专利名称：用于牙齿增白的含磨料和过氧化物的稳定含水洁齿用品的制作方法
背景技术：
所属领域本发明主要涉及用于人体牙齿增白的含过氧化物的制剂，特别涉及含过氧化物的稳定的洁齿组合物，将该组合物涂敷在牙齿表面能起到牙齿增白和去除牙斑的作用。
现有技术牙齿包括内层的牙本质和外层坚硬的牙釉质，牙釉质是牙齿的保护层。牙釉质天然呈不透明白色或淡米色。正是这层牙釉质会产生牙斑或变色。牙釉质由羟基磷灰石无机结晶构成，由此形成略带孔隙的表面。相信牙釉质的孔隙特性使得污染物和变色物质能渗入牙釉质内部并使牙齿变色。
人体每日碰到或接触到的许多物质会“污染”牙齿或降低人们牙齿的“白度”。特别是人们常用的食品、烟草制品和饮料如茶和咖啡都会污染人们的牙齿。这些产品或物质会在牙釉质中积累并在牙齿上形成一层膜。这些污染物和变色物质会由此进入牙釉质。这一麻烦需要多年过程而逐渐形成，但会使人们的牙釉质产生明显的变色。
市售的家用无磨料凝胶组合物中含1-3％(重量)过氧化氢或过氧化脲，并且当涂刷在牙齿上时具有牙齿增白和去除牙斑的作用。
采用这种含过氧化物的增白凝胶的缺点在于，过氧化物组分会在制成后较短时间内分解，随之造成全部或大量可用氧损失，从而限制了这些产品作为牙齿增白组合物的功效。已熟知过氧化物如过氧化氢中过氧化物的保留量是不稳定的，并且发现难于将其配制成含水凝胶或牙膏以期经过充分的贮存期后在涂敷牙齿上时仍能释放出足量氧。因此现有技术例如美国专利4988450和美国专利3657413中，配制用于牙齿增白的氧释放组合物时，采用的是无水粉末或无水膏剂或凝胶，并要防止其中发生相互化学反应。采用这类无水产品的缺点在于，由于产品中不含水，涂敷时会令口腔组织脱水，从而导致刺激作用和组织损伤。
所配制的含过氧化物的牙用增白产品中一般不含磨料，因为这些材料会活化过氧化物的快速分解作用，其中的氧增白成分会过早释放出来。气体逸出是特别不利的，因为气体逸出会造成盛装这类牙用产品的管体鼓泡和/或爆裂。已知盛装了含过氧化物和二氧化硅磨料的牙用产品的带盖的管体在装料后一天内即会爆裂。用氧化铝磨料替代二氧化硅时，所盛装的产品会在装料后的数天内充满气泡。
采用不含磨料的增白产品的缺点在于，除稳定问题之外，产品对去除牙斑无效。在牙用产品中加入磨料或抛光剂可起到清除作用，并且与牙齿外表面之间产生物理清洗作用。清洗作用能除去细菌膜和牙斑层以及导致牙齿变色的牙齿上常见的某些污染物和变色物质。这些磨料与牙齿间还存在微研磨作用，从而令牙齿抛光，使牙釉质外观更为光滑并具有较高的光亮度。微研磨作用会增进经清洗的牙齿反射白光的能力，从而使牙齿更亮。
典型的含过氧化物而不含磨料的口用组合物包括美国专利4980152；4839156；4522805和4567036中公开的组合物。
美国专利4980152中公开了一种不含磨料的含水口用凝胶组合物，其中约含0.5-50％(重量)的过氧化脲和0.01-2％(重量)的供氟化合物。该组合物中还包含增稠剂如羧基聚甲烯，非离子表面活性剂，用作增稠剂的碱溶性纤维素醚，用作缓冲剂的磷酸钾和用作载体的甘油，以及香料和甜味剂。
美国专利4839156公开了一种含水洁齿凝胶，其中含有18-25％(重量)聚氧乙烯/聚丙烯嵌段共聚物成胶剂，过氧化氢，香料，甜味剂和非离子表面活性剂等主要成分。
美国专利4522805和4567036中公开了一种有助于控制牙周疾病的稳定的牙膏，其中包含氧化剂如过氧化脲，氧化剂存在于载体中，载体中包含阳离子洗涤剂，山梨醇和甘油保湿剂，以及增稠剂，如黄蓍胶，藻酸钠或羧甲基纤维素钠。
美国专利5256402中公开了一种含磨料的含水牙膏组合物，其中包括活性氧含量稳定的过氧化物，它能有效地迅速增白牙齿并去除牙斑，其中含有由至少7％(重量)水，20-60％(重量)焦磷酸钙，1-约20％(重量)过氧化氢或过氧化脲和约0.5-8.0％(重量)碱性焦磷酸盐构成的混合物。在美国专利5256402中公开的含磨料和过氧化物的口用组合物的缺点在于，虽然过氧化物稳定，但产品经长期贮存和在非正常高温下的稳定性仍有不足。
