TW201609166A - 核殼矽石顆粒及其做為抗菌劑之用途 - Google Patents

Abstract

本發明係提供核殼矽石顆粒，其中各核殼矽石顆粒係包括一矽石核及蝕刻上第I族金屬矽酸鹽之矽石核表面。這些核殼矽石顆粒具有高表面電荷密度及抗細菌活性。亦提供包括核殼矽石顆粒之組成物、製造此等核殼矽石顆粒之方法以及藉由投予此核殼矽石顆粒或其組成物來降低或抑制細菌活性之方法。

Description

核殼矽石顆粒及其做為抗菌劑之用途

本發明係提供核殼矽石顆粒，其中各核殼矽石顆粒係包括一矽石核及蝕刻上第I族金屬矽酸鹽之矽石核表面。這些核殼矽石顆粒具有高表面電荷密度及抗細菌活性。亦提供包括核殼矽石顆粒之組成物、製造此等核殼矽石顆粒之方法以及藉由投予此核殼矽石顆粒或其組成物來降低或抑制細菌活性之方法。

矽石(SiO₂)顆粒通常係以煅燒矽石或沉澱矽石的形式，用作為口腔護理組成物中的研磨劑及/或增稠劑。使用矽石的利益之一為其低成本。然而，矽石除了其研磨及/或增稠效應外，利用有限。因此，口腔護理組成物中必須添加其他的活性劑，以提供所欲的效用(例如，加入抗菌劑用以提供抗-細菌效用，加入齒石控制劑作為齒石控制)。需要添加其他的活性劑不僅造成該口腔護理組成將無法符合在使用其他活性劑所可能引起的規律負荷之可能性，亦增加了該口腔護理組成物將無法讓組成物的使用者滿意之可能性(例如，使用者對界面活性劑月桂基硫酸鈉(SLS)敏感，使用者厭惡鋅化合物的味道，鹹味及目前齒石-控制劑之結晶化問題等)。再者，可能造成進一步的問題。例如，使用抗菌劑常見的問題為細菌對試劑產生抗藥性。

已知核-殼結構的膠體顆粒已有數十年。最有名的實施例為光-衍射貴蛋白石，其係在自然環境中於數千年中緩慢形成的。 其核-殼結構係在1960年代以電子顯微鏡所發現。從那時候起，已製造出各種合成的核-殼膠體顆粒。然而，此等核-殼物質之合成通常為複雜的，需要多步驟的塗覆方法(參見Kalele等人，“Nanoshell particles：synthesis,properties and applications”,current science,vol.91,no.8,2006年10月25日)。因此，雖然知道核-殼技術已有數十年，但其仍未被應用在潔牙劑工業，可能是因為製造CSS研磨物質的成本高。

因此，在本項技術中對於帶有多功能效應，但具有達到此多功能效應之最少所需成份的口腔護理組成物，仍有需求。對於開發適用於口腔護理組成物中之另外的抗菌劑及是九齒石控制劑，亦仍有需求。

本發明係關於核殼矽石顆粒，其中各核殼矽石顆粒係包括一矽石核及蝕刻上第I族金屬矽酸鹽之矽石核表面。

本發明亦關於包括核殼矽石顆粒之組成物。

本發明亦關於製造此核殼顆粒之方法，其係包括將一定量的矽石顆粒在水中與一定量的鹼混合，其中該鹼係包括第I族金屬離子，用以產生核殼矽石顆粒。

本發明亦關於降低或抑制有此需要的病患口腔中細菌之方法，其係包括將本發明組成物施用該病患的口腔表面。

有關金屬CSS顆粒係指帶有適當+1電荷之金屬，例如Na-CSS，此Na為Na+，就K-CSS，此K為K+等。

如全文所用，範圍係用於速記供描述在此範圍內的各個和每個值。在此範圍內的任何值皆可選作此子範圍的上限。在此範圍內的任何值皆可選作此子範圍的下限。

此外，所有文中所引述的參考文獻、書籍、專利和專利申請公開案係以全文引用的方式併入本文中。在本揭示文與所引 述的參考文獻、書籍、專利或專利申請公開案的定義有衝突時，則以本揭示文為主。

除非另有說明，否則有關周圍溫度或室溫係指20-25℃之溫度範圍。

除非另有說明否則文中和說明書之他處所表示的所有百分比和量，應了解係指以組成物總重量為基準之重量百分比。

「及/或」一詞如文中所用，就例如選項A及/或選項B，係涵蓋(i)選項A；(ii)選項B；及(iii)選項A加上選項B之個別的具體實施例。

請了解，無論何處具體實施例在文中係以「包括」語詞來描述，另外亦提供藉由「由...組成」及/或「基本上由...組成」所描述的類似具體實施例。

在本發明之態樣或具體實施例係藉由馬庫西群族(Markush group)或其他替代的群族描述之處，本發明整體上不僅涵蓋整個所列的群族，而非群族之各成員和所有主要群族之可能的子群族，以及缺少一或多個群族成員之主要群族。本發明亦設想了明顯排除在外之該申請發明中一或多個任何之群族成員。

除非在文中另有指出或另外清楚地與內容牴觸，否則文中所述的各種元素之所有組合係在本發明之範圍內。

本發明進一步可應用的領域由下文詳細說明中將變得更顯而易見。應了解，詳細說明和特定的具體實施例，在指出較佳的本發明之具體實施例的同時，係希望儘為說明之目的且不希望限制本發明之範圍。

圖1係顯示本發明核殼矽石顆粒之示意圖。

圖2係顯示核殼矽石顆粒之示意圖，其說明下圖中描述的光散射模型中所定義的參數。

圖3係顯示光散射及ESCA分析之圖表，用以測定透明膠體中小的奈米顆粒之存在。

詳細說明

下列較佳具體實施例之說明本質上僅為示例性且不希望在任何方面限制本發明、其應用或用途。

核殼矽石顆粒之說明

本發明係提供核殼矽石顆粒，其中各核殼矽石顆粒係包括一矽石核及蝕刻上第I族金屬矽酸鹽之矽石核表面。

核殼矽石顆粒係藉由以鹼蝕刻矽石(SiO₂)，形成核(矽石)-殼(金屬矽酸鹽)結構的膠體所製備。例如使用NaOH作為鹼，形成核(矽石)-殼(Na₂SiO₃)結構的膠體。此反應係如下： Na₂SiO₃分子(貢獻2價負電荷與2個Na+反離子)係在膠體核殼矽石顆粒表面。

矽石核之表面係蝕刻上金屬矽酸鹽。術語「蝕刻」係指矽石核的表面蝕刻上金屬矽酸鹽。術語「蝕刻」係指矽石核的表面被溶解，且在矽石核的上方形成第I族金屬矽酸鹽。製造本發明之核殼矽石(CSS)顆粒之過程包括蝕刻原始的矽石以便於形成Na₂SiO₃。矽石顆粒與鹼的反應使得矽石顆粒的徑長減少而形成一矽石核，並在矽石核的上方形成第I族金屬矽酸鹽。Na₂SiO₃層並非塗覆在原始矽石表面上方的附加層。

藉由以矽酸鹽塗覆矽石而形成顆粒之方法係描述在先前技術中(例如Kalele等人，“Nanoshell particles：synthesis,properties and applications”,current science,vol.91,no.8,2006年10 月25日)。然而，這些製備矽石/矽酸鹽顆粒的方法更為複雜、昂貴且與本申請書所述的蝕刻方法不同。

金屬矽酸鹽典型地係包括化學式M₂SiO3.x H₂O，其中M為第I族金屬，而x為0至10。金屬矽酸鹽可為無水的，亦即x=0，或可為水合的。較佳地，M為Na或K。

矽石核的表面可為矽石核之外表面(參見圖1)。

另一種選擇，或另外，矽石核的表面可為矽石核之內表面。

在一具體實施例中，各顆粒的外部10nm深處係包括從0.1至10，視需要0.1至2重量% M₂SiO3.xH₂O。

在一具體實施例中，各顆粒的外部10nm深處係具有下列通式：(SiO₂)_p[O_o*M⁺ _mH⁺ _hOH^- _j].qH₂O其中O*為矽酸鹽形式中的氧；M為一第I族金屬離子；p、o、m、h、j和q為各組份的原子百分比(p為SiO₂的原子百分比，O為氧在矽酸鹽形式中的原子百分比，m為第I族金屬之原子百分比，h為H⁺的原子百分比，j為OH^-的原子百分比而q為H₂O的原子百分比)；且各核殼矽石顆粒的總電荷為零。

典型地各組份的原子百分比，H+除外，係藉由化學分析電子能譜(ESCA)來測定。

視需要，各粒子的外部10nm深處係具有下列組成之一：(Si_O2)_30.30N_a0.41.8.70_H2O (SiO₂)_30.67Na_0.36.7.63H₂O (SiO₂)_23.25[O*_11.73H_10.26Na_13.20].5.33H₂O

顆粒的d(0.5)或d50為將分布分成半數群族在此徑長以上及半數在此徑長以下之徑長(典型地以微米表示)。應注意，此參數為用於顆粒群族之值，且個別顆粒之徑長可能大於或小於文中所述的d(0.5)值。Dv50(或Dv0.5)為體積分布之中位數，Dn50係用 於數量分布，而Ds50係用於表面分布。在本內文中，d(0.5)將用來指體積分布之中位數粒徑。

在一具體實施例中，CSS的d(0.5)值係從5nm至50μm。

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從26μm至40μm。具有在此範圍內之d(0.5)的顆粒典型地為半透明(translucent)。半透明的顆粒為該等讓光通過之顆粒，雖然不可能看見整顆粒子影像。此點不同於讓光通過並在整個組成物可看見影像之透明組成物。測定粒徑之方法以為本項技術所熟知。例如，粒徑可使用光散射法，例如使用Mastersizer 2000,Hydro 2000S,Malvern Instruments Limited，來測定。

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從18μm至25μm。具有在此範圍內之d(0.5)的顆粒典型地為半-不透明的(semi-opaque)。

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從10μm至15μm。具有在此範圍內之d(0.5)的顆粒典型地為不透明的(opaque)。

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從5μm至15μm。

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從2.5μm至4.5μm。

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從5nm至20nm.

