PL229220B1 - Sposób wytwarzania zawiesiny do wytwarzania kompozycji stomatologicznych - Google Patents

Abstract

Zawiesina do wytwarzania kompozycji stomatologicznych zawiera jony cyny (II) w ilości od 3000 do 15000 mg/kg, jony fluorkowe w ilości od 900 do 4000 mg/kg, substancję stanowiącą źródło jonów fosforanowych w ilości od 30 do 70% wagowych, nanocząstki srebra, złota albo miedzi w ilości od 10 do 200 mg/kg oraz wodę w ilości od 20 do 70% wagowych. Przedmiotem wynalazku są także sposoby wytwarzania tej zawiesiny.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania tej zawiesiny do wytwarzania kompozycji stomatologicznych zawierających jony cyny, fluorkowe, fosforanowe, nanocząstki srebra, złota albo miedzi i wodę.

Cyna jest często stosowanym składnikiem kompozycji stomatologicznych. Jony cyny (II) mogą być dostarczone w postaci różnych związków cyny, jednakże korzystnym źródłem jonów cyny (II) jest fluorek cyny (II). Dzięki zastosowaniu tego fluorku, jony cyny (II) są łatwo dostępne, a ich działanie intensywne. Obecność jonów cyny zapewnia osiągnięcie szeregu korzyści, z których do najistotniejszych należą: redukcja płytki nazębnej, działanie przeciwzapalne i antymikrobiologiczne, zwalczanie nieprzyjemnego zapachu oraz ograniczenie występowania nadwrażliwości zębów. Fluorek cyny (II) jest najczęściej stosowany w produkcji materiałów stomatologicznych, gdyż jony Sn²+ łączą się z naturalnie występującymi w strukturze zęba (szkliwie i zębinie) fosforanami, co prowadzi do otrzymania fluorofosforanu cyny, pełniącego rolę powierzchniowej powłoki ochronnej zęba.

Korzystne jest również działanie jonów fluorkowych, które można określić jako wielokierunkowe. Dzięki obecności jonów fluoru w środkach dentystycznych, możliwa jest ogólna poprawa kondycji jamy ustnej. Właściwości preparatów zawierających fluor sprzyjają wzmocnieniu zębów. Jest to związane z powstawaniem fluoroapatytu, co następuje w wyniku modyfikacji struktury hydroksyapatytów zawartych w szkliwie poprzez odłączenie grup hydroksylowych i wbudowanie się jonów fluorkowych. Szkliwo poddane działaniu fluoroapatytu ulega wzmocnieniu oraz wykazuje zwiększoną odporność na oddziaływanie kwasów wytwarzanych przez bakterie próchnicotwórcze. Jest to związane ze szczególnymi właściwościami fluoroapatytu, który w porównaniu z hydroksyapatytem charakteryzuje się lepszą krystalicznością, twardością oraz mniejszą rozpuszczalnością w kwasach. Fluor odgrywa także ważną rolę w profilaktyce przeciwpróchnicowej. Dzięki pokryciu powierzchni zęba cienką warstwą zawierającą związki fluoru, możliwa jest remineralizacja szkliwa, co następuje na skutek powolnego, ale ciągłego uwalniania się fluoru i jego wnikania w strukturę zęba. Działanie to hamuje proces demineralizacji.

Znana jest, na przykład z opisu patentowego WO2012119155A1 antymikrobiologiczna kompozycja służąca do fluoryzacji zębów, która tym samym zapobiega ich demineralizacji. Głównym składnikiem kompozycji stanowiącym źródło jonów fluorkowych jest fluorek wapnia. Jego działanie polega na sukcesywnym uwalnianiu jonów F-, co aktywuje mineralizację drobnych ubytków szkliwa i poprawia ogólną kondycję jamy ustnej. Fluor odznacza się również silnymi właściwościami bakteriostatycznymi. Bakterie takie jak Streptococcus mutans i Lactobacilli, metabolizują dostarczane w diecie węglowodany, co prowadzi do uwalniania kwasów. Działanie kwasu mlekowego, na przykład prowadzi do demineralizacji szkliwa, przez co proces wystąpienia próchnicy zostaje zainicjowany. Wprawdzie bakterie mają dostęp jedynie do odsłoniętej części zęba i pierwsze ubytki powstają na linii dziąseł oraz w punktach styku sąsiednich zębów, jednak szybko mogą się one rozprzestrzeniać i dotrzeć do wnętrza zęba aż do korzenia. Fluor, który jest w stanie wniknąć do wnętrza komórki bakterii, ma zdolność hamowania działania niektórych enzymów bakteryjnych. Ponadto, jony fluorkowe blokują transport glukozy do wnętrza komórki bakteryjnej, przez co mikroorganizm nie jest w stanie prawidłowo funkcjonować.

