DE69730336T2

DE69730336T2 - Produkte und verfahren zur remineralisierung und zur prävention einer demineralisierung von zähnen

Info

Publication number: DE69730336T2
Application number: DE69730336T
Authority: DE
Inventors: E. Anthony WINSTON; Norman Usen
Original assignee: Church and Dwight Co Inc
Current assignee: Church and Dwight Co Inc
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: CN1231596A; WO1998013012A1; US6159448A; EP0930867B1; AU4158297A; CA2261804A1; JP2000504037A; BR9711416A; IL129000A0; EP0930867A4; EP0930867A1; CA2261804C; CN1150881C; KR20000036009A; AU713177B2; DE69730336D1; KR100362638B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft verbesserte Produkte und Verfahren zum Remineralisieren von Suboberflächenläsionen in Zähnen und zum Mineralisieren von offenen Poren im Dentin, damit deren Entmineralisierung verhindert wird. Die Erfindung betrifft insbesondere flüssige Zahnpflegeprodukte, die kationische und anionische Salze mit verschiedenen Löslichkeiten in Wasser enthalten, und Verfahren zur Verwendung dieser Produkte zum Remineralisieren von Suboberflächenläsionen und/oder zum Mineralisieren von offenen Dentinporen.
Die Hauptkomponente von Zahnschmelz und -dentin ist Calciumphosphat in der Form von Calciumhypoxyapatit. Das Calciumphosphat ist zwar bei normalen pH-Werten im Mund stark unlöslich, jedoch ist es im Zahn in sauren Medien vergleichsweise löslich. Folglich können Kariesläsionen in der Suboberfläche eines Zahns entstehen, wenn ein solcher Zahn Säuren ausgesetzt ist, die bei der Glycolyse von Zuckern entstehen, die durch verschiedene orale Bakterien verursacht wird.
Weil Speichel in Bezug auf Calcium- und Phosphationen übersättigt ist, hilft der Speichel beim Schutz der Zähne gegen Entmineralisierung und kann die durch Säuren entmineralisierten Zähne langsam remineralisieren. Fluoridionen können bekanntlich den natürlichen Remineralisierungsprozess steigern, und dies ist einer der anerkannten Mechanismen, mit deren Hilfe die Fluorid-Zahnpasten und -Spülungen vor Karies schützen. Die Wirksamkeit fluoridhaltiger Zahnpasten und Spülungen beim Remineralisieren der Zähne ist durch mäßige Spiegel von Calcium und Phosphat im Speichel eingeschränkt. Dem Stand der Technik zufolge ist es höchst wünschenswert, die verfügbare Konzentration von Calcium- und Phosphationen in der Mundhöhle zu steigern, damit der Remineralisierungsprozess beschleunigt wird. Aufgrund der geringen Löslichkeit von Calciumphosphat bei dem pH-Wert des Speichels wird die Zugabe höherer Mengen an gelösten Calcium- und Phosphationen nicht leicht bewerkstelligt.
Das Remineralisieren von Zahnschmelz wurde experimentell in vivo und in vitro durchgeführt. Einige Untersuchungen betrafen die Remineralisierungseigenschaften von Speichel und synthetischen Lösungen, die in Bezug auf Hydroxyapatit übersättigt sind. Diese Untersuchungen umfassen die Gegenstände der US-Patente 3 679 360 (Rubin) und 4 097 935 (Jarcho).
Gewöhnlich werden die in den vorstehend genannten Patenten von Rubin und Jarcho für Remineralisierungsexperimente verwendeten übersättigten Lösungen oder Aufschlämmungen, aus einer einzigen Form von Calciumphosphat hergestellt. Beim Ausschwemmen einer Kariesläsion mit einer dieser übersättigten Lösungen remineralisieren die Calcium- und Phosphationen in der Form von gefälltem Hydroxyapatit die Läsion. Die Verwendung dieser Lösungen ist jedoch aus mehreren Gründen unpraktisch. Erstens ist die zum Mineralisieren in diesen übersättigten Lösungen verfügbare Menge an Calcium- und Phosphationen zu niedrig. Es wird beschrieben, dass dies etwa 10000 Einheits-Volumina der üblichen übersättigten Lösungen in Anspruch nimmt, damit ein Einheitsvolumen Mineral erzeugt wird. Somit erfordert die Remineralisierung durch dieses Verfahren sowohl ein überschüssiges Volumen an Flüssigkeit und eine übermäßige Zahl an Anwendungen. Die übersättigten Lösungen sind diesbezüglich eingeschränkt, weil diese Lösungen ihren übersättigten Zustand nicht aufrechterhalten können. Wenn das Hydroxyapatit bis zu dem Punkt ausfällt, an dem die Lösung nicht länger übersättigt ist, muss neue übersättigte Lösung eingebracht werden oder der Remineralisierungsprozess hört auf.
Ein weiteres Problem mit einzelnen Calciumphosphat-Aufschlämmungen ist, dass sich beim Ausfällen des Hydroxyapatits aus der Lösung der pH-Wert der Lösung ändert. Wenn die alte Lösung nicht von dem Kontakt mit dem Zahnmaterial entfernt wird, kann die Lösung zu sauer oder alkalisch werden, so dass sie das Zahngewebe beschädigen kann.
Das US-Patent 4 080 440 (Digiulio et al.) offenbart eine metastabile Lösung von Calcium- und Phosphationen bei einem niedrigen pH-Wert (zwischen 2,5 und 4,0), wobei die Löslichkeit der Calciumphosphatsalze unter diesen Bedingungen hoch ist. Nach dem Eindringen der Lösung in den entmineralisierten Schmelz rührt die Remineralisierung aus der Fällung von Calciumphosphatsalzen her, wenn der pH-Wert steigt. Fluoridionen können in der metastabilen Lösung enthalten sein. Ein bedeutender Nachteil der Verwendung von metastabilen Lösungen ist, dass der relativ niedrige pH-Wert den Zahnschmelz entmineralisieren und/oder anderes Gewebe verletzen kann.
Die US-Patente 4 177 258, 4 183 915 und 4 348 381 (Gaffar et al.) offenbaren eine Remineralisierungslösung, die übersättigte Konzentrationen von Calciumionen, Phosphationen und eine Fluoridquelle enthält, die durch das Vorhandensein eines Antinukleierungsmittels, wie Diamintetramethylenphosphonsäure, Ethylendiamintetramethylenphosphonsäure und 2-Phosphonobutantricarbonsäure-1,2,4 oder ihrer wasserlöslichen Salze, stabilisiert wird. Diese Lösung wird vorzugsweise auf einen neutralen pH-Wert-Bereich eingestellt, von dem behauptet wird, dass die Lösung am effizientesten Suboberflächenläsionen remineralisiert werden. Selbst wenn man erwartet, dass das Antinukleierungsmittel die Lösung stabilisiert, ist ein Gleichgewicht der übersättigten Konzentrationen immer noch schwierig aufrechtzuerhalten und es wird die Fällung von Hypoxyapatit und Änderungen des pH-Wertes der Lösung vermieden.
Die US-Patente 4 083 955 (Grabenstetter et al.) und 4 397 837 (Raaf et al.) offenbaren ein Verfahren zum Remineralisieren von entmineralisiertem Schmelz durch die aufeinanderfolgende Behandlung von Zahnoberflächen mit gesonderten Lösungen, die Calciumionen und Phosphationen enthalten. Bei diesem Verfahren können die Fluoridionen in den Phosphatlösungen zugegen sein. Es ist unerheblich, welche Ionenlösung zur Behandlung der Zähne zuerst verwendet wird. Durch aufeinanderfolgendes Aufbringen von Calcium- und Phosphationen auf die Zahnoberfläche können hohe Ionenkonzentrationen in Lösungsform in Läsionen dringen, wobei die Ionen als Calciumphosphatsalz ausfallen, wenn Ionen aus der zweiten Behandlungslösung eindiffundieren. Dieses Verfahren ist zwar offensichtlich erfolgreich, aber es beinhaltet die Unannehmlichkeit einer Vielzahl von aufeinanderfolgenden Anwendungen, die zudem zeitaufwändig sein können.
Das US-Patent 4 606 912 (Rudy et al.) lehrt ein Verfahren zur Herstellung einer klaren wässrigen Mundwäschelösung, die Läsionen in Zähnen remineralisieren kann, indem eine wässrige Lösung hergestellt wird, die eine Quelle für Calciumionen und einen Chelatbildner für Calciumionen enthält, wodurch die Chelatbildung von mindestens 50% der Calciumionen verursacht wird, und anschließend eine Quelle für Phosphationen zur wässrigen Lösung zugegeben wird. Die Zugabe und die nötige Kontrolle der Menge Chelatbildner ist hier zwar auch etwas effizient, macht aber das Konzept unpraktisch.
Ein weiteres Problem mit bekannten Remineralisierungs-Techniken ist, dass die Remineralisierung aufhören kann, bevor die Läsion aufgrund eines Aufbaus von remineralisiertem Zahnmaterial in oder auf der Außenschicht der Zahnoberfläche vollständig remineralisiert ist. Dieser Aufbau tritt dann ein, wenn die Remineralisierungsgeschwindigkeit zu schnell ist und die Diffusion des Minerals in die tieferen Bereiche der Läsion verhindert wird, so dass die vollständige Remineralisation des Zahns verhindert wird.
Die US-Patente 5 037 639; 5 268 167; 5 437 857; 5 427 768 und 5 460 803 (jeweils von Tung) beinhalten die Verwendung von amorphen Calciumverbindungen, wie amorphem Calciumphosphat (ACP), amorphem Calciumphosphatfluorid (ACPF) und amorphem Calciumcarbonatphosphat (ACPP) zur Verwendung bei der Remineralisierung von Zähnen. Diese amorphen Verbindungen oder Lösungen, die die amorphen Verbindungen bilden, wenn sie entweder auf oder in Zahngewebe eingebracht werden, verhindern und/oder reparieren Zahnschwächen, wie Zahnkaries, freiliegende Wurzeln und Dentin-Empfindlichkeit. Die Verbindungen sollen hohe Löslichkeiten, schnelle Bildungsraten und schnelle Umwandlungsraten (zu Apatit) haben.
Die Remineralisierung erfolgt durch Zusammenbringen der amorphen Verbindung mit dem Zahngewebe. Dies kann direkt erfolgen, d. h. indem die amorphe Verbindung direkt oder indirekt durch einen Träger auf den Zahn gebracht wird, d. h. durch das Einbringen der amorphen Verbindung in einen Träger, wie ein Gel, einen Kaugummi oder eine Zahnpasta, und Aufbringen des Trägers auf das Zahngewebe. Sobald der Kontakt mit dem Zahn hergestellt ist, kristallisieren die amorphen Calciumphosphatverbindungen in die weniger lösliche Apatitform in der Läsion um und bilden den Zahn neu. Unter Bedingungen, bei denen amorphe Calciumphosphat-Verbindungen stabil sind, ist die Menge an freigesetztem Calcium und Phosphat relativ niedrig und daher ist die Remineralisierung langsamer als gewünscht.
Die vorstehend genannten Patent von Tung lehren zudem die Verwendung zweiteiliger Lösungen, bei denen ein erster Teil ein oder mehrere Phosphatsalze enthält und ein zweiter Teil ein oder mehrere Calciumsalze enthält, wobei entweder der erste Teil oder der zweite Teil zudem ein oder mehrere Carbonat-Salze enthält. Die Tung-Patente lehren zudem Lösungen, die durch Lösen eines Feststoffpulvers, das Calciumsalz(e), Phosphatsalz(e) und Carbonatsalz(e) enthält, in Wasser hergestellt werden. Diese Lösungen werden dann auf Zahngewebe aufgebracht. Die Tung-Patente lehren weiterhin die Verwendung nicht-carbonisierter fester Pulver, die Gemische von Calciumsalzen und Phosphatsalzen enthalten, die direkt oder dispergiert in Gel, Kaugummi oder anderen nicht-wässrigen Medien, wie Zahnpasta, die mit dem Zahn zusammengebracht wird, auf den Zahn aufgebracht werden können. Die Patente lehren, dass diese Pulver leicht im Speichel gelöst werden, und dann als amorphe Calciumphosphat-Verbindung wieder ausgefällt werden. Die Tung-Patente offenbaren jedoch nicht die pH-Werte der wässrigen Lösungen, die aus dem nicht-carbonisierten festen Pulver hergestellt werden.
Es werden immer mehr effiziente Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungs-Produkte und Verfahren gewünscht, die zur Erzielung von Stabilität, Remineralisation und/oder Mineralisation kein Vorhandensein von Carbonatsalzen erfordern. Man möchte auch immer mehr Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungsprodukte und Verfahren bereitstellen, die direkt Hydroxyapatit an der Suboberfläche des Zahns und nicht zuerst ein amorphes Calciumhosphat als Zwischenprodukt bilden. Zudem möchte man immer stärker ein Remineralisierungsprodukt in der Form einer einteiligen stabilen Remineralisierungs-Zusammensetzung, die nicht durch einen Anstieg des pH- Wertes oder der Temperaturen negativ beeinflusst wird, oder die die Zähne effizient remineralisieren kann. Schließlich besteht ein beständiger Bedarf an einem Verfahren zum Remineralisieren von Zahnschmelz, das ein stabiles einteiliges Remineralisierungsprodukt einsetzt, das keine übermäßigen Mengen an Calcium- und Phosphatsalzen oder übermäßig lange, häufige oder aufeinanderfolgende Expositionszeiten benötigt.
Das Remineralisieren bzw. Mineralisieren von einteiligen oder zweiteiligen Produkten, die viele der vorstehend genannten Probleme bewältigen, ist in den gleichzeitig angemeldeten gemeinsam abgetretenen US-Patenten 08/512 473 (eingereicht am 8. August, 1995); 08/465 875 (eingereicht am 5. Juni 1995; 08/512 286 (eingereicht am 8. August 1995); und 08/512 287 (eingereicht am 8. August 1995) offenbart.