在另外的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值可從10nm至15nm。

CSS顆粒的d(0.1)值為將分布分成10%群族在此徑長以下及90%在此徑長以上之徑長。

CSS顆粒的d(0.9)值為將分布分成90%群族在此徑長以下及10%在此徑長以上之徑長。

用於描述粒徑分布之分布寬度的值為跨徑(span)：跨徑=(d(0.9)-d(0.1))/d(0.5)

根據本發明核殼矽石顆粒之跨徑典型地係從1.5至3。

在一較佳的具體實施例中，CSS係具有從10至13μm之d(0.1)，從30至33μm之d(0.5)，及從61至64μm之(0.9)。

在另外較佳的具體實施例中，CSS係具有從6至9μm之d(0.1)，從18至21μm之d(0.5)，及從41至45μm之(0.9)。

在一更佳的具體實施例中，CSS係具從3至5μm之d(0.1)，從11至14μm之d(0.5)，及從33至36μm之(0.9)。

在較佳的具體實施例中，CSS顆粒的d(0.5)值係低於人類牙本質小管之平均直徑。此項使得CSS顆粒得以進入可能因保護的琺瑯質層損傷而暴露出的牙本質小管。在人類的牙齒中，牙本質小管的平均直徑接近牙本質-琺瑯質交界為0.9μm，牙本質小管的中間部份具有約1.2μm的直徑並接近牙髓直徑為約2.5μm。

在本發明另外的具體實施例中，矽石的來源係經選擇用以產生適合進入牙本質小管之CSS顆粒(例如Aerosil® 200-一種煅製矽石(合成的非晶矽石)具有0.012μm之d(0.5))。在本發明之另外的具體實施例中，CSS顆粒之d(0.5)值係低於0.9μm。又在本發明另外的具體實施例中，CSS顆粒係具有在0.010μm-低於0.9μm範圍內之d(0.5)。在本發明另外的具體實施例中，本發明之CSS顆粒亦可塞住、阻塞琺瑯質中的孔洞。

CSS顆粒可為球形，或實質上球形的，然而應了解，顆粒可具有其他形狀，例如棒狀、針狀或橢圓形。顆粒可具有不規則狀。顆粒亦可形成較大的聚集物。

M₂SiO₃.xH₂O可包括多數層的M₂SiO₃.xH₂O單層。單層之數目可從2至100，從2至40，2至12或12至40層單層。

顆粒可包括2、4、16、32或36層表面M₂SiO₃.xH₂O單層。

矽石較佳地係由沉澱矽石、煅製矽石和熔融矽石組成之群中選出。

核殼矽石顆粒較佳地係具有高表面電荷密度和離子交換能力。視需要，核殼矽石顆粒係具有從0.5至5.0meq/g之總陽離子交換能力。

在一具體實施例中，此核殼矽石顆粒，使用0.20mm石英UV光學槽在從300至800nm之波長時，係具有從0.0至0.2之濁度。這些顆粒可描述為半透亮或透明的。

在另外的具體實施例中，此核殼矽石顆粒，使用0.20mm石英UV光學槽在從300至800nm之波長時，係具有從0.8至1.6之濁度。這些顆粒可描述為半-不透明的。

在一另外的具體實施例中，此核殼矽石顆粒，使用0.20mm石英UV光學槽在從300至800nm之波長時，係具有從1.8至2.4之濁度。這些顆粒可描述為不透光的。

在另一方面，本發明係提供包括上述核殼矽石顆粒之組成物。

此組成物為粉狀研磨劑。此組成物不包括保濕劑。

此組成物可包括上述定義之核殼矽石顆粒及載劑。

較佳地，此組成物為口腔護理組成物且進一步係包括一口腔可接受的載劑。

此口腔護理組成物為固體、糊膏、凝膠組成物或液體組成物之形式。此組成物可採取可用於口腔投予之任何劑型。此等之說明性實施例包括(但不限於)潔牙劑，例如牙膏、牙膠、牙乳霜或牙粉；漱口水、口腔沖洗液或口腔噴霧；口腔漿液或液體潔牙劑；口香糖或其他糖果；口含錠；牙線或牙膠帶；預防糊膏或粉末；單-或多-層口腔膜片或凝膠條，例如牙條或呼吸條，較佳地使用生物可降解或口腔消耗性膜片或凝膠；功能性膜片或凝膠片或功能性毫米-、微米-或奈米顆粒；包括預凝膠或預聚合物之成膜組成物，例如 成膜潔牙劑、牙塗漆；牙齒硬化劑；或口腔上的塗層，例如齒顎矯正、裝置或植體。

口腔可接受的載劑較佳地為水。

就固體潔牙劑，例如牙膏，組成物中的水量係由下列組成之量中選出：低於10%重量比，低於5%重量比，低於1%重量比。在這些各自的量中，就較低範圍的水量為0%或不超過0.1%水。

口腔可接受的載劑可進一步包括一保濕劑。此保濕劑可為乙醇、多醇，其包括(但不限於)甘油、二醇、肌醇、麥芽糖醇、甘露醇、山梨醇、木糖醇、丙二醇、聚丙二醇(PPG)、聚乙二醇(PEG)及其混合物，和糖類，其包括(但不限於)果糖、葡萄糖、蔗糖及糖類之混合物(例如蜂蜜)。

在一組成物的具體實施例中，核殼矽石顆粒，以組成的重量為基準，係以0.1wt%至35wt%之量存在。在組成物之另外的具體實施例中，CSS顆粒係以0.1%至1%之量存在。在組成物之另外的具體實施例中，CSS顆粒係以0.5% wt.%至20wt.%之量存在。在組成物之另外的具體實施例中，CSS顆粒係以1% wt.%至10wt.%之量存在。

在一包括載劑之組成物的具體實施例中，核殼矽石顆粒的折射率係在±0.1單位的載劑折射率之內。

載劑可包括(但不限於)水或其他水性溶劑系統。

口腔護理組成物可進一步包括一抗菌劑。可能的抗菌劑包括(但不限於)三氯沙(5-氯-2-(2,4-二氯苯氧基)酚)；8-羥基喹啉及其鹽類、鋅和亞錫離子來源例如檸檬酸鋅、硫酸鋅、甘胺酸鋅、檸檬酸鈉鋅和焦磷酸亞錫；銅(II)化合物，例如氯化銅(II)，氟化銅、硫酸酮和氫氧化銅；酞酸及其鹽類，例如酞酸鎂鉀；血根鹼；四級銨化合物，例如烷基氯化吡錠(例如十六烷基氯化吡錠(CPC)、CPC與鋅及/或酵素之混合物、十四烷基氯化吡錠和N-十四烷基-4-乙基氯化吡錠)；雙胍類，例如氯己定二葡萄糖酸(chlorhexidin digluconate)、海克替啶(hexetidine)、奧替尼啶(octenidine)、阿來西 定(alexidine)；鹵素化雙酚化合物，例如2,2'伸甲基雙-(4-氯-6-溴酚)；氯化烷基二甲基苄基銨(benzalkonium chloride)；水楊醯苯胺、溴化度米芬(domiphen bromide)；碘；磺醯胺類；雙二胍類；酚系；哌啶衍生物，例如地莫匹醇和辛哌醇(octapinol)；木蘭萃取物；百里醇；丁香酚；薄荷醇；香葉醇；香芹酚；檸檬醛；兒茶酚；4-烯丙基兒茶酚；己基間苯二酚；水楊酸甲酯；抗生素例如沃格孟汀(augmentin)、阿莫西林(amoxicillin)、四環素(tetracycline)、多西環素(doxycycline)、米諾環素(minocycline)、甲硝唑(metronidazole)、新黴素(neomycin)、卡那黴素(kanamycin)、克林黴素(clindamycin)及其混合物。

可使用的抗菌劑之進一步的例證列表係提供於美國專利第5,776,435號中，其係以引用的方式併入本文中。鋅離子來源之進一步的例證列表包括(但不限於)乙酸鋅、硼酸鋅、丁酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅、檸檬酸鋅、甲酸鋅、葡萄糖酸鋅、甘油酸鋅、甘醇酸鋅、乳酸鋅、氧化鋅、磷酸鋅、甲基吡啶鋅、丙酸鋅、水楊酸鋅、矽酸鋅、硬脂酸鋅、齒石酸鋅、十一碳烯酸鋅及其混合物。

在某些具體實施例中，此抗菌劑係以由下列組成之群中選出之濃度存在：0.001%至3%重量比，0.05%至2%重量比及0.075%至1.5%重量比。

在一具體實施例中，除了本發明核殼矽石顆粒之外，並無另外的抗菌劑。

組成物可進一步包括抗齲蝕劑、去敏感劑、黏度調節劑、稀釋劑、界面活性劑、乳化劑、泡沫調節劑、pH調節劑、研磨劑、口感劑、甜味劑、風味劑、色素、防腐劑、胺基酸、抗氧化劑、抗結石劑、氟化物離子來源、增稠劑、用於預防或治療口腔硬組織或軟組織之症狀或病症的活性劑和黏著劑、增白劑及其組合物。

請了解，上列各物質種類之一般性作用可不同，因而可能有一些共同的作用，且在二或多種此等物質種類中任何所給予 的物質可作為多重目的。較佳地，載劑係就與組成物之其他成份的相容性來選擇。

