调节牙科制剂中疏水活性物的截留和释放的高清洁和低磨损二氧化硅材料的制作方法

本申请是申请日为2010年12月17日，申请号为201080057066.4，发明名称为“调节牙科制剂中疏水活性物的截留和释放的高清洁和低磨损二氧化硅材料”的发明专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2009年12月17日提交的美国临时专利申请号61/287,300的优先权，其通过引用结合到本文中。发明领域本发明实施方案涉及洁牙剂组合物，更具体来讲涉及含有高清洁和低磨损二氧化硅材料以控制香料(flavor)化合物的保留和递送的洁牙剂组合物。本发明实施方案还涉及含有高清洁和低磨损二氧化硅材料以控制有效量活性物和/或再矿化剂的保留和递送的洁牙剂组合物。本发明涉及独特的洁牙剂制剂，其含有沉淀二氧化硅和凝胶二氧化硅原位产生的组合物的形式的研磨剂。这些洁牙剂基于它们含有的高清洁和低磨损杂化凝胶/二氧化硅研磨剂的特定结构和表面化学显示各种有益的特征。根据杂化凝胶/二氧化硅研磨剂的特定参数，本发明显示意外的有益品质比如增强的香料保留和优良的活性物调节。背景牙齿由内部牙质层和作为牙齿保护层的外部硬釉质层组成。牙齿的釉质层天然是不透明的白色或轻微奶白色。正是这种釉质层可变得着色或变色。牙齿的釉质层由产生略微多孔表面的羟磷灰石矿物晶体组成。据信釉质层的这种多孔性让着色剂和变色物质渗透釉质并使牙齿变色。人每天面对或接触的许多物质都可使其牙齿“着色”或降低“洁白度”。具体来讲，人消耗的食物、烟草产品和流体比如茶和咖啡趋向于使牙齿着色。这些产品或物质趋向于积累在牙齿的釉质层上，并在牙齿上形成表膜。这些着色和变色物质然后可渗透釉质层。这个问题经过许多年逐渐出现，但使人的牙齿的釉质明显变色。在历史上已将研磨物质用于洁牙剂组合物以除去可引起此类牙齿变色的各种沉积物和物质。这些沉积物和物质有时以表膜的形式出现，紧紧地粘附于牙齿，引起黄色或褐色外观。优选各种类型的二氧化硅牙科研磨剂，原因是它们不寻常的牙科清洁和抛光性能且不过度磨损牙釉质或牙质的独特益处。对于传统的二氧化硅材料，在机械着色去除与磨损之间存在紧密关联，清洁性能的增量获益导致牙质磨损度明显增加。当清洁时，研磨剂不应伤害牙齿。因此，机械去除着色的标准方法正在达到其限制。由工业领导者推动的趋势已集中于尝试使本行业相信洁牙剂研磨性质可促进牙齿磨损(tooth-wear)，尤其是在延长暴露于膳食来源的酸期间。目前新的高清洁二氧化硅技术的局限性已产生对开发高清洁材料的新的普遍市场需求，所述高清洁材料提供优秀的着色去除，同时在增白产品中支持低水平的磨损度。香料是任何口腔应用或摄入的产品的较重要属性之一，所述产品包括但不限于食品、饮料、药物和口腔卫生产品，比如牙膏。在美国，香料研究的黄金时代是1960年代和1970年代，主要在食品工业[reineccius,g.(1999)sourcebookofflavors(香料原始资料),第2版,aspenpublishersinc.]，从那时起已有许多方法可用于定量香料组合物和香料释放特征。在所有产品中所用原料促成其自身的化学性，可与香料化合物不同地相互作用，因此香料释放曲线化(profile)成为开发和/或替代给定产品中的任何原料的典型步骤。理想的下一代高清洁洁牙剂在其香料释放曲线、保留和强度方面应当具备一些独特性。下一代洁牙剂还应具有感官口感属性和/或另外的治疗益处。美国专利号7,267,814公开包括原位产生的凝胶/沉淀二氧化硅复合物的洁牙剂组合物，该复合物包含10-60体积%二氧化硅凝胶，亚麻籽油吸收为100-150ml/100g。美国专利号7,303,742也公开包括原位产生的凝胶/沉淀二氧化硅复合物的洁牙剂组合物。复合物由20-85体积%二氧化硅凝胶组成，亚麻籽油吸收为100-150ml/100g。还公开了含有此类研磨剂的各种洁牙剂组合物，其显示约0.80-约3.5的pcr:rda(表膜清洁率:放射性牙质磨损)比率，约50-80的pcr值，和约20-约80的rda水平。