Die Anmeldung 08/512 473 offenbart ein- oder zweiteilige Produkte und Verfahren zu ihrer Verwendung beim Remineralisieren von Suboberflächenläsionen. Die ein- und zweiteiligen Produkte enthalten mindestens ein wasserlösliches Calciumsalz, mindestens ein wasserlösliches divalentes Metallsalz, wobei das divalente Metall kein Calcium ist, und mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz. Bei den zweiteiligen Produkten sind die Calcium- und divalenten Metallsalze in einer ersten eigenen Komponente abgelagert, und das oder die Phosphatsalze sind in einer zweiten eigenen Komponente abgelagert. Das zweiteilige Produkt kann zudem eine Abgabevorrichtung enthalten, die es ermöglicht, dass die ersten und zweiten Komponenten gleichzeitig aus dem Produkt abgegeben werden, so dass die abgegebene erste und zweite Komponente zeitgleich mit dem oder den behandelten Zähnen zusammenkommen. Die wässrige Lösung, die durch Mischen der Salze hergestellt wird, die in den ein- und zweiteiligen Produkten verwendet werden, hat einen pH-Wert von etwa 4,0 bis etwa 7,0.
Die Anmeldung 08/465 875 offenbart ein zweiteiliges Produkt und Verfahren zu seiner Verwendung beim Remineralisieren von Zahnschmelz, wobei das Produkt eine erste eigene Komponente enthält, die mindestens ein wasserlösliches Calciumsalz enthält, und eine zweite eigene Komponente, die mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz und mindestens ein wasserlösliches Fluoridsalz enthält. Das Produkt kann weiterhin ein Mittel enthalten, das es ermöglicht, dass die ersten und zweiten Komponenten gleichzeitig aus dem Produkt abgegeben werden. Die ersten und zweiten Komponenten des Produktes haben jeweils einen solchen pH-Wert, dass beim Mischen der beiden Komponenten zur Herstellung einer wässrigen gemischten Lösung, die Lösung einen pH-Wert von etwa 4,5 und 10,0 hat.
Die Anmeldung Nr. 08/512 286 betrifft ein Kaugummi-Produkt und ein Verfahren zu seiner Verwendung beim Remineralisieren von Suboberflächenläsionen in Zähnen, wobei das Produkt einen wasserlöslichen kationischen Anteil enthält, der aus mindestens einem wasserlöslichen Calciumsalz und mindestens einem wasserlöslichen, nicht-toxischen divalenten Metallsalz besteht, wobei das divalente Metallsalz kein Calcium ist; einen wasserlöslichen anionischen Anteil, der mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz enthält; und eine Gummibasis. Die anionischen und kationischen Anteile sind derart in dem Produkt eingebracht, dass das Kauen des Produkts in Gegenwart von Wasser und/oder Speichel bewirkt, dass die anionischen und kationischen Anteile zeitgleich in das Wasser und/oder den Speichel abgegeben werden, so dass eine gemischte wässrige Lösung damit erhalten wird. Die anionischen und kationischen Anteile haben jeweils einen pH-Wert beim Lösen in Wasser und/oder Speichel, dass die gemischte wässrige Lösung einen pH-Wert von etwa 4,0 bis 7,0 hat.
Die Anmeldung Nr. 08/512 287 betrifft einteilige nichtwässrige Produkte und Verfahren zu ihrer Verwendung beim Remineralisieren von Suboberflächenläsionen, wobei die Produkte mindestens ein wasserlösliches Calciumsalz; mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz; entweder einen Stabilisator oder ein hydrophiles, nicht-wässriges wasserlösliches Vehikel; und gegebenenfalls mindestens ein wasserlösliches Fluoridsalz enthalten. Werden die Komponenten mit Wasser oder Speichel gemischt, so dass man eine wässrige gemischte Lösung erhält, hat die Lösung einen pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 10,0.
Bei den ein- und zweiteiligen Produkten, die in den vorstehend genannten Anmeldungen offenbart sind, werden die kationischen und anionischen Komponenten gesondert voneinander bis zur Verwendung des Produktes gehalten. Zudem werden die Kationen und Anionen gleichzeitig an die Oberfläche des behandelten Zahns abgegeben. Diese Faktoren zusammen mit dem pH-Wert der wässrigen Lösung und die gelegentliche Verwendung von mindestens einem wasserlöslichen divalenten Metallsalz sind hilfreich, damit die Kationen und Anionen ausreichend Zeit haben, dass sie durch die Oberfläche des Zahns zur Suboberfläche diffundieren, bevor sie ausfallen.
Damit die Mineralisierung oder Remineralisierung des Schmelzes oder Dentin eintritt, muss die Konzentration von Calcium- und Phosphationen im Speichel über der Konzentration liegen, die zur Sättigung der Lösung in Bezug auf die Bildung von Calciumhydroxyapatit, Octacalciumphosphat, Dicalciumphsosphatdihydrat oder anderen Formen von unlöslichem Calciumphosphat erforderlich ist. Bei pH-Werten über etwa 6,5 werden diese Anforderungen durch die Mengen an Calcium und Phosphat in normalem menschlichem Speichel erfüllt. Weil die Konzentration von Calcium- und Phosphationen in normalem menschlichem Speichel sogar bei pH-Werten über 6,5 nur mäßig ist, ist die Geschwindigkeit der Mineralisierung, die durch normalen Speichel erzeugt wird, sehr langsam, selbst wenn Fluorid zur Katalyse des Prozesses zugegen ist. Ist der pH-Wert über etwa 7, steigert ein Anheben der Konzentration von Calcium- und Phosphationen weit über die Konzentration, die gewöhnlich im Speichel vorliegt, die Remineralisierung jedoch nicht signifikant. Aufgrund der hohen Unlöslichkeit von Calciumphosphatsalzen oberhalb von pH-Werten von etwa 7, erfolgt eine äußerst rasche Fällung, die nicht genug Zeit lässt, damit die Ionen in den Zahn dringen.
Bei pH-Werten unter etwa 7 erfolgt eine signifikante Remineralisierung nur dann, wenn die Konzentration der Calcium- und Phosphationen im Speichel über der Konzentration liegt, die zur Sättigung der Lösung in Bezug auf die Bildung von Dicalciumphosphatdihydrat erforderlich ist. Es wurde gezeigt, dass unter diesen pH-Wert-Bedingungen eine Remineralisierung durch Steigern des Übersättigungsgrades im Speichel beschleunigt werden kann. Insofern als die Löslichkeit von Dicalciumphosphat mit sinkendem pH-Wert steigt, stellte sich heraus, dass beim Remineralisieren von Läsionen mit Lösungen, die einen pH-Wert im Bereich von 4,5 bis 7,0 und übersättigte Mengen von Calcium- und Phosphationen haben, die optimale Konzentration von Calciumionen, die zur Maximierung des Verfahrens nötig ist, mit fallendem pH-Wert steigt. Unter einem pH-Wert von etwa 4,0 wird das Dicalciumphosphatdihydrat zur stabilen gefällten Spezies aus übersättigten Lösungen. Unter diesen pH-Wert-Bedingungen benötigt dies sehr hohe Mengen an Calcium und Phosphat zur Sättigung der Lösungen. Unter solchen Bedingungen besteht die tatsächliche Gefahr mit ziemlich hohen Calcium- und Phosphat-Konzentrationen, dass die Lösung untersättigt ist und eine Entmineralisierung der behandelten Zähne eintritt.
Man hat zudem entdeckt, dass die gleichzeitige Bereitstellung von sehr hohen Calcium- und Phosphationen-Konzentrationen zu einer vorzeitigen Fällung des Calciumsalzes führen kann, bevor die Ionen in den Zahn dringen, oder zu einer vorzeitigen Fällung, bei der die Eingänge der Poren im Zahnschmelz und Dentin blockiert werden, und dadurch eine weitere Remineralisierung verhindert wird.
Somit besteht offensichtlich das Problem, dass zur Steuerung einer unzeitigen Fällung die Konzentration der gelösten Calciumionen oder der gelösten Phosphationen eingeschränkt werden muss. Man erwartet, dass dies wiederum nachteiligerweise die erreichbare maximale Geschwindigkeit der Mineralisierung oder Remineralisierung einschränkt.
Die Verwendung von sehr hohen Calcium- und Fluoridionenkonzentrationen kann zu einer verfrühten Fällung der Fluoridionen führen, bevor diese Ionen in den Zahn dringen können. Wie vorstehend genannt können Fluoridionen den natürlichen Remineralisierungsprozess steigern. Es müssen jedoch gewöhnlich hinreichende Mengen Fluoridionen zugegen sein. Calciumkationen und Fluoridanionen fällen aus und bilden Calciumfluorid, ein Salz, das in Wasser mäßig löslich ist. Die Bildung von Calciumfluorid ist ungewünscht, da es die Menge an freien Fluoridanionen reduziert, die zur Verwendung in dem Remineralisierungsprozess verfügbar sind. Somit ist es wünschenswert, ein Remineralisierungsprodukt bereitzustellen, wobei die Lösung, die zur Behandlung der Zähne verwendet wird, so große Mengen an gelösten Fluoridanionen enthält, dass die Remineralisierung der Suboberflächenläsionen erhöht wird.
Die Remineralisierungsprodukte, die in den vorstehend genannten gemeinsam abgetretenen Parallel-Patentanmeldungen offenbart sind, sind zwar stabil, jedoch ist es immer mehr gewünscht, dass alternative Produkte bereitgestellt werden, die die Gefahr einer verfrühten Fällung der Kationen und Anionen, insbesondere der Fluoridanionen, minimieren.
Folglich ist eine Hauptaufgabe der Erfindung die Bereitstellung von Produkten und Verfahren zum Remineralisieren und zur Verhinderung der Entmineralisierung von menschlichen Zähnen, wobei die Produkte und Verfahren effizient Calciumionen, Phosphationen und Fluoridionen in die Suboberfläche eines Zahns einbauen können.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung von Produkten und Verfahren zum Remineralisieren und zur Verhinderung der Entmineralisation von menschlichen Zähnen, wobei die Fällung der Calcium-, Phosphat- und Fluoridionen im Wesentlichen vor der Diffusion der Ionen in die Suboberfläche des Zahns vermieden wird, ohne dass die Rate der Remineralisierung an der Suboberfläche des Zahns reduziert wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Produkten und Verfahren zum Remineralisieren und zur Verhinderung der Entmineralisierung von menschlichen Zähnen, die keine überschüssigen Mengen an Lösung oder übermäßig lange oder häufige Expositionszeiten benötigen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Produkten zum Remineralisieren und zur Verhinderung der Entmineralisierung von menschlichen Zähnen, wobei sich die Produkte leicht vom Verbraucher verwenden lassen und sich nicht signifikant in Bezug auf Geschmack oder Aussehen von handelsüblichen Zahnpflegemitteln unterscheiden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Produktes und eines Verfahrens zur Herstellung eines solchen Produktes, wobei sich das Produkt in einem einzelnen Behälter, Substrat oder einer Matrix aufbewahren lässt, und es Läsionen in den Zähnen remineralisieren und normale Zähnen mineralisieren kann, damit verhindert wird, dass sich kariogene Läsionen darin bilden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungs-Produkten und Verfahren, die in der Suboberfläche einer Zahnsuboberfläche direkt Hydroxyapatit bilden können, ohne dass zuerst ein amorphes Calciumphosphat als Zwischenprodukt erhalten wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von zweiteiligen Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungs-Produkten und Verfahren zu ihrer Verwendung, wobei die Produkte vor dem Einbringen des Produkts in die Mundhöhle Calciumsalz(e) in einem ersten Teil und Phosphatsalz(e) in einem zweiten Teil gesondert von der ersten Komponente enthalten, das Produkt aber gleichzeitig die ersten und zweiten Teile aus dem Produkt zur Verwendung in der Mundhöhle abgibt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Produkten mit den in den vorhergehenden Aufgaben offenbarten Eigenschaften, die in der Form von Zahnpasta, Gel, professionellem Gel, Creme, Mundwäsche, Mundspülung, und dergleichen sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungs-Verfahren mit Produkten, die die in den vorhergehenden Aufgaben offenbarten Eigenschaften haben.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Produktes und Verfahren mit den in den vorhergehenden Aufgaben offenbarten Eigenschaften haben, wobei der Wirkstoff in dem Produkt Fluorid ist.
Diese und andere Aufgaben, die sich erfindungsgemäß erzielen lassen, können leicht aus der folgenden Beschreibung festgestellt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt effiziente flüssige Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungs-Produkte und Verfahren zu ihrer Verwendung bereit, die die vorstehend genannten Probleme bewältigen und die vorstehend genannten Aufgaben erzielen.
Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere flüssige Produkte zum Remineralisieren von Oberflächenläsionen und/oder zur Mineralisieren von offenen Dentinporen in Zähnen bereit, umfassend:

(a) eine kationische Komponente, die mindestens ein teilweise wasserlösliches Calciumsalz enthält;
(b) eine anionische Komponente, die mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz und mindestens ein wasserlösliches Fluoridsalz enthält; und
(c) ein Trennmittel, das so geordnet ist, dass es die Komponenten (a) und (b) auseinander hält,

Wird das wässrige Gemisch der Zusammensetzung erfindungsgemäß auf einen Zahn (oder Zähne) aufgebracht, fallen die Calciumkationen und die Phosphat- und Fluoridanionen in der wässrigen Zusammensetzung nicht sofort aus, sondern diffundieren durch die Oberfläche des Zahns zu dessen Suboberfläche und/oder Dentin, wo die Ionen dann vereinigt werden und auf der oder den entmineralisierten Suboberflächenläsionen und/oder auf der oder den offenen Dentinporen einen unlöslichen Niederschlag bilden.
