口腔组合物的制作方法

专利名称：口腔组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及洁齿剂组合物如牙膏，所述组合物由单个或混合研磨剂体系组成，所述研磨剂体系包括专门的二氧化硅研磨剂。本发明还涉及使用这些二氧化硅洁齿剂组合物来清洁和抛光牙釉质的方法。
背景技术：
有效的洁齿剂组合物应包括通过除去牙齿污垢和抛光牙齿来保养和维护牙齿外观。它也应该清洁并除去外来碎屑，从而有助于预防龋齿和促进牙龈健康。研磨剂有助于除去牙齿污垢所牢固粘附的表膜。表膜通常包括一薄层非细胞糖蛋白-粘蛋白包衣，所述包衣在牙齿被清洁数分钟后粘附在牙釉质上。在多数情况下，牙齿变色是由于所述表膜内存在各种食物颜料。理想的是，研磨剂应能够通过除去表膜并对口腔组织即牙质和牙釉质具有最小磨损伤害来提供满意的清洁效果。除了清洁作用外，由于被抛光的表面对不希望的组分的异常沉积可能具有更强的抵抗力，因此还希望研磨剂体系能为牙齿表面提供抛光。重要的是，牙齿外观可通过赋予牙齿抛光特征来得到改善，因为所述表面粗糙度例如光泽度可影响光反射和散射，这在整体上与牙齿的视觉效果相关。表面粗糙还影响牙齿感觉，即，抛光的牙齿具有清洁、平滑和光滑的感觉。
近来已认识到，可使用各种试剂来清洁口腔和减少牙斑以及口腔异味。实施例包括美国专利3,696,191，公布于1972年10月3日，授予Weeks；美国专利3,991,177，公布于1976年11月9日，授予Vidra等人；美国专利4,058,595，公布于1977年11月15日，授予Colodney；美国专利4,115,546，授予Vidra等人；美国专利4,138,476，公布于1979年2月6日，授予Simonson等人；美国专利4,140,758，公布于1979年2月20日，授予Vidra等人；美国专利4,154,815，公布于1979年5月15日，授予Pader；美国专利4,737,359，公布于1988年4月12日，授予Eigen等人；美国专利4,986,981，公布于1991年1月22日，授予Glace等人；美国专利4,992,420，公布于1991年2月12日，授予Nesser；美国专利5,000,939，公布于1991年3月19日，授予Dring等人；日本公开02/105,898，公布于1990年4月18日，授予KaoCorporation；日本公开03/128,313，公布于1991年3月31日，授予NipponKotai Kenkyu和日本公开03/223,209，公布于1991年10月2日，授予LionCorporation；美国专利4,652,444，公布于1987年3月24日，授予Maurer；美国专利4,725,428，公布于1988年2月16日，授予Miyahara等人；美国专利4,355,022，公布于1982年10月19日，授予Rabussay和PCT申请WO86/02831，公布于1986年5月22日，授予Zetachron，Inc。
研磨剂描述于美国专利4,340,583(公布于1982年7月20日，授予Wason)、美国专利3,574,823(公布于1971年4月13日，授予Roberts等人)、欧洲专利535,943A1(公布于1993年4月7日，McKeown等人)、PCT申请WO92/02454(公布于1992年2月20日，授予McKeown等人)、授予Rice的美国专利5,603,920(公布于1997年2月18日)和美国专利5,716,601(公布于1998年2月10日)，以上专利描述了口腔组合物，如口腔凝胶和牙膏，所述口腔组合物包含低级结构的沉淀二氧化硅，所述沉淀二氧化硅具有窄范围粒径分布的柔软颗粒，其平均值(MV)粒径为8至14微米，与硬组织磨损效果相比，沉淀二氧化硅提供了独特的清洁功效。
即使已经有许多公开内容涉及用于表膜清洁和抗牙斑活性的组合物，但仍然需要性能得到改善的产品。本发明人还发现，沉淀二氧化硅组合物的有益效果超过了具有受控的和可接受的磨损度的清洁效果。的确，已经发现将专门的二氧化硅研磨剂配制到口腔护理组合物中除了能够提供清洁和去污作用之外，所述二氧化硅研磨剂还为牙釉质表面提供独特的抛光有益效果。抛光有益效果包括改善的牙齿外观以及良好的牙齿感觉特性。
因此，本发明涉及口腔护理产品及其使用方法，以利用沉淀二氧化硅研磨剂提供表膜清洁作用，所述沉淀二氧化硅研磨剂赋予改善的釉质抛光效果而不会过度增加硬组织磨损度。本发明组合物和方法还提供有效地阻止牙斑聚积和预防牙龈疾病的有益效果。此外，本发明还提供了减少继发的结石形成的组合物和方法。
发明概述本发明涉及洁齿剂组合物，所述洁齿剂组合物包括a.口腔可接受的载体和b.二氧化硅研磨剂，所述二氧化硅研磨剂包括具有8至14微米的平均值(MV)粒径分布和大于约7的10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值的沉淀二氧化硅。
其中当沉淀二氧化硅研磨剂配制到洁齿剂中时，它能提供表膜清洁率(PCR)为约70至140的有效表膜清洁、放射性牙质磨损值(RDA)低于250的可接受含量的研磨剂和超过用常规沉淀二氧化硅所获得的牙齿表面的抛光改善。
本二氧化硅研磨剂可以单独使用或与其它研磨剂、优选相对柔软的二氧化硅研磨剂结合使用。所述二氧化硅研磨剂的10％BEA值低于约7。本二氧化硅研磨剂组合物在牙齿表面抛光方面提供至少约20％的改善，所述抛光用本实验室研发的釉质抛光指数模型测量。本发明还涉及使用上述组合物来清洁和抛光牙齿，减少牙斑、牙龈炎以及结石的方法。