一組成物之具體實施例視需要係包括一胺基酸。適合的胺基酸包括(但不限於)精胺酸、半胱胺酸、白胺酸、異白胺酸、離胺酸、丙胺酸、天門冬醯胺酸、天門冬胺酸、苯丙胺酸、麩胺酸、蘇胺酸、麩醯胺酸、色胺酸、甘胺酸、纈胺酸、脯胺酸、絲胺酸、酪胺酸和組胺酸，及其二或多種組合物。胺基酸可包括R-和L-型及其鹽類形式。胺基酸(及其鹽形式)亦可包括酸酯及/或胺基酸之脂肪醯胺衍生物(例如月桂醯精胺酸乙酯(ELAH))。

一組成物之具體實施例視需要係包括一抗氧化劑。任可口腔可接受的抗氧化劑皆可使用，包括丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、維生素A、類胡蘿蔔素、維生素E、類黃酮、多酚類、抗壞血酸、香草抗氧化劑、葉綠素、褪黑激素及其混合物。

一組成物之具體實施例視需要係包括抗結石(齒石控制)劑。適合的抗結石劑包括(不限於)磷酸鹽和聚磷酸鹽(例如焦磷酸鹽)、聚胺基丙磺酸(AMPS)、六偏磷酸鹽、檸檬酸鋅三水合物、多肽類、聚烯烴磺酸鹽、聚烯烴磷酸鹽、二膦酸鹽。抗結石劑係以約0.1%至約30%存在。口腔組成物可包括不同的抗結石劑之混合物。在一較佳的具體實施例中，係使用焦磷酸四鈉(TSPP)和三聚磷酸鈉(STPP)。抗結石劑係包括約1-2%之TSPP和約7%至約10%之STPP。

一組成物之具體實施例視需要係包括至少一種口腔可接受的氟化物離子來源。任何已知或本項技術中所開發的皆可使用。適合的氟化物離子來源包括氟化物、氟化亞錫、氟化鈉、氟化鉀、氟化胺、氟化銨、單氟磷酸亞錫、單氟磷酸鈉、單氟磷酸鉀、單氟磷酸胺、單氟磷酸銨、氟矽酸亞錫、氟矽酸鈉、氟矽酸鉀、氟矽酸胺、氟矽酸銨及其混合物。一或多種氟化物離子-釋放化合物視需要係以提供總計約100至約20,000ppm，約200至約5,000ppm，或約500至約2,500ppm氟化物離子之量存在。

一組成物之具體實施例視需要係包括各種潔牙劑成份用以調整組成物的流變學及感覺，例如表面活性成份、增稠劑或凝膠劑等等。

一組成物之具體實施例視需要係包括一亞錫離子或亞錫離子來源。適合的亞錫離子來源包括(不限於)氟化亞錫、其他的亞錫鹵化物，例如氯化亞錫二水合物、焦磷酸亞錫、有機羧酸亞錫鹽類例如甲酸亞錫、乙酸亞錫、葡萄糖酸亞錫、乳酸亞錫、齒石酸亞錫、草酸亞錫、丙二酸亞錫和檸檬酸亞錫、乙二醇亞錫(ethylene glyoxide)及其類似物。一或多種亞錫離子來源可視需要及說明上以約0.01%至約10%，例如約0.1%至約7%或約1%至約5%之總量存在。

一組成物之具體實施例視需要係包括一表面活性劑(界面活性劑)。適合的界面活性劑包括(不限於)C_8-20烷基硫酸鹽之水溶性鹽類、C_8-20脂肪酸之磺酸單甘油酯、肌胺酸鹽、牛磺酸鹽、月桂基硫酸鈉、椰單甘油酯磺酸鈉、月桂基肌胺酸鈉、月桂醯羥乙基磺酸鈉、聚氧乙烯月桂醚羧酸鈉和十二烷基苯磺酸鈉以及椰油醯胺丙基甜菜鹼。

一組成物之具體實施例視需要係包括一增稠劑。任何口腔接受的增稠劑皆可使用，包括(不限於)卡波姆(carbomer)，亦稱為羧乙烯聚合物，角叉菜膠，亦稱為愛爾蘭苔及更特言之角叉菜膠(ι-角叉菜膠)，高分子量聚乙二醇(例如Carbowax®.，可得自Dow Chemical公司)，纖維素聚合物例如羥乙基纖維素、羧甲基纖維素(CMC)及其鹽類，例如CMC鈉、天然膠例如刺梧桐膠、三仙膠、阿拉伯膠和黃蓍膠，膠體矽酸鎂鋁和膠體及/或煅製矽石和彼等之混合物。一或多種增稠劑視需要係以約0.1%至約90%的總量存在，例如約1%至約50%或約5%至約35%。

一組成物之具體實施例視需要係包括一風味劑、甜味劑、色劑、泡沫調節劑、口感劑及若需要，組成物中可另外包括其他試劑。

一組成物之具體實施例視需要係包括一或多種另外的活性成份，其可操作用於預防或治療口腔的硬組織或軟組織之症狀或病症，預防或治療生理病症或症狀，或提供美妝利益。此等另外的活性成份之實施例包括催涎劑、唾液刺激劑、抗菌斑劑、抗發炎劑及/或去敏感劑。

增黏劑亦可加到口腔護理組成物中，其係包括(但不限於)蠟(包括蜂蠟)、礦物油、塑料凝膠(礦物油和聚乙烯的混合物)、石蠟油、白色石蠟油、蟲膠、versagel(液體石蠟、丁烯/乙烯/苯乙烯氫化共聚物之混合物)、聚乙烯蠟、微晶蠟、聚異丁烯、聚乙烯吡咯酮/乙酸乙烯酯共聚物，及不可溶的聚丙烯酸酯共聚物。

亦有效作為增黏劑的有液體親水性聚合物，包括聚乙二醇、具有通式HOCH₂(CH₂OCH₂)_n1CH₂OH之環氧乙烷的非離子聚合物，其中n1代表環氧乙烷基團的平均數目。可購自Dow Chemical公司之聚乙二醇係以數目來命名，例如200、300、400、600、2000，其係代表聚合物的大約平均分子量，以及下式之環氧乙烷和環氧丙烷的非離子嵌段共聚物：HO(C₂H₄O)_a1(C₃H₆O)_b1(C₂H₄O)_c1H。此嵌段共聚物較佳地係選擇(就有關a1、b1和c1)使得環氧乙烷組成部份包括從約65至約75%重量比的共聚物分子及使共聚物具有從約2,000至約15,000之平均分子量，其中共聚物係以使得組成物在室溫時為液態之濃度，存在液體牙齒增白組成物中。

就用於本發明之施行，特別所欲的嵌段共聚物可從BASF購得，且係稱為Pluraflo L1220(PEG/PPG 116/66)，其具有約9,800之平均分子量。親水性聚(環氧乙烷)嵌段，以聚合物的重量計，平均約65%。

合成的陰離子聚羧酸酯亦可用於本發明之組成物中作為潔牙劑組成物內之任何抗細菌、抗齒石或其他活性劑的增效劑。此等陰離子聚羧酸酯一般係以其游離酸或較佳地部份或更佳地完全中和的水溶性鹼金屬(例如鉀及較佳地鈉)或銨鹽之形式來應用。較佳的為1：4至4：1之馬來酸酐或酸與另外可聚合化乙烯化 不飽和單體，較佳地具有約30,000至約1,800,000，最佳地約300,000至約700,000分子量(M.W.)之甲基乙烯基醚/馬來酸酐的共聚物。這些共聚物的實施例可購自GAF公司，商品名稱GANTREZ®(甲基乙烯基醚/馬來酸酐)，例如AN 139(M.W.500,000)、AN 119(M.W.250,000)；S-97醫藥等級(M.W.700,000)、AN 169(M.W.1,200,000-1,800,000)及AN 179(M.W.在1,800,000以上)；其中較佳的共聚物為S-97醫藥等級(M.W.700,000)。

當存在時，陰離子聚羧酸酯係以有效達到所希望增加口腔組成物內任何抗細菌、抗齒石或其他活性劑之功效的量來使用。一般而言，此陰離子聚羧酸係以約0.05%至約4%重量比，較佳地從約0.5%至約2.5%重量比，存在口腔組成物中。

用於本發明各種具體實施例之組成物中的增黏劑係以約0%至約20%重量比之量存在。較佳地，增黏劑係以從約2%至約15%重量比之量存在。

一組成物之具體實施例視需要係包括一增白劑，其包括(但不限於)過氧化氫、鹼金屬和鹼土金屬之過氧化物、有機過氧化合物、過氧酸、其醫藥上可接受鹽類及其混合物。鹼金屬和鹼土金屬之過氧化物包括過氧化鋰、過氧化鉀、過氧化鈉、過氧化鎂、過氧化鈣、過氧化鋇及其混合物。有機過氧化合物包括過氧化氫脲(亦稱為尿素過氧化氫)、甘油過氧化氫、烷基過氧化氫、二烷基過氧化物、烷基過氧酸、過氧酯、二醯基過氧化物、過氧化苯甲醯和過氧化鄰苯二甲酸酯及其混合物。過氧酸及其鹽類包括有機過氧酸，例如烷基過氧酸和過氧化鄰苯二甲酸酯及其混合物，以及無機過氧酸，例如鹼金屬和鹼土金屬，例如鋰、鉀、鈉、鎂、鈣和鋇之過硫酸鹽、二過硫酸鹽、過碳酸鹽、過磷酸鹽、過硼酸鹽及過矽酸鹽，及其混合物。在各種具體實施例中，過氧化物化合物係包括過氧化氫、過氧化尿素、過碳酸鈉及其混合物。

在某些具體實施例中，可提供非過氧化物增白劑。在該等可用於文中之增白劑係包括非過氧化合物，例如二氧化氯、亞 氯酸鹽及次氯酸鹽。亞氯酸鹽和次氯酸鹽包括該等鹼金屬和鹼土金屬，例如鋰、鉀、鈉、鎂、鈣和鋇之亞氯酸鹽及次氯酸鹽。非過氧化物增白劑亦包括色劑，例如二氧化鈦和羥磷灰石、顏料或染劑。在某些具體實施例中，增白劑係與水性載劑隔開。在某些具體實施例中，增白劑係藉由增白劑膠囊與水性載劑隔開。

