Mittel zur Erhaltung der Mundhygiene
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Mittel zur Erhaltung der Mundhygiene, inshesondere zur Verhindcrung der Bildung oder zur Entfernung des weichen Belages an Zähnen und am Zahnfleisch. Dieses Mittel, das im wesentlichen eine Zusammensetzung ist, ist deshaib zur Herabsetzung der Häufigkeit der Zahnkaries und zur Aufrechterhaltung verbesserter Mundhygiene, welches beide ein wichtiger Faktor bei der Verhtitung von Krankheiten der Gebisse ist, nützlich.
Es ist bekannt, dass die Zahnkaries vielleicht die häufigste Krankheit bei Menschen ist, was einen grund darin hat, dass der Mensch eine grove Anzahl Zähne besitzt und deshaib viele Angriffsflächen zur Kariesbildung hat. Neben dem primären Verlust der Zahnstruktur, treten dann weitere, sekundäre Komplikationen in Erscheinung, wie z. B. die Notwendigkeit der Entfernung der Zähne, ein beschwerliches Kauvermögen, Ver änderung in der Wurzelhaut, und Infektionen des Zahnncrvs und des Wurzelspitzengewebes. auch jede andere Krankheit des Gebisses hängt gewöhnlich mit einem verhältnismässig hohen Vorkommen der Zahnkaries zusammen.
Es wurde aber eine verhältnismässig enge Beziehung zwischen dem Auftreten des weichen Belages an Zäh- nen und am Zahnflcisch und dem Auftreten von Zahnkaries festgestcllt Je länger dieser weiche Belag an den Zähnen aufrechterhalten wird, desto eher kommt es zur aushöhlung der Zähne unter diesem weichen Belag an Zähnen und am Zahnfleisch. Auch ist es bekannt, dass dieser Belag an Zähnen mit der Zeit verkalkt und den sogenannten Zahnstein bildet, welcher dann das benachbarte Zahnfleischgewebe reizt und Krankheiten des Zahnfleisches verursacht.
Die Entfernung des weichen Belages an Zähnen und am Zahnfleisch ist infolgedessen für die Mundhygiene wichtig. Die Entferunung setzt die Häufigkeit der Zahnkaries herab, auch wird das Zahnfleischgewebe von cinem Relzstoff, welcher eine wichtige Rolle bei der Entstchung der Gebisskrankheiten spielt, gereinigt. Diese GebiBkrankheiten treten nicht nur bei natiirlichen Zäh- nen aber auch bei Zahnprothesen in Erscheinung. Der obengenannte weiche Belag an Zähnen und am Zahufleisch kann auch dazu führen, dass sich die Zähne verfärben und dass er die Ursache zur Ausscheidung eines iiblen Geruches wird.
Verschiedene Mittel wurden bis jetzt zur Entfernung dieses weichen Belages vorgeschlagen. die Zahnärzte entfernen den kalzinicrten Belag oder den Zahnstein durch Auskratzend der Zähne mit einem scharfen Instrument. Man hat aber auch ein Abrasiv verwendet und versucht den weichen Zahnbelag zu entfernen; nachdem aber der Belag fest anhaftet und sich an unerreichbaren Stellen befindet, ist diese Entfernung verhältnismässig unwirksam.
Im US-Patent Nr. 1 386 252 wurden Enzyme, wie Pepsin, Amylopsin, Trypsin und Steapsin zur Verwendung für die Zähne zwecks Entfernung der Lebensmittelteilchen vorgeschlagen; diese Mittel waren aber für die Verhinderung der Bildung und der Entfernung des weichen Zahnbelages unwirksam.
Die Verwendung für die Zähne von Enzymen erzeugt durch den Mikroorganismus Aspergillus oryaeniger wurde im US-Patent Nr. 3 194 738 heschrieben, weiche aber gleichfalls fir den genannten Zweck der Entfernung des weichen Zahnbelages oder des Zahnsteines unwirksam war.