对于本领域技术人员来说，通过阅读以下详细说明，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得显而易见。
发明详述虽然本说明书通过特别指出并清楚地要求保护本发明的权利要求作出结论，但应该相信由下列说明可更好地理解本发明。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考，任何文献的引用不可解释为对其作为本发明的现有技术的认可。
除非另外指明，本文中所有百分数和比率均按重量计。抛光指数、PCR和RDA没有单位。此外，除非另外指明，所有测量均在25℃下进行。
在本文中，“包括”是指可加入不影响最终结果的其它步骤和其它成分。该术语包括“由…组成”和“基本上由…组成”。
本发明的口腔组合物可以呈各种形式，如牙膏、洁齿剂、牙粉、局部口腔凝胶、漱口水、假牙产品、口腔喷剂、药用糖块、口服片剂或口香糖。
除非另外指明，本文所用术语“洁齿剂”是指糊剂、凝胶或液体制剂。洁齿剂组合物可以呈任何所需形式，如深条纹的、浅条纹的、多层的、糊剂周围有凝胶的、或其任意组合。洁齿剂组合物可以包含在物理上独立的分配器隔室中，并且可以被并行分配。
本文所用术语“分配器”是指适用于分配牙膏的任何泵、管子或容器。
本口腔组合物是这样一种产品，其在通常的使用过程中，不是为了系统施用某种特殊治疗剂而故意被吞咽，而是为了口腔活性使其在口腔中保留足够长时间以便充分接触所有牙齿表面和/或口腔组织。该口腔组合物可以是单相口腔组合物，或是两种或多种口腔组合物的组合。
本文所用术语“口腔可接受载体”是指可用于将本组合物以安全有效的方式应用到口腔的适合载体。该载体可包括物质如氟离子源、附加的抗结石剂、缓冲剂、其它研磨物质、过氧化物源、碱金属碳酸氢盐、增稠物质、湿润剂、水、表面活性剂、二氧化钛、调味剂体系、甜味剂、木糖醇、着色剂，及其混合物。
本文所用“安全有效量”是指既足以清洁牙齿和减少污垢/牙斑/牙龈炎/结石但又不会对口腔组织和结构造成伤害的量。
本发明所述组合物的pH为约4.5至约9.5、优选约6.5至约9.0、最优选约7.0至约9.0。
本发明组合物的必要组分以及任选组分描述在下列段落中。
二氧化硅研磨剂本发明的沉淀二氧化硅提供独特的釉质抛光活性值。这些二氧化硅的特征尤其在于其具有大于约7、优选约10至约19的10％黄铜Einlehner磨损值，并且在Microtrac颗粒分析仪上测得的平均值(MV)粒径为约8至约14。平均值粒径考虑歪斜粒径并涉及颗粒个体或平均聚集体的粒径分布。因而，当平均粒径增加至如本发明所公开的约8至约14微米的范围以上时，预期放射性釉质磨损和放射性牙质磨损(REA和RDA)的值也会增加。尽管RDA和REA也可能随硬度增加，但是在约8至约14微米的粒径范围内，二氧化硅颗粒硬度的差异可能产生在可接受RDA值范围内的牙齿抛光方面的增加，这一点迄今为止还未被重视。这些二氧化硅还具有良好的氟化物相容性，尤其是与氟化钠和氟化亚锡源的相容性。
本发明的沉淀二氧化硅是根据下述文献所提出定义的低级结构的二氧化硅J.Soc.Cosmet.Chem.29.，497-521(1978年8月)和Pigment HandbookVolume 1，Properties and Economics，2nd Edition，Edited by Peter A.Lewis，John Wiley & Sons，Inc.，1988，p.139-159。
本发明的沉淀二氧化硅的表膜清洁率(PCR)为约70至约140、优选约105至约125，所述表膜清洁率是洁齿剂清洁特性的量度。
当掺入到洁齿剂中时，本发明的二氧化硅的放射性牙质磨损(RDA)小于约250、优选为约100至约225、更优选为约150至200，所述放射性牙质磨损是本发明的沉淀二氧化硅磨损度的量度。
本沉淀二氧化硅的油吸收性为约50至65cc/100g，油吸收性和pH均在pH为约7至约8的5％含水浆液中测得。此外，本沉淀二氧化硅的特征根据其BET表面积、倾倒密度、充填密度和多孔性由水银浸入(HGI)空隙体积量度测得。这些特征可与用现有技术的二氧化硅观察到的那些特征相比较，所述现有技术的二氧化硅如公开于共同拥有的美国专利5,603,920(公布于1997年2月18日)和美国专利5,716,601(公布于1998年2月10日)中。
当掺入到洁齿剂组合物中时，本二氧化硅在牙釉质表面提供改善的抛光效果。二氧化硅洁齿剂的改善的抛光效果迄今为止还未被重视，在可接受的PCR/RDA比率内二氧化硅洁齿剂限定新的改善的磨损性能。本发明的沉淀二氧化硅优选特征为合成的含水非晶形二氧化硅，也称作硅石或SiO2。该定义旨在包括二氧化硅凝胶和杂化物如Geltates。
不受理论的限制，据信本发明采用了相对较硬的二氧化硅研磨剂，这些研磨剂可提供独特的抛光效果而没有通常预料的此类较硬二氧化硅的磨损性。
RDA(放射性牙质磨损)值根据下述文献的方法测定Hefferren，Journal ofDental Research，July-August 1976，pp.563至573和Wason的美国专利序列号4,340,583、4,420,312和4,421,527。PCR(表膜清洁率)清洁值由稍作改进的PCR测试方法测定，所述方法描述于“In Vitro Removal of Stain WithDentifrice”，G.K.Stookey，T.A.Burkhard and B.R.Schemerhorn，J.Dental Research，61，1236-9，1982。