美国专利申请2006/0140878(2006年6月29日提交)公开包含无定形沉淀二氧化硅颗粒的洁牙剂组合物，其中二氧化硅颗粒显示50-90ml/100g的亚麻籽油吸收。此外，该申请公开以上洁牙剂组合物显示约130-200的rda水平，约100-140的pcr，和0.65-1.1的pcr:rda比率。美国专利7,306,788公开原位产生的凝胶/沉淀二氧化硅复合物，其中复合物包含5-50体积%二氧化硅凝胶，pcr:rda(表膜清洁率:放射性牙质磨损)比率为约0.45-约0.7，pcr值为约90-160，且rda水平最多240。本文描述已知组合物、方法和装置的某些优点和缺点不旨在限制实施方案的范围将其排除(或包括，视情况而定)。事实上，某些实施方案可包括不存在上述缺点的一种或多种已知的化合物、方法或装置。概述本发明具体化为利用杂化二氧化硅的洁牙剂，其具有的性质介于低结构沉淀二氧化硅(研磨剂)与较高结构凝胶样二氧化硅(增稠剂)之间，可用于调节疏水化合物的保留和释放以改善影响器官的可接受性(organoplecticacceptability)或提供新的治疗和/或感官益处。一些实施方案使用倾向于保留疏水芳族化合物比如香料组分的杂化沉淀/凝胶样二氧化硅，所述芳族化合物随后可在刷牙期间释放，引起不寻常的香料相关性感官知觉。一些实施方案还可含有有效量的再矿化剂并入(buildinto)二氧化硅表面，以在刷牙后沉积在牙齿表面上。其它实施方案可含有有效量的合适的化妆和/或治疗活性物。此类活性物包括一般认为安全用于口腔和为口腔的整体外观和/或健康提供改变的任何材料，包括但不限于防牙垢剂、氟离子源、亚锡离子源、增白剂、抗微生物剂、防菌斑剂、抗炎剂、营养素、抗氧化剂、抗病毒剂、止痛剂和麻醉剂、h-2拮抗剂及其混合物。当存在时，化妆和/或治疗活性物在洁牙剂中的水平，按洁牙剂的重量计，在一个实施方案中为约0.001%-约90%，在另一个实施方案中为约0.01%-约50%，在另一个实施方案中为约0.1%-约30%。详述在回顾本文阐述的本发明描述时应考虑下列定义和非限制性指南。本文所用标题(比如“背景”和“概述”)和副标题只旨在用于本发明公开内的主题的一般组织，不旨在限制本发明的公开或其任何方面。具体来讲，公开于“背景”的主题可包括本发明范围内的技术的方面，可不构成现有技术的叙述。公开于“概述”的主题不是本发明全部范围或其任何实施方案的彻底或完全公开。为方便起见将本说明书部分中的材料分类或讨论为具有特定效用(如作为“活性”或“载体”成分)，不应得出推论当材料用于任何给定组合物时其必须或只能根据其在本文中分类发挥功能。本文提到的所有出版物、专利申请和颁发专利特此通过引用全部结合。引用文件并非构成承认那些文件是现有技术或者与本文公开的本发明的可专利性有任何相关性。在引言中引用的文件内容的任何讨论只旨在提供由文件作者提出的主张的一般概述，并非构成承认此类文件内容的准确性。描述和具体实施例，虽然指出本发明的实施方案，但只旨在用于说明的目的，不旨在限制本发明的范围。而且，叙述具有所述特征的多个实施方案不旨在排除其它具有另外特征的实施方案，或者其它合并所述特征的不同组合的实施方案。提供具体实施例用于说明如何制备和使用本发明组合物和方法的目的，除非另外明确声明，否则不旨在表示给定的本发明实施方案已经或尚未制备或测试。如用于本文，单词“优选的”和“优选地”指在某些情况下提供某些益处的本发明实施方案。但是，在相同或其它情况下，也可优选其它实施方案。而且，叙述一个或多个优选实施方案不意味着其它实施方案无用，不旨在从本发明范围排除其它实施方案。如用于本文，“包含”涵盖“由…组成”和“基本由…组成”。如用于本文，单词“包括”及其变体，旨在为非限制性，以便叙述列表中的项目不排除其它也可用于本发明材料、组合物、设备和方法中的相似项目。如用于本文，术语“约”当应用于本发明组合物或方法的参数值时，表示该数值的计算或测量允许一些轻微的不精确，基本不实质影响组合物或方法的化学或物理属性。