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Die
vorliegende Anmeldung ist eine Zusatzanmeldung zur früheren deutschen
Patentanmeldung
DE 10 2005
052 387.0 vom 31.10.2005.
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Die
Hauptanmeldung betrifft Kompositmaterialien umfassend in Wasser
schwerlösliche
Calciumsalze, wobei die Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten
oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite,
mit einem mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm,
bevorzugt unter 300 nm vorliegen, und Gelatine vom Typ AB, die sich
aufgrund ihrer Zusammensetzung und Feinstruktur besonders zur Förderung
der Wiederherstellung von Knochen und Zahnmaterial, insbesondere
Enamel und Dentin, eignen.
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Gegenstand
der Hauptanmeldung sind in einer ersten Ausführungsform Kompositmaterialien umfassend
- a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze, wobei die
Calciumsalze in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von
Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite, mit einem
mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt
unter 300 nm vorliegen, und
- b) Gelatine vom Typ AB.
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Diese
Zusatzanmeldung betrifft Kompositmaterialien nach der Lehre der
DE 10 2005 052 387.0 ,
welche Calciumsalze bestimmter Morphologie enthalten.
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Gegenstand
dieser Zusatzanmeldung sind Kompositmaterialien nach Lehre der
DE 10 2005 052 387.0 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel der Calciumsalze stäbchen- und/oder
plättchenförmig, bevorzugt
vorwiegend plättchenförmig sind.
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Überraschenderweise
ist es gelungen, Kompositmaterialien bereitzustellen, die eine vorwiegend plättchenartige
Struktur des schwer wasserlöslichen Calciumsalzes
aufweisen und somit die Knochensubstanz besonders gut nachahmen
können.
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Vorwiegend
plättchenförmig bedeutet
im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass mindestens 50 %, bevorzugt
mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % der Partikel
der Calciumsalze in Form von Plättchen
vorliegen. Besonders bevorzugt weisen die Partikel eine im wesentlichen plättchenartige
Form auf.
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Vorteilhafterweise
sind die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien
mit den vorwiegend plättchenartigen
Calciumpartikeln der Struktur der Knochensubstanz in vivo, die ebenfalls
aus Platten aufgebaut ist, besonders ähnlich. Dies hat den besonderen
Vorteil, dass sie aufgrund der Ähnlichkeit
der Form mit den biologischen Apatiten (z.B. Knochen- bzw. Dentinapatit)
eine besonders gute Fähigkeit
zur Re- und Neomineralisierung aufweisen, so dass der Prozess der
Biomineralisation noch schneller und besser stattfinden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kompositmaterialien
mit einer vorwiegend plättchenartigen
Struktur der Calciumsalze eine verbesserte Biokompatibilität aufweisen.
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Die
Bestimmung der Teilchendurchmesser der Kristallite kann durch den
Fachmann geläufige Methoden
bestimmt werden, insbesondere durch die Auswertung der bei der Röntgenbeugung
beobachteten Verbreiterung der Reflexe. Vorzugsweise erfolgt dabei
die Auswertung durch Fit-Verfahren
beispielsweise die Rietveld-Methode.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform weisen
die plättchenförmigen Partikel
eine Breite im Bereich von 5 bis 150 nm und eine Länge im Bereich von
10 bis 150 nm sowie eine Höhe
(Dicke) von 2 bis 50 nm auf.
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Gemäß einer
ganz besonders bevorzugten Ausführungsform
beträgt
die durchschnittliche Länge der
Partikel bevorzugt 30 bis 100 nm. Bevorzugt liegt die Breite dieser
Partikel dabei im Bereich zwischen 10 bis 100 nm.
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Die
Bestimmung der Teilchendurchmesser der Partikel kann durch den Fachmann
geläufige
Methoden bestimmt werden, insbesondere durch die Auswertung von
bildgebenden Verfahren, insbesondere Transmissionelektronenmikroskopie.
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Unter
Höhe (Dicke)
ist hier der kleinste Durchmesser der Partikel bezogen auf die drei
zueinander senkrecht stehenden Raumrichtungen zu verstehen, unter
Länge ihr
größter Durchmesser.
Die Breite der Partikel ist demnach der weitere senkrecht zur Länge liegende
Durchmesser, der gleich oder kleiner als die Längenabmessung des Partikels,
aber größer oder
zumindest gleich ihrer Höhenabmessung
ist.
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Die
plättchenförmigen Partikel
liegen als mehr oder minder unregelmäßig geformte Partikel, teilweise
als eher runde, teilweise eher eckige Partikel auch mit abgerundeten
Kanten vor. Dies ist insbesondere bei den Abbildungen zu beobachten,
die im Wege der Transmissionselektronenmikroskopie aufgenommen werden
können.