在本说明书中，油吸收性用ASTM擦除方法D281测得。表面积由Brunaur等人，J.Am.Chem.Soc.，60，309(1938)的BET氮吸收方法测得。为测量亮度，使用Technidyne Brightimeter S-5/BC测量被压入光滑抛平片剂中的细粉末物质。该仪器具有双臂光学体系，其中以45°的角度照明样品，在0°观测反射光。它符合TAPPI测试方法T452和T646及ASTM标准D985。一系列滤波器将所需波长的反射光集中到光电池，光电池将所述反射光转换为输出电压。该信号被放大，然后用内部微机处理用于显示和打印输出。
用Microtrac II仪器，Leeds和Northrup测量平均粒径(平均值和中值或50％)。具体地讲，将激光光束投影穿过包含一股悬浮在液体中的移动颗粒的透明小室。触及颗粒的光线通过与其大小成反比例的角度散射。光电探测器阵列以几个预先确定的角度测量光的量。与被测光通量值成比例的电信号用微机系统处理，形成粒径分布的多通道柱状图。
孔体积(水银孔体积)使用Autopore II 9220孔隙率测定仪(MicromeriticsCorporation)测量。该仪器测量各种物质的空隙体积和孔径分布。将水银压入该空间作为压力函数，在各个压力设置下计算每克样品浸入的水银体积。本文中所述的总的孔体积代表在真空至400MPa(60,000磅/平方英寸)的压力下浸入的水银累积体积。以每一压力设置下体积的增加(cc/g)相对于与压力设置增加一致的孔半径画图。由浸入体积的峰值对孔半径的曲线对应孔径分布模型。它确定了样品中最普遍的孔径。
通过测量给定重量的研磨剂所占的以升为单位的体积来测量堆密度，以磅/立方尺为单位进行记录。
二氧化硅的特征还在于用Einlehner At-1000研磨机测量二氧化硅的磨损性，使用方法如下在黄铜Einlehner磨损测试中，按如下方法使用EinlehnerAt-1000磨损机(1)称量Fourdrinier(长网造纸机)黄铜线筛，让其经受一定时间的10％含水的二氧化硅悬浮液的作用；(2)测量磨损量，以每100,000转的长网造纸机黄铜线筛的毫克损失为单位。10％黄铜Einlehner(10％BEA)结果表示为毫克损失/100,100转。
二氧化硅优选具有大于约7、优选大于约10、优选约15至约40的10％BEA值。
二氧化硅的抛光效果根据釉质抛光指数方法测量，该方法是由本实验室研发的。牛釉质表面表示0.55至0.7Ra单位的表面粗糙值，所述牛釉质表面用含300个粗砂碳化硅的砂纸磨擦产生。Ra值由表面光度仪测量。用测试洁齿剂浆液刷洗所述表面1600次，所述浆液由一份洁齿剂溶于2.5份水制得，使用具有多刺毛的介质的牙刷以150克的正常表面力刷洗。将最终表面粗糙程度与初始粗糙程度的比率乘以100，该改善值以初始值的百分数表达。在可比较剂量下或具有已知二氧化硅研磨剂的混合物中，本发明的二氧化硅提供了优于常规二氧化硅的表面抛光效果。
这些沉淀二氧化硅由淡水酸化方法制备，其中二氧化硅(硅石或SiO2)通过碱金属硅酸盐与无机酸水溶液的反应来沉淀。碱金属硅酸盐可以是任何碱金属硅酸盐，优选硅酸钠。任何无机酸都可用于本方法，硫酸是优选的反应物。
本发明的特点在于制备方法是淡水方法，即，在反应过程中无电解质如明矾、Na2SO4或NaCl存在。
在优选的方法中，提供硅酸钠水溶液，其中硅酸钠存在的浓度按重量计为约8.0％至约35％、优选8.0％至约15％。在硅酸盐溶液中的Na2O∶SiO2比率为约1至3.5∶1、优选2.5至3.4∶1。硫酸反应物按重量计优选在水中具有约6％至35％、优选约9.0％至15％的浓度。
在优选的生产过程中，将小部分硅酸钠溶液加入到反应器中用于与硫酸和剩余硅酸盐反应。在优选的实施方案中，起初在反应器中仅放置总化学计量的约1％至5％、优选约2％的硅酸钠溶液，用作二氧化硅的初始核。加入硫酸和剩余硅酸钠之前，将硅酸钠水溶液在搅拌下预热至约80℃至90℃。可利用搅拌设备的常规搅拌方式进行搅拌。其后继续搅拌，将硅酸钠和硫酸的剩余物分别在限定的时间内缓慢地加入反应器。优选地，硅酸钠以约7至约12升/分钟的速度、更优选以8.94升/分钟的特定速度计量加入。硫酸以约1至约4升/分钟的速度、但更优选约2.95升/分钟的特定速度计量加入。
硅酸钠溶液和硫酸计量加入反应器内的硅酸钠溶液中，加入时间为约40至60分钟，但优选加入时间为50分钟。在该加入时间结束时，二氧化硅已经沉淀，此时停止加入硅酸钠溶液，但继续在搅拌下加入硫酸直至反应器内的最终pH为约5.0至5.8。在这一阶段，二氧化硅已经沉淀以提供沉淀二氧化硅和反应液体的混合物。
当二氧化硅沉淀且混合物pH降低后，蒸煮和固化该反应混合物。将混合物的温度升至90℃至98℃，优选约95℃至98℃，伴随持续搅拌，在持续时间为约5分钟至1小时、优选约10至30分钟下进行蒸煮。
然后，在持续搅拌下进一步将混合物的温度升至约100℃以将反应混合物煮沸，经过约半小时至约两个小时、优选约30分钟至80分钟、更优选约1小时的固化时间将产物固化。蒸煮和固化过程是本发明的关键特点。
当反应完成时，将pH再次调节为约5.0，过滤并用水洗涤反应混合物以便从滤饼中除去盐。然后优选用常规的喷雾干燥方法干燥滤饼，以生成包含约3％至10％水分的沉淀二氧化硅。如果需要，可以通过调节碾磨条件将沉淀二氧化硅碾磨至所需粒径。因为该方法的独特性，所以碾磨条件易于调节以生产所需平均值的二氧化硅颗粒。