在另一方面，本發明係提供用於製造如上所定義之核殼矽石顆粒的方法，其係包括將一定量的矽石顆粒於水中與一定量的鹼混合，其中該鹼係包括一第I族金屬離子，產生核殼矽石顆粒。

鹼並未特別限制，只要其包括一第I族金屬離子。該鹼典型地為一強鹼。較佳地該鹼係由下列組成之群中選出：氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀。鹼可具有在0.1至3範圍內的pKb值。例如，氫氧化鈉具有0.2之pKb值，而氫氧化鉀具有0.5之pKb值。

在一組成物之具體實施例中，此組成物係包括約65%-99.9%的載劑和另外包括的成份，亦即抗齲蝕劑、去敏感劑、黏度調節劑、稀釋劑、界面活性劑、乳化劑、泡沫調節劑、pH調節劑、研磨劑、口感劑、甜味劑、風味劑、色劑、防腐劑、胺基酸、抗氧化劑、抗結石劑、氟化物離子來源、增稠劑、用於預防或治療口腔硬組織或軟組織之症狀或病症的活性劑、增白劑及其組合物。在組成物之另外的具體實施例中，此組成物係包括約80%-99.5%的載劑和另外包括的成份。在組成物之另外的具體實施例中，此組成物係包括約90%-99%的載劑和另外包括的成份。

上述視需要成份之說明亦希望包括成份之任何組合。

用於形成CSS顆粒之組份

如上所提，矽石較佳地係由沉澱矽石、煅製矽石和熔融矽石組成之群中選出。此矽石可為合成的非晶沉澱矽石，例如Zeodent® 114或Zeodent® 165(J.M.Huber Corp)，Absil 100 C或MFIL P(Madhu Silica)。此矽石可為煅製矽石，例如Aerosil 200 (Evonik)。在另外的具體實施例中，此矽石為熔融矽石，其係包括(但不限於)由Cabot公司所製造的CAB-O-SIL^® HP-60，由C-E Minerals公司所製造的TECO-SIL^® 10和TECO-SIL^® 44css，及由Japanese Glass公司所製造的Spheron P1500。

適合用於本發明之矽石亦包括膠體矽石(增稠矽石)有，例如氣凝膠(aerogel)Syloid 244和266(可購自W.R.Grace公司)，Aerosil(可購自DeGussa公司)和以Cab-O-Sils商品名稱販售之熱解矽石(可購自Cabot公司)，Tixosil 333和Tixosil 43B(可購自Rhodia Ltda.)，Zeodent 165(可購自J.M.Huber公司)。

其他適合用於本發明之矽石包括矽石研磨劑，其相應的係包括矽膠和沉澱非晶矽石。這些矽石為膠體顆粒/微粒，具有範圍從約3微米至約20微米，及更佳地介於約5至約10微米之平均粒徑，及當以5%重量比之漿液測量時，pH範圍從約4至10，較佳6至9。

可用於施行本發明之矽石研磨劑的例證係由Davison Chemical Division of W.R.Grace & Co.,Baltimore,Md.21203公司以Sylodent 650 XWA商品名稱所販售，其為由膠體矽石顆粒所組成的矽石水凝膠，具有29%重量比之水含量，平均從約7至約10微米之直徑。

適合用於本發明之其他類型的矽石研磨劑包括具有平均粒徑至高約20微米之沉澱矽石，例如J.M.Huber Chemicals Division,Havre de Grace,Md.21078公司所販售的Zeodent 115，或Davison Chemical Division of W.R.Grace & Company公司所販售之Sylodent 783。

此方法可在從17℃至90℃範圍內的溫度下進行。在一具體實施例中，此方法係在室溫，亦即20至26℃進行。在另外的具體實施例中，此方法係在70至90℃之溫度下進行。當製備工業規模之核殼矽石顆粒時，用於混合反應物之混合器，例如Lee mixer(Lee Industries)，較佳地係不加熱。

在一具體實施例中，此鹼為氫氧化鈉且該方法係在70至90℃的溫度下進行。較佳地，溫度係從80至90℃。較佳地，此鹼為50%氫氧化鈉水溶液。

在另外的具體實施例中，此鹼為氫氧化鉀。當使用氫氧化鉀時，該方法可在室溫下進行。使用氫氧化鉀為較佳的，因為氫氧化鉀較高的反應性(相較於氫氧化鈉)意味著不需要加熱，且反應可在室溫下進行。室溫，有時候係指周圍溫度，典型地係從0至26℃，且為不使用外部加熱反應混合物所達到的溫度。當製備工業規模之核殼矽石顆粒時，用於混合反應物之混合器，例如Lee mixer(Lee Industries)，典型地係不能加熱。

此反應為：

典型地，在2hrs的時間週期後，核殼矽石顆粒完全形成。

鹼量(例如，50%的NaOH水溶液)與矽石顆粒量之重量比率典型地係從1：1至1：20。在一較佳的具體實施例中，鹼量(例如，50%的NaOH水溶液)與矽石顆粒量之重量比率係從1：1至1：6，視需要約1：4。在一典型的實施例中，係使用20%高清潔矽石和4.5%NaOH(50%)，且比率為4.5%：20%=1：4.44)。此比率可用於牙膏組成物。

典型地，係藉由增加鹼量與矽石顆粒量之重量比率來降低核殼矽石顆粒的濁度。就全透明的核-殼矽石(CSS)，鹼量(例如50%的NaOH)與矽石顆粒量之重量比率係大於0.5：1且所有的矽石顆粒已溶解。就透亮的CSS顆粒，50%的NaOH與矽石之重量比率係從0.45至0.49。就半透光或不透光CSS顆粒，50%的NaOH與矽石之重量比率係從0.20至0.45。就典型的CSS牙膏組成物，係使用1：4.44=0.225：1之比率。

在一較佳的具體實施例中，矽石顆粒與鹼之反應造成矽石顆粒之d(0.5)值下降1至15nm，形成矽石核，並在矽石核的上 方形成M₂SiO₃.xH₂O。典型地，當鹼量與矽石顆粒量之重量比率增加時，矽石顆粒的d(0.5)值下降更大(參見表1)。

矽石顆粒之d(0.5)值的下降量可為1nm至6nm。矽石蝕刻掉的量係依照矽石顆粒的BET比面積而定。表面積較大的顆粒，例如孔狀顆粒，如非晶牙齒矽石研磨劑：高清潔矽石Zeodent 105；一般的矽石如Zeodent 114，增稠矽石如Zeodent 165，蝕刻較淺。剛硬的矽石顆粒將具有較大的蝕刻深度。

當SiO₂網絡之共價鍵轉成Na⁺和SiO₃ ^2-之間的離子鍵時，使表面極化並吸收水和保濕劑，產生核殼矽石顆粒。當反應進行時，核殼矽石顆粒亦可變得透明度較低和更不透明，且反應溶液的pH下降。

保濕劑量與水的重量比率可由下列比率組成之群中選出：4：1至1：4；3：1至1：3；2：1至1：2；及5：3至3：5。

在一具體實施例中，以此法所形成的核殼矽石顆粒之d(0.5)值大於矽石起始物之d(0.5)值至少5%。應注意，雖然在作用期間矽石顆粒的直徑下降，形成較小的矽石核，但整顆CSS顆粒包括矽酸鹽層之直徑通常係大於原始的矽石顆粒。

核殼顆粒的形成可藉由測定反應混合物的pH來監測。當反應混合物的pH比最初的反應物之混合物減少至少0.5 pH單位時，則核殼矽石顆粒形成。典型地，當反應混合物的pH比最初的反應物之混合物減少至少0.8 pH單位時，則核殼矽石顆粒形成。在另外的具體實施例中，當反應混合物的pH比最初的反應物之混合物減少至少0.8-1.5 pH單位，且pH不再顯現任何進一步的下降時，則到達作用終點。當的pH約11時，通常核殼矽石顆粒完全形成。

核殼顆粒的形成亦可藉由測定反應混合物的導電度來監測。當反應混合物的電導度下降至少250微西(micro Siemens)/cm(μS/cm)時，則為作用終點，因為電子電荷從高移動性離子(NaOH)轉移到較低移動性的矽石表面(移動性0)。又在另外的具體實施例中，當反應混合物的電導度下降至少2250-400μS/cm時，則為作用終點。典型地，當反應混合物的導電度下降至少2毫西(milli Siemens/cm)(mS/cm)時，則核殼矽石顆粒形成。通常，當反應混合物的導電度下降至少5mS/cm時，則核殼矽石顆粒形成。

煅製矽石

熱解矽石(有時稱為煅製矽石或矽石灰)為非常細的微 粒或膠體形式之二氧化矽。其係藉由將SiCl₄置於富含氧的烴火焰中焚燒，產生SiO₂的「煙」，所製備的。矽石顆粒彼此融合形成支鏈、類三維鏈的聚集物。

SiCl₄+2 H₂+O₂ → SiO₂+4 HCl。

沉澱矽石

非晶矽石，矽膠，係藉由矽酸鈉溶液之酸化作用所產生。然後清洗最先形成的明膠狀沉澱及然後脫水，產生無色的微孔矽石。涉及三矽酸鹽和硫酸之理想化方程式係如下所示：Na₂Si₃O₇+H₂SO₄ → 3 SiO₂+Na₂SO₄+H₂O

在大部分的矽酸鹽中，Si原子係顯示四面體配位，以4個氧原子圍繞一個中心Si原子。最常見的實施例可參見矽石SiO₂之石英晶型。在各熱力學上最穩定的矽石晶型中，平均，SiO₄四面體的全部4個頂點(或氧原子)係彼此共享，產生淨化學式：SiO₂。除了非晶形式外，SiO₂具有許多不同的晶型(多形物)。除了超石英和纖維矽石外，所有的晶型係涉及四面體SiO₄單元藉由共享的頂點以不同的排列連結一起。