Die Erfindung beruht auf der Entdeckung, dass eine solche verzögerte Fällung der Calciumkationen und der Phosphat- und Fluoridanionen, bis diese Ionen durch die Zahnoberfläche zur Suboberfläche und/oder Dentin diffundiert sind, durch Verwendung von mindestens einem Calciumsalz mit einer teilweisen Wasserlöslichkeit bei einem pH-Wert von 4,0 bis 10,0 in der kationischen Komponente erzielt werden kann. Bei der Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen in der kationischen Komponenten der erfindungsgemäßen Produkte können die Calciumkationen und die Phosphat- und Fluoridanionen in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung, das zur Zahnbehandlung verwendet wird, solange löslich bleiben, dass die Kationen und Anionen durch die Oberfläche des Zahns zu dessen Suboberfläche und/oder Dentin diffundieren, wobei die Ionen wie vorstehend genannt derart reagieren, dass ein unlöslicher Niederschlag auf der oder den entmineralisierten Läsionen und/oder der oder den offenen Poren gebildet wird.
Die Erfindung beruht ebenfalls auf der Entdeckung, dass die Verwendung von mindestens einem teilweise wasserlöslichen Calciumsalz in den erfindungsgemäßen Produkten ermöglicht, dass eine größere Menge an freien Fluoridanionen zur Absorption durch den behandelten Zahn verfügbar ist, als bei der Verwendung von wasserlöslichen Calciumsalzen.
Somit ist ein wichtiger Vorteil der Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen in der Erfindung, dass zu einem beliebigen Zeitpunkt die niedrige Konzentration der Calciumkationen die Phosphatanionen oder die Fluoridanionen nicht unlöslich macht, wobei die Kationen und Anionen jeweils bei dem Remineralisierungs- und/oder Mineralisierungs-Prozess verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil, der von der erfindungsgemäßen Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen ausgeht, ist, dass hohe Konzentrationen des ungelösten Calciumsalzes zur Zahnpflege-Formulierung zugegeben werden können, ohne dass die Gefahr besteht, dass übermäßige Calciumkationenkonzentrationen zu einem beliebigen Zeitpunkt in den Speichel freigesetzt werden.
Ein weiterer Vorteil, der von der Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen ausgeht, ist, dass das ungelöste Calciumsalz zusätzliche Calciumkationen in die Zusammensetzung freisetzen kann, damit die Rate des Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungsprozesses aufrechterhalten wird, wenn die Calciumkationen in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung aufgebraucht (d. h. ausgefallen) sind.
Ein weiterer besonders wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung von dem oder den wasserlöslichen Calciumsalzen ist, dass in der wässrigen Zusammensetzung, die zur Zahnbehandlung verwendet wird, das oder die Calciumsalze eine so große Menge an Calciumkationen freisetzen, dass die Remineralisierung gefördert wird, aber das Fluorid nicht gefällt wird. Somit bleibt die maximale Menge an Fluoridanionen zur Absorption durch den Zahn während des Aufbringens der Zusammensetzung darauf erhalten.
Somit stellt die erfindungsgemäße Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen einen praktischen Weg dar, mit dem nahezu optimale Mengen von den Calciumkationen über den gesamten Remineralisierungs- und/oder Mineralisierungs-Prozess gewährleistet werden.
Wie vorstehend erwähnt remineralisieren und/oder mineralisieren die erfindungsgemäßen Produkte Zähne mit Kombinationen von teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen, wasserlöslichen Phosphatsalzen und Fluorierungsmitteln. Fluorid selbst ist als Remineralisierungsmittel bekannt. Die Bereitstellung von Calcium- und Phsophatsalzen in der Erfindung dient der Steigerung der Effizienz von Fluorid. Aufgrund der kurzen Einwirkzeiten während des Bürstens mit Zahnpasten oder Spülen mit Mundspülungen erfolgt wahrscheinlich keine signifikante Remineralisierung mit diesen Produkten in Abwesenheit eines aktiven Fluorids.
Die erfindungsgemäßen Produkte stellen eine erheblich verbesserte Remineralisierung und Mineralisierung gegenüber den vorstehend genannten Produkten des Standes der Technik bereit.
Die erfindungsgemäßen Verfahren bewältigen die vorstehend genannten Nachteile der Verfahren des Standes der Technik insofern als die erfindungsgemäßen Verfahren eine Suboberflächenremineralisierung statt einer Oberflächenremineralisierung bewirken. Da Zahnkaries als Suboberflächendemineralisierung des Zahnschmelzes beginnt, ruht die Suboberflächenremineralisierung und repariert die Kariesläsionen, bevor ein permanenter Strukturschaden des Zahns auftritt.
Die erfindungsgemäßen Verfahren erfordern kein Präparieren der Schmelzoberfläche, Überkronen des Zahns oder Entfernen von Fäulnisprodukten.
Zudem können die Verbraucher die erfindungsgemäßen Verfahren bequem ausüben, ohne dass ihre Zahnpflegegewohnheiten wesentlich geändert werden müssen.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie vorstehend erwähnt stellt die Erfindung flüssige Produkte und Verfahren zu ihrer Verwendung zum Remineralisieren von Suboberflächenläsionen und/oder Mineralisieren von offenen Dentinporen in Zähnen bereit.
Der Begriff "Flüssigkeit" bzw. "flüssig", wie er hier verwendet wird, betrifft ein Material, das eine Konsistenz wie eine Lösung, ein Konzentrat, eine Paste, ein Gel, eine Creme oder dergleichen hat.
Die erfindungsgemäßen Produkte bestehen aus einer kationischen Komponente, einer anionischen Komponente, und einem Trennmittel zum Auseinanderhalten der kationischen und anionischen Komponenten. Die kationische Komponente enthält mindestens ein teilweise wasserlösliches Calciumsalz und vorzugsweise mindestens ein nicht-toxisches wasserlösliches Salz eines divalenten Metalls, das kein Calcium ist. Die anionische Komponente enthält mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz und mindestens ein wasserlösliches Fluoridsalz. Die Trennmittel können in Form eines flüssigen Mediums, in dem die anionischen und kationischen Komponenten unlöslich sind, oder in Form einer physikalischen Schranke vorliegen.
Der Begriff "partiell wasserlöslich" wie er hier in Bezug auf die Calciumsalz-Komponente verwendet wird, betrifft ein Calciumsalz, dessen Löslichkeit größer ist als die von Dicalciumphosphatdihydrat in einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von etwa 7,0 und einer Temperatur von etwa 25°C, die jedoch kleiner ist als die Löslichkeit, die zu einer Freisetzung von mehr als etwa 1400 ppm Calciumkationen in einer solchen wässrigen Lösung führt. In einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von etwa 7,0 bei einer Temperatur von etwa 25°C setzt Dicalciumphosphatdihydrat gewöhnlich etwa 40 ppm Calciumkationen frei. Somit hat das erfindungsgemäß verwendete Calciumsalz gewöhnlich eine derartige Löslichkeit, dass das Salz mehr als etwa 40 ppm, aber nicht mehr als etwa 1400 ppm Calciumkationen in einer wässrigen Lösung mit einem pH-Wert von etwa 7,0 bei einer Temperatur von etwa 25°C freisetzen kann. Das oder die erfindungsgemäß verwendeten Calciumsalze haben vorzugsweise eine derartige Löslichkeit in solchen wässrigen Lösungen, dass das oder die Salze etwa 100 ppm bis nicht mehr als etwa 1400 ppm Calciumkationen freisetzen.
Der Begriff "wasserlöslich", wie er hier in Bezug auf Phosphat-, Fluorid- und divalente Metallsalze, die sich zur erfindungsgemäßen Verwendung eignen, verwendet wird, betrifft eine derartige Löslichkeit, dass die Salze jeweils mindestens etwa 1400 ppm Ionen in eine wässrige Lösung mit einer Temperatur von etwa 25°C und einem pH-Wert von etwa 7,0 freisetzen können.
Bei bevorzugten Ausführungsformen enthalten die erfindungsgemäßen Produkte Wasser, eine Konzentration an gelösten Calciumkationen, die von dem Calciumsalz in dem Wasser freigesetzt werden, und eine Konzentration einer ungelösten Form eines solchen Calciumsalzes. Die kationischen und anionischen Komponenten der erfindungsgemäßen Produkte sind jeweils wässrig, wobei die kationische Komponente nicht mehr als 0,14%, stärker bevorzugt nicht mehr als 0,08%, am stärksten bevorzugt 0,01 bis 0,05%, bezogen auf das Gewicht, an gelösten Calciumkationen, die von dem Calciumsalz freigesetzt werden, und mindestens 0,05%, stärker bevorzugt mindestens 0,20%, am stärksten bevorzugt 0,20 bis 0,30%, bezogen auf das Gewicht, an ungelöster Form des Calciumsalzes enthält.
Die erfindungsgemäßen Produkte können in der Form von einteiligen Produkten oder in der Form von zweiteiligen Produkten vorliegen. Die erfindungsgemäßen Produkte sind vorzugsweise in der Form von zweiteiligen Produkten.
Die erfindungsgemäßen einteiligen Produkte enthalten kationische und anionische Komponenten, die in einem nicht-wässrigen, hydrophilen flüssigen Trägermedium suspendiert sind, das als Trennmittel wirkt. Beim Mischen des einteiligen Produkts mit Wasser und/oder Speichel setzt das flüssige Trägermedium die kationischen und anionischen Komponenten in Wasser und/oder Speichel frei, so dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung erhalten wird. Bei bevorzugten Ausführungsformen setzt das flüssige Trägermedium gleichzeitig die anionischen und kationischen Komponenten in Wasser und/oder Speichel frei.
Die zweiteiligen Produkte dieser Erfindung enthalten erste und zweite eigene Teile, wobei der erste eigene Teil die kationische Komponente enthält und der zweite eigene Teil die anionische Komponente enthält. Das Trennmittel hält die ersten und zweiten Teile auseinander. In den zweiteiligen Produkten der Erfindung sind die anionischen und kationischen Komponenten jeweils in flüssiger Form. Die anionischen und kationischen Komponenten können wässrig oder nicht-wässrig sein, oder eine Komponente kann wässrig sein, wohingegen die andere Komponente nicht wässrig ist. Wie vorstehend erwähnt sind bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Produkte die anionischen und kationischen Komponenten jeweils wässrig.
Wenn die kationischen und anionischen Komponenten in den zweiteiligen Produkten jeweils wässrig sind, ist das Trennmittel eine physikalische Schranke, die die erste und zweiten eigenen Teile auseinander hält. Wenn eine oder beide kationischen und anionischen Komponenten nicht-wässrig sind, kann das Trennmittel eine feste physikalische Schranke oder eine nicht-feste Schranke sein, die durch die wechselseitige Unlöslichkeit der kationischen und anionischen Komponenten gebildet wird. Die erfindungsgemäßen zweiteiligen Komponenten enthalten zudem eine Abgabevorrichtung zur Abgabe der anionischen und kationischen Komponenten aus den Produkten. Bei bevorzugten Ausführungsformen kann die Abgabevorrichtung gleichzeitig die anionischen und kationischen Komponenten aus dem Produkt abgeben. Wenn ein Produkt innerhalb des erfindungsgemäßen Schutzbereichs leicht zu verwenden ist, werden die kationischen und anionischen Komponenten mit Wasser und/oder Speichel vermischt, so dass das bereits erwähnte wässrige Gemisch der Zusammensetzung erhalten wird. Die anionischen und kationischen Komponenten werden nur gemischt, wenn die Komponenten in die Mundhöhle eingebracht werden, oder unmittelbar vor ihrer Einbringung in die Mundhöhle.
Die kationischen und anionischen Komponenten der erfindungsgemäßen Produkte müssen jeweils einen derartigen pH-Wert in Wasser haben, dass wässrige Gemisch der Zusammensetzung einen pH-Wert von 4,0 bis 10,0, vorzugsweise von mehr als 4,0 bis 7,0, stärker bevorzugt von 4,5 bis 6,5, und am stärksten bevorzugt 5,00 bis 5,75 hat.
Das oder die teilweise wasserlöslichen Calciumsalze sind in den erfindungsgemäßen Produkten in einer Menge zugegen, dass in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung ein erster Teil von dem oder den Calciumsalzen als gelöste Calciumkationen zugegen ist und ein zweiter Teil der Calciumsalze als ungelöstes Calciumsalz zugegen ist. Das wässrige Gemisch der Zusammensetzung enthält vorzugsweise 100 ppm bis nicht mehr als 1400 ppm, stärker bevorzugt 100 ppm bis nicht mehr als 800 ppm, am stärksten bevorzugt 100 ppm bis 500 ppm, der gelösten Calciumkationen. Zudem enthält das wässrige Gemisch der Zusammensetzung vorzugsweise mindestens etwa 500 ppm, stärker bevorzugt mindestens 2000 ppm, am stärksten bevorzugt 2000 bis 3000 ppm, des ungelösten Calciumsalzes.
Ist das Produkt ein zweiteiliges Produkt und die darin enthaltene kationische Komponente wässrig, enthält diese wässrige kationische Komponente ebenfalls gelöste Calciumkationen und ungelöstes Calciumsalz. Die Menge an gelösten Calciumkationen in der wässrigen kationischen Komponente ist vorzugsweise nicht mehr als 0,14%, stärker bevorzugt nicht mehr als 0,08%, am stärksten bevorzugt 0,01% bis 0,05%, bezogen auf das Gewicht der kationischen Komponente. Zudem ist die Menge an ungelöstem Calciumsalz in der wässrigen Komponente vorzugsweise mindestens 0,05%, stärker bevorzugt mindestens 0,20% und am stärksten bevorzugt 0,20 bis 0,30%, bezogen auf das Gewicht der kationischen Komponente.
Die Phosphat- und Fluoridsalze sind jeweils in den erfindungsgemäßen Produkten in derartigen Mengen zugegen, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung weiterhin gelöste Phosphatanionen und gelöste Fluoridanionen enthält. Bei den erfindungsgemäßen zweiteiligen Produkten, wobei die anionische Komponente wässrig ist, enthält diese wässrige Komponente ebenfalls gelöste Phosphatanionen und gelöste Fluoridanionen.