优选的沉淀二氧化硅物质包括以商品名“Zeodent”得自J.M.HuberCorporation带有命名为“Zeodent 109”和“Zeodent 129”物质的二氧化硅。本二氧化硅研磨剂可以单独使用或与其它研磨剂结合使用，所述其它研磨剂优选相对柔软的二氧化硅研磨剂，其10％BEA值低于约7、优选为约3至约6。这类较软二氧化硅的实施例包括命名为“Zeodent 118”和“Zeodent 119”的那些二氧化硅。
当洁齿剂是牙膏时，本文所述组合物中总研磨剂以约6％至约70％、优选约15％至约35％的含量存在。如果组合物是牙粉，可使用95％的较高含量。
除了上述必需组分之外，本发明的实施方案还可包含各种任选洁齿剂成分，其中一些如下所述。例如，任选成分包括但不限于粘合剂、起泡剂、调味剂、甜味剂、附加的抗牙斑剂、附加的研磨剂和着色剂。这些或其它任选组分还描述于公布于1991年4月2日的Majeti的美国专利5,004,597；公布于1989年12月5日的Parran，Jr.等人的美国专利4,885,155；公布于1976年5月25日的Agricola等人的美国专利3,959,458和公布于1976年2月10日Haefele的美国专利3,937,807中。
口腔可接受载体本组合物组分的载体可以是适用于口腔的任何口腔可接受载体。这些载体包括牙膏、牙粉、预防糊剂、药用糖块、树胶等通常组分，这些将在下文进行更详细的描述。牙膏是优选的体系。
表面活性剂本发明优选的任选试剂之一是表面活性剂，所述表面活性剂优选选自肌氨酸盐表面活性剂、羟乙基磺酸盐表面活性剂和牛磺酸盐表面活性剂。优选用于本发明的是这些表面活性剂的碱金属盐或铵盐。本文最优选的是下列物质的钠盐或钾盐月桂酰肌氨酸盐、肉豆寇酰肌氨酸盐、棕榈酰肌氨酸盐、硬脂酰肌氨酸盐和油酰肌氨酸盐。
存在于本发明组合物中的表面活性剂的含量按总组合物重量计可以为约0.1％至约2.5％、优选约0.3％至约2.5％、最优选约0.5％至约2.0％。
其它适合的相容的表面活性剂可任选地单独使用或与肌氨酸盐表面活性剂结合用于本发明组合物中。适合的任选表面活性剂更充分地描述在公布于1976年5月25日的Agricola等人的美国专利3,959,458；公布于1976年2月10日的Haefele的美国专利3,937,807；和公布于1988年9月27日的Gieske等人的美国专利4,051,234中。
可用于本发明的优选阴离子表面活性剂包括其烷基具有10至18个碳原子的烷基硫酸的水溶性盐和具有10至18个碳原子的脂肪酸的磺化单酸甘油酯的水溶性盐。这类阴离子表面活性剂的实施例是月桂基硫酸钠和椰子基甘油单酯磺酸钠。也可使用阴离子表面活性剂混合物。
用于本发明的优选阳离子表面活性剂可广义地定义为脂族季铵化合物的衍生物(所述化合物具有一个包含约8至18个碳原子的长链烷基链)如月桂基三甲基氯化铵；氯化鲸蜡基吡啶鎓；鲸蜡基三甲基溴化铵；二异丁基苯氧乙基二甲基苄基氯化铵；椰子基烷基三甲基亚硝酸铵；氟化鲸蜡基吡啶鎓等。优选的化合物是季铵氟化物，描述于1970年10月20日公布的Briner等人的美国专利3,535,421中，其中所述季铵氟化物具有洗涤剂性质。在本发明公开的组合物中，某些阳离子表面活性剂也可用作杀菌剂。尽管阳离子表面活性剂如洗必太也适用于本发明，但由于它们会沾污口腔硬组织，所以并不是优选的。本领域的技术人员知道这种可能性，并在掺入阳离子表面活性剂时必须清楚这种限制性。
可用于本发明组合物中的优选非离子表面活性剂被广义地定义为由氧化亚烷基团(本身亲水的)与本质上为脂族或烷基芳族的有机疏水化合物缩合而产生的化合物。适合的非离子表面活性剂的实施例包括聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物(聚醚)、烷基酚的聚环氧乙烷缩合物、衍生自环氧乙烷与氧化丙烯和1，2-乙二胺的反应产物的缩合产物、脂族醇的环氧乙烷缩合物、长链叔胺氧化物、长链叔膦氧化物、长链二烷基亚砜以及这些物质的混合物。
用于本发明的优选两性离子合成表面活性剂可以广泛地描述为脂族季铵、鏻鎓和锍化合物的衍生物，其中该脂族基团可以是直链或支链的，且其中一个脂族取代基包含约8至18个碳原子，一个脂族取代基包含阴离子水增溶基团，例如羧基、磺酸根、硫酸根、磷酸根或膦酸根。
优选的甜菜碱表面活性剂公开于1993年1月19日公布的Polefka等人的美国专利5,180,577中。典型的烷基二甲基甜菜碱包括癸基甜菜碱或2-(N-癸基-N，N-二甲氨基)乙酸酯、椰油基甜菜碱或2-(N-椰油基-N，N-二甲基胺基)乙酸酯、十四烷基甜菜碱、棕榈基甜菜碱、月桂基甜菜碱、鲸蜡基甜菜碱、硬脂基甜菜碱等。酰氨基甜菜碱的实施例有椰油基酰氨基乙基甜菜碱、椰油酰氨基丙基甜菜碱、月桂酰氨基丙基甜菜碱等。甜菜碱优选为椰油酰氨基丙基甜菜碱，更优选为月桂酰氨基丙基甜菜碱。
螯合剂其它优选的任选试剂是螯合剂如酒石酸和其可药用的盐、柠檬酸和碱金属柠檬酸盐及其混合物。螯合剂能络合细菌的细胞壁中的钙。螯合剂也可以通过从钙桥中除去钙而分解牙斑，这有助于保持生物量完整。然而，不希望使用对钙有过高亲和力的螯合剂，因为这可能导致牙齿脱矿质化，这将有悖于本发明的目的和意图。
柠檬酸钠和柠檬酸钾是优选的碱金属柠檬酸盐，最优选柠檬酸钠。还优选的是柠檬酸/碱金属柠檬酸盐组合物。本文优选的是酒石酸的碱金属盐。最优选用于本发明的是酒石酸二钠、酒石酸二钾、酒石酸钾钠、酒石酸氢钠和酒石酸氢钾。适用于本发明的螯合剂的量为约0.1％至约2.5％、优选约0.5％至约2.5％、最优选约1.0％至约2.5％。酒石酸盐螯合剂可以单独使用或与其它任选螯合剂组合使用。