矽酸鈉

矽酸鈉為帶有化學式Na₂(SiO₂)_nO之化合物的通用名稱。此系列之熟知的成員為偏矽酸鈉Na₂SiO₃。亦稱為水玻璃或液體玻璃，這些物質可水溶液或以固體的形式取得。當熔化時，碳酸鈉和二氧化矽反應，形成矽酸鈉和二氧化碳：Na₂CO₃+SiO₂ → Na₂SiO₃+CO₂

無水矽酸鈉含有一角落共享{SiO₄}四面體所組成的鏈狀聚合性陰離子，且並非離散的SiO₃ ^2-離子。除了無水的形式外，尚有式Na₂SiO₃．nH₂O之水合物(其中n=5、6、8、9)，其含有離散的、帶有水合水之近乎四面體的陰離子SiO₂(OH)₂ ^2-。例如，市售的矽酸鈉五水合物Na₂SiO₃．5H₂O係以Na₂SiO₂(OH)₂．4H₂O之化學式表示，而九水合物Na₂SiO₃．9H₂O係以Na₂SiO₂(OH)₂．8H₂O之化學式表示。

在工業上，各種等級的矽酸鈉係以其SiO₂：Na₂O重量比來定性(重量比率可藉由乘以1.032，轉變成莫耳比)，其可在2：1至3.75：1間變化。此比率低於2.85：1之等級稱為「鹼性」。帶有較高的SiO₂：Na₂O比率者則稱為「中性」。

在另外的具體實施例中，此矽石為沉澱矽石，其包括(但不限於)Zeodent^® 114和Zeodent^® 165(J.M.Huber所製造的沉澱矽石顆粒-化學名稱：合成的非晶矽石)，W.R.Grace所製造的Sylodent® 783，Ineos(PQ Corp.)所製造的Sorbosil® AC-43。

在另外的具體實施例中，此矽石為熔融矽石，其包括(但不限於)Cabot公司所製造的CAB-O-SIL^® HP-60，C-E Minerals所製造的TECO-SIL^® 10和TECO-SIL^®，及Japanese Glass公司所製造的Spheron P1500。

在一具體實施例中，氫氧化鈉係與SiO₂顆粒之表面反應，蝕刻一如下之Na₂SiO₃殼層：SiO₂+2 NaOH → Na₂SiO₃+H₂O

如從反應流程可看出，無NaOH將不會使矽石產生任何變化，而在另一極端，每1莫耳的矽石與2莫耳的NaOH完全反應，將會造成完全轉化成Na₂SiO₃。為了得到本發明之核殼顆粒，必須控制反應過程，以便不會得到包括適當比例之Na₂SiO₃的顆粒。

核殼矽石，當部份乾燥，例如風乾時則具有黏附性質，因為水合的Na₂SiO₃為有黏性的(水玻璃)。

在一具體實施例中，當至少1-6%的各矽石顆粒起始物已蝕刻上一或多層的Na₂SiO₃單層時，則形成本發明之核殼矽石顆粒。在另外的具體實施例中，當至少2.5-5%的各矽石顆粒起始物已蝕刻上一或多層的Na₂SiO₃時，則形成本發明之核殼矽石顆粒。在另外的具體實施例中，當至少3.5-4%的各矽石顆粒起始物已蝕刻上一或多層的Na₂SiO₃時，則形成本發明之核殼矽石顆粒。

形成上述之本發明核殼矽石顆粒可藉由操縱所用的鹼之量和種類，所用的矽石之量、所用的保濕劑之量和各種反應溫度來進行。

在一具體實施例中，此方法進一步係包括將矽石顆粒和鹼與保濕劑混合。在一具體實施例中，此方法進一步係包括保濕劑的量與水量的重量比率係介於4：1至1：4之間。在一具體實施例中，此方法進一步係包括保濕劑的量與水量的重量比率係從3：1至1：3；2：1至1：2；或從5：3至3：5。在一具體實施例中，保濕劑係包括二或多種個別的保濕劑混合物。在一具體實施例中，此方法進一步係包括一將產生的產物乾燥之步驟，以便移除一部份的H₂O。

在一具體實施例中，此方法進一步係包括將SiO₂顆粒量與NaOH量和保濕劑於50℃至140℃反應。在一具體實施例中，此方法進一步係包括將SiO₂顆粒量與NaOH量於70℃至100℃反應。在一具體實施例中，此方法進一步係包括將SiO₂顆粒量與NaOH量於70℃至90℃反應。此方法進一步係包括將SiO₂顆粒量與NaOH量於70℃至80℃反應。在一具體實施例中，此方法進一步係包括將SiO₂顆粒量與NaOH量於74℃至76℃反應。在一具體實施例中，此方法進一步係包括將SiO₂顆粒量與NaOH量於75℃反應。

一般而言，在反應方法中使用保濕劑而得以使用上述範圍內的較高溫度。

除了採樣反應混合物和檢測所形成的核殼矽石顆粒，直到就殼層形成和電荷密度而言，帶有必要性質的CSS顆粒已形成之外，本項技術之一般技術者可藉由數種方法測定何時已獲得本發明之核殼矽石顆粒。

在一具體實施例中，當藉由此法所形成的核殼矽石顆粒之平均粒徑比矽石(SiO₂)起始物之平均粒徑大至少5%時，則為作用終點。在另外的具體實施例中，此核殼矽石顆粒在直徑上係比矽石起始物之平均粒徑大至少5%-10%。

在一具體實施例中，此方法進一步係包括將所產生的核殼矽石顆粒與一載劑混合，製造一組成物。在一具體實施例中，此方法進一步係包括調整組成物的pH，以達到7-9 pH值，若需要，可使用酸或鹼進行調整。在一具體實施例中，係使用酸來進行pH調整。

在另一方面，本發明係提供藉由上述定義之方法所得來的核殼矽石顆粒。

在另一方面，本發明係提供降低或抑制口腔細菌之方法，其係包括將上述定義之口腔護理組成物施用有此需要的患者，至患者的口腔表面。

在最後一方面，本發明係提供降低或抑制於病患可移除的口腔裝置中之細菌的活體外方法，其係包括將上述之口腔護理組成物施用可移除的口腔裝置之表面。較佳的該可移除口腔裝置為假牙、牙托、口件、牙齒矯正器和固定器。

本發明另外的具體實施例為使用此核殼矽石顆粒供降低或抑制有此需要患者之口腔中細菌的方法，其係包括於患者的口腔表面施用本發明組成物。

用於降低或抑制細菌之方法的另外具體實施例係包括將此核殼矽石顆粒於活體外施用有此需要之患者，至患者的可移除口腔裝置。在本發明內文中，可移除口腔裝置包括(但不限於)假牙、牙托、口件、牙齒矯正器和固定器。

在此方法的一具體實施例中，該病患為哺乳動物，其包括(但不限於)人類和動物(例如，狗、貓、馬、牛、綿羊、羊駝等)。

本發明之另外的具體實施例為核殼矽石顆粒用於製造組成物供降低或抑制有此需要患者之口腔中細菌的用途，其係包括於患者的口腔表面施用本發明組成物，或用於降低或抑制細菌係包括將此核殼矽石顆粒於活體外施用此需要的患者，至患者的可移除口腔裝置。

本發明之具體實施例係進一步以下列實施例來說明。這些實施例僅為說明性且不會在任何方面限制所描述和所申請的本發明之範圍。

實施例 實施例1

使用如表2中所示的化合物製造核殼矽石顆粒。Zeodent^® 114和Zeodent^®165為沉澱矽石，係由J.M.Huber公司所生產(化學名稱：合成的非晶矽石)。

實施例2

將本發明之核殼顆粒與其他的矽石基底顆粒作比較。所用的組成物係如表3所示。

不希望受限於理論，咸信對照組#1所產生的顆粒並無黏附性，由於缺乏保濕劑(例如，山梨醇)將水分保持在矽石顆粒中，一種離子化SiO₂的較佳條件。

不希望受限於理論，對照組#2所產生的顆粒亦不具有黏附性，因為無NaOH將一些SiO₂轉變成Na₂SiO₃層，覆蓋剩餘的SiO₂核。相反的，實施例2所產生的核殼矽石顆粒類似上述實施例1具有黏附性。這些比較顯示，NaOH為必須的，且水及/或保濕劑為獲得本發明之核殼顆粒之較佳選擇。

實施例3

在另外的比較實施例中，以甘油取代山梨醇作為保濕劑組份，並以二種不同的對水之重量比率。所製備的組成物係如表4中所示。對照組#3與實施例1相類似，但係使用甘油取代山梨醇作為保濕劑並以8g的50% NaOH取代4g的固體NaOH。

不希望受限於理論，對照組#3所產生的顆粒不具有黏附性，可能係因為水量不足以將SiO₂轉變成Na₂SiO₃。相反的，實施例3所產生的核殼矽石顆粒具有黏附性。

實施例4

SiO₂研磨劑與NaOH溶液反應，產生核-殼顆粒。

此反應為：2NaOH+SiO₂ Na₂SiO₃+H₂O

將0.8% NaOH(50%溶液)用於澄清的矽石膠體(參見表5)。當NaOH與過量的SiO₂反應，pH將會超過11，然後逐漸降至10.0以下(就牙膏應用，需要介於6至10之間的pH範圍)。轉變的時間在室溫下為6-24小時，但藉由加熱至較高溫度，例如75℃，則時間可能更短。反應期間膠體之光學性質改變，從透明變成不透明。