Das wässrige Gemisch der Zusammensetzung enthält vorzugsweise mindestens 100 ppm, stärker bevorzugt 500 ppm bis 40000 ppm, Phosphatanionen; und vorzugsweise 100 ppm bis 5000 ppm, stärker bevorzugt 850 ppm bis 2000 ppm Fluoridanionen.
Wie bereits erwähnt, enthalten die erfindungsgemäßen Produkte weiterhin mindestens ein nicht-toxisches wasserlösliches Salz eines divalenten Metalls, das kein Calcium ist. Das oder die zweiwertigen Metallsalze setzen zweiwertige Metallkationen frei, die die Stabilisation des wässrige Gemischs der Zusammensetzung gegenüber einer raschen Fällung der Calciumkationen und der Phosphat- und Fluoridanionen unterstützen. Die Remineralisierungskationen und -anionen können dann durch die Zahnoberfläche zu der oder den entmineralisierten Suboberflächenläsionen und/oder der offenen Dentinpore diffundieren, wobei die Gefahr verringert ist, dass sich ein Niederschlag bildet, der an die Zahnoberfläche gebunden ist. Wird demzufol ge eine wirksame Menge an divalenten Metallkationen verwendet, wird die Suboberflächenläsion effizienter remineralisiert oder desensibilisiert und/oder die offene Dentinpore wird effizienter mineralisiert.
Das oder die divalenten Metallsalze sind bei ihrem Einsatz vorzugsweise in den erfindungsgemäßen Produkten in einer solchen Menge zugegen, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung mindestens etwa 100 ppm, stärker bevorzugt 500 ppm bis 40000 ppm der divalenten Metallkationen enthält, die von dem oder den divalenten Metallsalzen freigesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Produkte enthalten vorzugsweise 0,05 bis 15,0 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,10% bis 10,0 Gew.-%, von dem oder den Calciumsalzen; 0,05 bis 15,0 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,10% bis 10,0 Gew.-% von dem oder den Phosphatsalzen und 0,01 bis 5,0 Gew.-%, stärker bevorzugt 0,02 bis 2,0 Gew.-%, von dem oder den Fluoridsalzen. Bei bevorzugten Ausführungsformen enthalten die erfindungsgemäßen Produkte zudem mindestens 0,001%, vorzugsweise 0,0001% bis 2,0%, und stärker bevorzugt 0,01% bis 1,0 Gew.-%, von dem oder den divalenten Metallsalzen, die bereits vorher erörtert wurden.
Die erfindungsgemäßen Produkte enthalten ein Molverhältnis von dem oder den Calciumsalzen zu dem oder den Phosphatsalzen von vorzugsweise 0,01 : 1 bis 100 : 1. Am stärksten bevorzugt ist die Konzentration von dem oder den Calciumsalzen und die Konzentration von dem oder den Phosphatsalzen vorzugsweise in den erfindungsgemäßen Produkten im Wesentlichen gleich. Die Konzentration von dem oder den Calciumsalzen überschreitet immer die Löslichkeit dieses Salzes, wohingegen die Konzentration von dem oder den Phosphatsalzen genauso hoch wie deren Löslichkeit sein kann oder sogar noch höher.
Nicht-einschränkende Beispiele für Calciumsalze mit partieller Wasserlöslichkeit, die sich zur erfindungsgemäßen Verwendung eignen, umfassen Calciumsulfat, wasserfreies Calciumsulfat, Calciumsulfathemihydrat, Calciumsulfatdihydrat, Calciummalat, Calciumtartrat, Calciummalonat, Calciumsuccinat und Gemische der vorstehend Genannten. Calciumsulfat ist bevorzugt.
Die teilweise wasserlösliche Calciumsalzkomponente der erfindungsgemäßen Produkte kann in situ hergestellt werden, beispielsweise durch Herstellen von Gemischen einer Säure, wie beispielsweise Weinsäure, und eines wasserlöslichen Calciumsalzes, wie beispielsweise Calciumnitrat und Einstellen des pH-Wertes nach Bedarf.
In der vorliegenden Erfindung kann das Prinzip, das als "allgemeiner Ioneneffekt" bekannt ist, zur Steuerung der Löslichkeit des teilweise wasserlöslichen Calci umsalzes verwendet werden, das erfindungsgemäß zum Einsatz kommt, und zur Optimierung der Calciumfreisetzung und der Fluoridstabilität. Zur Erzielung des allgemeinen Ioneneffektes kann ein Salz zu dem erfindungsgemäßen Produkt oder der Lösung gegeben werden, wobei das Anion des Salzes das gleiche ist, wie das Anion, das in dem Calciumsalz verwendet wird, das in dem jeweiligen Produkt oder der Lösung verwendet wird. Erfindungsgemäß sind die Natrium-, Kalium- und Ammoniumsalze zur Verwendung bevorzugt, damit der allgemeine Ioneneffekt erzielt wird. Ein Anion, das jedoch ein Teil eines anderen funktionellen Inhaltsstoffes ist, kann ebenfalls zugefügt werden. Die Verwendung von Magnesiumsulfat in einer Formulierung auf Calciumsulfatbasis führt zumindest einige der benötigten Sulfatanionen zu.
Geeignete wasserlösliche anorganische Phosphatsalze zur erfindungsgemäßen Verwendung umfassen beispielsweise Alkalisalze und Ammoniumsalze von Orthophosphorsäure, wie beispielsweise Kalium-, Natrium- oder Ammoniumorthophosphat; Monokaliumphosphat; Dikaliumphosphat; Trikaliumphosphat; Mononatriumphosphat; Dinatriumphosphat und Trinatriumphosphat.
Geeignete Fluoridsalze zur Verwendung in der Erfindung umfassen die Alkalifluoride, wie Natrium, Kalium, Lithium- oder Ammoniumfluorid; Zinnfluorid; Indiumfluorid; Zirkonfluorid; Kupferfluorid; Nickelfluorid; Palladiumfluorid; Fluorzirkonate, wie Natrium-, Kalium-, oder Ammoniumfluorzirkonat oder Zinnfluorzirkonat; Fluorsilikate; Fluorborate; und Fluorstannite.
Organische Fluoride, wie die bekannten Aminfluoride, eignen sich ebenfalls zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Produkten.
Wasserlösliche Alkalimetallmonofluorphosphate, wie Natriummonofluorphosphat, Lithiummonofluorphosphat und Kaliummonofluorphosphat, (wobei das Natriummonofluorphosphat bevorzugt ist) können eingesetzt werden. Zudem können andere wasserlösliche Monofluorphosphatsalze eingesetzt werden, wie u. a. beispielsweise Ammoniummonofluorphosphat, Aluminiummonofluorphosphat, und dergleichen. Werden Monofluorsalze als Fluoridquelle in Zweiphasensystemen eingesetzt, können diese Salze in der ersten Phase zusammen mit den Calciumkationen zugegen sein, ohne dass von der Erfindung abgewichen wird. Dies ist jedoch aufgrund des potentiellen Verlusts von Fluorid als Folge der Bildung des kaum löslichen Calciumfluorids weniger gewünscht.
Das oder die divalenten Metallsalze, die sich in den erfindungsgemäßen Produkten einsetzen lassen, können beliebige wasserlösliche, nicht-toxische divalente Metallverbindungen sein, die die Calcium-, Phosphat- und Fluoridionen stabilisieren, so dass diese Ionen nicht schnell oder verfrüht ausfallen, bevor sie in die Zähne dif fundieren. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass mindestens ein Mitglied, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Magnesium, Strontium, Zinn und Zink, wobei Magnesium bevorzugt ist, das effizienteste divalente Metall bei der Stabilisierung des Systems ist.
Geeignete Magnesiumverbindungen umfassen beispielsweise Magnesiumacetat, Magnesiumammoniumsulfat, Magnesiumbenzoat, Magnesiumbromid, Magnesiumborat, Magnesiumcitrat, Magnesiumchlorid, Magnesiumgluconat, Magnesiumglycerophosphat, Magnesiumhydroxid, Magnesiumiodid, Magnesiumoxid, Magnesiumpropionat, Magnesium-D-lactat, Magnesium-DL-lactat, Magnesiumorthophosphat, Magnesiumphenolsulfonat, Magnesiumpyrophosphat, Magnesiumsulfat, Magnesiumnitrat, und Magnesiumtartrat. Bevorzugte Magnesiumverbindungen sind Magnesiumchlorid, Magnesiumacetat und Magnesiumoxid.
Geeignete Strontiumverbindungen umfassen beispielsweise Strontiumacetat, Strontiumammoniumsulfat, Strontiumbenzoat, Strontiumbromid, Strontiumborat, Strontiumcaprylat, Strontiumcarbonat, Strontiumcitrat, Strontiumchlorid, Strontiumgluconat, Strontiumglycerophosphat, Strontiumhydroxid, Strontiumiodid, Strontiumoxid, Strontiumpropionat, Strontium-D-lactat, Strontium-DL-lactat, Strontiumpyrophosphat, Strontiumsulfat, Strontiumnitrat, und Strontiumtartrat. Bevorzugte Strontiumverbindungen sind Strontiumacetat, Strontiumchlorid, Strontiumnitrat.
Geeignete Zinnverbindungen umfassen beispielsweise Zinnacetat, Zinnammoniumsulfat, Zinnbenzoat, Zinnbromid, Zinnborat, Zinncarbonat, Zinnnitrat, Zinnchlorid, Zinngluconat, Zinnglycerophosphat, Zinnhydroxid, Zinniodid, Zinnoxid, Zinnpropionat, Zinn-D-lactat, Zinn-DL-lactat, Zinnorthophosphat, Zinnpyrophosphat, Zinnsulfat, Zinnnitrat, und Zinntartrat. Eine bevorzugte Zinnverbindung ist Zinnchlorid.
Geeignete Zinkverbindungen umfassen beispielsweise Zinkacetat, Zinkammoniumsulfat, Zinkbenzoat, Zinkbromid, Zinkborat, Zinkcitrat, Zinkchlorid, Zinkgluconat, Zinkglycerophosphat, Zinkhydroxid, Zinkiodid, Zinkoxid, Zinkpropionat, Zink-D-lactat, Zink-DL-lactat, Zinkpyrophosphat, Zinksulfat, Zinknitrat, und Zinktartrat. Bevorzugte Zinkverbindungen sind Zinkacetat, Zinkchlorid, Zinksulfat und Zinknitrat.
Wie hier vorher aufgeführt sind die Trennmittel, die in den einteiligen Produkten der Erfindung aufgeführt sind, vorzugsweise ein nicht-wässriges, hydrophiles flüssiges Trägermedium, wobei der Begriff "flüssig" die hier vorstehend definierte Bedeutung hat. Solche nicht-wässrigen flüssigen Trägermedien umfassen ein beliebiges Trägermedium, das herkömmlicherweise in solchen Zahnprodukten verwendet wird, wie Zahnpasten, Gele, Cremes, Mundwäschen und -spülungen. Beispiele für geeignete nicht-wässrige Trägermedien umfassen nicht-wässrige Lösungsmittel, wie Ethylalkohol, Glycerin und Propylenglycol. Das nicht-wässrige, hydrophile flüssige alkohol, Glycerin und Propylenglycol. Das nicht-wässrige, hydrophile flüssige Trägermedium ist vorzugsweise ein Polyethylenoxid mit einem Molekulargewicht von etwa 400 (auch bekannt unter der Bezeichnung "Carbowax 400").
Wie hier vorher erwähnt sind in den erfindungsgemäßen zweiteiligen Produkten die anionischen und kationischen Komponenten jeweils wässrig oder nichtwässrig, oder eine Komponente kann wässrig und die andere Komponente nichtwässrig sein.
Bei den erfindungsgemäßen zweiteiligen Produkten kann, wenn eine oder beide kationischen und anionischen Komponenten wässrig sind, das wässrige Gemisch der Zusammensetzung hergestellt werden, indem die kationischen und anionischen Komponenten aus dem Produkt abgegeben werden und die beiden Komponenten einfach gemischt werden. Ist keine Komponente wässrig, kann das wässrige Gemisch der Zusammensetzung hergestellt werden, indem die beiden abgegebenen Komponenten mit Speichel und/oder Wasser im Mund oder mit Wasser von einer externen Quelle gemischt werden.
Vollständig wässrige Zusammensetzungen sind zwar erfindungsgemäß zur Anwendung auf den Zähnen bevorzugt, jedoch können nicht-wässrige Lösungsmittel in Kombination mit Wasser und/oder Speichel eingesetzt werden, so dass ein wässriges bzw. nicht-wässriges Medium erhalten wird. Geeignete nicht-wässrige Lösungsmittel umfassen beispielsweise Ethylalkohol, Glycerin und Propylengylcol. Lösungsmittelsysteme, die sich zur Verwendung in der Erfindung eignen, sind für den Gebrauch im Mund sicher.
Wie hier bereits vorher erwähnt, hat das wässrige Gemisch der Zusammensetzung, hergestellt durch Mischen der kationischen und anionischen Komponenten mit Wasser und/oder Speichel, einen pH-Wert von 4,0 bis 10,0, vorzugsweise mehr als 4,0 bis 7,0, stärker bevorzugt 4,5 bis 6,5, und am stärksten bevorzugt 5,0 bis 5,75. Bei einem pH-Wert mit einer solchen Stärke bleiben genug Calciumkationen, Phosphatanionen und Fluoridanionen für den Zeitraum, der zum Remineralisieren von Suboberflächenläsionen oder zum Mineralisieren offener Poren des Zahnschmelzes erforderlich ist, löslich. Wenn das wässrige Gemisch der Zusammensetzung einen pH-Wert unter etwa 3 hat, erfolgt die Demineralisierung rasch. Ein pH-Wert unter etwa 2,5 ist vom Sicherheits-Standpunkt her ungewünscht.
Der pH-Wert des wässrigen Gemischs der Zusammensetzung kann durch Verfahren des Standes der Technik auf den gewünschten pH-Wert eingestellt werden. Der pH-Wert kann durch die Zugabe einer beliebigen Säure gesenkt werden, die zum Gebrauch in der Mundhöhle sicher ist und die den gewünschten pH-Wert in der ein gesetzten Menge ergibt. Beispiele für geeignete Säuren umfassen Essigsäure, Phosphorsäure, Citronensäure und Äpfelsäure.