W opisie patentowym WO2013055478A1 opisane jest otrzymanie kompozycji dentystycznych, których działanie, dzięki obecności jonów fluorkowych, zapobiega powstawaniu płytki nazębnej. Autorzy podają, iż sole fluorkowe, głównie fluorek sodu, fluorek cyny (II), monofluorofosforan sodu, pełnią rolę czynnika bakteriostatycznego.

Znana jest z opisu patentowego US4418057A metoda otrzymywania stabilnych kompozycji dentystycznych zawierających fluorek cyny. Obecność jonów fluoru wpływa na hamowanie procesu powstawania próchnicy. Co więcej, jony cyny (II) poprawiają kondycję szkliwa, gdyż jako składnik struktury fluorofosforanu cyny stanowią ochronną powłokę zęba.

Również w opisie patentowym US4533544A podana jest metoda otrzymywania stabilnego żelu dentystycznego zawierającego fluorek cyny (II). Zawartość fluorku waha się od 0,38% do 0,42%. Żel może być stosowany miejscowo w celu zwalczenia pierwszych oznak próchnicy.

W opisie patentowym US5395241A ujęte są jony fluorkowe jako składniki kompozycji stomatologicznych. Autorzy sugerują zastosowanie aminofluorków oraz fluorku cyny (II). Według autora, wbudowanie fluoru w szkliwo sprzyja uformowaniu się bardziej uwapnionej struktury zęba, przez co staje się ona odporniejsza na działanie atakujących czynników bytujących w jamie ustnej.

PL 229 220 B1

Ważnym zagadnieniem jest stabilność produktu. W celu jej poprawy, fluorek cyny (II) powinien być chroniony przed narażeniem na działanie wody. W warunkach wodnych SnF2 jest niestabilny i faworyzowane jest powstawanie oksyfluorku cyny i innych związków cyny, które hamują proces fluoryzacji szkliwa.

W celu zapobieżenia utlenienia cyny, konieczne jest wprowadzenie dodatku stabilizującego jony cyny na drugim stopniu utlenienia. W opisie patentowym WO1991007163A1 podany jest sposób otrzymania wodnej kompozycji do higieny jamy ustnej zawierającej fluorek cyny (II), który jest stabilizowany kopolimerem eteru alkilowo-winylowego i bezwodnika lub kwasu maleinowego. Autorzy opisu patentowego EP0796082B1 podają, iż w celu stabilizacji jonów cyny, kompozycja do higieny jamy ustnej zawiera mieszaninę rozpuszczalnych w wodzie soli pirofosforanów i organicznych związków kwasowych. Opis patentowy US3282792A ujmuje natomiast kwas jabłkowy, rozpuszczalne w wodzie sole kwasu cytrynowego oraz hydroksy-podstawione alifatyczne kwasy dikarboksylowe jako związki stabilizujące jony cyny na +II stopniu utlenienia. W opisie patentowym US3445567A autor opisuje sposób otrzymania kompozycji zawierającej fluorek cyny (II) stabilizowany sorbitolem i mieszaniną sorbitolu z gliceryną, przy czym stosunek objętościowy sorbitolu do gliceryny wynosi 1:3, a mieszaniny stabilizującej do wody - ok. 1:1. Opisana w opisie patentowym US5338537A kompozycja, której przeznaczeniem jest zapobieganie powstawaniu kamienia nazębnego, zawiera jony cyny (II) w postaci fluorku cyny (II) lub chlorku cyny (II). Rolę czynnika stabilizującego pełnią w tym przypadku kwasy difosfonowe.