发明简述根据本发明，发现了物理和化学稳定的含过氧化物和磨料的含水洁齿组合物，以及采用含磨料，过氧化物，保湿剂(包括聚乙二醇)，金属离子配合剂，抗氧化剂化合物，和聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂的组合物而达到的迅速增白牙齿并去除牙斑的作用，该洁齿用品的pH经缓冲剂调节至约5.8-7.2。
优选实施方案说明用于本发明增白组合物制备的磨料化合物包括磷酸二钙化合物。这里采用的术语“磷酸二钙化合物”包括磷酸二钙二水合物和无水磷酸二钙或焦磷酸钙。优选用于本发明的磨料化合物是高β相焦磷酸钙。本发明增白组合物中磨料化合物的含量约为10-50％(重量)，优选约为20-40％(重量)。
本发明组合物中的过氧化物组分的含量应足以在刷牙过程中释放出足量的氧以有效地增白牙齿。用于本发明组合物的过氧化物的用量一般至少约占该含过氧化物的组合物的0.5％。优选组合物中过氧化物的含量约为0.5-10％(重量)。更优选组合物中过氧化物的含量约为0.75-5％(重量)。适用于制备本发明组合物的过氧化物的实例包括金属过氧化物如过氧化钙，过氧化氢和有机过氧化物，其中包括过氧化脲，甘油基过氧化物，苯甲酰基过氧化物等。优选的过氧化物是过氧化氢。
将用于制备本发明增白组合物的过氧化物和磨料化合物溶解或悬浮于载体中，载体中包含水和保温剂，如聚乙二醇和甘油。水约占本发明增白组合物的15-40％(重量)。
适用于实施本发明的典型的聚乙二醇包括那些商标名为Carbowax的聚乙二醇，它是通式为HOCH2(CH2OCH2)nCH2OH的环氧乙烷非离子聚合物，其中n是氧化乙烯基的平均值。Carbowax聚乙二醇采用数字如400，600，800等标明牌号，其中数字代表的是平均分子量。适用于此的聚乙二醇的分子量约为200-2000，优选约为600，下文中均称为PEG 600。
本发明组合物中聚乙二醇组分的含量约占该增白组合物的10-30％(重量)，优选约为15-20％(重量)。
本发明增白组合物中可包含甘油，它约占该增白组合物的0-10％(重量)。发现甘油含量基本超过10％(重量)时会造成组合物物理不稳定(液化)，因此应避免甘油过量。
当将聚乙二醇和甘油共用于制备本发明的增白组合物时，聚乙二醇和甘油的重量比高于1.0对保持物理(化妆品)稳定性很重要。下文中会述及当该重量比低于1.0时，在贮存和升温条件下，增白组合物中的各组分会发生相分离。
本发明增白组合物中聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂的用量约占组合物的10-25％(重量)，优选约为12-20％(重量)。适用于实施本发明的典型的聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物是如HO(C2H4O)b(C3H6O)a(C2H4O)bH所示的嵌段共聚物，其中a是整数，(C3H6O)代表疏水基，其分子量约为2750-4000，b是整数，(C2H4O)代表亲水部分，它约占该嵌段共聚物的70-80％(重量)。适用于本发明组合物的嵌段共聚物是商购的商标名为Pluronic F类产品。
Pluronic F127的分子量约为9000-14000，并且其中含有70％亲水聚氧乙烯部分，优选在本发明中用作成胶剂。当将聚氧乙烯/聚丙烯嵌段共聚物如Pluronic F127用于实施本发明时，为得到具有本领域称为“环状(ringing)凝胶”的特性的洁齿用品，在制备时需要采用至少15％(重量)水。
将金属离子螯合剂与抗氧化剂(抑氧剂)共用对确保本发明增白组合物化学稳定性很重要。适用的金属离子螯合剂的实例包括碱金属锡酸盐如锡酸钠和锡酸钾，乙二胺四乙酸及其盐。适用于实施本发明的抗氧化剂包括丁基化羟基甲苯(BHT)，去甲二氢愈创木酸，棓酸丙酯和三羟基丙基苯基酮。适用于本发明组合物的金属离子螯合剂的用量约为0.01-1％(重量)，并且抗氧化剂的用量约为0.05-0.20％(重量)，优选约为0.02-0.05％(重量)。