Das wässrige Gemisch der Zusammensetzung und der unlösliche Niederschlag, der daraus erfindungsgemäß gebildet wird, müssen jeweils ein annehmbares Ausmaß an Toxizität aufweisen (d. h. die jeweiligen Ionen, in den Mengen, die in dem Remineralisierungs- bzw. Mineralisierungsverfahren verwendet werden, müssen nicht-toxisch sein) und müssen ansonsten in der Mundumgebung kompatibel sein.
Die Erfindung stellt zudem Verfahren zum Remineralisieren von einer oder mehreren Läsionen, die in einer Suboberfläche von mindestens einem Zahn gebildet werden, und/oder von einer oder mehreren offenen Poren in einem Dentinabschnitt von mindestens einem Zahn bereit. Die erfindungsgemäßen Verfahren umfassen allgemein die Schritte:

(1) Bereitstellen des vorstehend beschriebenen wässrigen Gemischs der Zusammensetzung; und
(2) Aufbringen des wässrigen Gemischs der Zusammensetzung auf den Zahn für einen so großen Zeitraum, dass die Diffusion der Calciumkationen, der Phosphatanionen und der Fluoridanionen durch eine Oberfläche des Zahns zur Suboberfläche und/oder zu dem Dentinteil ermöglicht wird, wobei die Kationen und Anionen an der Suboberfläche ausfallen, so dass ein unlösliches Salz an der oder den Läsionen entsteht, wodurch die Läsionen) remineralisiert werden, und/oder an dem Dentinabschnitt ausfallen, so dass ein unlösliches Salz an der oder den offenen Poren gebildet wird, so dass die offene(n) Pore(n) mineralisiert werden.

Das wässrige Gemisch der Zusammensetzung wird auf den Zahn für mindestens etwa 10 sec., stärker bevorzugt mindestens etwa 30 sec. und am stärksten bevorzugt mindestens etwa 1 min. aufgebracht. Die verzögerte Fällung der Anionen und Kationen für einen so großen Zeitraum, dass die Ionen zum Dentin und/oder zur Oberflächenläsion diffundieren, ist ein Vorteil, der zumindest teilweise von der erfindungsgemäßen Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen herrührt. Das Vorhandensein von dem oder den divalenten Metallsalzen fördert zudem eine solche verzögerte Fällung.
Der pH-Wert des wässrigen Gemischs der Zusammensetzung bleibt nach seiner Einbringung in die Mundhöhle oder der anfänglichen Bildung darin relativ konstant. Unter bestimmten Bedingungen, fällt Calciumfluorid leicht bei diesem pH-Wert aus, aber während ein Teil der Fällung sofort und zu einem geringen Ausmaß sogar vor dem Aufbringen auf die Zähne erfolgt, bleiben überraschenderweise wesentlich größere Mengen Calcium-, Phosphat- und Fluorid-Ionen in Lösung und diffundieren in die Zähne und remineralisieren den entmineralisierten Zahnschmelz. Wie vorstehend erwähnt beruht diese verzögerte Fällung zumindest teilweise auf der Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen in der Erfindung, wobei das oder die divalenten Metallsalze ebenfalls eine wichtige Rolle spielen.
Gewöhnlich ist bei dem oder den teilweise wasser-löslichen Calciumsalzen die Menge an gelösten Calciumionen in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung derart, dass die Konzentration an gelösten Fluoridanionen in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung für einen Zeitraum von bis zu etwa 1 Min nach der Bildung des wässrigen Gemischs der Zusammensetzung mindestens gleich 75 Gew.-% der Fluoridanionen in dem Fluoridsalz in dem Produkt ist.
Ist die wässrige anionische Komponenten wässrig und enthält sie das oder die Fluoridsalze als gelöste Fluoridanionen, hat das erfindungsgemäße wässrige Gemisch der Zusammensetzung für einen Zeitraum von bis zu mindestens etwa 1 min nach der Bildung des wässrigen Gemischs der Zusammensetzung Befunden zufolge eine Konzentration an Fluoridanionen gleich mindestens etwa 75% der Konzentration der Fluoridanionen in der wässrigen anionischen Komponente. Mit anderen Worten bleiben mindestens etwa 75 Gew.-% der Fluoridanionen in der anionischen wässrigen Komponente für die Absorption in der gemischten wässrigen Zusammensetzung verfügbar. Dies ist ein wichtiger Vorteil, der von den Produkten und Verfahren dieser Erfindung ausgeht.
Daher ermöglicht die Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen in den Produkten dieser Erfindung, dass ein höheres Ausmaß an freien Fluoridanionen in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung zugegen ist, und somit zur Absorption verfügbar ist.
Wie bereits vorstehend aufgeführt, stellt die Verwendung von dem oder den teilweise wasserlöslichen Calciumsalzen in dieser Erfindung ebenfalls einen Vorteil bereit, und zwar insofern als die Calciumkationen in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung gefällt werden, das ungelöste Calciumsalz zusätzliche Calciumkationen zur Zusammensetzung freisetzt, so dass die Geschwindigkeit des Remineralisierungs- und/oder Mineralisierungsprozesses beibehalten wird.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen zweiteiligen Produkte sollte die Zeitspanne zwischen dem Mischen der ersten und zweiten Teile und dem Aufbringen des resultierenden wässrigen Gemischs der Zusammensetzung auf den Zahn 1 min nicht übersteigen, und ist vorzugsweise kleiner als 1 min. Bei einer Zahnpasta, einem Gel und dergleichen wird das Mischen auf der Oberfläche des Zahns während des Bürstens erzielt. Eine wichtige Eigenschaft der Erfindung beruht im Mischen der anio nischen und kationischen Komponenten und dem raschen und zeitigen Aufbringen der resultierenden Zusammensetzung auf den Zahn, so dass die Ionen durch die Oberfläche des Zahns zum Dentin und/oder zur Suboberfläche des Zahns diffundieren, wo die Ionen das Calciumphosphat, Calciumfluorid und Calciumfluorapatit in dem Dentin und/oder in dem Zahnschmelz des Zahns ausfällen. Bevor jedoch eine solche Fällung erfolgt, muss das wässrige Gemisch der Zusammensetzung rasch auf die Zähne aufgebracht werden.
Der erfindungsgemäß gebildete Remineralisierungs- bzw. Entmineralisierungs-Niederschlag ist ein Calciumphosphat oder ein Hydroxyapatit (der natürliche Bestandteil von Zahnschmelz) mit eingebrachten Fluoridionen. Aufgrund des Vorhandenseins der Fluoridionen in dem erfindungsgemäß verwendeten wässrigen Gemisch der Zusammensetzung ist der remineralisierte Schmelz stärker gegenüber Entmineralisierung beständig als es der ursprüngliche Schmelz war. Daher remineralisiert die Verwendung des erfindungsgemäßen wässrigen Gemischs der Zusammensetzung nicht nur den Schmelz, sondern macht diesen Schmelz gegenüber einer nachfolgenden Entmineralisierung beständiger als es der ursprüngliche Schmelz war.
Bei bevorzugten Ausführungsformen sind die erfindungsgemäßen Produkte in der Form von Zahnpasten, Gelen, professionellen Gelen, Cremes, Mundwäschen oder Mundspülungen. Stärker bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Produkte in der Form von zweiteiligen wässrigen Produkten, wobei die anionischen und kationischen Komponenten jeweils wässrig sind.
Ein zweiteiliges wässriges Produkt im Schutzbereich dieser Erfindung kann folgendermaßen hergestellt werden. Mindestens ein Calciumsalz mit einer teilweisen Wasserlöslichkeit in einer Konzentration von 0,05 bis 15,0 Gew.-% wird in einem wässrigen Medium gemischt, so dass eine kationische wässrige Zusammensetzung erhalten wird, die Calciumkationen und ein ungelöstes Calciumsalz enthält. Mindestens ein wasserlösliches divalentes Metallsalz, das kein Calciumsalz ist, kann zu der kationischen wässrigen Zusammensetzung in einer Konzentration von mehr als 0,001 Gew.-% und vorzugsweise von 0,001 bis 2,0 Gew.-% zugefügt werden. Mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz bei einer Konzentration von 0,05 bis 15,0 Gew.-% wird in einem wässrigen Medium gelöst, so dass eine anionische wässrige Zusammensetzung gebildet wird. Mindestens ein wasserlösliches Fluoridsalz wird zu der anionischen wässrigen Zusammensetzung bei einer Konzentration von etwa 0,01 bis etwa 5,0 Gew.-% gegeben. Der pH-Wert der Zusammensetzungen wird jeweils derart eingestellt, dass beim Mischen der pH-Wert des fertigen wässrigen Gemischs der Zusammensetzung von etwa 4,0 bis etwa 10,0 reicht. Die beiden wässrigen Zusammen setzungen werden dann gemischt, so dass eine stabile übersättigte oder nahezu übersättigte wässrige Zusammensetzung von Calciumfluoridphosphat erhalten wird, die einen Überschuss an ungelöstem Calciumsalz enthält.
Zusätzlich zu den hier vorstehend beschriebenen aktiven anionischen und kationischen Salzen enthalten Zahnpasta, Gel und Creme-Produkte im Schutzbereich der Erfindung vorzugsweise zudem 0,5 bis 65%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% eines Schleifmittels; 0,2 bis 5 Gew.-% eines Schäummittels; 0,1 bis 5 Gew.-% eines Bindemittels; 0 bis 50 Gew.-% eines Feuchthaltemittels; und als Rest Wasser und Begleitstoffe. Es können ebenfalls 1,0 bis 10,0 Gew.-% eines anorganischen Verdickers, wie hydratisiertes Siliciumdioxid, zugegeben werden.
Geeignete Schleifmittel, die sich erfindungsgemäß verwenden lassen, beinhalten beispielsweise Siliciumdioxid-Xerogele. Es können andere herkömmliche Zahnpasta-Schleifmittel in den erfindungsgemäßen Produkten verwendet werden, wie beispielsweise Calciumpyrophosphat der Beta-Phase, Dicalciumphosphatdihydrat, wasserfreies Calciumphosphat, Calciumcarbonat, Zirkonsilikat, und wärmehärtende polymerisierte Harze. Siliciumdioxid-Aerogele und unlösliche Metaphosphate, wie unlösliches Natriummetaphosphat, können ebenfalls verwendet werden. Gemische von Schleifmitteln können ebenfalls verwendet werden. Siliciumdioxid-Xerogel-Schleifmittel sind bevorzugt.
Geeignete Schäummittel zur erfindungsgemäßen Verwendung umfassen diejenigen, die verlässlich stabil sind, und die während des Zeitraums des Aufbringens Schaum bilden. Vorzugsweise werden nichtseifige anionische oder nicht-ionische organische synthetische Detergentien eingesetzt. Beispiele für solche Mittel umfassen beispielsweise wasserlösliche Salze von Alkylsulfat mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wie Natriumlaurylsulfat; wasserlösliche Salze von sulfonierten Monoglyceriden von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, wie Natriummonoglyceridsulfonat; Salze von C₁₀-C₁₈-Fettsäureamiden von Taurin, wie Natrium-N-methyltaurat; Salze von C₁₀-C₁₈-Fettsäureestern von Isothioninsäure und wesentlich gesättigte aliphatische Acylamide der gesättigten Monoaminocarbonsäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, und wobei der Acylrest 12 bis 16 Kohlenstoffatome enthält, wie Natrium-N-laurylsarcosid. Gemische von 2 oder mehr Schäummitteln lassen sich verwenden.
Ein Bindematerial kann zur Verdickung und Bereitstellung einer gewünschten Konsistenz zu den erfindungsgemäßen Produkten zugegeben werden. Geeignete Verdickungsmittel umfassen beispielsweise wasserlösliche Salze von Cellulose-Ethern, wie beispielsweise Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, und Hydroxyethylcellulose. Natürliche Gummis, wie Karaya-Gummi, Gummi arabi cum, Carragheen, und Traganthgummi können ebenfalls eingesetzt werden Kolloidales Magnesiumaluminiumsilikat, Siliciumdioxid-Aerogele, Siliciumdioxid-Xerogele, Quarzstaub oder anderes feinteiliges Siliciumdioxid kann als Teil des Verdickungsmittels zur weiteren Verbesserung der Struktur verwendet werden. Ein bevorzugtes Verdickungsmittel ist Xanthan-Gummi.
Es ist ebenfalls wünschenswert, einige Feuchthaltemittel in die erfindungsgemäßen Zahnpasta- oder Gel-Ausführungsformen aufzunehmen, damit diese Produkte vor dem Hartwerden bewahrt werden. Geeignete Feuchthaltemittel umfassen beispielsweise Glycerin, Sorbit, Polyethylenglycol, Propylenglycol und andere essbare mehrwertige Alkohole, sowie deren Gemische.
Zahnpasta- oder Gelprodukte im Schutzbereich der Erfindung erhalten auch Geschmacksstoffe, wie beispielsweise das Wintergrünöl, Pfefferminzöl, Krauseminzöl, Sassafrasöl und Nelkenöl.
Die erfindungsgemäßen Zahnpasta- oder Gelprodukte können auch Süßstoffe wie beispielsweise Saccharin, Dextrose, Lävulose, Natriumcyclamat und Aspartam enthalten. Gemische von Zuckern mit einem Süßstoff, beispielsweise Sucralose, werden ebenfalls zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen.
Man kann auch die erfindungsgemäßen Zahnpflegeprodukte in Form eines durchsichtigen oder durchscheinenden Gels herstellen. Diese wird bewerkstelligt, indem der Brechungsindex des Wasser-Feuchthaltemittelsystems mit den Schleifmitteln und anorganischen Verdickern, sofern verwendet, angepasst wird.