Korzystnie jest stosować związki polifosforanowe, których cząsteczki zbudowane są z dwóch lub więcej reszt fosforanowych ułożonych w konfiguracji liniowej lub cyklicznej. Spośród związków nieorganicznych, które najczęściej są stosowane jako stabilizatory jonów cyny (II) wyróżnia się amorficzne ciała szkliste występujące pod postacią polifosforanów, w szczególności heksametafosforanów. Tego typu układy przedstawione są w opisie patentowym PL206023B1. Można stosować także inne materiały szkliste, dla których charakterystyczne jest, iż ich cząsteczka jest większa niż cząsteczka tetrapolifosforanu.

W opisie patentowym WO2001068046A2 podana jest metoda otrzymywania kompozycji do czyszczenia zębów, w której skład wchodzą polifosforany w postaci tetrapolifosforanów i heksametafosforanów o wzorze sumarycznym XO(XPO3)nX, gdzie X = Li, Mg, Na, K lub NH4, przy czym autorzy podają, iż najkorzystniej jest, gdy struktura soli zawiera sód lub potas.

Metale występujące w formie nanokrystalicznej charakteryzują się unikalnymi właściwościami biobójczymi. Dzięki zwiększonemu stosunkowi powierzchni do objętości, nanocząstki wykazują wysoką aktywność chemiczną. Znany jest, na przykład z opisu patentowego CN101239024B klej dentystyczny zawierający fluor oraz srebro nanocząsteczkowe. Autorzy twierdzą, iż dodatek nanosrebra wzbogaca klej o właściwości antybakteryjne. W opisie patentowym EP1694282A1 opisany jest materiał stomatologiczny zawierający nanocząstki srebra o wielkości cząstek 40 nm, które pełnią rolę przeciwbakteryjną. Autorzy podają, iż produkt ten może być stosowany jako kompozyt wypełniający, podstawowy materiał protetyczny, klej dentystyczny lub kompozyt powłokowy do koron i mostów sztucznych zębów. Znane są również z opisu patentowego EP2467176A1 powłoki implantów dentystycznych oraz ortopedycznych, których głównymi składnikami są hydroksyapatyt oraz złoto nanostrukturalne. Autorzy podają, iż w celu osiągnięcia efektu antymikrobiologicznego, do kompozycji można również dodać nanosrebro lub nanometryczne tlenki cynku, lub tytanu. W opisie patentowym EP2382959A2 opisane są nanokrystaliczne materiały dentystyczne, w których skład wchodzi m.in. tlenek miedzi (II). W opisie patentowym EP2605660A2 ujęte są kompozycje przeciwgrzybiczne, których głównym składnikiem są nanocząstki miedzi. Dzięki ich zastosowaniu możliwe jest ograniczenie rozmnażania pewnych rodzajów grzybów, co wpływa na zahamowanie powstawania chorób odgrzybicznych.

W opisie patentowym PL206023 podano sposób wytwarzania kompozycji zawierającej źródło jonów cyny, jonów fluorkowych oraz polimerowy środek powierzchniowo czynny, którego zadaniem jest stabilizacja jonów cyny. Kompozycja ta ma właściwości terapeutyczne oraz nie powoduje skutków ubocznych, np. przebarwień zębów. Jednakże nie zawiera ona nanocząstek metalicznych, w szczególności srebra, złota lub miedzi.

Sposób wytwarzania zawiesiny do wytwarzania kompozycji stomatologicznych zawierających jony cyny, fluorkowe, fosforanowe, nanocząstki srebra, złota albo miedzi i wodę według wynalazku charakteryzuje się tym, że fluorek cyny (II) miesza się z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu otrzymanym w temperaturze około 50°C w stosunku masowym fluorku cyny (II) do roztworu wodnego

PL 229 220 B1 heksametafosforanu sodu od 1:60 do 1:120, po czym do mieszaniny dodaje się wodną zawiesinę nanocząstek srebra, złota albo miedzi o stężeniu od 500 do 5000 mg/dm³.

Korzystnie stosunek masowy heksametafosforanu sodu do wody w roztworze wynosi od 1:1 do 2:1.

Korzystnie stosunek masowy zawiesiny nanocząstek srebra, złota albo miedzi do mieszaniny heksametafosforanu sodu, wody i fluorku cyny (II) wynosi od 1:2 do 1:70.