制备本发明增白组合物时，要求组合物的pH应调节在5.8-7.2。当pH高于7.2时组合物的化学稳定性会下降。当pH约低于5.8时，产品虽然保持了化学稳定性，但具有不适宜的酸味。可以采用pH缓冲容量的pK值约为4.0-9.0的无机酸和有机化合物调节该增白组合物的pH，例如可采用磷酸及其酸式盐，Na2H2PO4和Na2HPO4，乙酸和葡糖酸。
可将具有抗牙石功效的焦磷酸盐如焦磷酸二碱金属盐或焦磷酸四碱金属盐，如Na4P2O7(TSPP)，K4P2O7，Na2K2P2O7，Na2H2P2O7(SAPP)，以及K2H2P2O7用于本发明的牙齿增白组合物中，其用量约为0.5-8.0％(重量)，优选约为1.5-3.5％(重量)。焦磷酸盐在本发明增白组合物中具有双重功效，除具有抗牙石功效外，还可用作补充金属离子配合剂。另外，某些焦磷酸盐如SAPP可在本发明组合物中用于将组合物的pH调节至所需的约5.8-7.2。
具有抗龋齿功效的供氟盐也可用于本发明的洁齿用品中，其特征在于能向水中释放氟离子。例如氟化钠，氟化钾，锡氟化物如氟化亚锡，氟硅酸钠，氟硅酸铝和单氟磷酸钠。优选采用能释放约10-1500ppm氟离子的氟盐。
本发明的增白组合物中还包含表面活性剂，用作增溶剂，分散剂，乳化剂和润湿剂，并且对香料组分的增溶尤其有效。适用于实施本发明的表面活性剂包括阳离子表面活性剂，阴离子表面活性剂如月桂基硫酸钠和月桂基磺基乙酸钠，两性表面活性剂如椰油酰氨基丙基甜菜碱。
香料成分约占本发明洁齿组合物的0.5-5.0％(重量)。适用的香料组分有香精油，例如留兰香精油，椒样薄荷，冬青，薄荷，桉树脑，苎烯，薄荷酮和乙酸蓝酯。
优选还可将甜味剂成分用作香料成分的补充。适用的甜味剂应是水溶性的，并且包括糖精钠，环己烷氨基磺酸钠，木糖醇，天冬酰苯丙氨酸甲酯等，其用量约为0.01-1.0％(重量)。优选糖精钠。
制备本发明的增白组合物时，将水溶性盐如糖精钠和单氟磷酸钠(NaMFP)溶于含水载体中，该含水载体中含有保湿剂如PEG 600和甘油。将载体加热至约130-170℃，然后加入聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂，混合各组分直至形成凝胶相。在该凝胶中加入磨料化合物如焦磷酸钙，并经混合形成膏体。约在90-130°F(优选约100°F)下使膏体冷却成型。然后在膏体中加入金属离子螯合剂，抗氧化剂，缓冲剂和过氧化物，然后混合各组分得到均质混合物。然后在混合物中加入香料、表面活性剂从而制得本发明的牙齿增白牙膏。
发现将焦磷酸盐用于制备本发明增白组合物时，应避免在高于130°F条件下将其溶解在含水载体中，因为该温度条件会使溶液中存在过量溶解的焦磷酸盐，从而产生焦磷酸盐的过饱和溶液。当贮存在较低的室温下，过量的焦磷酸盐会从该增白组合物基质中结晶析出，形成不适用于化妆品的不溶性固体物质，并且还会具有加剧化学不稳定性的不利作用。
因此优选在实施本发明时，在制备增白组合物过程中，在组合物中加入焦磷酸盐应将焦磷酸盐预先混合在保湿剂中，然后在不高于100°F条件下在组合物基质中加入该预混物。
采用以下实施例进一步说明本发明，但应理解的是，它们对本发明不构成任何限定。除非特别指出，文中和权利要求书中的所有用量和比例均以重量计。
实施例1制备一系列过氧化物增白牙膏(组合物A，B，C和D)。组合物A-D中各组分见下表I。
表I组合物A-D