如果出于一些原因在本领域没有另外理解由“约”提供的不准确性具有这种普通含义，则用于本文的“约”表示该数值可能变化至多5%。本文所用所有百分数都按总洁牙剂组合物的重量计，除非另外指定。本文所用比率是各组分的重量比率，除非另外指定。所有测量都在25℃进行，除非另外指定。如在各处使用，将范围作为简写用于描述该范围内的各个和每个数值。该范围内任何数值都可选择作为范围的终点。在本文中，“有效量”指在技术人员的合理判断内，足以明显引起积极益处，优选口腔健康益处，但足够低以避免严重副作用，即提供合理的益处/风险比的化合物或组合物的量。洁牙剂组合物是一种产品，其在普通给予过程中，并非有意吞咽用于全身给予特定治疗剂的目的，而是保持在口腔足够时间以接触基本所有牙齿表面和/或口腔组织用于口腔活性的目的。本发明的洁牙剂组合物可采用牙膏或洁牙剂形式。术语“洁牙剂”如用于本文指膏剂或凝胶制剂，除非另外指定。洁牙剂组合物可采用任何期望的形式，比如深条纹、表面条纹、多层、具有凝胶包围膏剂，或其任何组合。虽然说明书以权利要求结束，权利要求特别指出和清楚要求保护本发明，但据信从下列优选实施方案的描述将更好地理解本发明。本发明具体化为使用高清洁和低磨损二氧化硅材料来控制在刷牙期间产生独特香料感官知觉的香料化合物的保留和递送。沉淀/凝胶杂化二氧化硅材料的原位形成，优选接着是明确受控的研磨过程，优选向二氧化硅提供能使它们截留非常高水平的疏水化合物的粒度(如约5-30微米中位粒度，优选约9-14微米)，和二氧化硅的可及(accessible)孔体积与总孔体积之比(ctab(鲸蜡基三甲基溴化铵)表面积为60-110m2/g,油吸收为80-130cc/100g，ctab/oa比率为0.7:1)。优选ctab表面积为85-110m2/g。二氧化硅的这种能力导致调节香料的释放从而对刷牙期间消费者知觉提供显著影响。同时，二氧化硅与常规高清洁二氧化硅相比提供高清洁和低磨损性能。通过由杂化二氧化硅形成的独特胶体网络(在20%负载的线性粘弹性区内与常规高清洁二氧化硅(hcs)相比5倍g’值)可进一步增强香料的截留。合成的沉淀二氧化硅粉剂一般通过加入无机酸或酸气体通过无定形二氧化硅从可溶性碱性硅酸盐去稳定和沉淀而制备。在此类条件下，形成初级颗粒，然后相互缔合以形成各种大小的聚集物[davis,w.b.,和winter,p.j.,(1976)“measurementinvitroofenamelabrasionbydentifrice(体外测量洁牙剂的釉质磨损)”,j.dent.res.,55:970]。沉淀颗粒和聚集物的形态和孔结构高度依赖于具体的反应条件。将所得沉淀物通过过滤、洗涤和干燥程序与反应混合物的水性部分分离，然后机械研磨干燥产物以提供合适的粒度和粒度分布。据信所有步骤都促成终产物的物理和化学性质，从而通过改变制备过程的任何方面，如所用试剂、反应速率、过滤和干燥、以及研磨，可实现对二氧化硅孔结构和形态的修改。一些修改的不利之处在于例如磨损增加，或者另一方面，结构性质的改变引起流变学失衡，需要重新配制。使用本文提供的指南，本领域普通技术人员将能够修改本文所述的加工步骤以改变二氧化硅的物理和化学性质。常用于洁牙剂制剂的二氧化硅材料在孔径分布和表面化学方面不那么具体，因为精确控制这些属性趋向于明显增加材料成本。因此，商业口腔护理级二氧化硅含有宽孔径分布，包括微孔(<2nm)、中孔(2-50nm)和大孔(>50nm)。中孔和大孔是二氧化硅的“可及表面积”，活性物的保留和后续递送将通过在这些长度规模的形态和表面性质控制。用于本发明的一种优选二氧化硅与上文描述的常规沉淀二氧化硅的不同之处在于，它是原位形成的凝胶和沉淀二氧化硅的组合。此类二氧化硅材料描述于例如美国专利申请公开号2006/0110338、2006/0110307、2006/0110339、2006/0110336和2006/0140878，其各自的公开通过引用全部结合到本文中。原位形成的凝胶和沉淀二氧化硅颗粒可通过公开于上述文件的任何方法制备。在该方法中，首先通过将酸加入硅酸盐内不洗涤或纯化，而形成二氧化硅凝胶。