Prowadzenie całego procesu przy ciągłym mieszaniu jest szczególnie korzystne.

Alternatywny sposób wytwarzania zawiesiny do wytwarzania kompozycji stomatologicznych zawierających jony cyny, fluorkowe, fosforanowe, nanocząstki srebra, złota albo miedzi i wodę według wynalazku charakteryzuje się tym, że fluorek cyny (II) miesza się z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu otrzymanym w temperaturze około 50°C, po czym do mieszaniny dodaje się roztwór uzyskany przez zmieszanie roztworu azotanu (V) srebra w etanolu i roztworu kwasu askorbinowego w etanolu, a uzyskaną mieszaninę rozdziela się w celu pozyskania dolnej warstwy. Dolna warstwa stanowi kompozycję. Górna warstwa jest roztworem wodnym etanolu.

Korzystnie stosunek masowy heksametafosforanu sodu do wody wynosi od 1:2 do 1,25:1.

Korzystnie stosunek masowy fluorku cyny (II) do roztworu wodnego heksametafosforanu sodu wynosi od 1:70 do 1:250.

Korzystnie stosunek masowy alkoholowego roztworu azotanu srebra i kwasu askorbinowego do mieszaniny roztworu wodnego heksametafosforanu sodu i fluorku cyny (II) wynosi od 1:10 do 1:50.

Korzystnie stężenie jonów srebra w roztworze azotanu srebra (V) w etanolu wynosi od 0,025 do 0,075 mol/dm³.

Korzystnie stężenie roztworu kwasu askorbinowego w etanolu wynosi od 0,0025 do 0,0075 mol/dm³.

Korzystnie roztwór azotanu srebra w etanolu miesza się z roztworem kwasu askorbinowego w etanolu w stosunku objętościowym od 1:3 do 3:1.

Prowadzenie całego procesu przy ciągłym mieszaniu jest szczególnie korzystne.

Otrzymana kompozycja charakteryzuje się tym, że uwalnia fluor oraz zawiera nanocząstki o właściwościach antybakteryjnych. Fluorek cyny jest jedynym związkiem fluoru, który dzięki swoim bakteriostatycznym i bakteriobójczym właściwościom ma działanie chroniące przed płytką nazębną oraz zapaleniem dziąseł. Ponadto fluorek cyny wykazuje działanie przeciwpróchnicze oraz znoszące nadwrażliwość zębiny. Heksametafosforan sodu przeciwdziała powstawaniu kamienia nazębnego i przebarwień. Heksametafosforan sodu pełni również rolę stabilizatora jonów Sn²+.

Zawiesina może znaleźć zastosowanie w produkcji środków do higieny jamy ustnej oraz materiałów stomatologicznych wypełniających ubytki zębowe.

Przedmiot wynalazku ilustrują następujące przykłady:

P r z y k ł a d 1 g fluorku cyny (II) zmieszano z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu, otrzymanym w wyniku zmieszania 20 g heksametafosforanu sodu i 10 g wody w temperaturze 50°C. Do otrzymanej mieszaniny wprowadzono 10 ml zawiesiny nanocząstek złota o stężeniu 500 mg/dm³. Otrzymano kompozycję zawierającą 49,5% heksametafosforanu sodu, 49,5% wody, 7500 mg/kg jonów cyny (II), 2400 mg/kg jonów fluorkowych oraz 124 mg/kg nanocząstek złota.

P r z y k ł a d 2

0,3 g fluorku cyny (II) zmieszano z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu, otrzymanym w wyniku zmieszania 20 g heksametafosforanu sodu i 15 g wody w temperaturze 50°C. Do otrzymanej mieszaniny wprowadzono 5 ml zawiesiny nanocząstek miedzi o stężeniu 500 mg/dm³. Otrzymano kompozycję zawierającą 49,63% heksametafosforanu sodu, 49,63% wody, 5638 mg/kg jonów cyny (II), 1806 mg/kg jonów fluorkowych oraz 62 mg/kg nanocząstek miedzi.