制备组合物时是将TSPP分散于PEG 600和甘油的混合物中，并搅拌加热至130°F。在混合物中加入水，混合各组分约5分钟。加入糖精和单氟磷酸钠(NaMFP)，将所得的混合物搅拌10分钟，然后加入Pluronic F 127，并在130°F下搅拌20分钟。然后混合物经5分钟脱气过程，并在真空条件下，经高速搅拌，在所得的膏体中经15分钟混合加入焦磷酸钙。将锡酸钾和H2O2的预混物加入膏体中，在真空条件下，继续经高速搅拌混合10分钟。然后在真空条件下经5分钟向膏体中加入BHT和香精油的预混物。然后在真空条件下以低速搅拌经5分钟加入月桂基硫酸钠(SLS)。如需要，可加入磷酸以将组合物的pH调节至所需范围内。
在将组合物分装在塑料管内，加盖并在105°F条件下贮存12周的过程之前，测定组合物A-D中H2O2的含量。过程结束后再测定组合物A-D中H2O2的含量。结果见下表II，并列出了pH对组合物中H2O2损失速率的作用。认为适于商用的条件是H2O2的最低剩余量为70％。
表 II组合物的化学稳定性
表II中所列的数据表明，组合物pH的增高会造成H2O2剩余量的降低。当组合物的pH高于7.2时，发现H2O2的剩余量低于70％。
实施例2采用实施例1中的方法再制备本发明的增白组合物(组合物E)，其中含有金属螯合剂(锡酸钠)和抗氧化剂(BHT)。采用相同步骤制备组合物F和G，其中F中仅含锡酸钠，G中即不含锡酸钠，也不含BHT。组合物E-G中各组分见下表III。
表III组合物E-G
聚乙烯吡咯烷酮**用于制备组合物的H2O2中锡酸钾的含量低于1％ppm。
按照实施例1的方法测定120°F条件下贮存3周后的组合物E-G的化学稳定性。组合物E-F中H2O2的剩余量％见下表IV表IV组合物的化学稳定性
表IV中所列的数据表明，当过氧化物增白组合物中含锡酸钠和BHT时(组合物E)，其中H2O2剩余量高，当组合物中不含BHT时(组合物F)或者即不含BHT也不含锡酸钠时(组合物G)，过氧化物增白组合物中H2O2的剩余量较低。
实施例3采用实施例1中的方法制备本发明的增白组合物，其中既含金属螯合剂(锡酸钾)(组合物H)，也含有抗氧化剂(BHT)。重复该制备方法制备组合物I，其中仅含BHT，而不含锡酸盐离子，以资对照。组合物H和I中各组分见下表V。
表V组合物H-I
按照实施例1的方法测定140°F条件下贮存1周后的组合物H和I的化学稳定性。组合物H和I中H2O2的剩余量见下表VI。
表VI组合物的化学稳定性
表VI中所列的数据表明，应将锡酸钾和BHT共用以使化学稳定性达到最大。
实施例4重复实施例1中的方法制备本发明的增白组合物(组合物J)，其中含有聚乙二醇600和甘油，其中聚乙二醇和甘油的重量比为2.4。
重复实施例1中的方法制备对照组合物K以资对照，其中将聚乙二醇/甘油的重量比调节至低于1，即0.8。组合物J和对照组合物K中各组分见下表VII。
表VII组合物J-K
将组合物分装在塑料管内，加盖并在120°F条件下贮存8周，测定组合物J和K的物理稳定性。
贮存8周后测定管内组合物J组分未出现相分离，而组合物K分离成明显的两相，一相为透明的，另一相为白色不透明的。
实施例6制备含如实施例1的组合物B中各组分的增白组合物L，其中是将糖精钠和单氟磷酸钠分散于含PEG 600的水溶液中。将溶液加热至160°F，然后加入Pluronic F-127。继续混合直至形成凝胶相。在凝胶中加入焦磷酸钙，并将所得的分散体冷却至100°F。在该冷却分散体中加入锡酸钾，然后加入磷酸和TSPP，混合所得的体系约10分钟，然后加入过氧化氢，香料和月桂基硫酸钠。终产品的pH为6.8。
重复实施例VI的方法制备增白组合物M，只是最初在PEG 600、水和甘油溶液中(含有糖精和单氟磷酸钠)加入TSPP，将该溶液加热至160°F，然后在组合物中加入其它组分。
通过分析组合物中过氧化氢含量的初值，以及在120°F下贮存6.5周后再次分析组合物中过氧化氢的含量来测定组合物L和M的化学稳定性。
分析结果列于下表VII中。
表VII组合物的化学稳定性
表VII中所列的数据表明，制备方法中，在温度为100°F下向组合物中加入TSPP所得的组合物L的化学稳定性是适宜的，而在升温条件下如160°F下加入TSPP所得的组合物(例如，组合物M)的化学稳定性是不适用的，即，过氧化氢的剩余量为49.8％。