Professionelle Gele können ähnlich wie die Zahnpflegemittel, aber mit höherem Fluoridgehalt formuliert werden. Da diese Produkte aber nicht zur Reinigung sondern nur als Fluoridanwendung ausgelegt sind, müssen Schleifmittel und andere Reinigungsmittel nicht in der Formulierung enthalten sein.
Andere Produkte im erfindungsgemäßen Schutzbereich umfassen Mundwäschen und -Spülungen. Mundwäschen und -Spülungen enthalten gewöhnlich eine wässrige Lösung von Ethylalkohol und Geschmacksstoffen. Der Alkohol verleiht eine antibakterielle Wirkung, löst die Geschmacksstoffe und ruft ein angenehmes Gefühl im Mund hervor. Alkoholfreie Mundwäschen werden jetzt jedoch immer bekannter. Wahlweise können Mundwäschen und Spülungen ebenfalls zusätzliche antibakterielle Mittel und Feuchthaltemittel, wie Glycerin und Sorbit, enthalten, was ein feuchtes Gefühl im Mund hinterlässt.
Zusätzlich zu den anionischen und kationischen Wirkstoffen, die hier vorher erörtert wurden, enthalten die Mundwäschen und -Spülungen vorzugsweise etwa 0 bis 30%, vorzugsweise 0 bis 20 Gew.-% Ethylalkohol; 30 bis 90 Gew.-% Wasser; 0 bis 20 Gew.-% Glycerin oder ein anderes Feuchthaltemittel; 0 bis 0,1 Gew.-% eines antibakteriellen Mittels; 0 bis 0,2 Gew.-% einer löslichen Fluoridquelle; 0,01 bis 0,5 Gew.-% eines Süßstoffs; 0,01 bis 2,0 Gew.-% eines Geschmacksstoffs; und 0,1 bis 1 Gew.-% eines Emulgators-Tensids.
Eine Anzahl von Verpackungsverfahren kann eingesetzt werden, damit die aktionische und anionische Komponente separat enthalten sind und aufbewahrt werden, und eine wirksame Abgabe davon in die Mundhöhle bereitgestellt wird.
Somit können die beiden Komponenten einer Zahnpasta, eines Gels, oder einer Creme oder dergleichen gleichzeitig aus gesonderten Quetschtuben, vorzugsweise aus Kunststoff, einem Kunststoff-Metalllaminat usw. abgegeben werden. Aus praktischen Gründen und damit die Abgabe von im Wesentlichen gleichen Mengen der Komponenten unterstützt wird, können die Tuben durch Zusammenbinden oder Kleben zusammengehalten werden, vorzugsweise entlang der entsprechenden ventralen Seiten der Tuben.
Die beiden Tuben können so konstruiert werden, dass sie aneinanderstoßende, vorzugsweise ebene, Seitenwandabschnitte aufweisen. Im vorstehend Genannten sind die Öffnungen der Tuben gewöhnlich so nahe beieinander, dass hinreichende Mengen der Komponenten der Zahnpasta oder des Gels gleichzeitig direkt auf die Zahnbürste abgegeben werden, wobei die Tuben mit eigenen Deckeln verschlossen werden.
Alternativ beinhaltet ein anderes Verpackungsverfahren das jeweilige Einbringen der Komponenten der Paste oder des Gels in eigene Fächer der gleichen Quetschverbundtube, die über eine gemeinsame Öffnung miteinander verbunden sind. Eine solche Verbundtube hat Fächer, die über eine Trennvorrichtung getrennt werden, welche entlang von im Wesentlichen diametral gegenüberliegenden Abschnitten der Seitenwand sicher befestigt ist, und entsprechende Abschnitte der Kopfstruktur der Tube. Die Trennvorrichtung kann an die Seitenwand- und Kopfstruktur der Tube während der Herstellung der letzteren geklebt oder geschweißt werden. Die Trennvorrichtung ist vorzugsweise mit einem vorstehenden Abschnitt versehen, der in die Öffnung der Tube ragt, bis dessen Rand im Wesentlichen mit dem Rand der Öffnung bündig ist. Somit bildet die Trennvorrichtung mit der Seitenwand zwei separate Fächer mit im Wesentlichem dem gleichen Volumen für die Aufbewahrung der kationischen bzw. anionischen Komponenten.
Bei einem weiteren alternativen Verpackungsverfahren sind die beiden Tuben "konzentrisch". Eine innere Tube liegt innerhalb und parallel zu einer äußeren Tube. Die Öffnungen der Tuben stoßen am gleichen Punkt zusammen. Vorsprünge oder dergleichen werden zwischen den inneren und äußeren Rohren eingeführt, so dass die in der äußeren Tube enthaltene Komponente, durch einen verfügbaren Raum zwischen der Öffnung der äußeren Tube und der Öffnung der inneren Tube gelangen kann. Die Verschlüsse dieser ineinander verschachtelten Tuben (die man auf die äußere Tube schrauben kann oder die einfach durch Druck gehalten wird) kann, muss aber nicht, mit einem inneren Vorsprung versehen sein, der in die innere Tube passt, damit ein verfrühtes Vermengen der beiden Komponenten an der Öffnung der Tube verhindert wird.
Die vorstehend beschriebenen Tuben werden gewöhnlich vom Boden aus befüllt, und werden anschließend über herkömmliche Techniken verschweißt.
Eine weitere alternative Verpackungsanordnung ist ein unter Druck stehender Behälter, der mit zwei Fächern und zwei Tüllen versehen ist. Der innere Druck der Fächer wird über ein unter Druck stehendes Gas, d. h. Stickstoff, am Boden jedes Fachs gehalten. Der Betrieb eines mechanischen Betätigungselementes betätigt Ventile, die den Inhalt der Fächer durch die Tüllen freisetzen, so dass die Pasten- oder Gelkomponenten auf eine Bürste aufgetragen werden.
Die Mundwäschen-, -Spülungs- oder ähnliche Flüssigkeits-Ausführungsformen werden insofern auf eine ähnliche Weise wie die Pasten oder Gele gehalten, dass die Komponenten bei der Aufbewahrung jeweils gesondert voneinander gehalten werden, damit eine verfrühte Reaktion vermieden wird. Bei der Abgabe können die Komponenten in der Mundhöhle gemischt werden und miteinander reagieren, so dass eine Remineralisierung des Zahnschmelzes erfolgt. Die Flüssigkomponenten können daher jeweils in gesonderten Fächern einer Zweikomponenten-Abgabevorrichtung aufbewahrt werden. Die Abgabevorrichtung enthält gewöhnlich ein Verschlusssystem, das beispielsweise einen schrägen Kronenabschnitt, mindestens zwei Gießtüllen, die von einer oberen Oberfläche des Kronenabschnitts nach oben ragen, und einen Deckel zum Sichern des Kronenabschnitts aufweisen. Der Deckel ist mit Verschlussvorrichtungen versehen, beispielsweise herabhängenden Stopfen, mit denen der Verschluss geschlossen wird. Jede Gießtülle ist zusätzlich zu den Produktöffnungen in den Tüllen vorzugsweise mit einer Entlüftungsöffnung versehen. Die Öffnungen können sich nahe beieinander auf der Krone befinden, die jeweils der Steuerung des Gießvorgangs dienen. Durchsichtige Behälter haben sich als am zufriedenstellendsten erwiesen. Durchsichtigkeit hilft einer Person, relativ gleiche Volumina aus einer Zweikomponenten-Abgabevorrichtung genau und kontrollierbar abzugeben. Behälter mit durchsichtigen Wänden haben auch eine Fensterfunktion zum Eichen der in der Abgabevorrichtung verbleibenden Mengen Flüssigkeit. Die Wände der Behälter kön nen angeritzt oder sonst wie kalibriert werden, damit die Abgabe der korrekt remineralisierenden Menge des wässrigen Gemischs der Zusammensetzung unterstützt wird.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung. In den Beispielen und an anderen Stellen in dieser Beschreibung beziehen sich die Teile und Prozente, wenn nicht anders angegeben, auf das Gewicht.
EXPERIMENTE
Die nachstehenden Beispiele zeigen, dass die erfindungsgemäßen Produkte die Härte der Zähne steigern und eine Fluoridaufnahme effizienter fördern als herkömmliche Zahnpasten, die nur Fluorid enthalten.
Das folgende Testverfahren wurde in den nachstehenden Beispielen verwendet. Menschliche Schmelz-Splitter, die von Vollzähnen entnommen wurden, wurden auf einem Kunststoff-Stab befestigt, wobei eine einzige Oberfläche von jedem Splitter frei lag. Künstliche Läsionen mit etwa 50 bis etwa 100 Mikron Tiefe wurden in den frei liegenden Oberflächen der Splitter durch Behandlung der Oberflächen mit einem entmineralisierenden Carbopolgel für etwa 72 Std. behandelt. Nach der Beendigung einer solchen Behandlung, wurde die Oberflächenhärte der Splitter gemessen.
Die Splitter (8 pro Test) wurden dann mit Testprodukten als Teil einem multizyklischen In-vitro-Schema behandelt, welches die Bedingungen im Mund simulierte. Der Schemazyklus bestand aus einer 30 min Entmineralisierung in einer Standard-Entmineralisierungslösung, gefolgt von einer 5 min Behandlung mit den Testprodukten, und zwar entweder verdünnt oder unverdünnt, gefolgt von einer 60 min Remineralisierung in menschlichem Vollspeichel. Über Nacht, d. h. bei jedem 5. Zyklus wurden die Proben mit einer Speichelschicht auf ihrer Oberfläche gehalten und in einer Kältekammer aufbewahrt. Der vollständige Test dauerte 3 Tage für insgesamt 15 Zyklen.
Beispiele 1–7 und Kontrollbeispiele A und B
In den Beispielen 1–7 und in den Kontrollbeispielen A und B werden die Remineralisierungseigenschaften der zweiteiligen Zahnpastaprodukte innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung (Beispiele 1–7) mit denen von einteiligen Zahnpastaprodukten außerhalb des Schutzbereichs der Erfindung (Kontrollbeispiele A und B) verglichen.
Bei Beispiel 1 und Kontrollbeispiel A wurden die Produkte unverdünnt verwendet, um die Geschehnisse beim Putzen der Zähne ohne Verdünnung mit Speichel zu simulieren. In Beispiel 1 wurden die beiden Teile des Test-Zahnpflegemittels (das eine partielle Formulierung war, weil es keinen Geschmack aufwies und ein reduziertes Ausmaß eines Verdickungsmittels hatte) zusammen untergebracht, so dass ein Gemisch erhalten wurde. Die Schmelz-Splitter wurden sofort in das Gemisch getaucht, und das Rühren wurde begonnen. Das Kontrollbeispiel A verwendete ein Produkt, das eine ähnliche Zusammensetzung aufwies, wie kommerzielle Natriumfloridhaltige Zahnpasten, jedoch etwas dünner war, so dass das Vermengen während der Behandlung unterstützt wurde. In Kontrollbeispiel A wurden die Splitter in das einteilige Produkt getaucht, und das Mischen wurde begonnen.
In den Beispielen 2–7 und im Kontrollbeispiel B wurden die Produkte in menschlichem Speichel verdünnt verwendet, damit die Bedingungen während des Zähneputzens simuliert wurden, nachdem die Produkte durch den im Mund vorhandenen Speichel verdünnt wurden. Somit werden die in den Beispielen 2–5 verwendeten zweiteiligen Zahnpasten im Behandlungszyklus separat bei 1 Teil Formulierung zu 2 Teilen Speichel verdünnt, und unmittelbar vor dem Eintauchen der Schmelzproben miteinander gemischt. Dies verhindert eine verfrühte Reaktion der Zahnpasta-Inhaltsstoffe. Das in Kontrollbeispiel B verwendete Produkt war Crest^® Zahnpasta, die Natriumfluorid enthält. Das Kontroll B-Produkt wurde ebenfalls bei 1 Teil Formulierung zu 2 Teilen Speichel verdünnt, und die Schmelzprobe wurde in die resultierende Lösung eingetaucht.
Die Formulierungen der in den Beispielen 1–7 verwendeten Produkte sind in der Tabelle 1 angegeben. Die in der Tabelle 1 verwendeten Gewichtsprozentangaben beruhen auf dem kombinierten Gewicht der beiden Teile. Die Formulierung des in Beispiel A verwendeten Produkts ist in der Tabelle 2 veranschaulicht, wobei die darin aufgeführten Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht des einteiligen Produkts bezogen sind. Wie vorstehend aufgeführt, war das in Kontroll-Beispiel B verwendete Produkt Crest^®-Zahnpasta, die Natriumfluorid enthielt.

In den nachstehenden Tabellen haben die folgenden Ausdrücke die folgenden Bedeutungen:

"Carbowax"	ein Handelsname für Polyethylenglycol; ebenfalls bekannt als "PEG 8". Das hier in den Beispielen verwendete Carbowax-Produkt hatte ein durchschnittliches Molekulargewicht von 400.
"Tween 20"	in Handelsname für Polyoxyethylen-20-sorbitanmonolaurat.
"Zeodent 113"	ein Schleifmittel, das hydratisiertes Siliciumdioxid enthält.
"Zeodent 165"	ein anorganisches Verdickungsmittel, das hydratisiertes Siliciumdioxid enthält.
"TISAB"	eine Pufferlösung, die den pH-Wert reguliert, die Ionenstärke einstellt und die Störungen aufgrund des Vorhandenseins von Spurenmetall eliminiert. Die TISAB-Lösung enthält Natriumacetat, Natriumchlorid, Essigsäure, und 1,2-Cyclohexandiamintetraessigsäure.

TABELLE 2 Kontrollbeispiel A: Formulierung
Die jeweiligen Konzentrationen der gelösten Calciumkationen und von ungelöstem Calciumsalz in Teil (A) der Formulierungen der Beispiele 1–7 sind in der nachstehenden Tabelle 3 offenbart. Die in Tabelle 3 angegebenen Gewichtsprozente beruhen auf dem kombinierten Gewicht der beiden Teile des Produkts.