Von Wood und Mitarb. [J. dent. Res. 39, 128-130 (1967)] und von Gibbons und Mitarb. [Archs. oral Biol. 12, 11-25 (1967)] wurden Dextrane als eine Komponente des weichen Belages bei Menschen festgestellt. Die genannten Autoren haben darauf hinge- wiesen, dass das ausserhalb der Zelle liegende Polysaccharid, das als Dextran identifiziert wurde, ein Faktor bei der Bildung und der Aufrechterhaltung des kariesbildenden weichen Belages auf Zähnen ist.
Erfindungsgemäss wurde festgestellt, dass das Enzym-Dextranase den in vitro gebildeten weichen Belag entfernt oder angreift und auch wirksam bei der Entfernung des weichen Zahubelages von menschlichen Zähnen ist. Die Dextran as en werden durch viele Mi kroorganismen, entstanden durch eine Fermentation, gebildet und ihr Name stammt von ihrer aussergewöhn- lichen Fähigkeit Dextran zu verarbeiten oder zu ver fliissigen. Die Enzympräprate, die bei den fir diese Erfindung durchgefährten Testen verwendet wurden, wurden aus Kulturbrühen von Penioillium funiculosum NRRL Nr. 1768 ergänzt mit 0,5 % Dextran unter Anwendung der Lehren von Tsuchiya und Mitarb.
Tfsuchiya, H. M., Jeannes, A., Bricker, H. M. und Wilham, C. A. 1952 Dextran-degrading enzymes from molds, J. Bact. 64. 513-519 (1952)].
Das eingangs erwähnte Mittel zur Erhaltung der Mundhygiene, insbesondere zur Verhinderung der Bildung oder zur Entfernung des weichen Belages an Zähnen und am Zahnfleisch, ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem geeigneten Träger und aus Dextranase besteht. Mit Vorteil enthält das Mittel 10 bis 5000 Einheiten Dextranase per Gramm oder Milliliter der Gesamtzusammensetzung des Mittels.
Es soll bermerkt werden, dass die Dextranase mit äholichen enzymatischen Eigenschaften auch aus anderen Quell yen verwendet werden kann, wobei diese letztere Dextranase in bezug auf gewisse crwünschte Charakteristiken, wie Stabilität und spezifische Wirksamkeit, gegenüber den anderen besser ist. Die manchmal aligegenwärtige Natur der die Dextranase erzeugenden Organismen wurde durch die Tatsache nachgewiesen, dass durch die Beschickung einer Kulturschale von 5 Erden zur Isolierung von zwei bakteriellen Kulturen, welche Dextran angreifen, fiihrte.
Das eine Kultur- schale enthallende Medium bestand aus:
Dextran 0,2 % MgSO4 .7 H 0,05 %
Asparagin 0,05 S FeSO1 .7 7 H2O 0,001 %
K2HPO1 0,05% Agar 2%
Der Befall von Dextran wurde dadurch bewiesen, dass ein grösseres Wachstum auf Dextran enthaltenden Kulturschalen sowie die Entstehung von klaren Zonen um die Kolonien beobachtet wurde. Das in den angefiihrten Patentschriften beschriebene Penicillium funiculosum verhält sich gleichfalls auf diese Weise und dient bei diesem Experiment als Vergleich. Es können aber auch andere Mikrobenkulturen, weiche Dextranase erzeugen, isoliert werden.
Das Dextranase-Enzym kann auf die Zähne so angewendet werden, dass man es in ein Präparat, das in den Mund genommen werden kann, einverleibt. Dieses Prä- parat kann heispielsweise eine Zahnpaste, ein Mundwasser, eine Salbe zum Einreiben, ein Kaugummi oder ein Wasserstrom von hoher Geschwindigkeit zum Reinigen der Zähne sein. Diesem Präparat kann eine vorteilhafte Menge von 10 bis 2000 Einheiten von Dextranase per Milliliter oder Gramm des Trägers und bis zu 5000 Einheiten zugegehen werden, obschon grössere Einheiten verschwenderisch sind.
Die normale Anwendungsdauer dieser Trigger geniigt den Anforderungen an die Beriihrungsdauer für das Enzym, wobei eine längere Zeitspanne von Vorteil sein kann. Es soil aber bemerkt werden, dass nach Verwendung eines Mundwassers, der Mund nicht nachher noch mit reinem Wasser gespiilt werden darf.