可以使用其它任选螯合剂。优选地，这些螯合剂的钙粘合常数为约101至105以提供形成较少牙斑和结石的改善的清洁作用。
适合用于本发明中作为螯合剂的另一类试剂是可溶解的焦磷酸盐。用于本发明的焦磷酸盐可以是任何焦磷酸碱金属盐。具体的焦磷酸碱金属盐包括焦磷酸四碱金属盐、焦磷酸二氢二碱金属盐、焦磷酸一氢三碱金属盐及其混合物，其中碱金属优选为钠或钾。这些盐可以其水合形式和未水合形式使用。用于本组合物的有效量的焦磷酸盐通常足以提供至少1.0％、优选约1.5％至约6％、更优选约3.5％至约6％的焦磷酸根离子。将会认识到，焦磷酸根离子的含量就是能够提供给组合物的量(即适当pH下的理论量)，并且当最终产物pH确定时，可以存在不同于P2O7-4(例如，(HP2O7-3))的焦磷酸盐形式。
焦磷酸盐更详细地描述在Kirk & Othmer，Encyclopedia of ChemicalTechnology，Second Edition，Volume 15，Interscience Publishers(1968)中。
可用于代替焦磷酸盐或与其结合使用的任选试剂包括已知物质如聚氨基丙烷磺酸(AMPS)、柠檬酸锌三水合物、多磷酸盐(例如，三聚磷酸盐；六偏磷酸盐)、二膦酸盐(例如，EHDP；AHP)、聚膦酸酯、膦酸酯共聚物、多肽(如聚天冬氨酸和聚谷氨酸)，及其混合物。
膦酸酯共聚物的实施例是在Benedict等人的美国专利5,011,913中描述的源自二膦酸盐的聚合物。优选的聚合物是二膦酸盐改性的聚丙烯酸。如下所示的适合的包含膦酸酯的聚合物描述于Zakikhani等人的美国专利5,980,776中。
1.具有下式的丙烯酸和二磷酸的共聚物 2.具有下式的丙烯酸和乙烯基磷酸的共聚物 3.具有下式的甲基丙烯酸和乙烯基磷酸的共聚物
4.具有下式的丙烯酸和乙烯基二磷酸的共聚物 多磷酸盐也可任选地包括在本组合物中。尽管存在一些环状多磷酸盐衍生物，但通常认为多磷酸盐由主要以线性构型排列的两个或多个磷酸盐分子组成。除了作为工艺上的多磷酸盐的焦磷酸盐和三聚磷酸盐之外，还需要具有约四个或多个磷酸的多磷酸盐，即，四聚磷酸盐和六偏磷酸盐，以及其它。比四聚磷酸盐大的多磷酸盐通常以非晶形玻璃状物质出现。在本发明中优选具有下式的直链“玻璃状”多磷酸盐XO(XPO3)nX其中X是钠、钾或铵，n一般为约6至约125。优选的是FMC Corporation生产的多磷酸盐，其商品名为Sodaphos(n≈6)、Hexaphos(n≈13)和GlassH(n≈21)。最优选的多磷酸盐是Glass H。这些多磷酸盐可以单独使用或者组合使用。
还适用于本发明的其它可能的螯合剂是阴离子聚合的聚羧酸酯。这些物质是本领域众所周知的，它们以其游离酸、或部分或优选全部中和的水溶性碱金属(例如钾，优选钠)盐或铵盐的形式应用。优选的是1∶4至4∶1的马来酸酐或酸与另一种可聚合的烯键式不饱和单体的共聚物，优选分子量(M.W.)为约30,000至约1,000,000的甲基乙烯基醚(甲氧基乙烯基)。这些共聚物的实施例是GantrezAN 139(M.W.500,000)、AN 119(M.W.250,000)，优选S-97药品等级(M.W.70,000)，得自GAF Chemicals Corporation。
其它有效的聚合聚羧酸酯包括这些物质如马来酸酐与丙烯酸乙酯、异丁烯酸羟基乙酯、N-乙烯基-2-吡咯烷酮(pyrollidone)或乙烯的1∶1共聚物(后者如Monsanto EMA No.1103，M.W.10,000和EMA等级61)和丙烯酸与羟乙基甲基异丁烯酸酯或异丁烯酸羟基乙酯、丙烯酸甲酯或丙烯酸乙酯、异丁基乙烯基醚或N-乙烯基-2-吡咯烷酮的1∶1共聚物。
附加的有效聚合聚羧酸酯公开于1979年2月6日公布的Gaffar的美国专利4,138,477和1980年1月15日公布的Gaffar等人的美国专利4,183,914中，它们包括马来酸酐与苯乙烯、异丁烯或乙基乙烯基醚、聚丙烯酸、聚衣康酸和聚马来酸的共聚物，和以商品名Uniroyal ND-2获得的分子量低至1,000的磺基乙酰化低聚物。
氟化物源洁齿剂和其它口腔组合物中通常具有足量的附加水溶性氟化物化合物，以便在25℃时为组合物提供氟离子浓度，和/或当所述氟化物化合物以按重量计为约0.0025％至约5.0％、优选0.005％至约2.0％的浓度使用时，能提供附加的防龋效果。各种氟离子产生物质可用作本组合物的可溶解的氟化物源。适合的氟离子产生物质的实施例参见1970年10月20日公布的Briner等人的美国专利3,535,421和1972年7月18日公布的Widder等人的美国专利3,678,154。代表性的氟离子源包括氟化亚锡、氟化钠、氟化钾、单氟磷酸钠和许多其它物质。尤其优选的是氟化亚锡和氟化钠，及其混合物。
牙齿增白活性物质和牙齿颜色改变物质可用于本发明口腔护理组合物中的牙齿增白活性物质包括漂白剂或氧化剂如过氧化物、过硼酸盐、过碳酸盐、过氧酸、过硫酸盐、金属亚氯酸盐，及其组合物。适合的过氧化物化合物包括过氧化氢、过氧化脲、过氧化钙，及其混合物。优选的过碳酸盐是过碳酸钠。其它适合的增白剂包括钾、铵、钠和锂的过硫酸盐、过硼酸盐的一水合物和四水合物和焦磷酸过氧氢氧化钠。适合的金属亚氯酸盐包括亚氯酸钙、亚氯酸钡、亚氯酸镁、亚氯酸锂、亚氯酸钠和亚氯酸钾。优选的亚氯酸盐是亚氯酸钠。附加增白活性物质可以是次氯酸盐和二氧化氯。