在相同方法的后续步骤，通过另外引入硅酸盐和酸材料产生沉淀的二氧化硅材料。在洗涤、干燥和研磨之前，在相同反应容器内产生这种杂化胶凝化和沉淀的二氧化硅材料的方法提供灵活性以通过控制凝胶与沉淀物比率产生不同清洁和研磨能力的一系列二氧化硅产物。结果是具有不同物理性质，如孔结构和形态的材料。本发明的优选实施方案是含有上述二氧化硅的洁牙剂。此类实施方案可含有，例如10-30重量%二氧化硅，其制备在0.2%黄原胶水溶液中以维持均匀性至少几天。然后，加入浓度为0.5重量%的香料，接着加入0.5重量%月桂基硫酸钠(sls)，用于保持香料乳化。在优选实施方案中，香料化合物将显示2.0或更大的对数分配(logp)值。分配(p)系数是在平衡的两种不混溶性溶剂的混合物的两相中化合物的浓度比。因此该系数是该化合物在这两种溶剂之间的差别溶解度的度量。在食用香料的情况下，p(和对数p)越高，香料化合物的疏水性越大。在本发明的优选实施方案中，食用香料是一种或多种下列显示2.0或更大logp的香料化合物的组合：左旋香芹酮、肉桂醛、丁香酚、薄荷醇、水杨酸甲酯、桉油精、薄荷酮、异薄荷酮、茴香脑、乙酸薄荷酯、柠檬烯。这些及其它食用香料的特定规格见表2。本发明的洁牙剂组合物可优选合并再矿化剂“并入”二氧化硅内。还存在递送治疗活性物的潜在应用。实例是递送活性物用于预防和减轻牙齿磨损。所述杂化物是用于此类应用的理想二氧化硅材料，因为它提供具有低磨损的高清洁和将活性物装在其大孔体积内的能力。可将再矿化剂“并入”二氧化硅表面以在刷牙期间沉积在牙齿表面上。类似方法已用于骨组织的再矿化用于骨置换和修复。本发明还可含有有效量的一种或多种保湿剂。保湿剂可帮助保持洁牙剂组合物免于在暴露于空气后变硬，且它可在口中提供潮湿感。用于本发明的合适的保湿剂包括水、食用多元醇比如甘油、山梨醇、木糖醇、丁二醇、聚乙二醇、丙二醇及其组合。山梨醇、甘油、水及其组合是优选的保湿剂。保湿剂的存在量可为约0.1%-约99%，约0.5%-约95%，和约1%-约90%。粘合剂系统可进一步包含另外的无机增稠剂比如胶体硅酸铝镁或精细分开的二氧化硅以进一步改善结构。另外的无机增稠剂如果存在的话，按洁牙剂组合物的重量计，用量可为约0.1%-约15%，更优选约0.1%-约5%。本发明还可包括过氧化物源在组合物中。过氧化物源可选自过氧化氢、过氧化钙、过氧化脲及其混合物。优选的过氧化物源是过氧化钙。以下量代表过氧化物原料的量，但过氧化物源可含有不同于过氧化物原料的成分。本组合物可含有按洁牙剂组合物重量计约0.01%-约10%，优选约0.1%-约5%，更优选约0.2%-约3%，最优选约0.3%-约0.8%的过氧化物源。组合物还可包括碱金属碳酸氢盐。碱金属碳酸氢盐可溶于水，除非稳定化，否则倾向于释放二氧化碳在水性系统中。碳酸氢钠，也称为小苏打，是优选的碱金属碳酸氢盐。碱金属碳酸氢盐还充当缓冲剂。本组合物可含有按洁牙剂组合物重量计约0.5%-约50%，优选约0.5%-约30%，更优选约2%-约20%，最优选约5%-约18%的碱金属碳酸氢盐。组合物还可包含表面活性剂，通常也称为起泡剂。合适的表面活性剂是在整个宽ph范围内适当稳定和起泡的表面活性剂。表面活性剂可以是阴离子、非离子、两性、两性离子、阳离子或其混合物。可用于本文的阴离子表面活性剂包括在烷基中具有8-20个碳原子的烷基硫酸酯的水溶性盐(如烷基硫酸钠)和具有8-20个碳原子的脂肪酸的磺酸化甘油单酯的水溶性盐。月桂基硫酸钠和椰子基甘油单酯磺酸钠是这种类型的阴离子表面活性剂的实例。其它合适的阴离子表面活性剂是肌氨酸盐比如月桂酰肌氨酸钠、牛磺酸盐、月桂基磺基乙酸钠、月桂酰羟乙基磺酸钠、月桂醇聚醚羧酸钠和十二烷基苯磺酸钠。还可采用阴离子表面活性剂的混合物。许多合适的阴离子表面活性剂由agricola等公开于1976年5月25日颁发的美国专利号3,959,458。可将可用于组合物的非离子表面活性剂广泛限定为通过环氧烷烃基(亲水性)与有机疏水化合物(可为脂族或烷基-芳族性)缩合制备的化合物。