PL194695B1

PL194695B1 - Zastosowanie rozdrobnionego bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkła do wytwarzania kompozycji wybielającej zęby

Info

Publication number: PL194695B1
Application number: PL98342475A
Authority: PL
Inventors: Leonard J. Litkowski; Gary D. Hack; David C. Greenspan
Original assignee: Univ Maryland; Usbiomaterials Corp
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2007-06-29
Also published as: HUP0100323A2; ES2242297T3; SK3822000A3; AU9378598A; CN1149066C; KR100548110B1; DK1011621T3; PE116899A1; TR200000740T2; WO1999013852A1; CN1290158A; IL135043A0; BG104330A; DE69830500T2; ID24592A; DE69830500D1; PL342475A1; TWI228995B; CO4970703A1; CA2304010A1

Abstract

1. Zastosowanie rozdrobnionego bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkla, zawierajacego tlenek lub wodorotlenek krzemu i ewentualnie jeden lub wiecej pierwiastków wybranych sposród Na, K, Ca, Mg, B, Ti, Al, P, N lub F do wytwarzania kompozycji wybielajacej zeby. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie rozdrobnionego bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkła do wytwarzania kompozycji wybielającej zęby. Dzięki zastosowaniu określonych, bioaktywnych kompozycji szklanych uzyskuje się wybielanie, rozjaśnianie, bielenie lub usuwanie przebarwień zębów.

Ząb składa się z wewnętrznej warstwy zębiny i zewnętrznej twardej warstwy szkliwa, stanowiącego warstwę ochronną zęba. Warstwa szkliwa zęba wykazuje naturalnie nieprzezroczysty biały lub zbliżony do białego kolor. To właśnie warstwa szkliwa może ulec przebarwieniu lub odbarwieniu. Warstwa szkliwa zęba składa się z kryształów mineralnego hydroksyapatytu, które tworzą nieco porowatą powierzchnię. Uważa się, że ta porowata natura warstwy stanowi przyczynę, która umożliwia czynnikom zabarwiającym i substancjom odbarwiającym przenikanie do szkliwa i zabarwianie zęba. Dodatkowo, ząb w sposób naturalny uzyskuje powłokę zwaną błonką (pellicle), zbudowaną z glikoprotein pochodzących ze śliny. Błonką może także uzyskiwać plamy. Gdy używa się w niniejszym wynalazku określenia „ząb” lub „zęby”, to pomyślane są one jako oznaczające materiał stanowiący apatyt i przyległą błonkę.

Wiele substancji z którymi człowiek codziennie się styka lub wchodzi w kontakt może „plamić” lub zmniejszać „biel zębów. W szczególności żywność, wyroby tytoniowe i płyny, takie jak herbata lub kawa, które się konsumuje mają tendencję do plamienia zębów. Te przebarwiające lub odbarwiające substancje mogą następnie wnikać w warstwę szkliwa. Problem zachodzi stopniowo przez wiele lat, lecz powoduje wyraźną zmianę barwy szkliwa zęba.

W dokumencie WO 96/10985 ujawniono rozdrobnione bioaktywne szkła, zawierające krzemionkę, które mogą zmniejszać zapalenie miazgi zęba i/lub wzmacniać strukturę zęba, a zatem znajdować zastosowanie w pielęgnacji nadwrażliwych zębów. Sugerowano, że takie szkła mogą składać się jedynie z tlenku krzemu lub wodorotlenku krzemu lub mogą zawierać jeden lub więcej dodatkowych pierwiastków wybranych spośród Ca, P, Na, K, Al, B, N, Mg, Ti lub F. Sugerowano także, że jest zalecane stosowanie kompozycji bioaktywnego szkła zawierających wapń i fosforany, które mogą pomóc w wywołaniu remineralizacji zębiny lub alternatywnie stosowanie oddzielnych źródeł wapnia i fosforanu wraz z bioaktywnym szkłem, nie zawierającym tych substancji.

W dokumencie WO 97/27148 ujawniono rozdrobnione bioaktywne i zgodne biologicznie szkła, które mogą remineralizować zęby i znajdują szczególne zastosowanie w zmniejszaniu nadwrażliwości zębiny.