TABELLE 3 Beispiele 1–7 Teil (A): Gehalt an gelöstem und ungelöstem Calcium
Der durchschnittliche Anstieg der Härte und die durchschnittliche Fluorid-Aufnahme der in den Beispielen 1–7 und den Kontrollbeispielen A und B verwendeten Produkte wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 unten aufgeführt.
TABELLE 4 Beispiel 1–7 und Kontrollbeispiele A und B Durchschnittlicher Härteanstieg und Fluoridaufnahme
Die in der Tabelle 4 aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäßen Produkte bei der Remineralisierung von Läsionen viel effizienter ist als die Kontrollprodukte. Die in der Tabelle 4 offenbarten Ergebnisse zeigen ebenfalls, dass in den Beispielen 1–7, wenn die beiden Teile des Produkts während des Zähneputzens gemischt werden, die Menge an Calciumkationen, die von dem teilweise wasserlöslichen Calciumsulfat zur Förderung der Remineralisierung freigesetzt wurde, ausreichte, jedoch reichte sie nicht zur Fällung des Fluorids aus. Somit blieb die maximale Menge an Fluoridanionen zur Absorption durch den Zahn während der Verwendung der Produkte verfügbar.
Beispiel 8 und Kontrollbeispiele C und D
Beispiel 8 und Kontrollbeispiele C und D veranschaulichen den Vorteil der Verwendung eines teilweise wasserlöslichen Calciumsalzes gegenüber anderen Calciumsalzen. Wie vorher bereits erwähnt ist bei den erfindungsgemäßen Produkten die Konzentration der gelösten Calciumkationen in dem calciumhaltigen (d. h. kationischen Teil der Zahnpasta durch Verwendung eines teilweise wasserlöslichen Calciumsalzes eingeschränkt. Unter diesen Bedingungen wird der Verlust an freiem Fluorid durch die Bildung von unlöslichem Calciumfluorid minimiert, wenn die beiden Teile der Formulierung gemischt werden. Eine wirksame Menge Calciumkationen wird auf rechterhalten, wenn die Zahnpasta verdünnt wird, und zwar aufgrund der weiteren Auflösung des ungelösten Calciumsalzes. Beispiel 8 und die Kontrollbeispiele C und D zeigen, wie die Konzentration an freiem Fluorid in der Lösung gehalten wird, wenn die beiden Teile des Produktes in Wasser auf eine Konzentration gemischt werden, die gewöhnlich nach der Verdünnung mit Speichel im Mund gefunden wird, d. h. etwa 1 Teil vollständige Zahnpasta zu 3 Teilen Speichel.
Die Formulierungen der in den Beispielen 8 und Kontrollbeispielen C und D verwendeten Produkte sind in der nachstehenden Tabelle 5 gezeigt. Die für die Inhaltsstoffe in Beispiel 8 und in den Kontrollbeispielen C und D angegebenen Gewichtsprozente beruhen auf dem kombinierten Gewicht der beiden Teile.
TABELLE 5 Beispiel 8 und Kontrollbeispiele D und E Formulierungen
In Beispiel 8 enthielt Teil A schätzungsweise etwa 1000 Teile pro Million (ppm) gelöste Calciumkationen und etwa 2400 ppm ungelöstes Calciumsalz, wobei die ppm auf dem kombinierten Gewicht der beiden Teile beruhen. Beim Verdünnen der beiden Teile bei 1 Teil Zahnpasta zu 3 Teilen Speichel sind etwa 600 ppm gelöste Calciumkationen (bezogen auf das kombinierte Gewicht der Teile A und B) zugegen und zur Remineralisierung und/oder Mineralisierung verfügbar.
In jedem der Beispiele 8 und den Kontrollbeispielen C und D wurden 5 g Teil A mit 5 g Teil B in einem Becher vorgelegt. Mit einem Hochgeschwindigkeitsrührer wurde die vollständige Formulierung (d. h. Teile A und B zusammen) mit 30 ml destilliertem Wasser für genau 60 sec. gemischt. Die resultierende Zusammensetzung wurde dann durch einen 0,45 Mikron Filter filtriert und durch Verdünnen von 1 ml der Lösung mit 100 ml Wasser/TISAB (50 : 50) und durch Vergleichen der Reaktion der Fluoridelektrode mit Fluoridstandards auf lösliches Fluorid (d. h. freies Fluorid) analysiert. Die Mengen an freiem Fluorid, ausgedrückt als Teile pro Million (ppm) auf der Basis des kombinierten Gewichts der Teile A und B sind in der nachstehenden Tabelle 6 angegeben.
TABELLE 6 Beispiel 8 und Kontrollbeispiele C und D Gehalt an freiem Fluorid
Die in der Tabelle 6 gezeigten Ergebnisse zeigen, dass sehr wenig Fluorid verloren geht, wenn Calciumsulfat (ein teilweise wasserlösliches Salz) verwendet wird. Jedoch wurden signifikante Verluste an Fluorid erfasst, wenn das löslichere Calciumlactat und Calciumnitrat verwendet wurden.
Beispiele 9 und 10
Wurden die Zähne zu Beginn mit einer Zahnpasta geputzt, können sehr niedrige Mengen oder sogar kein Speichel im Mund vorhanden sein. Ein signifikanter Anteil der Bevölkerung leidet an einem niedrigen Speichelfluss. Somit kann in einigen Situationen das Mischen der beiden Teile der Formulierung ohne Speichelverdünnung erfolgen. Unter diesen stringenteren Bedingungen, wo Fluorid und Calcium eher reagieren, möchte man besonders, dass die Mengen an freiem Fluorid hoch bleiben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein divalentes Metallsalz, wie Magnesium, Zinn, Zink oder Strontium zum Calciumanteil des Zahnpflegemittels gegeben. Dies dient der Verhinderung eines verfrühten Verlusts von Fluorid aus dem Gemisch, wenn die beiden Teile des Zahnpflegemittels miteinander gemischt werden.
Die Beispiele 9 und 10 liegen beide im Schutzbereich der Erfindung. Beispiel 9 enthält jedoch Magnesiumchlorid, Beispiel 10 dagegen nicht. Die vollständigen Formulierungen der Produkte in den Beispielen 9 und 10 sind in der Tabelle 7 offenbart. Die in Tabelle 7 aufgeführten Gewichtsprozente beruhen auf dem kombinierten Gewicht der beiden Teile.
TABELLE 7 Beispiele 9 und 10: Formulierungen
In den Beispielen 9 und 10 wurden 5 g Teil A von jeder Formulierung mit 5 g Teil B in einem Becher vorgelegt. Die vollständige Formulierung wurde ohne die Zugabe von Wasser für 30 sec. gemischt. 30 ml destilliertes Wasser wurden dann zugegeben, und das Gemisch wurde genau 60 sec. gerührt. Die resultierende Zusammensetzung wurde dann durch einen 0,45 Mikron Filter filtriert und durch Verdünnen von 1 ml Lösung in 100 ml Wasser/TISAB (50 : 50) und Vergleichen der Reaktion der Fluoridelektrode mit Fluorid-Standards auf lösliches Fluorid (d. h. freies Fluorid) analysiert. Die nachstehende Tabelle 8 stellt die Konzentrationen von gefundenem freiem Fluorid pro Million Teile der vollständigen Zahnpastaformulierung bereit.
TABELLE 8 Beispiele 9 und 10: Gehalt an freiem Fluorid
Die Beispiele 9 und 10 veranschaulichen den Vorteil der Zugabe eines divalenten Metallkations, wie Magnesium, zu dem Calciumteil der Zahnpasta zur Verhinderung des Verlusts an Fluoridanionen beim Mischen.
Das Ausmaß der gelösten Calciumkationen bei der vollständigen Zahnpasta-Formulierung von Beispiel 9 vor dem Mischen wurde geschätzt durch Herstellen von Teil A der Zusammensetzung ohne die Zeodent-Komponenten (d. h. die hydratisierten Silicas), CMC, Geschmacksstoffe und oberflächenaktive Mittel; Mischen über Nacht, und dann Filtrieren der resultierenden Lösung zur Entfernung des ungelösten Calciumsulfats. Das Ausmaß der Calciumkationen wurde dann durch Verdünnen von 5 ml der Zusammensetzung mit 100 ml in Wasser, das 2 ml 4 M Kaliumchlorid-Ionenstärkeregler enthielt, und Vergleichen der Calciumelektrodenreaktion mit Standards gemessen. Die Konzentration an gelösten Calciumkationen in Beispiel 9, ausgedrückt als Teile Calcium pro Million Teile der vollständigen Zahnpasta-Formulierung wurde somit auf etwa 630 ppm geschätzt. Die Menge an ungelöstem Calciumsalz in dieser Formulierung betrug etwa 7800 ppm. Eine ähnliche Menge an gelösten und ungelösten Calciumkationen ist erwartungsgemäß in Beispiel 10 zugegen.
Beispiele 11–14 und Kontroll-Beispiele E–J
Die Beispiele 11–14 und die Kontrollbeispiele E–J veranschaulichen, wie die Calciumkonzentration mit einem teilweise löslichen Calciumsalz gesteuert werden kann. Dies erfolgt entweder durch direkte Zugabe des teilweise löslichen Calciumsalzes oder durch Vereinigen eines löslichen Calciumsalzes mit einer Säure, mit der es ein teilweise lösliches Salz bildet, wie Äpfelsäure oder Weinsäure. Das Nettoergebnis dieser Vereinigung ist die Bildung des teilweise löslichen Calciumsalzes.
Die vollständigen Formulierungen und pH-Werte der in den Beispielen 11–14 hergestellten Produkte sind in der Tabelle 9 dargestellt. Die Tabelle 10 offenbart die vollständigen Formulierungen sowie die pH-Werte der in den Kontrollbeispielen E–J hergestellten Produkte. Die in den Tabellen 9 und 10 aufgeführten Gewichtsprozente sind bezogen auf das kombinierte Gewicht der beiden Teile. Die pH-Werte wurden mit einer 10%igen Lösung in Wasser gemessen.
TABELLE 9 Beispiele 11–14: Formulierungen
TABELLE 10 Kontrollbeispiele E–J: Formulierungen
Die Konzentration der gelösten Calciumkationen in jedem Produkt wurde geschätzt durch Herstellen der Produkte ohne die Zeodente (hydratisierte Siliciumdioxide), CMC, Geschmacksstoffe oder oberflächenaktive Mittel, und Filtrieren der resultierenden Lösung, damit die ungelösten oder gefällten Calciumsalze beseitigt werden. Die Konzentration der Calciumkationen wurde dann durch Verdünnen von 5 ml Lösung auf 100 ml in Wasser/TISAB, das 2 ml 4 M Kaliumchlorid-Ionenstärke-Regler enthielt, und Vergleichen der Calciumelektrodenreaktion mit Standards gemessen. Die Konzentration an gelöstem Calcium wurde dann als Teile Calciumkationen pro Million Teile der vollständigen Zahnpastaformulierung berechnet. Die Konzentration an freien Fluoridanionen in den Formulierungen wurde mit dem gleichen Verfahren gemessen, wie es vorstehend in Bezug auf Beispiel 8 beschrieben wurde. Die Konzentrationen von gelösten Calciumkationen und ungelöstem Calciumsalz in den Produkten von Beispiel 11–14 und in den Kontrollbeispielen E–J sind in der Tabelle 11 dargestellt, wohingegen die Mengen an freiem Fluorid und der Prozentsatz an verlorenem Fluorid in der Tabelle 12 angegeben sind. Die in der Tabelle 11 angegebenen ppm und die in der Tabelle 12 angegebenen ppm und Gewichtsprozente beziehen sich auf die vereinigten Gewichte der beiden Teile.
TABELLE 11 Beispiele 11–14 und Kontrollbeispiele E–J Gehalt an gelöstem bzw. ungelöstem Calcium von Teil A
TABELLE 12 Beispiele 11–14 und E–J: Gehalt an freiem Fluorid
Die in der Tabelle 12 aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass wenn die Calciumkonzentration in dem flüssigen Teil des calciumhaltigen Teils der Zahnpasta (d. h. Teil A) auf diese Weise auf nicht mehr als etwa 700 ppm je 50 Gew.-Teile Teil A (d. h. nicht mehr als etwa 0,14 Gewichtsprozent Teil A) eingeschränkt ist, mehr als 80 Gew.-% der Fluoridionen nach dem Mischen der beiden Teile der Zahnpasta frei bleiben. Solche Formulierungen, in denen die Calciumkonzentration im flüssigen Teil des calciumhaltigen Anteils der Zahnpasta oberhalb von 700 ppm pro 50 Gewichtsteilen Teil A (d. h. mehr als etwa 0,14 Gew.-% Teil A) war, können dagegen die Menge an freien Fluoridionen auf ungewünschte Mengen senken.
Somit verloren die Formulierungen im erfindungsgemäßen Schutzbereich jeweils weniger als 25% ihres Fluoridgehaltes, wohingegen die Formulierungen in den Kontrollbeispielen E, F, H, I und J mehr als 25% Verlust aufwiesen. Die Kontrollformulierung G, die das teilweise wasserlösliche Calciummalonat als ihre Calciumquelle einsetzte, verlor ebenfalls weniger als 25% ihres Fluoridgehaltes.
Beispiel 15–18
Die Beispiele 15–18 veranschaulichen zusätzliche zweiteilige Produkte im erfindungsgemäßen Schutzbereich. Die vollständigen Formulierungen der Produkte in den Beispielen 15–18 sind in der nachstehenden Tabelle 13 aufgeführt. Die in der Tabelle 73 aufgeführten Angaben in Gewichtsprozent sind bezogen auf das kombinierte Gewicht der beiden Teile.
TABELLE 13 Beispiele 15–18: Formulierungen
Die Konzentration von gelösten Calciumkationen und ungelöstem Calciumsalz in den Produkten der Beispiele 15 und 16 werden mit dem gleichen Verfahren gemessen, wie vorstehend in Zusammenhang mit den Beispielen 11–14 und den Kontrollbeispielen E–J beschrieben.