经6.5周测试期后，对组合物L的试样触感测定发现膏体光滑，无明显颗粒，而组合物M中能发现并感到大量颗粒。
权利要求
1.一种含磨料和过氧化物的含水牙齿增白组合物，它是物理和化学稳定的，并具有牙齿增白和去除牙斑的作用，该组合物中含有水，磨料化合物，过氧化物，保温剂包括聚乙二醇，聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂，金属离子螯合剂，抗氧化剂，以及缓冲剂，该缓冲剂用以将组合物的pH调节至约5.8-7.2。
2.权利要求1的组合物，其中过氧化物是过氧化氢。
3.权利要求1的组合物，其中组合物中过氧化物的用量约占组合物的0.5-10％(重量)。
4.权利要求1的组合物，其中磨料化合物是焦磷酸钙。
5.权利要求1的组合物，其中组合物中磨料化合物的用量约占组合物的10-50％(重量)。
6.权利要求1的组合物，其中保湿剂是聚乙二醇和甘油的结合物。
7.权利要求6的组合物，其中聚乙二醇和甘油的重量比高于1.0。
8.权利要求1的组合物，其中聚乙二醇的平均分子量约为600。
9.权利要求1的组合物，其中金属离子螯合剂是碱金属锡酸盐。
10.权利要求1的组合物，其中抗氧剂是BHT。
11.权利要求1的组合物，其中聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂的分子量约为9000-14000。
12.权利要求1的组合物，其中缓冲剂是磷酸。
13.权利要求1的组合物，其中缓冲剂是碱金属焦磷酸盐。
14.一种制备含水牙齿增白组合物的方法，该组合物中含有磨料和过氧化物，它是物理和化学稳定的，并具有牙齿增白和去除牙斑的作用，该方法包括将水，磨料化合物，过氧化物，保湿剂包括聚乙二醇，聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂，金属离子螯合剂，抗氧化剂和用以将组合物的pH调节至约5.8-7.2的缓冲剂混合，然后将该混合物加热至约90-170°F。
15.权利要求14的方法，其中过氧化物是过氧化氢。
16.权利要求14的方法，其中混合物中过氧化物的用量约占混合物的0.5-10％(重量)。
17.权利要求14的方法，其中磨料化合物是焦磷酸钙。
18.权利要求14的方法，其中混合物中磨料化合物的用量约占混合物的10-50％(重量)。
19.权利要求14的方法，其中保湿剂是聚乙二醇和甘油的结合物。
20.权利要求19的方法，其中聚乙二醇和甘油的重量比高于1.0。
21.权利要求14的方法，其中聚乙二醇的平均分子量约为600。
22.权利要求14的方法，其中金属离子螯合剂是锡酸钾。
23.权利要求14的方法，其中抗氧化剂是BHT。
24.权利要求14的方法，其中聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物成胶剂的分子量约为9000-14000。
25.权利要求14的方法，其中缓冲剂是磷酸。
26.权利要求14的方法，其中缓冲剂是碱金属焦磷酸盐。
27.权利要求26的方法，其中制备组合物时，在约低于130°F条件下混入碱金属焦磷酸盐。
全文摘要
一种含磨料和过氧化物增白化合物的含水牙齿增白组合物,该组合物是物理和化学稳定的,并具有牙齿快速高效增白和去除牙斑的作用,其中含有水,磨料化合物,过氧化物,保湿剂包括聚乙二醇,聚氧乙烯/聚氧丙烯嵌段共聚物,金属离子螯合剂,抗氧化剂,组合物的pH为约5.8—7.2。
文档编号A61K8/24GK1200665SQ96197926
公开日1998年12月2日 申请日期1996年9月24日 优先权日1995年9月26日
发明者M·哈桑, N·狄克希特, M·普兰希泊, D·B·维丝奇欧, S·A·纳索 申请人:科尔加特·帕尔莫利弗公司