Wiele modyfikacji pielęgnacji stosowano do wybielania zębów, obejmujące czynne bielenie, kontrolowane wybielanie przez noc i wybielające pasty do zębów. Jednak dostępne sposoby i kompozycje nie są zadawalające z wielu względów. Na przykład zmniejszanie odcienia było dalekie od ideału.

Stwierdzono nieoczekiwanie, że wyżej wspomniane bioaktywne szkła mogą być stosowane do wybielania zęba. Stosownie do tego, przez kontaktowanie struktury zęba z wybielającą ząb ilością rozdrobnionego bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkła, uzyskuje się wybielanie zębów.

Następujące dalej słowa pomyślane są tak, aby pojęcia stosowane w przedmiotowym wynalazku były zgodne z ich obecnym stosowaniem w technice dotyczącej jamy ustnej i technice pielęgnacji zębów. Bardziej szczególne zastosowanie dla celów wynalazku opisane jest poniżej.

Stosowane tu określenie „wybielanie” we wszystkich przypadkach obejmuje bielenie, rozjaśnianie lub usuwanie przebarwień z zęba.

Sposób wybielania, rozjaśniania lub bielenia zębów jest użyteczny także do usuwania plam z zębów. Sposób ten obejmuje kontaktowanie zębów ze skuteczną, wybielającą zęby, ilością bioaktywnego szkła, jakie ujawniono w dokumentach WO 96/10985 i WO 97/27148. Korzystnie prowadzi się wielokrotne kontaktowanie. Każde zastosowanie może obejmować między około 0,02 do 0,3 g bioaktywnego szkła. Odpowiednio, szybki sposób wybielania zębów obejmuje kontaktowanie zębów ze wspomnianą skuteczną, wybielającą zęby, ilością bioaktywnego szkła dwa razy dziennie przez dwa tygodnie lub dłużej. Określenie „ilość wybielająca dla zębów”, stosowane w niniejszym opisie, jest pomyślane jako oznaczające dowolną ilość, która będzie prowadzić do rozjaśniania odcienia zębów według skali Vita o jeden lub więcej odcieni u pacjenta o odcieniu przed leczeniem ciemniejszym niż A3,5 po 4 tygodniach stosowania dwa razy dziennie przez dwie minuty lub dłużej w czasie jednego zabiegu.

Zastosowanie rozdrobnionego bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkła, zawierającego tlenek lub wodorotlenek krzemu i ewentualnie jeden lub więcej pierwiastków wybranych spośród Na, K,

Ca, Mg, B, Ti, Al, P, N lub F, zgodnie z wynalazkiem charakteryzuje się tym, że stosuje się je do wytwarzania kompozycji wybielającej zęby.

Korzystnie, stosuje się bioaktywne i zgodne biologicznie szkło zawierające co najmniej Na, Ca i P.

PL 194 695 B1

Korzystnie, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło stosuje się razem ze źródłem wapnia i/lub fosforanu.

Korzystnie, stosuje się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 90 mm.

Korzystnie, stosuje się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 10 mm.

Korzystnie, stosuje się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 5 mm.

Korzystnie, stosuje się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 2 mm.

Korzystnie, kompozycja wybielająca zęby występuje w postaci pasty do zębów lub gumy.

Korzystnie, stosuje się bioaktywne i zgodne biologicznie szkło zawierające, w procentach wagowych

SiO2 40-60

CaO 10-30

Na₂O 10-35

P2O₅ 2-8

CaF2 0-25

B2O3 0-10

K2O 0-8

MgO 0-5.

Korzystnie, bioaktywne szkło zawiera przynajmniej Na, Ca i P, chociaż możliwe jest stosowanie prostych szkieł krzemowych razem z zewnętrznymi źródłami wapnia i fosforanu. Dla fachowców będzie zrozumiałe, że zewnętrzne źródło wapnia i fosforanu może pochodzić z samej śliny lub może być zestawione w postaci kompozycji do higieny jamy ustnej.

Bioaktywne szkło stanowi kompozycję szklaną, która będzie tworzyć warstwę hydroksywęglanoapatytu in vitro, gdy zostanie umieszczona w symulowanym płynie ustrojowym. Bioaktywne szkła mogą być wytwarzane różnorodnymi sposobami, np. pochodzące ze stopu lub żelu z zolu i mogą zawierać różnorodne pierwiastki składowe i zakresy stężeń. Przykładowy skład (w procentach wagowych) akceptowalnego i zalecanego bioaktywnego szkła został podany wcześniej.