合适的非离子表面活性剂的实例包括泊洛沙姆(以商品名pluronic®销售)、聚氧乙烯、聚氧乙烯脱水山梨醇酯(以商品名tweens®销售)、polyoxyl40氢化蓖麻油、脂肪醇乙氧基化物、烷基酚的聚环氧乙烷缩合物、从环氧乙烷与环氧丙烷和乙二胺的反应产物缩合衍生的产物、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、长链二烷基亚砜和此类材料的混合物。可将可用于本发明的两性表面活性剂广泛描述为脂族仲和叔胺的衍生物，其中脂族基团可以是直链或支化的，其中脂族取代基之一含有约8-约18个碳原子，一个含有阴离子水增溶性基团，如羧酸根离子、磺酸根离子、硫酸根离子、磷酸根离子或膦酸根离子。其它合适的两性表面活性剂是甜菜碱，尤其是椰油酰胺基丙基甜菜碱。还可采用两性表面活性剂的混合物。许多这些合适的非离子和两性表面活性剂由gieske等公开于美国专利号4,051,234。本组合物通常包含一种或多种表面活性剂，其各自按组合物重量计的水平为约0.25%-约12%，优选约0.5%-约8%，最优选约1%-约6%。还可将二氧化钛加入本组合物中。二氧化钛是将不透明性加入组合物中的白色粉剂。二氧化钛一般包含按组合物重量计约0.25%-约5%。还可将着色剂加入本组合物中。着色剂可采用水性溶液的形式，优选1%着色剂在水溶液中。彩色溶液一般包含按组合物重量计约0.01%-约5%。可将甜味剂加入组合物中。这些包括糖精、右旋糖、蔗糖、乳糖、木糖醇、麦芽糖、左旋糖、阿司帕坦、环己氨基磺酸钠、d-色氨酸、二氢查耳酮、乙酰舒泛及其混合物。还可将各种着色剂合并在本发明中。一般用于牙膏的甜味剂和着色剂的水平为按组合物重量计约0.005%-约5%。本发明还可包括其它剂，比如抗微生物剂。在此类剂中包括水不溶性非阳离子抗微生物剂比如卤代二苯醚，酚类化合物包括苯酚及其同系物，单和多-烷基和芳族卤代酚，间苯二酚及其衍生物，双酚化合物和卤代水杨酰苯胺，苯甲酸酯，和卤代二苯脲，多酚，和草药。水溶性抗微生物剂包括季铵盐和双-双胍等。三氯生单磷酸酯是优选的另外的水溶性抗微生物剂。季铵剂包括其中在季氮上的一个或两个取代基具有约8-约20，通常约10-约18个碳原子的碳链长(通常为烷基)，而其余取代基(通常为烷基或苄基)具有较少碳原子数，比如约1-约7个碳原子，通常为甲基或乙基的季铵剂。十二烷基三甲基溴化铵、氯化十四烷基吡啶鎓、溴化度灭芬、n-十四烷基-4-乙基氯化吡啶鎓、十二烷基二甲基(2-苯氧基乙基)溴化铵、苄基二甲基硬脂酰基氯化铵、鲸蜡基氯化吡啶鎓、季5-氨基-1,3-双(2-乙基-己基)-5-甲基六氢嘧啶、苯扎氯铵、苄索氯铵和甲基苄索氯铵是示例性的典型季铵抗菌剂。其它化合物是双[4-(r-氨基)-1-吡啶鎓]烷烃，如1980年6月3日颁发给bailey的美国专利号4,206,215所公开。还可包括其它抗微生物剂比如二甘氨酸铜、甘氨酸铜、柠檬酸锌和乳酸锌。还可使用酶，包括内切糖苷酶、木瓜蛋白酶、右旋糖酐酶、变聚糖酶及其混合物。此类剂公开于1960年7月26日颁发给norris等的美国专利号2,946,725和1977年9月27日颁发给gieske等的美国专利号4,051,234。具体抗微生物剂包括氯己定、三氯生、三氯生单磷酸酯和香料油比如麝香草酚。三氯生是包括在本组合物中的优选抗微生物剂。三氯生及这种类型的其它剂公开于1991年5月14日颁发的parran,jr.等的美国专利号5,015,466，和1990年1月16日颁发给nabi等的美国专利号4,894,220。水不溶性抗微生物剂、水溶性剂和酶，可存在于第一或第二洁牙剂组合物中。季铵剂、亚锡盐和取代的胍类优选存在于第二洁牙剂组合物中。这些剂可按洁牙剂组合物重量计约0.01%-约1.5%的水平存在。草药剂，包括但不限于黄连提取物、忍冬提取物、厚朴酚、和厚朴酚及其它已知的草药剂及其混合物，也可以约0.01%-约0.05%的水平存在于本文组合物中。据信此类草药剂提供抗菌功效。可进一步包括约0.01%-约2%水平的多酚。优选多酚是茶多酚。