제, 감미제, pH조정제, 방부제, 결합제, 향료, 및 기포제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는, 하이드로 수소 치약.
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