P r z y k ł a d 3

0,5 g fluorku cyny (II) zmieszano z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu, otrzymanym w wyniku zmieszania 20 g heksametafosforanu sodu i 20 g wody w temperaturze 50°C. Do otrzymanej mieszaniny wprowadzono 5 ml zawiesiny nanocząstek złota o stężeniu 1000 mg/dm³. Otrzymano kompozycję zawierającą 43,96% heksametafosforanu sodu, 54,95% wody, 8323 mg/kg jonów cyny (II), 2666 mg/kg jonów fluorkowych oraz 110 mg/kg nanocząstek srebra.

P r z y k ł a d 4

0,2 g fluorku cyny (II) zmieszano z 40 g roztworu wodnego heksametafosforanu sodu o stężeniu 50%. Do otrzymanej mieszaniny wprowadzono 1,5 cm³ roztworu uzyskanego przez zmieszanie

PL 229 220 B1 cm³ 0,0464 mol/dm³ roztworu azotanu (V) srebra w etanolu z 10 cm³ 0,0048 mol/dm³ roztworu kwasu askorbinowego w etanolu. Uzyskaną mieszaninę poddano procesowi rozdziału w rozdzielaczu. W wyniku procesu otrzymano warstwę dolną zawierającą 51,68% heksametafosforanu sodu, 47,80% wody, 3900 mg/kg jonów cyny (II), 1200 mg/kg jonów fluorkowych oraz 95 mg/kg nanocząstek srebra o średnim rozmiarze 20 nm.

Claims (10)

1. Sposób wytwarzania zawiesiny do wytwarzania kompozycji stomatologicznych zawierających jony cyny, fluorkowe, fosforanowe, nanocząstki srebra, złota albo miedzi i wodę, znamienny tym, że fluorek cyny (II) miesza się z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu, otrzymanym w temperaturze 50°C, w stosunku masowym fluorku cyny (II) do roztworu wodnego heksametafosforanu sodu od 1:60 do 1:120, po czym do mieszaniny dodaje się wodną zawiesinę nanocząstek srebra, złota albo miedzi o stężeniu od 500 do 5000 mg/dm³.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek masowy heksametafosforanu sodu do wody w roztworze wynosi od 1:1 do 2:1.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosunek masowy zawiesiny nanocząstek srebra, złota albo miedzi do mieszaniny heksametafosforanu sodu, wody i fluorku cyny (II) wynosi od 1:2 do 1:70.

4. Sposób wytwarzania zawiesiny do wytwarzania kompozycji stomatologicznych zawierających jony cyny, fluorkowe, fosforanowe, nanocząstki srebra, złota albo miedzi i wodę, znamienny tym, że fluorek cyny (II) miesza się z roztworem wodnym heksametafosforanu sodu, otrzymanym w temperaturze 50°C, po czym do mieszaniny dodaje się roztwór uzyskany przez zmieszanie roztworu azotanu (V) srebra w etanolu i roztworu kwasu askorbinowego w etanolu, a uzyskaną mieszaninę rozdziela się w celu pozyskania dolnej warstwy.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosunek masowy heksametafosforanu sodu do wody wynosi od 1:2 do 1,25:1.

6. Sposób według dowolnego z zastrz. 4 albo 5, znamienny tym, że stosunek masowy fluorku cyny (II) do roztworu wodnego heksametafosforanu sodu wynosi od 1:70 do 1:250.

7. Sposób według dowolnego z zastrz. od 5 do 6, znamienny tym, że stosunek masowy alkoholowego roztworu azotanu srebra i kwasu askorbinowego do mieszaniny roztworu wodnego heksametafosforanu sodu i fluorku cyny (II) wynosi od 1:10 do 1:50.

8. Sposób według dowolnego z zastrz. od 4 do 7, znamienny tym, że stężenie jonów srebra w roztworze azotanu srebra (V) w etanolu wynosi od 0,025 do 0,075 mol/dm³.

9. Sposób według dowolnego z zastrz. od 4 do 8, znamienny tym, że stężenie roztworu kwasu askorbinowego w etanolu wynosi od 0,0025 do 0,0075 mol/dm³.

10. Sposób według dowolnego z zastrz. od 4 do 9, znamienny tym, że roztwór azotanu srebra w etanolu miesza się z roztworem kwasu askorbinowego w etanolu w stosunku objętościowym od 1:3 do 3:1.