还可将有效量的脱敏剂合并入本组合物内。脱敏剂包括选自以下的那些：碱金属盐，ii族金属或铝的氯化物、硝酸盐硫酸盐或者乙酸盐或者可聚合的单体以堵塞小管，碱金属硝酸盐或硝酸铵，草酸铵(ammoniumoxylate)，柠檬酸和柠檬酸钠。优选的盐是硝酸钾、柠檬酸钾及其混合物。此类脱敏剂公开于例如美国专利号5,718,885。洁牙剂组合物可以是膏剂、凝胶或任何结构或其组合。洁牙剂组合物的分配器可以是管、泵，或任何其它适合分配牙膏的容器。在双相口腔组合物中，可将各口腔组合物包含在分配器的物理分离的腔室中并排分配。现在将通过下列实施例更详细地解释本发明的优选实施方案。实施例还描述用于测量本发明组合物某些性质的方法。实施例实施例1:香料释放曲线化为了曲线化香料释放，在下列条件下进行静态顶部空间gc-ms实验：将2ml样品装入20ml螺帽瓶，该瓶经特殊设计以防止香料化合物从瓶的顶部空间空气泄漏。在温和搅动下让样品在370℃恒温箱中平衡一段设定的时间(对于浆料为10分钟，对于牙膏为1小时)。平衡之后，用gerstelmps2自动注射系统经自动注射用2.5ml顶部空间注射器从烧瓶收集300µl顶部空间空气。然后将含有挥发的香料化合物的hs空气的等分试样注入agilentgc柱(型号19091s-433)内，该柱填充5%二苯基-聚硅氧烷和95%二甲基-聚硅氧烷，柱尺寸为0.25mm×250µm×0.25µm。以恒流模式操作柱，利用msd检测器和氦作为载气。将烘箱温度以20℃/分钟从40℃坡度升温至250℃，在40oc的初始保持时间为1.5分钟。将入口设为不分流模式，总运行时间是12.50分钟。进行的静态顶部空间gc-ms实验的结果显示，本发明的所有样品比对照浆料(其为常用二氧化硅(zeodent105))保持多8-16%之间的总香料。具有107的ctab的实施例1与对照相比保留最多的总香料，大约15.80%。将ctab降低至89导致边缘性改善，但是，ctab降低至79或更低导致总香料保留的明显改善，从16%至约8%。见下表1：表1：20重量%本发明实施例(各种ctab值)与20重量%对照相比的整体香料吸收/保留。所有变体都保持比对照多的香料参数实施例1实施例2实施例3实施例4对照中位粒度(µm)9.312.613.114.07.0油吸收(cc/100g)105.0126.0114.095.064.0ctab(m2/g)107.089.079.065.030.0pcr94.093.091.092.0113.0rda102.076.080.089.0211.0香料浓度(ppm)124125134131146香料保留15.80%14.50%8.10%8.90%6.80%当在统计回归中将实施例释放的总香料与ctab绘图时，ctab表面积的增加与香料化合物的更大保留强烈相关(r2=0.8998)。观察到的相关性呈指数，这解释了为何ctab从107降至79导致明显改善，但进一步降至60产生最小的另外改善。据信杂化二氧化硅相对高的可及内部孔体积让其优先截留香料化合物(其基本为疏水性)，导致释放的香料总量减少。上文描述的杂化二氧化硅在保持疏水香料化合物方面非常好，比对照(其为常用二氧化硅(zeodent105))好很多。据信这是由于比对照d~593更小的孔径(~200a)，这导致用于使疏水化合物与之相互作用的可用孔体积大很多。从这里呈现的结果还明显的是，香料化合物的结合是优先的，因此可通过改变表面化学而驱动。表2:十种关键香料化合物的化学性质为了量化洁牙剂作为时间函数的香料释放曲线，设计模拟刷牙过程的设备，并开发apci-ms方案来测量各种香料化合物随时间推移的强度。在该装置中，用水夹套的完全密封的玻璃烧瓶作为其中将牙膏和人工唾液混合的腔室，如在刷牙期间那样。烧瓶具有三个孔，一个允许空气进入烧瓶内以吹扫样品；第二个连接apci-ms用于气体分析，第三个用于引入连接电动实验室混合器的刷子(模拟刷牙)。最后一个孔在刷柄周围用隔膜牢固封闭以避免从烧瓶泄漏。关于取样，将20ml塑料注射器负载15ml牙膏凝胶并引入烧瓶内。