Es ist zu beachten, dass die Definition der Enzym Einheiten wie sie in der vorliegenden Beschreibung enthalten sind, sich nur auf ein spezifisches Substrat und Enzym beziehen. Andere Substrate und Enzyme können seibstverständlich merküch diese verwendeten Enzymspiegel, ebenso wie die Anwendungsdauer iin- dern. Auch soll usdrücklich festgestellt werden, dass dAs angewendetc erfindungsgernässe Mittel weite Va riationen erfahren kann. Die verwendete Grundiage, wie z. B. die Zahnpasta und ähnliches, kann von iibli- cher Natur sein, ausgenommen, dass in dieser leine die Dextranase zcrstörenden oder dic Wirkung dieser Dex tranase verhindernden Mittel anwesend sein dürfen.
Hingegen können auch andere in der Zahnpflege be- kannte Mittei, wie Fluoride in die erfindungsgemässen Mittel einbezogen werden.
Es wurden vier Dextranase enthaltende Fermenta tionsbrühen unter Benutzung der bei Tsuchiya und Mit- arb. [J. Bact. 64. 513-519 (1952)] beschriebenen Techniken und unter Verwendung von vier in obigen Pubi kationen beschriebenen Pilzkulturen hergestellt, und zwar mit Penicillium funiculosum (NRRL 1132),
P. funiculosum (NRRL 1768), P. lilacinum (NRRL
896) und P. verruculosum (NRRL 2135). Diese Kulturen sind aus dem U.S.
Department of Agriculture Laboratories in Peoria, Illinois, erhaitlich. Das bei der
Präparierung des Mediums für den Fermentationspro zess bentitzte Dextran wurde von der Firma The Com mercial Solvents Corporation als Dextran mit hohem
Molekulargewicht aus dem Bakterium Leuconsotac mesenteroides erhalten. es wurde festgestellt, dass unter Beniitzung der durch Tsuchiya und Mitarb. beschriebenen Versuchsvorschriften ebenso wie ihrer Messungs art der Enzymaktivität (eine Einheit entspricht der
Enzymaktivität die durch ein Milligramm Aquivalent von Isomaltose-Monohydrat in einer Stunde bei 400 C erzeugt wird), P. funiculosum (NRRL 1768) die höchste spezifische Aktivität erzeugt.
Auf Grund dieser Erkenntnisse wurde dieses Penicillium funiculosum dazu gewählt, das Dextranase-Enzym zur Beniitzung filr die weiter unten beschriebenen Experimente zu erzeugen.
Es wurde festgestellt, dass ein normaler in der BRühe erhaltener Aktivitätsspiegel 100-200 Einheiten per Milliliter enthält. Nach Filtrieren, zwecks Abscheidung des
Mycels vom Enzym, dann durch Einengung, Ausfll- lung mit Ammoniumsulfat einer konzentrierten Lösung und anschliessender Dialyse, zwecks Entfernung anorganischer Salze und dialysierbarem Material, und schliess- lich durch Lyophilisierung, wird ein Festkbrper mit einer Aktivität von 100-200 Einheiten per Milligramm festem Pulver erzeugt.
Es wurde ferner ein in vitro-Verfahren zur Erzeugung eines weichen Zahnbelages, unter Benutzung der Erkenntnisse von Jordan und Keys [Archs. Oral Biol.
11, 793-801 (1966)] verwendet. Eine 20 gauge Draht aus rostfreiem Stahl wurde in einenh Kautschukstopfen eingesetzt und in Röhren von 20x 150 ml suspendiert; diese Röhren enthielten 10 ml des von Jordan und Mitarb. [J. Dent. Res. 39, 116-123 (1960)], beschriebenen basalen Mediums, welches in einer reinen Kultur eines eine Karies hervorrufenden Streptococcus geimpft wurde, um die in vivo-Erzeugung von weichem Belag auf der Drahtoberfläche hervorZurufen. Während den ersten neun Tagen wurde jeden Tag ein 10 ml an basalem Medium enthaltendes frisches Rohr mit 0,2 ml des Test-Mikroorganismus geimpft, worauf dann der Draht am Kautschukstopfen in dieses Rohr eingesetzt wurde. Vom 10. bis zum 14. Tag wurden die Drähte mit den daran haftenden weichen Belagen einfach in frische, ein steriles Medium enthaltende Rohre gegeben.