除了漂白剂可作为牙齿增白剂之外，牙齿颜色改变物质也被认为是可用于本发明的口腔护理活性物质。这些物质适合用于改变牙齿颜色以满足消费者的需要。这些物质包括这样的颗粒，当将其涂敷到牙齿表面时，它可以通过吸收和/或光反射来改变所述表面。当将包含这些颗粒的膜涂敷到牙齿表面或牙齿上时，这些颗粒可提供外观有益效果。
本发明中最有用的颗粒包括通常用于化妆品领域的颜料和着色剂。关于可用于本组合物的颜料和/或着色剂，除了在牙齿表面对光源的效果限制外，没有具体的限制。颜料和着色剂包括无机白色颜料、无机有色颜料、珠光剂、填充剂粉末等；参见公布于1997年4月15日的日本出版专利申请公开9-100215。具体实施例选自滑石、云母、碳酸镁、碳酸钙、硅酸镁、硅酸铝镁盐、二氧化硅、二氧化钛、氧化锌、红色氧化铁、棕色氧化铁、黄色氧化铁、黑色氧化铁、亚铁氰化铁铵、锰紫、群青、尼龙粉末、聚乙烯粉末、异丁烯酸盐粉末、聚苯乙烯粉末、蚕丝粉末、结晶的纤维素、淀粉、钛酸盐云母、氧化铁钛酸盐云母、氯氧化铋及其混合物。最优选的是那些选自二氧化钛、氯氧化铋、氧化锌及其混合物的物质。通常被认为是安全的颜料列于C.T.F.A.Cosmetic Ingredient Handbook，3rd Ed.，Cosmetic and Fragrance Assn.，Inc.，Washington D.C.(1982)中。
颜料典型地用作遮光剂和着色剂。这些颜料可以已处理的颗粒或粗颜料本身的形式使用。按照消费者所希望的特殊效果来选择典型颜料含量。例如，对于牙齿尤其是暗色牙齿或变色的牙齿，人们典型地用足量的颜料淡化牙齿的颜色。另一方面，当单个牙齿或牙齿上的斑点比其它牙齿的颜色浅时，可使用颜料来加深牙齿的颜色。颜料和着色剂通常以组合物的约0.05％至约20％、优选约0.10％至约15％、最优选约0.25％至约10％的含量使用。
增稠剂在制备牙膏或凝胶时，为了提供满意的组合物稠度、满意的活性物质释放特性、架藏稳定性和组合物稳定性等，有必要加入一些增稠物质。优选的增稠剂是羧基乙烯基聚合物、角叉菜胶、羟乙基纤维素、合成锂皂石和纤维素醚的水溶性盐如羧甲基纤维素钠和羧甲基羟乙基纤维素钠。也可使用天然树胶如刺梧桐树胶、黄原胶、阿拉伯树胶和黄蓍胶。胶态硅酸镁铝或细分的二氧化硅可用作部分增稠剂以进一步改善结构。
优选的一类增稠剂或胶凝剂包括丙烯酸与季戊四醇烷基醚或蔗糖烷基醚交联的一类均聚物或卡波姆。卡波姆以Carbopol系列购自B.F.Goodrich。尤其优选的Carbopol包括Carbopol 934、940、941、956及其混合物。
丙交酯和乙交酯单体的共聚物的分子量为约1,000至约120,000(数均)，所述共聚物可用于将活性物质递送到牙周袋或围绕牙周袋作为“牙龈下凝胶载体”。这些聚合物描述于1993年3月30日公布的美国专利5,198,220和1993年9月7日公布的美国专利5,242,910(二者都授予Damani)和1984年4月17日公布的Mattei的美国专利4,443,430中。
增稠剂可以按总牙膏或凝胶组合物重量计为约0.1％至约15％、优选约2％至约10％、更优选约4％至约8％的量使用。更高的浓度可用于口香糖、药用糖块(包括清新薄荷)、小药囊、非研磨剂凝胶和牙龈下凝胶。
湿润剂本发明组合物的局部口腔载体的另一任选组分是湿润剂。湿润剂用于防止牙膏组合物在接触空气后发生硬化，并使组合物给予口腔以潮湿感，对于特殊湿润剂来说，湿润剂还可用于赋予牙膏组合物以理想的甜味。以纯湿润剂为基础，该湿润剂通常占本发明组合物重量的约0％至约70％，优选约5％至约25％。用于本发明组合物的适合湿润剂包括可食用的多元醇如甘油、山梨醇、木糖醇、丁二醇、聚乙二醇和丙二醇，特别是山梨醇和甘油。
调味剂和甜味剂调味剂和甜味剂也可加入到组合物中。适合的调味剂包括冬青油、薄荷油、留兰香油、丁香芽油、薄荷醇、对丙烯基茴香醚、水杨酸甲酯、桉油精、肉桂、乙酸1-薄荷酯、鼠尾草、丁子香酚、欧芹油、噁烷酮(oxanone)、α-紫罗兰酮、牛至属植物、柠檬、橙、丙烯基乙基愈创木酚、肉桂、香草醛、百里酚、里哪醇、称为CGA的肉桂醛甘油乙缩醛，及其混合物。调味剂通常以按组合物重量计约0.001％至约5％的含量用于该组合物中。
可使用的甜味剂包括蔗糖、葡萄糖、糖精、右旋糖、左旋糖、乳糖、甘露糖醇、山梨醇、果糖、麦芽糖、木糖醇、糖精盐、索马甜(thaumatin)、天冬甜素、D-色氨酸、二氢查尔酮、乙酰磺胺酸钾(acesulfame)和环己氨基磺酸盐，尤其是环己氨基磺酸钠和糖精钠，及其混合物。组合物优选包含按组合物重量计为约0.1％至约10％，优选约0.1％至约1％的这些试剂。
除了调味剂和甜味剂之外，冷却剂、流涎剂、加温剂和麻木剂也可用作本发明组合物的任选组分。这些试剂以按组合物重量计约0.001％至约10％，优选约0.1％至约1％的含量存在。
冷却剂可以是各种各样的任意物质。包括在本发明中的这些物质是羧基酰胺化合物、薄荷醇、缩酮、二醇及其混合物。本发明组合物中的优选冷却剂是对孟羧基酰胺试剂，例如商业上称为“WS-3”的N-乙基-对-孟-3-羧基酰胺、称为“WS-23”的N，2，3-三甲基-2-异丙基丁酰胺，及其混合物。另外优选的冷却剂选自薄荷醇、由Takasago生产的称为TK-10的3-1-薄荷氧基丙烷-1，2-二醇、由Haarmann和Reimer生产的称为MGA的薄荷酮甘油乙缩醛和由Haarmann和Reimer生产的称为Frescolat的乳酸薄荷酯。用于本发明的术语“薄荷醇”和“薄荷基”包括这些化合物的右旋和左旋异构体，及其外消旋的混合物。TK-10描述于1984年10月7日公布的Amano等人的美国专利4,459,425。WS-3和其它试剂描述于1979年1月23日公布的Watson等人的美国专利4,136,163中。