加入30毫升水，将刷子引入烧瓶内，连接到混合器。一旦吹扫气流开放(流速=100ml/分钟)，以160rpm打开混合器。吹扫气体促使挥发物释放，一部分进入apci-ms仪器入口，将该仪器加热至90℃以避免化合物冷凝。一旦在仪器内侧，各化合物都质子化，主要得到具有特定强度的m+1离子(m是分子离子或母离子)。用于本工作的apci-ms允许分子离子的第二次破碎，从而增加成功鉴定和精确量化各种化合物的可能性，因为虽然两种化合物可具有相同的分子离子，但不太可能它们将具有相同的二次破碎图案。仪器每0.03秒扫描50-200原子质量单位(uma)的质量，在每次完全质量扫描之间的时间，仪器执行破碎，并扫描关注的特定质量的片段，即对应于特定香料组合物的分子离子的片段。在每次实验期间收集总计3分钟的数据，每种样品都分析三份。在每次实验结束时，以存在的各种香料化合物的香味释放曲线(随时间推移的强度)的形式，收集输出。香味释放曲线代表刷牙期间可能对应于一种单独香味化合物的一种离子的强度变化。具体的香料化合物的释放根据二氧化硅类型变化。柠檬烯、薄荷酮、薄荷醇和香芹酮从用对照以及用三种本发明实施例制备的洁牙剂的实时释放显示于下表3-6。最初的实施例(ctab107)显示所有香料组分最显著的释放。在所有情况下几乎没有观察到释放延迟且在小于20秒内达到最大强度。实施例2(ctab79)显示薄荷醇释放的显著延迟(最大强度约30秒)以及薄荷酮和香芹酮释放的稍微延迟(最大强度约25秒)。如上文描述可操控二氧化硅的性质以修改刷牙期间香料的释放。潜在应用包括香味渐变和长效清新口气。下表呈现的数据由香味释放曲线估计。表3:随时间推移的薄荷酮释放。表4:随时间推移的柠檬烯释放。表5:随时间推移的薄荷醇释放。表6:随时间推移的香芹酮释放。实施例2:流变学测试当以特定量：10-30%重量%将杂化二氧化硅用于洁牙剂制剂中时，本发明进一步显示意想不到的粘度属性。据信这是因为由洁牙剂包含的二氧化硅形成的独特胶体网络(在20%负载的线性粘弹性区内相对于常规hsc5倍的g’值)。比较杂化二氧化硅相对于已知高清洁二氧化硅材料对照的结构性质和流动性能的流变学性质评估支持该结果。高清洁二氧化硅材料是zeodent®115，购自j.m.hubercorp.,havredegrace,md。用于本实施例的流变学仪器、几何学和方案众所周知且记录于文献(见例如[larson,r.g.(1999)thestructureandrheologyofcomplexfluids(复杂流体的结构和流变学).oxforduniversitypress;macosko,c.w.(1994)rheology:principles,measurements,andapplications(流变学:原理,测量和应用).wiley-vchinc.]及其中的参考文献)。各种产物的线性粘弹性性能可通过动态振荡实验，即频率和应变扫描来量化。在频率扫描中，以rads/s范围内的不同频率，使样品经受小的固定振幅振荡应变(对于这里报告的所有测量为0.05%)。在应变扫描实验中，所施加的应变的振幅在该范围内变化而振荡频率保持恒定在1hz。根据g’和g”作为频率或应变的函数来测量材料对这种振荡应变的粘弹性反应，从而获得关于被测材料结构性质的有价值的信息。例如，线性粘弹性区(lvr)可由振荡实验确定，以及弹性与粘性贡献的比率(g’/g’’)，其经常与特定制剂的稳定性和“刚度”相关。通过该信息，可以确定是否特定的粘弹性材料显示更多固体样或更多流体样的性质。正如振荡剪切可用于探知样品在平衡时的结构和动力学性质，稳态剪切也可用于探索体系作为例如时间、温度或剪切速率的函数的流动性能。这里，稳态实验用于量化作为0.1-100s-1范围内的剪切速率的函数的粘度和剪切应力曲线。本发明的粘弹性性质也不同于对照。在0.5s-1的低剪切率下，从粘度曲线取得的低剪切粘度对于对照配方为161,000cps，对于含有本发明配方的杂化二氧化硅为大于两倍至361,700cps。