Bioaktywne szkła o tych własnościach dostarczają bardziej skutecznego materiału do współdziałania ze strukturą zęba. Dodatek fluoru w kompozycji szklanej spowoduje wzmocnienie i zwiększenie wytrzymałości struktury zęba. Inne przykłady obejmują szkła żelowe z zolu, na przykład około 40 do około 86% wagowych SiO2, zasadniczo brak sodu, około 6-36% wagowych Ca i około 2-12% wagowych P₂O₂. Biologicznie zgodne szkło jest jednym ze szkieł, które nie wyzwala szkodliwej znacznej odpowiedzi immunologicznej.

W kilku wykonaniach niniejszego wynalazku, stosuje się ekstremalnie małe cząsteczki. Korzystne są, na przykład, cząsteczki w zakresie 2 mm do wielkości submikronowej. Rozmiar cząstek określany jest metodą skanningowej mikroskopii elektronowej lub techniką rozpraszania światła (np. Coulter LS100). Nieoczekiwanie, bioaktywne rozdrobnione szkło o stosunkowo małych cząstkach nie wywołuje znacznej odpowiedzi immunologicznej. Ponadto nie jest ono generalnie pochłaniane przez makrofagi i pozostaje nieaktywne w tym rodzaju zastosowania.

Kompozycje mogą być przygotowywane jako kompozycje do higieny jamy ustnej, takie jak środki do czyszczenia zębów, pasty do zębów, żele, proszki, płyny do płukania jamy ustnej, roztwory do irygacji i preparaty do ssania lub żucia, takie jak gumy, pastylki, tabletki i pastylki do ssania.

Takie kompozycje do higieny jamy ustnej zawierają odpowiednio między 0,1 do 50% wagowych, korzystnie 1 do 25% wagowych, a bardziej korzystnie 5 do 10% wagowych bioaktywnego szkła.

Dodatkowo, obok składników aktywnych, kompozycje do higieny jamy ustnej odpowiednie dla przedmiotowego wynalazku zawierają zwykłe nośniki, środki wiążące, środki powierzchniowo czynne, środki zwilżające, środki barwiące, pigmenty, środki przeciw kamieniowi nazębnemu, środki antybakteryjne, środki typu bioadhezyjnego, środki ścierne, środki przeciw próchnicy, środki zapachowe, środki słodzące, środki pęczniejące i podobne.

W przypadku preparatów w postaci pasty do zębów, środek ścierny obejmuje typowo amorficzną, żelowaną, strącaną lub gazową krzemionkę, cząsteczki z tworzyw sztucznych, tlenek glinu, węglan wapnia i ortofosforan cynku, nierozpuszczalne metafosforany i pirofosforan wapnia. Krzemionka jest najbardziej zalecanym środkiem ściernym do stosowania w tym przypadku. Literatura patentowa i naukowa jest przepełniona przykładami takich środków ściernych. Opis patentowy US 4,822,599

PL 194 695 B1 wymienia serię środków ściernych do czyszczenia zębów, a także odnośniki dotyczące handlowych źródeł i sposobów ich wytwarzania. Cząsteczki bioaktywnego szkła mogą zastąpić całą ilość, część lub nie zastępować środka ściernego aktualnie zastosowanego w pastach do zębów.

W środkach do czyszczenia zębów mogą znajdować się nieorganiczne zagęszczacze i obejmują one krzemionki uzyskiwane sposobem gazowym, takie jak Cabosil, dostępne z firmy Cabot Corporation oraz zagęszczające krzemionki, obejmujące krzemionki dostępne z firmy J.M. Huber, oznaczone jako Zeodent 165. W kompozycjach do czyszczenia zębów mogą znajdować się także organiczne zagęszczacze, takie jak naturalne i syntetyczne żywice i koloidy. Przykłady takich zagęszczaczy obejmują: karageninę (mech irlandzki), żywicę ksantanową i sól sodową karboksymetylocelulozy, skrobię, poliwinylopirolidon, hydroksyetylopropylocelulozę, hydroksybutylometylocelulozę, hydroksypropylometylocelulozę i hydroksyetylocelulozę (wspólnie suszone mieszaniny mikrokrystalicznej celulozy/żywic celulozowych). Nieorganiczne i organiczne zagęszczacze mogą być zawarte w kompozycjach w stężeniach od około 0,05 do około 2% wagowych, a korzystnie w ilości około 0,1 do około 1,5% wagowego.