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Die
plättchenförmigen Partikel
liegen in solchen Proben häufig
auch mehrfach überlappend
vor. Sich überlappende
Partikel werden in der Regel an den Stellen der Überlappung mit einer stärkeren Schwärzung abgebildet
als nicht überlappende
Partikel. Die angegebenen Längen,
Breiten und Höhen werden
bevorzugt an sich nicht überlappenden
Partikeln der Probe bestimmt (vermessen).
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Die
Höhe der
plättchenförmigen Partikel kann
aus solchen Aufnahmen bevorzugt durch die Bestimmung der Abmessungen
der mit ihrer größten Fläche senkrecht
zur Bildebene stehenden Partikel erhalten werden. Die senkrecht
zur Bildebene stehenden Partikel zeichnen sich durch einen besonders
hohen Kontrast (hohe Schwärzung)
aus und erscheinen dabei eher stäbchenartig.
Diese senkrecht zur Bildebene stehenden plättchenförmigen Partikel können als
tatsächlich
senkrecht zur Bildebene stehend identifiziert werden, wenn sie bei
einer Kippung der Bildebene eine Verbreiterung der Abmessung (zumindest
in eine Raumrichtung) und eine Abnahme der Schwärzung der Abbildung zeigen.
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Zur
Bestimmung der Höhe
der Partikel ist es insbesondere geeignet, die Bildebene der Probe mehrfach
in verschiedenen Positionen zu kippen und die Abmessungen der Partikel
in der Einstellung zu bestimmen, die durch den höchsten Kontrast/höchste Schwärzung und
die geringste Ausdehnung der Partikel gekennzeichnet ist. Die kürzeste Ausdehnung
entspricht dabei dann der Höhe
der Partikel.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform beträgt bei den
Partikeln der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien
das Verhältnis
von Länge
zu Breite zwischen 1 und 4, bevorzugt von 1 bis 3, besonders bevorzugt
zwischen 1 und 2, bspw. 1,2 (Länge
60 nm, Breite 50 nm) oder 1,5 (Länge
80, Breite 40 nm).
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Die
plättchenartige
Form der Partikel wird durch das Verhältnis von Länge zu Breite gebildet. Beträgt das Verhältnis zwischen
Länge und
Breite deutlich größer als
4, liegen eher stäbchenförmige Partikel
vor.
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Der
Vorteil der plättchenförmigen Partikel
mit einem Verhältnis
von bevorzugt 1 bis 2 liegt darin, dass diese Partikel ein dem natürlichen
Knochenmaterial besonders ähnliches
Länge zu
Breite-Verhältnis aufweisen
und daher eine besonders gute und biologisch verträgliche Re-
bzw.
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Neomineralisierung
des Zahnmaterials (Dentin und Enamel) aufweisen, Gemäß einer
weiteren besonderen Ausführungsform
weisen die Partikel eine Fläche
von 0,1·10–15 m2 bis 90·10–15 m2, bevorzugt eine Fläche von 0,5·10–15 m2 bis 50·10–15 m2, besonders bevorzugt 1,0·10–15 m2 bis 30·10–15 m2, ganz besonders bevorzugt 1,5·10–15m2 bis 15·10–15 m2 beispielsweise 2·10–15 m2 auf.
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Als
Fläche
der Partikel wird die Fläche
der Ebene, aufgespannt durch die Länge und die dazu senkrechte
Breite, nach den gängigen
geometrischen Berechnungsmethoden ermittelt.
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Überraschenderweise
gelang es mit der vorliegenden Erfindung, die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien
in Form von kristallinen anorganischen Nanopartikeln zu erzeugen,
die zu einer besonders effektiven Neomineralisierung von Zahnmaterial
(Dentin und Enamel) sowie Knochengewebe führen.
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Weiterhin
betrifft die Hauptanmeldung
DE
10 2005 052 387.0 Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien
durch Fällungsreaktionen
aus wässrigen
Lösungen
wasserlöslicher Calciumsalze
und wässrigen
Lösungen
wasserlöslicher
Phosphat- und/oder Fluoridsalze, dadurch gekennzeichnet, dass die
Fällung
in Gegenwart von Proteinkomponenten durchgeführt wird.
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Ein
weiterer Gegenstand dieser Zusatzanmeldung ist ein Verfahren zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien
nach Lehre der
DE 10 2005
052 387.0 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fällung des
Kompositmaterials bei einem pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt
zwischen 6 und 8, besonders bevorzugt um 7 durchgeführt.
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Besonders
geeignet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kompositmaterials, welches vorwiegend
plättchenförmige Partikel
enthält,
ist ein Verfahren bei dem die Fällung
des Kompositmaterials bei einem pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt zwischen
6 und 8, besonders bevorzugt um 7 durchgeführt wird.