因為殼上的折射率改變，而光學外觀改變。此項為合理的，因為已知SiO₂能與NaOH(或Na₂CO₃或其他強鹼)反應，形成Na₂SiO₃，且符合SiO₂之反折射率(1.44-1.45)變成不符合，所以透明性消失。

本發明人假定NaOH+SiO₂的產物為水合的Na₂SiO₃(折射率比SiO2低，或n_D<1.44)。為了確認此項假設，係使用較高折射率非結晶化山梨醇(折射率=1.455-1.465)來增加水溶液的折射率(圍繞矽石顆粒)，以配合核殼矽石的折射率。其並未完全變回透明的膠體。此項簡單的實驗證明，由低折射率水合Na₂SiO₃所組成的殼係黏附在矽石核上。本發明人發現一種用於同中心的剛硬非多孔球形顆粒光散射之物理模型，用以解釋為何膠體從透明的反應物變成不透明。

實施例5 用於核-殼(同中心)粒子光散射之物理模型

此模型係以「小粒子的光散射」為基礎，H.C.van de Hulst,2003,67-77頁。

散射強度係與介電常數α成比例。

就簡單的球形粒子： 其中：

˙ m=np/nm，其中np和nm為粒子的折射率及圍繞粒子之水溶液介質(水+山梨醇+鹽類)

˙ a為粒子的半徑

就如圖2中所示之同中心粒子：就核粒子，n1為折射率，qa為半徑(q為核和殼之間的半徑比)。

就殼而言，n2為折射率，a為半徑

其中折射率(n)係如下所定義：n=n1 就0<r<qa n=n2 就qa<r<a n=1 就r>a(就此案例為空氣)

此核-殼(同中心)顆粒之介電常數為：(僅依照4個參數：n1、n2和q、a)

吾等可看出，此介電常數或光散射強度就簡單的球形和同中心粒子為不同的。

實施例6

多數層之單層：經由ESCA、效價數據、拉曼光譜(Raman spectroscopy)和質量的計算指出，粒子的殼包括多層的矽酸鈉單層。得到2、4、16、32和36層殼單層之數值。

核殼矽石(CSS)粉末之ESCA分析

使用ESCA(化學分析電子能譜儀)測定於水性媒劑中由SiO₂和NaOH所製備之CSS粉末的表面組成。ESCA僅分析樣本表面的外部10nm，所以其為偵測矽石粉末之表面上的矽酸鹽之理想方法。樣本分析包括乾燥的粉末以及以去離子水短暫沖洗三次，移除任何表面上的可溶性殘餘物。CSS粉末之ESCA表面組成數據係如表6中所示。

數據顯示，相對於矽石，在乾燥物質之表面發生鈉顯著增加。此外，在數據中亦觀察到低強度的氧波峰，其為矽酸鹽(O_SiO3)之特徵。就SiO₂並未觀察到此波峰。Na和矽酸鹽氧波峰之偵測強力地支持在矽石粉末的表面上形成矽酸鈉。以去離子水沖洗乾燥的CSS粉末些微減少Na和矽酸鹽氧，其指出表面矽酸鹽具有低水溶性。因此，在水性媒劑中，矽酸鈉大量地停留在矽石表面。

經1% CaCl₂溶液處理過的CSS粉末亦以ESCA進行研究，用以測定物質所吸收的Ca。就此乾燥物質之ESCA結果清楚地指出，Ca存在CSS的表面上。相對於乾燥的CSS，亦觀察到Na降低，其顯示Ca取代了CSS表面上的Na。對於經CaCl₂處理過的樣本，亦偵測到低濃度的Cl，其顯示殘餘的CaCl₂亦可能存在物質上。去離子水沖洗樣本移除Cl，然而大部份的Ca仍保留。因此，此數據指出，CSS能吸附及保留來自溶液的Ca離子。此結果支持上述之Ca離子吸收數據，並支持CSS作為齒石控制劑之潛在性。

實施例7 中IR和偏極化分析

使用中IR光譜確認矽酸鹽存在核矽石的殼層上。在所有的測量中，係使用三個(多個)反射ATR(衰減全反射)配件來加強樣本之吸收光譜。這些配件僅讓光穿透1-2微米進入樣本，由此增強表面組份之訊號，與大批基質相比較。為了進一步增進對聲訊的訊號，係測量32次掃描並將各測量值平均。

矽石和矽酸鹽之中IR指紋圖譜相當不同且經完全解析。純的矽石其特徵為具有接近1074cm-1之對稱的SiO振動及在大約960cm^-1的吸收帶，由於SiOH鍵的伸縮振動。矽酸鹽，在另一方面，具有一介於1200cm^-1和1100cm^-1之間的突出不對稱肩振動。此外，發現一由矽石移位的強力不對稱伸展，接近1000cm^-1。

核殼矽石糊膏之ATR光譜指紋大大地受折射率效應影響，其對於固有強力的吸收如矽石和矽酸鹽中的Si-O伸展可能很大。在傳輸上，Si-O吸收帶接近1100cm^-1，但在ATR中其典型地為約1060cm^-1。又吸收帶並非完全對稱的。因為此等為糊膏，吸收度為寬的且可能含有非晶/晶體物質。

除了規則的ATR測量外，係加入偏極化配件用以增進了解並確認表面矽酸鹽類係存在的。偏極化測量之利益為其給予樣本分子結構上的額外資訊，因為其係關於結晶性或分子向位。就此應用上，因偏極化光平面沿著樣本平面，矽石與矽酸鹽的比率應改變。所檢測的偏振角為：0、30、60、90、120、150和180度。計算矽酸鹽(1022cm^-1)與矽石(1074cm^-1)的光譜比率，用以驗證殼矽酸鹽的存在。表7係顯示來自Na-CSS分析之結果。

此分析顯示，當偏極化的平面定位時於0度時的最適濃度，其建議矽酸鹽的偶極矩改變位置係與ART表面平行。

實施例8 動力學

進行一動力學研究，用以測定原位製造Na+-CSS膠體所需的時間週期。使用下列配方，其係以Na+-CSS牙膏配方(#85 CSS牙膏)為基礎。

製程：於反應容器中加入水、NaOH和甘油。將Zeodent 105高清潔矽石緩慢地加到此水性混合物中。使用蒸氣水-浴加熱混合物，將反應溫度維持在80-90℃的範圍內。反應歷時6小時。當冷卻至室溫時，每1小時取出一個樣本測量pH及導電度。數據係列於下：

從表9中可看出，在第1小時pH和導電度戲劇性降低及然後在2小時後達到平穩。形成CSS反應之反應在約2小時內完成。此動力學研究為重要的，因為必須將牙膏批件製造時間減至最少。

鉀核殼矽石(K-CSS)膠體係以下列配方為基礎：

製程：於反應容器中加入熱水(75℃)、45% NaOH和甘油。將Zeodent 105高清潔矽石緩慢地加到此水性混合物中。在周圍溫度無另外加熱下，反應6小時。在反應期間，採取樣本測量溫度、pH及導電度。動力學數據係列於下：

表11顯示，在第1小時導電度戲劇性降低及然後在2 小時後達到平穩。所以在周圍溫度(室溫)下CSS反應於約2小時後完成。

藉由將45%KOH/SiO₂從101.1g/220g降至303.2g/1321g，改變上述膠體配方，製造K-CSS牙膏，並再次測量動力學：

從表13可看出，在最先的半小時導電度戲劇性降低及然後在2小時後達到平穩。因此，K-CSS牙膏之K-CSS膠體可在周圍溫度無任何外部加熱下，於約2小時內製造(參見表14之K-CSS牙膏)。此動力學研究為重要的，因為必須將牙膏批件製造時間減至最少。

K-CSS牙膏具有7.7的pH及8.06之10% pH(10% pH為10g牙膏加到90g水中之10%牙膏溶液的pH(就牙膏而言，10% pH應介於6至10之間)。請注意，1個Brookfield黏度單位為10,000厘泊(centipoise)。

使用ESCA光譜儀定量K-CSS顆粒中的K元素。

從表15中可看出，K係在CSS研磨劑表面上發現。總言之，KOH可作為鹼，用於室溫製造K-CSS牙膏。

實施例9 室溫下製造K-CSS之方法

用於室溫下製造K-CSS之一實施例方法係如下所述：於75℃將試驗工廠水加入lee混合器中及然後加入甘油。加入SiO2(Zeodent 105)。加入KOH。混合成份。以規律的間隔移出樣本並檢測pH和導電度，用以決定何時K-CSS之形成已完全。加入H₃PO₄-反應混合物形成凝膠。採取樣本並於Lee混合器中加入NaF、糖精和水，歷時10分鐘。將CMC/三仙膠分散於PEG 600溶液中。於混合器中加入上述膠溶液。混合。緩慢地加入Zeodent 165增稠矽石。施用25真空英吋歷經一段時間。移除真空，並加入風味劑、染劑和雲母。打開刮刀和攪拌器，顏色為淡藍色，在添加SLS之前黏度相當稀。於真空下混合物10min。停止真空/混合。加入SLS。施用真空，緩慢混合，形成具有較濃稠度之產物，但仍為稀的。測量的最終產物之密度為1.279。此產物具有淡藍的顏色。靜置 2hrs後，所測量的最初黏度=156600cp。Brookfield黏度=150600cp，在1加侖的廣口瓶中幾乎為不流動的。

實施例10 透明的CSS

在升高的溫度下(70-90℃)，將SiO₂研磨劑與NaOH溶液反應，產生核-殼顆粒，此反應為：

先前，吾等係藉由將過量的SiO₂與NaOH反應，製造不透明的牙膏(SiO₂：50% NaOH=20%：4.5%=4.44：1重量百分比)。在此方法中，僅有小部份(表面)的SiO₂顆粒與NaOH反應。並不知道有多少百分比的SiO₂與NaOH反應，因為基於上述反應，SiO₂與NaOH的比率為n：2(n為未知的)。