从应变扫描的线性粘弹性区(lvr)提取的结构参数g’(弹性模量)对于对照和实施例1制剂分别是11,040dyn/cm2和73,350dyn/cm2，表示几乎一个数量级差异。而且，打破对照制剂的胶体网络需要的振荡应力量对于对照是29.87dyn/cm2，与之相比，对于本发明的杂化二氧化硅制剂为122.7dyn/cm2。因此，由于杂化二氧化硅的高清洁/增稠性质，由本发明形成的胶体网络据信比由对照形成的网络更强且更难破坏。这些粘度和结构参数差异产生消费者可察觉的结构差异，也将影响香料释放本身的速率。后者通过稀释后的香料释放性能证明。下表7说明作为牙膏用pbs稀释的函数的顶部空间总香料浓度。在0%稀释，从对照制剂释放更多香料进入顶部空间内，但当样品用pbs稀释100和200%时，对于本发明洁牙剂制剂，顶部空间的浓度变得更高。这证明最初截留在由杂化二氧化硅形成的强胶体网络内的香料组分随后在刷牙时释放。更强烈、稍微延迟地释放香料导致可用本发明洁牙剂实现的吐出(expectorate)后更强烈的烧灼和麻木知觉。表7:用各种浓度的本发明二氧化硅制备的洁牙剂的粘度。杂化二氧化硅独特的内部孔结构不仅对释放的香料总量有作用，据信还影响将二氧化硅材料合并在内的组合物的流变学曲线。二氧化硅材料参数对流变学的影响可能是重要的，因为终产物的粘度曲线和结构参数决定消费者接受度和配制的牙膏的可加工性，并影响香料保留和后续释放。在水性胶体二氧化硅分散体中，初级颗粒和簇在水性环境中倾向于聚集。因此，现存聚集物的大小可能在数量级上高于干燥颗粒本身。在特定的临界体积分数之上，各簇互相连接，形成颗粒网络，产生溶液其结构和粘度。这种现象发生时的临界颗粒浓度很大程度取决于材料的孔结构，因为它控制分形尺寸(fractaldimension)，从而控制聚集物的“开放度”或密度。在表7提供三种不同杂化二氧化硅的流变学性质。以三种不同颗粒浓度负载：10、20和30重量%制备杂化二氧化硅的浆料，与相同浓度的对照浆料比较。测量两个流变学参数，结构参数g’和低剪切粘度η0。检查作为二氧化硅浓度的函数的g’和粘度证实所有本发明组合物建立结构和粘度比对照快。在20%二氧化硅浓度，实施例1浆料的g’值是对照的约10倍高：分别为347.6dyn/cm2比40.27dyn/cm2。类似地，本发明洁牙剂的低剪切粘度是7974cps，与之相比对于对照为1243cps，约7×高。浆料越浓缩，即30重量%的二氧化硅，这些差异越加显著。表7还显示在ctab表面积与整体(bulk)流变学性质之间有相关性。ctab表面积下降导致本发明的流变学性质明显改善。虽然具有65ctab值的实施例4具有与对照较为接近的流变学曲线；粘度和结构参数值仍然高至少50%。因此，用本发明的新杂化二氧化硅一对一置换对照二氧化硅得到更粘性和更刚性的产物，向消费者传达不同的口内感觉。如上文提及，孔结构据信驱动形成于水性介质的二氧化硅网络的聚集性能，形成的聚集物据信最后截留香料，因此驱动二氧化硅网络内的香料保留。下表8结果显示这种概念。这里，二氧化硅浆料用ctab值在一定范围的四种不同原料制备。所有二氧化硅浆料的浓度为10-30重量%不等，覆盖从低于临界聚集浓度至远高于该限值的一系列浓度。结果显示在10%二氧化硅浓度(低于临界聚集浓度)，在释放到顶部空间中的香料总量与ctab表面积之间很少至没有相关性(r2=0.1625)。另一方面，在20和30%二氧化硅浓度，观察到强相关性，ctab表面积增加导致释放的总香料明显减少。表8:在不同的浆料重量百分数比较ctab值与香料释放。虽然二氧化硅孔结构据信不直接导致香料的截留；但似乎影响聚集的程度，其转而影响香料释放。这通过结构参数g’的量级与总释放香料之间建立的强相关性进一步强化。结果显示在g’与顶部空间香料浓度之间有普遍的指数相关，无论用什么二氧化硅材料来制备浆料。在低g’值，香料释放随着g’增加剧烈下降，最后达到稳定水平。虽然已参考优选实施方案和优选实施例的详述描述本发明，本领域普通技术人员将理解本发明不限于这些优选实施方案。当前第1页12