Das Produkt von Beispiel 15 enthält etwa 0,05 Gew.-% gelöste Calciumkationen und etwa 0,065 Gew.-% ungelöstes Calciumsalz in der Form von Calciumsulfat.
In Beispiel 16 ist die Calciumquelle Calciummalonat. Das Kontrollbeispiel G enthielt hier zwar Calciummalonat (Malonsäure plus Calciumnitrat), jedoch lieferte das Calciumsalz Teil A mit mehr als 0,14 Gew.-% Calciumkationen im gelösten Zustand. In Beispiel 16 wurde der Gehalt an gelöstem Calcium in Teil A auf weniger als 0,14 Gew.-% eingestellt, indem der Wassergehalt reduziert wurde, das Sorbit eliminiert wurde und der Glyceringehalt erhöht wurde.
Die in Beispiel 17 hergestellte Formulierung ist eine weitere Formulierung auf Calciummalat-Basis mit einem niedrigeren Phosphatgehalt.
In Beispiel 18 ist die Fluoridquelle Natriummonofluorphosphat.
Beispiele 19–22
Die Beispiele 19–22 veranschaulichen Produkte im erfindungsgemäßen Schutzbereich, die gemischte wässrige bzw. nicht-wässrige Systeme verwenden. In Teil A der Formulierungen wird das Calciumsalz in einem nicht-wässrigen Medium, d. h. Carbowax 400 (Polyethylenoxid mit einem Molekulargewicht von 400) suspendiert. Die Produkte werden mit Carbowax 8000 (Polyethylenoxid mit einem Molekulargewicht von 8000), und in einigen Fällen mit Aerosil 200VS Siliciumdioxid verdickt. Der Teil B jeder Formulierung beruht auf Wasser. Die vollständigen Formulierungen werden in zwei Teilen hergestellt und ohne eine Schranke verpackt. Der nichtwässrige Anteil des Produkts wird in der Form von Streifen auf der Außenseite des wässrigen Anteils des Produktes bereitgestellt. Der Bedarf an einer Schranke wird eliminiert, weil der calciumhaltige Teil in einer nicht-wässrigen Basis zugegen ist, und es daher eigentlich keine Diffusion von ungelöstem Calcium aus der nicht-wässrigen Seite in die wässrige Seite, und im Wesentlichen keine Fluorid-Diffusion in den nichtwässrigen Teil gibt. Somit bleibt das Produkt bis zum Gebrauch stabil. Die spezifischen Formulierungen der in den Beispielen 19–22 hergestellten Produkte sind in der nachstehenden Tabelle 14 aufgeführt. Die in der Tabelle 14 aufgeführten Gewichtsprozente beruhen auf dem kombinierten Gewicht der beiden Teile.
TABELLE 14 Beispiele 19–22: Formulierungen
Wie in der Tabelle 14 gezeigt wird Kaliumnitrat zum Teil B der Formulierung von Beispiel 21 als Desensibilisierungsmittel gegeben, und 1% Kaliumsulfat wird zur weiteren Unterdrückung der Löslichkeit von Calciumsulfat und zur Aufrechterhaltung der Stabilität der Formulierung zugefügt, wenn die beiden Teile im Mund gemischt werden.
Man nimmt an, dass beim Mischen der Teile A und B in diesen Produkt-Beispielen 19–22 die Löslichkeit des Calciums ausreicht, dass die Remineralisierung gefördert wird, aber nicht ausreicht, dass übermäßige Mengen Fluorid ungewünscht ausfallen.
Beispiel 23 und Kontrollbeispiel K
Beispiel 23 und Kontrollbeispiel K veranschaulichen den Einfluss, den das Prinzip "allgemeiner Ioneneffekt" auf die Löslichkeit des Calciumsalzes haben kann.
In Beispiel 23 und Kontrollbeispiel K wurden zwei Zahnpasta-Produkte hergestellt. Jede Zahnpasta enthielt Calciumsulfat als Calciumquelle. Zudem enthielt jede Zahnpasta das von der FDA anerkannte Desensibilisierungsmittel Kaliumfluorid in einer Konzentration von etwa 5%. Das Kaliumfluorid schien die Löslichkeit des Calciumsalzes in beiden Produkten zu steigern. Natriumsulfat (1 Gew.-%) war in der Zahnpasta von Beispiel 23 enthalten, aber nicht in der Zahnpasta von Kontrollbeispiel K.
Die Analyse von freiem Fluorid der beiden Zahnpastaprodukte erfolgte gemäß dem in Beispiel 8 hier offenbarten Verfahren. Die Analyse von freiem Fluorid der Zahnpasta von Kontrollbeispiel K zeigte eine Menge von 645 ppm Fluorid, was einen Verlust von freiem Fluorid von etwa 43% anzeigt. Die Analyse von freiem Fluorid der Zahnpasta von Beispiel 23 zeigte einen Gehalt an freiem Fluorid von 936 ppm, was einen Verlust von freiem Fluorid von nur etwa 17% zeigt. Somit schien die Anwesenheit des allgemeines Sulfations in der Zahnpasta von Beispiel 23 die Löslichkeit des Calciumsulfates darin zu reduzieren.
Somit zeigten die vorhergehenden Beispiele, dass die erfindungsgemäßen Produkte Oberflächenläsionen remineralisieren und offene Dentinporen mineralisieren, ohne dass Calcium-, Phosphat- und Fluorid-Ionen verfrüht ausfallen und ohne dass übermäßige Mengen an freien Fluorid-Ionen ausfallen.

Claims

Flüssiges Produkt zum Remineralisieren von Suboberflächenläsionen und/oder zum Mineralisieren von Dentinporen in Zähnen, umfassend (a) eine kationische Komponente, die mindestens ein teilweise wasserlösliches Calciumsalz enthält; (b) eine anionische Komponente, die mindestens ein wasserlösliches Phosphatsalz und mindestens ein wasserlösliches Fluoridsalz enthält; und (c) ein Trennmittel, das so geordnet ist, dass es die Komponenten (a) und (b) auseinander hält, wobei die Komponenten (a) und (b) in Wasser einen solchen pH besitzen, dass ein wässriges Gemisch der Zusammensetzung, gebildet durch Vermengen der Komponenten (a) und (b) mit Wasser und/oder Speichel, einen pH von 4,0 bis 10,0 besitzt, bevorzugt von mehr als 4,0 bis 7,0; wobei das Produkt zudem eine solche Menge von dem Calciumsalz enthält, dass in dem wässrigen Gemisch der Zusammensetzung ein erster Teil des Calciumsalzes als gelöste Calciumkationen vorliegt und ein zweiter Teil des Salzes als ungelöstes Calciumsalz, wobei die wässrige Zusammensetzung zudem gelöste Phosphatanionen enthält, die von dem Phosphatsalz freigesetzt werden, sowie gelöste Fluoridanionen, die von dem Fluoridsalz freigesetzt werden.
Produkt nach Anspruch 1, wobei das Produkt Wasser enthält, eine Konzentration an gelösten Calciumkationen, die von dem Calciumsalz in das Wasser freigesetzt werden, sowie eine Konzentration einer nicht gelösten Form des Calciumsalzes.
Produkt nach Anspruch 2, wobei die Konzentration an gelösten Calciumkationen nicht mehr als 0,14 Gew.-% der kationischen Komponente ausmacht.
Produkt nach Anspruch 1 oder 2, umfassend eine solche Menge an Calciumsalz, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung von 100 bis nicht mehr als 1400 ppm, bevorzugt 100 bis 800 ppm, gelöste Calciumkationen enthält und mindestens 500 ppm, bevorzugt mindestens 2000 ppm, nicht-gelöstes Calciumsalz.
Produkt nach Anspruch 4, wobei in dem Produkt ein Phosphatsalz zugegen ist in einer solchen Menge, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung mindestens 100 ppm Phosphationen enthält und wobei das Fluoridsalz in dem Produkt zugegen ist in einer solchen Menge, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung 100 bis 5000 ppm Fluoridanionen enthält.
Produkt nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Calciumsalz in dem Produkt derart ist, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung gelöste Calciumkationen in einer Menge enthält, dass in dem wässrigen Zusammensetzungsgemisch eine Konzentration gelöster Fluoridionen gleich bis mindestens 75% der Fluoridanionen von dem mindestens einen Fluoridsalz in dem Produkt für einen Zeitraum von bis zu etwa einer Minute nach der Bildung des wässrigen Zusammensetzungsgemisches vorliegen wird.
Produkt nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die kationische Komponente zudem mindestens ein nicht toxisches wasserlösliches Salz eines divalenten Metalls enthält, das kein Calcium ist, wobei das Metall vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe Magnesium, Zinn, Strontium und Zink.
Produkt nach Anspruch 7, wobei das divalente Salz in dem Produkt zugegen ist in einer solchen Menge, dass das wässrige Gemisch der Zusammensetzung mindestens 100 ppm divalente Metallkationen enthält.
Produkt nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Calciumsalz ausgewählt ist aus Calciumsulfat, wasserfreies Calciumsulfat, Calciumsulfat•Hemihydrat, Calciumsulfat•Dihydrat, Calciummalat, Calciumtartrat, Calciummalonat und Calciumsuccinat.
Produkt nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei die kationische Komponente zudem ein wasserlösliches Salz eines Metalls enthält, das kein Calcium ist, wobei das Metallsalz ein Anion enthält, das identisch ist zum Anion des Calciumsalzes.
Produkt nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Produkt eine Zahnpasta ist, ein Gel, ein professionelles Gel, eine Zahncreme, ein Mundwaschmittel oder ein Mundspülmittel.
Produkt nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Produkt ein zweiteiliges Produkt ist, umfassend: (A) einen ersten eigenen Teil, der die kationische Komponente enthält, wobei die kationische Komponente eine Flüssigkeit ist; (B) einen zweiten eigenen Teil, der die anionische Komponente enthält, wobei die anionische Komponente eine Flüssigkeit ist; (C) eine körperliche Barriere als Trennmittel, wobei die körperliche Barriere den ersten und den zweiten eigenen Teil voneinander trennt; und (D) ein Verteilmittel zum gleichzeitigen Abgeben der kationischen Flüssigkomponente und der anionischen Flüssigkomponente aus dem zweiteiligen Produkt; wobei das wässrige Gemisch der Zusammensetzung gebildet wird durch Abgeben der kationischen und der anionischen Flüssigkomponente aus dem Produkt und Mischen der abgegeben anionischen und kationischen Flüssigkomponente zusammen mit Wasser und/oder Speichel.
Produkt nach Anspruch 12, wobei eine von der kationischen und anionischen Flüssigkomponenten wässrig ist oder beide zugleich.
Produkt nach Anspruch 13, wobei die kationische Flüssigkomponente flüssig ist und nicht mehr als 0,14%, bevorzugt nicht mehr als 0,08 Gew.-%, gelöste Calciumkationen enthält, die von dem Calciumsalz freigesetzt werden, und mindestens 0,05 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,20 Gew.-%, einer ungelösten Form des Calciumsalzes.
Produkt nach Anspruch 14, wobei die wässrige kationische Komponente 0,01 bis 0, 05 Gew.-% gelöste Calciumkationen enthält und 0,20 bis 0,30 Gew.-% von der ungelösten Form des Calciumsalzes.
Produkt nach Anspruch 15, wobei die wässrige kationische Komponente zudem divalente Metallkationen enthält, die von mindestens einem Salz des divalenten Metalls, das kein Calcium ist, freigesetzt werden.
Produkt nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 16, wobei die anionische Flüssigkomponente wässrig ist und gelöste Phosphationen enthält, die von den Phosphatsäuren freigesetzt werden, sowie eine erste Konzentration gelöster Fluoridanionen, die von dem Fluoridsalz freigesetzt werden.
Produkt nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Produkt ein einteiliges Produkt ist, umfassend ein nicht-wässriges hydrophiles flüssiges Trägermedium als Trennmittel, wobei die anionischen und kationischen Komponenten in dem flüssigen Trägermittel suspendiert sind, wobei beim Mischen des Produkts mit Wasser und/oder Speichel das flüssige Trägermedium die anionischen und kationischen Komponenten in das Wasser und/oder den Speichel freizusetzen vermögen, so dass ein wässriges Gemisch der Zusammensetzung entsteht.
Produkt nach Anspruch 18, wobei das flüssige Trägermedium gleichzeitig anionische und kationische Komponenten in das Wasser und/oder den Speichel freisetzen kann.
Produkt nach Anspruch 19, wobei das flüssige Trägermedium Polyethylenoxid mit einem Molekulargewicht von etwa 400 enthält.
Wässriges Zusammensetzungsgemisch zum Remineralisieren von Suboberflächenläsionen und/oder zum Mineralisieren offener Dentinporen im Zahn, umfassend (a) eine Konzentration gelöster Calciumkationen, die von mindestens einem teilweise in Wasser löslichen Calciumsalz freigesetzt werden. (b) eine Konzentration eines ungelösten Calciumsalzes, wobei das ungelöste Calciumsalz in einer ungelösten Form in dem teilweise in Wasser löslichen Calciumsalz vorliegt; (c) eine Konzentration gelöster Phosphatanionen; und (d) eine Konzentration gelöster Fluoridanionen, wobei das wässrige Zusammensetzungsgemisch einen pH von 4,0 bis 10,0 besitzt, bevorzugt von mehr als 4,0 bis 7,0, besonders bevorzugt, von 4,5 bis 6,5.
Zusammensetzung nach Anspruch 21, wobei das wässrige Gemisch der Zusammensetzung 100 ppm bis nicht mehr als 1400 ppm gelöste Calciumkationen enthält, mindestens 500 ppm ungelöstes Calciumsalz, mindestens 100 ppm gelöste Phosphatanionen und 100 ppm bis 5000 ppm gelöste Fluoridanionen.
Zusammensetzung nach Anspruch 21 oder 22, zudem enthaltend eine Konzentration gelöster divalenter Metallkationen, die keine Calciumkationen sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 23, wobei das wässrige Gemisch der Zusammensetzung mindestens 100 ppm gelöste divalente Metallkationen enthält.