希望使用CSS材質製造透明或半透明漱口水產品。必須了解需要多少NaOH來完全溶解SiO2，以便於製造透明的CSS。吾等藉由將SiO₂與50% NaOH的比率降至最低以達到最大的顆粒電荷密度，從下列配方製造透明的CSS膠體。

在85C歷時4小時，SiO₂完全溶於NaOH中，形成透明的液體。當計算其莫耳濃度時，SiO₂與NaOH的莫耳比(4.662莫耳：2.925)=1.593：1(莫耳比)。然而，若吾等假設下列反應： SiO₂：NaOH=1：2莫耳比，僅2.925莫耳/2之SiO₂溶解，或溶解的SiO₂/總SiO₂=(2.925)/2莫耳/(4.662莫耳)=0.3138。因此，大多數的SiO₂並未溶解。此項與吾等所觀察到的相矛盾：所有的矽石顯然 已溶解，形成透明溶液。此計算指出，反應(2)為無效的，而反應(1)更為適當。若矽石溶解，則n>2 x 1.593=3.186。

為了進一步確認此項發現，在此項研究中係使用購自PQ公司的37.5% Na₂SiO₃作為對照樣本。就該項市售透明的Na2SiO3液體樣本，SiO₂：Na₂O重量比=3.220：1或莫耳比=3.323：1。其相當於SiO₂：NaOH=3.323：2=1.662：1。Na₂SiO3/總SiO₂=(1/2)莫耳/(1.662moles)=30.08%因此，市售的Na₂SiO₃溶液，n>3.323。

藉由光散射和ESCA分析樣本並用以測定在透明膠體中是否有一些小的奈米顆粒。基於上述表16中的配方，精確地調整SiO₂與50% NaOH的比率並製造下列配方： 當SiO₂與50% NaOH重量比=2.028：1或莫耳比=2.700：1時，發現透明的Na-CSS膠體。所以，當n2.700X2=5.400時，所有的矽石完全解。使用0.20mm厚的石英UV光學槽對上述5個樣本測量UV-可見光譜(參見圖3)。使用14.6% Na2SiO3溶液作為對照樣本，其係由PQ公司的37.5% Na₂SiO₃市售產品所製備。

可看出，半透明(#152)和透明(#148及#149)膠體具有與對照樣本相類似的濁度光譜：在介於300至800nm間的可見光區 中並無散射，可能是因為缺乏SiO₂顆粒，或若有矽石顆粒存在，其為非常小，且在介於200至300nm之間的UV區中有一些散射或吸收。當在配方中使用更多的矽石時，半-不透明(#151)和不透明(#150)樣本，在可見光和UV區中顯現高出很多的SiO₂顆粒之散射背景。

ESCA分析：

基於上述ESCA數據，半透明樣本(#152)含有(以Na數據為基準)Na₂SiO₃%=37.5% X 2.53/13.20=7.19%。從#152配方，若所有的NaOH皆與矽石反應，可得到6.84% Na₂SiO₃，其非常接近由上述ESCA數據所計算的數值(7.19%)。

下表19係顯示，如光散射所測定的矽石和CSS顆粒之粒徑分布。表19顯示煅製矽石、Na-CSS膠體、Zeodent® 105沉澱矽石、不透明Na-CSS(#150)、半不透明Na-CSS(#151)，以及半透明Na-CSS(#152)之粒徑分布。

小的顆粒由於高表面積(能量)可能形成較大的叢集。此項係從市售煅製矽石樣本中看出(所記錄的平均粒徑為12nm)，其表示以光散射法所得來的平均粒徑為51.90μm。SEM顆粒亦揭露煅製矽石顆粒形成較大的叢集。從粒徑分布看出：(1)與NaOH反應後，粒徑分布比市售的Zeodent 105高清潔粉末(對照組)窄；(2)較小的顆粒在較大的部份之前溶解。

一辨別蝕刻的CSS顆粒與完全形成的金屬矽酸鹽(例如Na₂SiO₃)之其他方法為比較黏度。37.5% Na₂SiO₃在pH 11.3時固化。當稀釋接近10x達到3.32% Na₂SiO₃時，溶液在約9的pH時仍為固化的。相反地，本發明之CSS顆粒在這些濃度和pH時仍保持溶液態。因此，本發明另外的具體實施例係形成CSS顆粒，其在整個pH 6-10之10% pH範圍中(10g牙膏加到90g水中之10%牙膏溶液的pH)，仍保持可流動的膠體形式，其可與其他完全形成的金屬矽酸鹽區別出，其中該完全形成的金屬矽酸鹽在約大於或等於pH 9之pH應會固化。

實施例11 以NaOH蝕刻矽石

CSS可從任何種類的矽石物質來製作，例如硬矽石顆粒、多孔矽石顆粒如非晶牙矽石研磨劑：高清結矽石Zeodent 105；一般的矽石如Zeodent 114，增稠矽石如Zeodent 165。

蝕刻掉的矽石量係依照矽石顆粒的BET比面積而定。表面積越大的顆粒，蝕刻越淺。蝕刻的量亦依照矽石與鹼的比率而定。已發現，當Zeodent 105矽石與50% NaOH溶液的重量比率=2.02(終點)時，所有的矽石皆溶解。在製造Na-CSS牙膏時，係使用20%高清潔矽石(Zeodent 105)和4.5%的50% NaOH。所以SiO₂：50% NaOH的比率=4.44：1。因為溶解的SiO₂：50% NaOH=2.02：1，所以反應後剩餘的SiO2與NaOH(50%)=(4.44-2.02)：1=2.42：1。所以剩餘的SiO2對最初的SiO2=2.42/4.44=54.55%，或體積變化(△V/V)=54.55%-100%=-45.45%。請注意，就溶解所有矽石物質之終點可能因SiO₂不同而變(不同的矽石可能具有不同的終點，所以就實施例煅製矽石的終點可能並非2.02：1)。

由BET比定表面積計算使用BET比表面積(S/W)計算所有的SiO₂(包括剛硬和多孔顆粒)。就高清潔矽石(例如Zeodent 105,S/W=35m²/g及密度d=2.2g/cm³)，粒徑之變化(△X)係以下列方程式提供：△X=[(△V/V)/(S/W)]x 1/d △X=(-0.4545/35 x 10⁴cm²/g)x(1/2.2g/cm³) △X=-5.90 x 10^-7cm △X=-590nm(-0.590μm)

由粒徑計算

就單一散體、剛硬、球形顆粒有另一種替代的計算。因為顆粒的外表面積非常小(相較於微孔顆粒)，剛硬顆粒將具有較高的蝕刻程度。取微分： 就12nm煅製矽石(例如Aeorsil 200)，若dV/V=-0.4545，藉由假設如同高清潔矽石(例如Zeodent 105)之相同的相對體積變化，則粒徑的變化△D=-0.1515 X 12nm=-1.8nm。此直徑上的變化(-1.8nm，與12nm矽石相比)比例上大於高清潔矽石(10μm矽石之-0.590μm=5.9%)。

實施例12 使用ESCA數據之矽石表面上Na ₂ SiO ₃ 層數的模型

ESCA(化學分析電子能譜儀-亦稱為XPS或X-射線光電子能譜)可從表面向下穿透10nm深。1層的矽石或Na₂SiO₃為約1Å(0.1nm)。就Na₂SiO₃分子：Na/Si=2：1。所以就100層的單層，Na/Si=0.02：1。但從ESCA數據：Na/Si=0.084：1。所以有0.084/0.02=4.2，約4層的Na₂SiO₃。

實施例13 使用拉曼光譜之矽石表面上Na ₂ SiO ₃ 層數的模型

實施例14 噴霧乾燥合成CSS顆粒

合成的程序：

於反應容器中加入水和50% NaOH。以機器攪拌器(約200RPM)持續攪拌。使用100℃蒸氣水浴加熱水溶液，將溫度控制在80-90℃。 將Zeodent 105(高清潔矽石粉末)緩慢地加到溶液中。持續攪拌。反應4小時，使Na+-CSS膠體在約85℃。停止加熱並冷卻至室溫。持續攪拌至隔夜。以真空使用濾紙過濾上述膠體。收集濾液。使用水清洗Na+-CSS濕固體，移除可溶性金屬離子。藉由噴霧乾燥將Na+-CSS膠體乾燥，得到乾燥的Na-CSS研磨劑。計算產率(接近100%)，其產率些微超過100%，因為在固體上有一些水氣，於乾燥期間未完全蒸發。

實施例15

冷凍乾燥程序

另一種選擇，然後將過濾的實施例14之液體與DI水混合，水和Na-CSS之間的質量比率為約1：1。將混合物冷凍直到其變成固體。打開冷凍乾燥機，將冷凍室冷卻。當冷凍室的溫度降至-47℃時，將冷凍樣本置入冷凍室中並打開真空，歷經一段足以形成乾燥CSS粉末之時間。

實施例16

使用刃天青(resazurin)抗細菌試驗分析檢測本發明之核殼矽石(CSS)顆粒的抗細菌活性，其中刃天青的還原為細菌生長下降之度量。

使用刃天青微分析，以用於口腔護理產品評估之恆化器接種體(含黏放線菌(A.viscosus)、口腔鏈球菌(S.oralis)、小韋榮球菌(V.parvula)、乾酪乳酸桿菌(L.casei)、和具核梭桿菌(F.nucleatum)的細菌混合液)，測量所有溶液的細菌存活力。刃天青(7-羥基-3H-啡-3-酮10-氧化物)為一種用作氧化-還原反應，以呼吸反應效應從顏色感應定量細菌存活力的藍色染劑。

各實驗係以含粘放線菌、口腔鏈球菌、小韋榮球菌、乾酪乳酸桿菌(L.casei)和具核梭桿菌之活的和死的細菌混合物，分別使用TSB培養液(胰蛋白大豆培養液)和乙醇來進行，且其係以適當的比率來添加，用以產生收集總計12個點，從100%活細菌至100%死細菌混合物之標準曲線。