Sole dostarczające fluoru, wykazujące skuteczność przeciwpróchniczą mogą być także włączone do doustnych kompozycji; są one charakteryzowane ich zdolnością do uwalniania jonów fluoru w wodzie. Zalecane jest stosowanie soli fluoru rozpuszczalnych w wodzie, dostarczających około 10 do 5000 ppm jonów fluoru, a korzystnie około 1000 do 1500 ppm jonów fluoru. Wśród tych materiałów znajdują się rozpuszczalne w wodzie sole metali alkalicznych, na przykład fluorek sodu, fluorek potasu, monofluorofosforan sodu i fluorokrzemian sodu. Korzystną solą dostarczającą jonów fluoru jest monofluorofosforan sodu.

Pigmenty stosowane w praktyce obejmują nietoksyczne pigmenty nieorganiczne, nierozpuszczalne w wodzie, takie jak dwutlenek tytanu i zielony tlenek chromu, błękity i róże ultramarynowe oraz tlenki żelaza, a także nierozpuszczalne w wodzie strącane pigmenty organiczne wytwarzane przez przedłużanie tlenkiem glinu soli wapniowych lub glinowych barwników FD&C, takie jak strącany pigment zielony FD&C Green Nr 1, niebieski FD&C Blue Nr 2, FD&C R&D Nr 30 i żółty FD&C Yellow Nr 15. Pigmenty wykazują rozmiary cząstek w zakresie 5-1000 mikrometrów, korzystnie 200-500 mikro-metrów i zawarte są w stężeniu 0,5 do 3% wagowych. Barwniki są generalnie wrażliwe na obecność składników nadtlenkowych i nie są zawarte w kompozycjach do czyszczenia zębów, chociaż stwierdzono, że FD&C Green Nr 3 jest odporny na rozkład, gdy w środku do czyszczenia znajduje się CaO2.

Można stosować dowolny odpowiedni środek zapachowy czy słodzący. Przykłady odpowiednich składników zapachowych stanowią olejki zapachowe, np. olejek mięty zielonej, mięty pieprzowej, olejek strzęślowy, sasafrasowy, goździkowy, szałwiowy, eukaliptusowy, majerankowy, cynamonowy, cytrynowy i pomarańczowy oraz salicylan metylu. Odpowiednie środki słodzące obejmują sacharozę, laktozę, maltozę, sorbit, cyklaminian sodu, perillartynę i sacharynian sodu. Odpowiednio, środki słodzące i zapachowe mogą razem stanowić 0,01 do 5% lub więcej preparatu.

Do kompozycji doustnej można wprowadzić wiele innych materiałów. Nieograniczające ich przykłady obejmują środki konserwujące, silikony i związki chlorofilu, witaminy, takie jak witaminy B6, B12, C, E i K, środki antybakteryjne, takie jak chloroheksydyna, halogenowane etery bifenylowe, takie jak triclosan, środki odczulające, takie jak azotan potasu i cytrynian potasu oraz ich mieszaniny. Środki pomocnicze wprowadzane są do środków do czyszczenia zębów w ilościach, które nie wpływają ujemnie na pożądane własności i wymagania techniczne i są wybrane i stosowane we właściwych ilościach, zależnych od konkretnego typu składnika.

Wytwarzanie poszczególnych szkieł bioaktywnych jest dobrze znane specjalistom w tej dziedzinie, a więc nie wymaga dalszego opisywania. Podobnie wytwarzanie żeli, past do zębów, płukanek, wód do ust, gum i gum do żucia jest także dobrze znane w technice. Bioaktywne szkła mogą być wprowadzane do tych produktów wieloma sposobami, obejmującymi proste mieszanie. Specjaliści w tej dziedzinie będą mogli określić, że w kilku przypadkach będzie konieczne powstrzymanie szkła bioaktywnego od styczności z wodą lub innymi składnikami nośnika doprowadzającego w celu zapobieżenia wstępnej reakcji bioaktywnego szkła. Można to realizować na wiele sposobów znanych specjalistom w tej dziedzinie, które to sposoby obejmują, na przykład, dwukomorową strzykawkę z komorą mieszającą.