本发明优选的流涎剂包括Takasago制造的Jambu。优选的加温剂包括辣椒和烟酸酯如苄基烟酸酯。优选的麻木剂包括苯佐卡因、利多卡因、丁香芽油和乙醇。
碱金属碳酸氢盐本发明可包括碱金属碳酸氢盐。碱金属碳酸氢盐是水溶性的，如果它在含水体系中不稳定，则易于释放二氧化碳。碳酸氢钠，也称为小苏打，是优选的碱金属碳酸氢盐。本组合物可包含约0.5％至约30％、优选约0.5％至约15％、最优选约0.5％至约5％的碱金属碳酸氢盐。
混杂载体在制备商用口腔组合物中使用的水应该是低离子含量的并且不含有机杂质。水通常占本发明的含水牙膏组合物重量的约10％至约50％、优选约20％至约40％。这些水包括加入的游离水和引入其它物质(如带有山梨醇)的水。
二氧化钛也可加入到本组合物中。二氧化钛是白色粉末，其增加了组合物的不透明性。二氧化钛通常占洁齿剂组合物重量的约0.25％至约5％。
优选使用缓冲剂来调节本组合物的pH。本文所用的缓冲剂是指能用于将所述组合物的pH调节至约4.5至约9.5的试剂。缓冲剂包括磷酸一钠、磷酸三钠、氢氧化钠、碳酸钠、酸式焦磷酸钠、柠檬酸和柠檬酸钠。缓冲剂可以按本组合物重量计为约0.5％至约10％的含量施用。洁齿剂组合物的pH用3∶1的洁齿剂的含水浆液(例如3份水对1份牙膏)进行测量。
其它可用于本组合物的任选试剂包括选自烷基聚二甲基硅氧烷共聚醇和烷氧基聚二甲基硅氧烷共聚醇的聚二甲基硅氧烷共聚醇，如C12-C20烷基聚二甲基硅氧烷共聚醇及其混合物。高度优选的是以商品名Abil EM90市售的鲸蜡基二甲基硅氧烷共聚醇。聚二甲基硅氧烷共聚醇通常以按重量计约0.01％至约25％、优选约0.1％至约5％、更优选约0.5％至约1.5％的含量存在。该聚二甲基硅氧烷共聚醇辅助提供积极的牙齿感觉有益效果。
其它有用的载体包括两相沽齿剂制剂，如那些公开于下述文献中的物质1993年5月23日公布的美国专利5,213,790、1992年9月8日公布的5,145,666和1994年1月25日公布的5,281,410，上述所有专利都属于Lukacovic等人；和Schaeffer的美国专利4,849,213和4,528,180。
适合的药用糖块和口香糖组分公开于1978年4月11日授予Grabenstetter等人的美国专利4,083,955。
其它活性剂本口腔组合物也包括其它活性剂如抗微生物剂。包括在这种试剂中的是水不溶性的非阳离子抗微生物剂如卤代二苯基醚、苯酚化合物，所述化合物包括苯酚及其同系物、一烷基和聚烷基与芳族的卤代酚、间苯二酚及其衍生物、双酚化合物和卤代N-水杨酰苯胺、安息香酯和卤代N-碳酰苯胺。水溶性抗微生物剂包括季铵盐和双-二胍(biquanide)盐，及其它。三氯生一磷酸盐是附加的水溶性抗微生物剂。季铵剂包括如下这些试剂，其中季氮上的一个或两个取代基的碳链长度(典型地为烷基)为约8至约20、典型地为约10至18个碳原子，同时剩余取代基(典型地为烷基或苄基)具有更少的碳原子数如约1至约7个碳原子，典型地为甲基或乙基。典型的季铵抗菌剂实施例有十二烷基三甲基溴化铵、氯化十四烷基吡啶、杜灭芬溴(溴化十二烷基二甲胺)、氯化N-十四烷基-4-乙基吡啶鎓、十二烷基二甲基(2-苯氧乙基)溴化铵、苄基二甲基硬脂基氯化铵、氯化十六烷基吡啶鎓、季铵化的5-氨基-1，3-双(2-乙基己基)-5-甲基六氢嘧啶、烷基苄基二甲基氯化铵、苄索氯铵和甲基苄索氯铵。其它化合物是公开于1980年6月3日公布的Bailey的美国专利4,206,215中的双[4-(R-氨基)-1-吡啶鎓]烷烃。其它抗微生物剂如二甘氨酸酯铜、甘氨酸酯铜、柠檬酸锌和乳酸锌也可以包括在内。酶是另一类可用于本组合物的活性物质。有用的酶包括属于蛋白酶、溶解酶、牙斑基质抑制剂和氧化酶类的那些酶蛋白酶包括木瓜蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、无花果蛋白酶、菠萝蛋白酶；细胞壁溶解酶包括溶菌酶；牙斑基质抑制剂包括葡聚糖酶、突变酶；氧化酶包括葡萄糖氧化酶、乳酸盐氧化酶、半乳糖氧化酶、尿酸氧化酶；过氧化物酶包括辣根过氧化物酶、绿过氧物酶、乳过氧化物酶、氯过氧化物酶。除了抗微生物特性之外，氧化酶还具有增白/清洁活性。这些试剂公开于1960年7月26日授予Norris等人的美国专利2,946,725和1977年9月27日授予Gieske等人的美国专利4,051,234。其它抗微生物剂包括洗必太、三氯生、三氯生一磷酸盐和调味油如百里酚。三氯生和此类其它试剂公开在1991年5月14日公布的Parran，Jr.等人的美国专利5,015,466，和1990年1月16日公布的Nabi等人的美国专利4,894,220中。提供抗牙斑有益效果的这些试剂可以按洁齿剂组合物重量计为约0.01％至约5.0％的含量存在。
使用方法本发明还涉及清洁和抛光牙齿以及减少牙釉质上污垢、牙斑、牙龈炎和结石产生的方法。
本发明使用的方法包括用本发明的口腔组合物接触患者牙釉质表面和口腔粘膜。护理方法可以是用洁齿剂刷洗或用洁齿剂浆液或漱口水清洗。其它方法包括使患者牙齿或口腔粘膜接触局部口腔凝胶、口腔喷剂或其它形式。患者可以是用牙齿表面接触所述口腔组合物的任何人或低级动物。
应该理解，本发明不仅涉及将包含本二氧化硅研磨剂的组合物递送到人的口腔的方法，而且也包括将这些组合物递送到其它动物口腔的方法，所述动物包括例如家庭宠物或其它驯养动物或被囚禁的动物。