此分析係使用來自1ml恆化器接種體的細菌團來進行並以暴露於1：1之¼濃度的胰蛋白大豆培養液：試驗溶液的Eppendorf試管中。培養1小時後，加入1ml D/E培養液，於適當混合下進一步讓細菌生長失活，並收集菌團以1ml TSB培養液沖洗，完全移除D/E培養液(D/E=Dey-Engley)。將最後的菌團再懸浮於1.5ml TSB培養液，並將100μL量轉置於96孔盤上，在96孔盤中係含有100μL刃天青染劑溶液。於37℃培養3-5min達到較佳的染劑反應後，以刃天青分析方法進行OD測量。

考慮細菌在生物學態樣每天不同，此微分析係一天進行一次，共計4-5天。最終的細菌存活力%代表平均值。呈現的成份濃度係設定在牙膏配方中的實際濃度。

從表20中的數據可看出，核殼矽石顆粒提供高於氯化鋅(ZnCl₂)(一種已知的抗菌劑)的抗細菌活性。

熟習本項技術者應了解，在不悖離本發明精神下，文中所述的具體實施例可做許多變化和修改。希望所有的此等變異係落在所附的申請專利之範圍內。

Claims (56)

1. 一種核殼矽石顆粒，其中各核殼矽石顆粒係包括一矽石核，和一蝕刻上第I族金屬矽酸鹽之矽石核的表面。
2. 如申請專利範圍第1項之核殼矽石顆粒，其中該金屬矽酸鹽係包括化學式M₂SiO3.x H₂O，其中M為一第I族金屬，而x為0至10。
3. 如申請專利範圍第2項之核殼矽石顆粒，其中M為Na或K。
4. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中矽石核之表面為一矽石核之外表面。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之核殼矽石顆粒，其中矽石核之表面為一矽石核之內表面。
6. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中各顆粒的外部深度10nm係包括從0.1至10重量% M₂SiO3.xH₂O。
7. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中各顆粒的外部深度10nm係具有通式：(SiO₂)_p[O_o*M⁺ _mH⁺ _hOH^- _j].qH₂O其中O*為矽酸鹽形式中的氧；M為一第I族金屬離子；p、o、m、h、j和q為各組份的原子百分比；及各核殼矽石顆粒的總電荷為零。
8. 如申請專利範圍第7項之核殼矽石顆粒，其中各顆粒的外部深度10nm係具有下列其中一項組成物：(SiO₂)_30.30Na_0.41.8.70H₂O (SiO₂)_30.67Na_0.36.7.63H₂O (SiO₂)_23.25[O*_11.73H_10.26Na_13.20].5.33H₂O。
9. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中該顆粒的d(0.5)值係從5nm至50μm。
10. 如申請專利範圍第9項之核殼矽石顆粒，其中該顆粒的d(0.5)值係從26μm至40μm。
11. 如申請專利範圍第9項之核殼矽石顆粒，其中該顆粒的d(0.5)值係從18μm至25μm。
12. 如申請專利範圍第9項之核殼矽石顆粒，其中該顆粒的d(0.5)值係從10μm至15μm。
13. 如申請專利範圍第9項之核殼矽石顆粒，其中該顆粒的d(0.5)值係從5nm至12nm。
14. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中該d(0.5)值係低於人類牙本質小管之平均直徑。
15. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中該M₂SiO₃.xH₂O係包括多數層的M₂SiO₃.xH₂O單層。
16. 如申請專利範圍第15項之核殼矽石顆粒，其中該單層的數目係從2至100，2至40，2至12或12至40層。
17. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其中該矽石係由下列組成之群中選出：沉澱矽石、煅製矽石和熔融矽石。
18. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其係具有從0.5至5.0meq/g之總陽離子交換能力。
19. 如任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒，其在從300至800nm之波長使用0.20mm石英UV光學槽，係具有從0.0至0.2之濁度。
20. 如申請專利範圍第1至18項任一項中之核殼矽石顆粒，其在從300至800nm之波長使用0.20mm石英UV光學槽，係具有從0.8至1.6之濁度。
21. 如申請專利範圍第1至18項任一項中之核殼矽石顆粒，其在從300至800nm之波長使用0.20mm石英UV光學槽，係具有從1.8至2.4之濁度。
22. 一種組成物，係包括任何前述申請專利範圍之核殼矽石顆粒。
23. 如申請專利範圍第22項之組成物，其為一粉狀研磨劑。
24. 一種組成物，係包括如申請專利範圍第1至21項中任一項之核殼矽石顆粒及一載劑。
25. 如申請專利範圍第24項之組成物，其中該組成物為一口腔護理組成物且進一步係包括一口腔可接受的載劑。
26. 如申請專利範圍第25項之口腔護理組成物，其中該口腔護理組成物為固體、糊膏、凝膠組成物或液體組成物之形式。
27. 如申請專利範圍第25至26項中任一項之口腔護理組成物，其中該口腔可接受的載劑為水。
28. 如申請專利範圍第25至27項中任一項之口腔護理組成物，其中該口腔可接受的載劑進一步係包括一保濕劑。
29. 如申請專利範圍第25至28項中任一項之口腔護理組成物，進一步係包括一抗菌劑。
30. 如申請專利範圍第25至29項中任一項之口腔護理組成物，其中除了本發明之核殼矽石顆粒外，並無另外的抗菌劑。
31. 如申請專利範圍第25至30項任一項中之口腔護理組成物，其中該組成物進一步係包括抗齲蝕劑、去敏感劑、黏度調節劑、稀釋劑、界面活性劑、乳化劑、泡沫調節劑、pH調節劑、研磨劑、口感劑、甜味劑、風味劑、色素、防腐劑、胺基酸、抗氧化劑、抗結石劑、氟化物離子來源、增稠劑、用於預防或治療口腔硬組織或軟組織之症狀或病症的活性劑、黏著劑、增白劑及其組合物。
32. 一種製造如任何前述申請專利範圍所定義之核殼矽石顆粒的方法，其包括將一定量的矽石顆粒於水中與一定量的鹼混合，其中該鹼係包括一第I族金屬離子，產生該核殼矽石顆粒。
33. 如申請專利範圍第32項之方法，其中該鹼為固體或水溶液形式。
34. 如申請專利範圍第32或33項之方法，其中該鹼係由下列組成之群中選出：氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸三鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鉀、磷酸氫二鉀、焦磷酸四鈉及焦磷酸四鉀。
35. 如申請專利範圍第32至34項中任一項之方法，其中該矽石係由下列組成之群中選出：沉澱矽石、煅製矽石和熔融矽石。
36. 如申請專利範圍第34或35項之方法，其中該鹼為氫氧化鈉且該方法係在70至90℃的溫度下進行。
37. 如申請專利範圍第34或35項之方法，其中該鹼為氫氧化鉀且該方法係在室溫下進行。
38. 如申請專利範圍第32至37項中任一項之方法，其中係在2小時的時間後，完成核殼矽石顆粒之形成。
39. 如申請專利範圍第32至38項中任一項之方法，其中鹼量與矽石顆粒量的重量比率係從1：1至1：20。
40. 如申請專利範圍第39項之方法，其中鹼量與矽石顆粒量的重量比率係從1：1至1：6。
41. 如申請專利範圍第39或40項之方法，其中係藉由增加鹼量與矽石顆粒量之重量比率來降低核殼矽石顆粒的濁度。
42. 如申請專利範圍第32至41項中任一項之方法，其中該鹼為50%氫氧化鈉水溶液。
43. 如申請專利範圍第32至42項中任一項之方法，其中，矽石顆粒與鹼之反應造成矽石顆粒之d(0.5)值1至15nm的下降而形成矽石核，並在矽石核的上方形成M₂SiO₃.xH₂O。
44. 如申請專利範圍第43項之方法，其中當鹼量與矽石顆粒量之重 量比率增加時，矽石顆粒的d(0.5)值具有更大的下降。
45. 如申請專利範圍第32至44項中任一項之方法，其係在保濕劑的存在下發生。
46. 如申請專利範圍第45項之方法，其中保濕劑量與水的重量比率係由下列比率組成之群中選出：4：1至1：4；3：1至1：3；2：1至1：2；及5：3至3：5。
47. 如申請專利範圍第32至46項中任一項之方法，其中所形成的核殼矽石顆粒之d(0.5)值大於矽石起始物之d(0.5)值至少5%。
48. 如申請專利範圍第32至47項中任一項之方法，其中當反應混合物的pH比最初的反應物之混合物減少至少0.5 pH單位時，則該核殼矽石顆粒形成。
49. 如申請專利範圍第48項之方法，其中當反應混合物的pH比最初的反應物之混合物減少至少0.8 pH單位時，則該核殼矽石顆粒形成。
50. 如申請專利範圍第48或49項之方法，其中當pH約11時，該核殼矽石顆粒形成完全。
51. 如申請專利範圍第32至50項中任一項之方法，其中當反應混合物的導電度下降至少2mS/cm時，該核殼矽石顆粒形成。
52. 如申請專利範圍第51項之方法，其中當反應混合物的導電度下降至少5mS/cm時，該核殼矽石顆粒形成。
53. 一種核殼矽石顆粒，其可藉由如申請專利範圍第32至52項中任一項之方法來獲得。
54. 一種降低或抑制口腔細菌之方法，其係包括將如申請專利範圍第25至31項中任一項之口腔護理組成物施用至有此需要的患者，至患者的口腔表面。
55. 一種降低或抑制在病患可移除的口腔裝置中得細菌之活體外方法，其係包括將如申請專利範圍第25至31項中任一項之口腔護理組成物施用至可移除的口腔裝置之表面。
56. 如申請專利範圍第55項之活體外方法，其中該可移除口腔裝置為假牙、牙托、口件、牙齒矯正器和固定器。