Danach wurde die Dextranase-Aktivitiit des in-vitro erzeugten weichen Belages so festgestellt, dass man den am Kautschukstopfen eingesetzten Draht in eine Lösung des Dextranat-Enzyms tauchte. Für diese Studien wurden vier kariogene Streptococci-Arten verwendet, und zwar: E-49 ursprünglich isoliert aus einer bei einem Hamster durch eine Karies hervorgerufene Verwundung. SL-1 ursprünglich isoliert aus einer bei einem Menschen durch eine Karies hervorgerufenc Verfetzung, G-55, ursprünglich isoliert aus einer bei einem Menschen durch eine Karies verursachte Verletzung und LM-7, ursprünglich isoliert aus einer durch eine Karies bei einem Menschen verursachte VerTetzung. Es wurden verschiedene Enzym-aktivitätsspiegel verwendet und eine visuelle Beobachtung vorgenommen zur Feststellung der Wirkung auf den am Draht haftenden weichen Belag.
Die Wirkung auf den weichen Belag variiert von Auseinanderfallen des weichen Belages und anschlie Bendem Herabsinken von Draht, bis zur einfachen Dellenbildung oder bis zum Zerfall der normalen Struktur.
Zum Vergleich wurde ein Teil des weichen Belages in der obigen Enzymi5sung gehalten. Alle vier zum Test verwendeten Arten erzeugen in vitro einen weichen Belag, der in einem gewissen Ausmass durch eine niedrige Einheit, d. h. eine Einheit an Enzym-Aktivität per Milliliter bei einer Berührungsdauer von mehreren Minuten bis 24 Stunden angegriffen wurde.
Zwecks weiterer Bestädigung der enzymatischen Wirkung des Dextranase-Enzyms auf dem weichen Belag, wurde das oben, zwecks Erzeugung in vitro vom weichen Belag, verwendete basale Medium dazu verwendet, um Grammengen von Dextran durch jeden der obengenannten vier kariogenen Streptococci zu erhalten. Dieses Material wurde dann als Substrat in den Standard-Versuchsverfahren benützt. Ein typisches Er gebnis wird weiter unten ungeführt ; dieses zeigt, dass reduzierender Zucker aus dem Dextran, der durch jede der im Test beniitzten vier kariogene Arten von Streptococci erzeugt wurde, entsteht.
Dextranase-Gehalt * dextran-Quelle 2 Smnden @4 Stunden
Leuconstoc mesenterodes (bentitzt als Standard-Feststellung der Enzymaktivitit) 71 485
Streptococcus sp. (E-49) 6 58 > > (SL-1) 7 19 > > (G-55) 14 86 > > (LM-7) 26 103 *Ein Mass in Milligramm von Isomaltose entstanden aus Dextran.
Aus diesen Experimental-Ergebnissen ist ersichtlich, dass das Enzym das Dextran aller vier kaliogener Streptococci-Arten angreift. Dic Tatsache, dass die ange führten Dextranase-Gehalte voneinander verschieden sind und die Tendenz haben, niedriger zu werden, als im Falle von Dextran aus Leuconstoc mesenteroides muss so interpretiert werden, daB die Geschwindigkeit der Entstehung der reduzierenden Isomaltose-Finheiten niedriger ist, möglicherweise im Hinblick auf den verschiedenen Grad der Verzweigung und Verbindung im Dextran-Polymer.
Die wirkliche in vivo-Aktivität und Wirksamkeit dagegen hängt nicht von der Menge des entstandenen reduzierten Zuckers ab, sondern von einem genügenden Angriff auf das Dextran-Polymer, um dessen normales, zähes Haften an den Zähnen und an den Geweben der Munddffnung herabzusetzen.