Dodatkowo, do bezpośredniego stosowania bioaktywnego szkła na zęby, kompozycja bioaktywnego szkła może być także stosowana w medium solankowym lub medium w postaci wody destylowanej.

Przedmiotowy wynalazek obejmuje zastosowanie bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkła, jak to poprzednio określono, ewentualnie razem ze źródłem wapnia i/lub fosforanu, do wytwarzania kompozycji do wybielania zębów.

PL 194 695 B1

P r z y k ł a d.

Zdrowi dorośli ochotnicy badani byli w 4-tygodniowym badaniu klinicznym. Jako podstawę odniesienia, wykonano pomiar odcienia od środka trzeciego do brzegu siecznego zęba z pomocą skali odcieni Vita ułożonej w następującym porządku: B1, A1, B2, D2, A2, C1, C2, D4, A3, D3, B3, A3,5, B4, C3, A4, C4 (skala barwna Lumin Vacuum-Farbskala, Vita). Do badań zakwalifikowano tylko pacjentów o odcieniu nie jaśniejszym niż A3,5. Dla każdego obiektu badań zanotowano stan tkanki twardej i tkanki miękkiej przed rozpoczęciem każdego badania. Pacjenci zostali poinstruowani o stosowaniu tylko 7,5% środka do czyszczenia zębów dwa razy dziennie, z utrzymaniem 2 minut szczotkowania i do odstawienia innych doustnych produktów do pielęgnacji. Wszyscy pacjenci byli wzywani po dwóch i po czterech tygodniach.

Po dwóch tygodniach średnia zmiana odcienia z tabeli wynosiła 4,2 z wahaniem od 0 do 8. Po czterech tygodniach średnia zmiana odcienia z tabeli wynosiła 5,8 z wahaniem od 0-8. Nie zanotowano niszczącego wpływu na tkankę miękką ani na tkankę twardą. Analiza statystyczna przedstawia, że istnieje znaczna różnica między wynikami zarówno po dwóch tygodniach, jak i po czterech tygodniach a bazą odniesienia (p<0,05), ANOVA). W konkluzji, 7,5% środek do czyszczenia zębów okazał się być wybielający dla zębów, ze średnią zmianą odcienia wynoszącą 5,8 i bez negatywnego efektu. To badanie było przeprowadzone częściowo z pomocą USBiomaterials Corporation.

7,5% środek do czyszczenia zębów, jaki opisano w przykładzie, zawierał 7,5% wagowych bioaktywnego szkła o następującym składzie:

SiO,	45
CaO	24,5
Na,O	24,5
P,O₅	6

Zastrzeżenia patentowe

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zastosowanie rozdrobnionego bioaktywnego i zgodnego biologicznie szkła, zawieraj ącego tlenek lub wodorotlenek krzemu i ewentualnie jeden lub więcej pierwiastków wybranych spośród Na, K, Ca, Mg, B, Ti, Al, P, N lub F do wytwarzania kompozycji wybielającej zęby.

2. Zastosowanie według zastrz. 1, znamienne tym, że stosuje się bioaktywne i zgodne biologicznie szkło zawierające co najmniej Na, Ca i P.

3. według zas^z. 1 albo 2, znamienne tym, że bioakkywne i zgodne bidogicznie szkło stosuje się razem ze źródłem wapnia i/lub fosforanu.

4. Zastosowanie według zas^z. 1 albo 2, znamienne tym, że ssas^e się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 90 mm.

5. Zastosowanie według zas^z. 1 albo 2, znamienne tym, że ssas^e się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 10 mm.

6. Zastosowanie według zas^z. 1 albo 2, znamienne tym, że ssas^e się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 5 mm.

7. Zastosowanie według zasSrz. 1 albo 2, znamienne tym, że sSas^e się rozdrobnione, bioaktywne i zgodne biologicznie szkło obejmujące cząsteczki mniejsze niż 2 mm.

8. Zastosowanie według zastrz. 1 albo 2, znarnienne tyii, że kompozycja wybielająca zęby występuje w postaci pasty do zębów lub gumy.

9. Zasiosowanie według zasirz. 1, znamienne tym, że stosie się bioaktywne i zgodne biologicznie szkło zawierające, w procentach wagowych SiO, 40-60 CaO 10-30 Na,O 10-35 P,O₅ 2-8 CaF, 0-25 B2O3 0-10 K,O 0-8 MgO 0-5.