例如，使用的方法可以包括人用一种洁齿剂组合物刷洗狗的牙齿。另一个实施例包括用口腔组合物将猫的口腔漂洗足够长的时间以产生有益效果。可以配制包含本口腔组合物的宠物护理产品如咀嚼物和玩具。将包括二氧化硅研磨剂的该组合物掺入到相对柔软但坚固持久的物质如由天然或合成纤维制得的生皮、绳子和由尼龙、聚酯或热塑性聚氨酯制得的聚合物制品中。当动物咀嚼、舔、啃咬该产品时，掺入的活性物质释放到动物口腔中并进入唾液介质，这相当于有效刷洗或清洗。
实施例下列实施例进一步描述和举例说明了本发明范围内的实施方案。所给出的这些实施例仅为说明性的，不应当理解为是对本发明的限制，因为在不背离本发明的精神和范围的条件下，可以对其进行各种改变或变化。
如本发明所述的具有不同含量的二氧化硅研磨剂的洁齿剂组合物参见下列实施例I至IV。
实施例I

1.Zeodent 109，其10％黄铜Einlehner磨损值介于7至17之间。
2.Zeodent 118，其10％黄铜Einlehner磨损值介于3.7至5.1之间。
3.Zeodent 119，其10％黄铜Einlehner磨损值介于5至6之间。
实施例II


实施例III

实施例IV

实施例中的洁齿剂产生了未预料到的釉质抛光特性改善，这提高了与这些牙膏相关的牙齿清洁感觉的总体有益效果。表1突出显示了当BEA值为10以上的沉淀二氧化硅研磨剂Zeodent 109单独使用或与比较柔软的二氧化硅研磨剂包括Zeodent 118或Zeodent 119结合使用时所显示出来的抛光性能改善，其中所述抛光优点很明显。

研磨剂混合物的效果尤其显著。最具体的是，它表明加入Zeodent 109二氧化硅与较柔软二氧化硅的50％混合物产生的抛光效果相当于利用较硬二氧化硅所获得混合物的抛光效果，所述较硬二氧化硅的用量与本文所述的组合混合物的剂量相当。这种改善的抛光特性可以仅用硬度值大于BEA值为7、优选为10的本发明的独特二氧化硅进行部分取代即可获得。
重要的是，使用本二氧化硅的研磨剂体系不仅导致釉质抛光性能的增强，而且还导致表膜清洁率活性的增加，所述二氧化硅自身或与现有技术的较软二氧化硅结合时具有增加的磨损和硬度特性。与由只包含20％Zeodent 119的配方产生的PCR清洁值83相比，包括10％优选Zeodent 109研磨剂和10％Zeodent 119研磨剂的组合配方产生的PCR清洁值为127。
尽管已用具体实施方案说明和描述了本发明，但显而易见的是，本领域的技术人员可在不背离本发明的精神和保护范围的情况下作出许多其它变化和修改。因此，旨在在附加的权利要求书中包括在本发明范围内的所有这些变化和修改。
权利要求
1.研磨洁齿剂组合物，所述研磨洁齿剂组合物包括(a)口腔可接受载体和(b)二氧化硅研磨剂，所述二氧化硅研磨剂包括沉淀二氧化硅，所述沉淀二氧化硅的平均值(MV)粒径分布为8至14微米，且其10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值大于7，其中当将所述沉淀二氧化硅研磨剂配制到洁齿剂中时，其提供经测量具有70至140表膜清洁比率(PCR)的有效表膜清洁、放射性牙质磨损值(RDA)低于250的磨损度、以及超过用常规沉淀二氧化硅所获得的牙齿表面抛光效果的改善。
2.如权利要求1所述的研磨洁齿剂组合物，其中所述二氧化硅研磨剂的10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值为10至19。
3.如权利要求1所述的研磨洁齿剂组合物，所述组合物包括按组合物重量计6％至70％的所述沉淀二氧化硅研磨剂。
4.研磨洁齿剂组合物，所述研磨洁齿剂组合物包括(a)口腔可接受载体和(b)混合二氧化硅研磨剂体系，所述体系包括(i)第一沉淀二氧化硅，其平均值(MV)粒径分布为8至14微米，且10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值大于7，和(ii)第二沉淀二氧化硅，其10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值小于7，其中当混合沉淀二氧化硅研磨剂被配制到洁齿剂中时，其提供经测量具有70至140表膜清洁比率(PCR)的有效表膜清洁、放射性牙质磨损值(RDA)低于250的磨损度、以及超过用常规沉淀二氧化硅所获得的牙齿表面抛光效果的改善。
5.如权利要求4所述的研磨洁齿剂组合物，其中所述第一二氧化硅研磨剂的10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值为10至19，且第二二氧化硅研磨剂的10％黄铜Einlehner磨损(10％BEA)值为3至6。
6.如权利要求4所述的研磨洁齿剂组合物，所述研磨洁齿剂组合物包括按所述组合物重量计6％至70％的所述混合沉淀二氧化硅研磨剂。
7.如权利要求4所述的研磨洁齿剂组合物，其中所述混合二氧化硅研磨剂体系包括50％的所述第一二氧化硅研磨剂和50％的所述第二二氧化硅研磨剂。
8.一种方法，所述方法利用如权利要求1或权利要求4所述的研磨洁齿剂组合物来清洁和抛光牙齿，减少牙斑、牙龈炎和结石。
全文摘要
本发明公开了包括独特的二氧化硅研磨剂的口腔护理组合物以及使用这些口腔护理组合物来抛光和清洁牙釉质的方法。
文档编号A61K8/25GK1535135SQ02812478
公开日2004年10月6日 申请日期2002年6月24日 优先权日2001年6月25日
发明者D·J·小怀特, K·M·科扎克, V·布科维西, R·F·戴特, D J 小怀特, 戴特, 科扎克, 莆 申请人:宝洁公司