Nachdem bekanntlich die Zahnprothesen gleichfalls den weichen Zahnbelag erhalten, und zwar auf dieselbe Art wie natilifiche Zähne, wurde eine Serie von Zahnprothesen von Menschen, die Patienten im Roosevelt Hospital, Menlo Park, New jersey, waren, Versuchen auf die Dextanase-Enzymaktivität unterworfen. Diese Zahnprothesen wurden zunächst, zwecks Entfernung der groben Verunreinigungen, mit Wasser gespiilt. Die Zahnprothesen wurden dann in 0,1 % igem Erythrosin eingetaucht, um diesen weichen Belag zu färben, mit Wasser gespült und einem elektflschen Trockner getrocknet. Es wurden dann Photographien von jeder Zahnprothese erstellt, um die Gegenwart des weichen Zahnbelages ersichtlich zu machen und festzuhalten.
Die Prothesen wurden dann in eine Lösung des Enzyms, in reines Wasser oder in ein auf 1000 C während 10 Minuten erhitztes, auf ein pH 5,0 mit 1/15 molarem Acetatpuffer gepuffertes Enzym getaucht. Nach Inkubation während 2 Stunden auf 400 C wurden die Zahnprothesen gespült, mit Erythrosin gefärbt, nochmals gespiilt, getrocknet und photographiert. Die Photographien wurden zwecks Schätzung der durchgeführten Dextranase-Enzymbehandlung gepifift. Mit Ausnahme der Prothesen, welche ursprünglich frei von weichem Belag waren, wurde überall eine bedeutende Verbesserung des Gesamtaussehens, einschliesslich der weissen Färbung und eine bedeutende Herabsetzung der Menge an weichem Belag nach der Enzym-Behandlung festgestellt. Die Wasserbehandlung und die Enzymbehandlung unter Erhitzen zeigten keine Anderung nach der Inkubationsfrist.
Auf diese Weise wurde die Wirksamkeit eines Dextranase-Enzympräoparates auf die Entfernung des weichen Zahnbelages unter Verwendung von Gebissen aus einem menschlichen Mund demonstriert.
Auf Grund der obigen Ausführungen, kann behaupt- tet werden, dass solche erfindungsgemässe Enzym enthaltende Mittel den weichen Zahnbelag in vivo entfernen und infolgedessen die Kariesbildung herabsetzen oder die Karies entfernen. Durch Verwendung dieses erfindungsgemässen kosmetischen Mittels wird die Erhaltung der Mundhygiene weitgehend verbessert und trägt dazu bei, das Aufkommen von Symptomen von Krankheiten des Gebisses zu verhindern.
Beispiel I Zahnpasta oder Zahnpulver
Die bis jetzt verwendeten Formulierungen verschiedener Arten von Zahnpasta oder Zahnpulver und die in verschiedenen Literaturangaben oder auf dem Markt vorzufinden sind, werden durch 10-2000 Einheiten von Enzym-Dextranase per Gramm des Mittels er gänzt.
Beispiel 2 A breibsalbe oder Mundsplllwasser
Bekannte Zusammensetzungen der Art, wie sie sich in Literaturangaben oder auf dem Markt vorfinden, werden mit 10-2000 Einheiten von Enzym-Dextranase per Gramm der Zusammensetzung ergänzt. Diese werden auf die Zähne oder das Zahnfleisch, gegebenenfalls mit Fingern, angewendet.
Beispiel 3 Mundwasser
Bekannte Zusammensetzungen der Art, wie sie in Literaturangaben oder auf dem Markt vorzufinden sind, werden mit Dextranase-Konzentrationen von 10-5000 Einheiten per Milliliter des Mundwassers ergänzt. Dieses Mundwasser kann zum Spülen des Mundes auf übliche Weise verwendet werden.
Beispiel 4 Kaugummi
Bekannte Zusammensetzungen der Art, wie sie in Literaturangaben oder auf dem Markt vorzufinden sind, werden mit 10-5000 Einheiten von Enzym-Dextranase per Gramm der Zusammensetzung ergänzt. Gewöhnlich wiegt ein Kaugummistückchen etwa 1 g und ein Stückchen, das 500- Einheiten enthält, besitzt einen Enzymgehalt von etwa 0,02 Gewichtsprozenten. Ein Kaugummistück wird z.B. auf übliche Weise gekaut.
Auf gleiche Weise kann eine Tablette oder eine kaubare Pastille verarbeitet werden.