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Bevorzugt
wird zur Ausbildung des erfindungsgemäß bevorzugten Kompositmaterials
dabei eine Lösung
eines Calciumsalzes mit der Polymerkomponente vorgelegt und eine
Phosphatlösung langsam
hinzugegeben, wobei der pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt zwischen
6 und 8, besonders bevorzugt um 7 liegt. Besonders bevorzugter Weise wird
der pH-Wert bei der Zugabe der Phosphatlösung durch Zugabe entsprechender
Mengen wässriger Base
konstant gehalten.
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Gegenstand
der Hauptanmeldung sind weiterhin Mund- und Zahnpflege- und -reinigungsmittel, Süßigkeiten
sowie Zusammensetzungen zur Induktion oder Förderung der Neubildung von
Knochengewebe mit einem Gehalt an den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien.
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Weitere
Gegenstände
dieser Zusatzanmeldung sind demnach Mund- und Zahnpflege- und –reinigungsmittel,
Süßigkeiten
sowie Zusammensetzungen zur Induktion oder Förderung der Neubildung von
Knochengewebe mit einem Gehalt an den Kompositmaterialien nach Lehre
der
DE 10 2005 052387.0 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel der Calciumsalze stäbchen- und/oder
plättchenförmig, bevorzugt
vorwiegend plättchenförmig sind.
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Ein
weiterer Gegenstand der Hauptanmeldung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien
als neo- bzw. remineralisierende Komponenten zur Herstellung von
Zusammensetzungen zur Reinigung und/oder Pflege der Zähne sowie
zur Festigung des Zahnschmelzes, als die Biomineralisation induzierende
oder fördernde
Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen für die Behandlung
von Zahn- oder Knochendefekten, zur Beschichtung von Implantaten
und zum Schutz und/oder zur therapeutisch und/oder präventiven
Behandlung von Zähnen
und/oder Knochen vor bzw. bei Schäden, die auf äußere Einflüsse, insbesondere körperbedingter,
chemischer, physikalischer und/oder mikrobiologischer Art zurückzuführen sind, insbesondere
zur Prävention
und Reparatur von Erosionen an Knochen und Zähnen, insbesondere Zahnschmelz,
Pflege des Zahnschmelzes, sowie zum Schutz der Zähne vor Angriffen durch Säuren, insbesondere
durch bakterielle Aktivität
oder durch Einwirkung von Säuren
aus Nahrungsmitteln, zum Schutz vor Demineralisierung der Zähne, zur
Versiegelung von Fissuren, zum Schutz vor und/oder zur Reparatur
von Primärläsionen und/oder
Initialkaries im Zahnschmelz sowie zur Glättung der Zahnoberfläche, zur
Kariesprävention,
zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit,
der mechanischen Resistenz der Zähne
sowie der Zahngesundheit allgemein.
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weiterer
Gegenstand dieser Zusatzanmeldung ist die Verwendung der Kompositmaterialien den
Kompositmaterialien nach Lehre der
DE 10 2005 052 387.0 , dadurch
gekennzeichnet, dass die Partikel der Calciumsalze stäbchen- und/oder
plättchenförmig, bevorzugt
vorwiegend plättchenförmig sind, als
neo- bzw. remineralisierende Komponenten zur Herstellung von Zusammensetzungen
zur Reinigung und/oder Pflege der Zähne sowie zur Festigung des Zahnschmelzes,
als die Biomineralisation induzierende oder fördernde Komponente zur Herstellung von
Zusammensetzungen für
die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten, zur Beschichtung
von Implantaten und zum Schutz und/oder zur therapeutisch und/oder
präventiven
Behandlung von Zähnen und/oder
Knochen vor bzw. bei Schäden,
die auf äußere Einflüsse, insbesondere
körperbedingter,
chemischer, physikalischer und/oder mikrobiologischer Art zurückzuführen sind,
insbesondere zur Prävention
und Reparatur von Erosionen an Knochen und Zähnen, insbesondere Zahnschmelz,
Pflege des Zahnschmelzes, sowie zum Schutz der Zähne vor Angriffen durch Säuren, insbesondere
durch bakterielle Aktivität
oder durch Einwirkung von Säuren
aus Nahrungsmitteln; zum Schutz vor Demineralisierung der Zähne, zur
Versiegelung von Fissuren, zum Schutz vor und/oder zur Reparatur
von Primärläsionen und/oder
Initialkaries im Zahnschmelz sowie zur Glättung der Zahnoberfläche, zur
Kariesprävention, zur
Verbesserung der Reinigungsfähigkeit,
der mechanischen Resistenz der Zähne
sowie der Zahngesundheit allgemein.