Die Erfindung betrifft ein Zahnpflegemittel in Form einer
Zahnpasta, eines Zahngels, Zahnpulvers, einer
Zahntablette, eines Kaugummis oder einer Lutschtablette mit
einem Gehalt eines oral verträglichen Trägers und einer
Zahnstein verhindernden Komponente gemäß den Patentansprüchen.
Zahnstein ist eine harte mineralische Ablagerung auf
den Zähnen, dessen schnelle Ablagerung durch regelmäßiges
Zähneputzen zwar verhindert wird, jedoch nicht zur Entfer
nung aller Zahnsteinablagerungen am Zahn ausreicht. Zahn
stein bildet sich durch Ablagerung von Calciumphosphat
kristallen auf den Häutchen und der extracellularen Matrix
von Zahnbelag und entwickelt sich zu hinreichend eng
miteinander verbundenen Aggregaten, die sich nicht mehr
deformieren lassen. Es bestehen verschiedene Auffassungen
über das Entstehen des kristallinen als Hydroxylapatit
(HAP) anzusprechenden Zahnbelages aus Calcium und, Orthopos
phat. Jedoch wird allgemein angenommen, daß bei höheren
Sättigungen d. h. oberhalb der kritischen Sättigungsgrenze
der Vorläufer des kristallinen HAP ein amorphes oder
mikrokristallines Calciumphosphat ist. Dieses mit dem
Hydroxylapatit verwandte amorphe Calciumphosphat unter
scheidet sich dennoch in seiner Atomstruktur, in der
Morphologie der Teilchen und stoechiometrisch voneinander.
Die Röntgen-Brechungsmuster von armophem Calciumphosphat
zeigen breite Peaks, die für amorphe Produkte typisch
sind, und nicht die breiten Bereiche geordneter Atome,
wie sie für alle kristallinen Materialien einschließlich
HAP typisch sind. Daraus ergibt sich, daß Verbindungen,
die wirksam das Kristallwachstum von HAP stören als Zahn
stein verhindernde Komponenten wirksam sein können.
Untersuchungen haben gezeigt, daß ein erkennbarer Zusammen
hang zwischen der Fähigkeit einer Verbindung zur Verhinde
rung eines HAP-Kristallwachstums in vitro und der Fähigkeit
zur Verhinderung einer Kalkausbildung in vivo bestehen,
vorausgesetzt, daß eine derartige Verbindung im Zahnbelag,
im Speichel und in dessen Bestandteilen stabil ist.
Aus dem Stand der Technik ist zu entnehmen, daß lösliche
Pyrophosphate zur Verringerung der Zahnsteinbildung verwendet
werden können; beispielsweise bezieht sich die US-PS
4 515 772 auf verschiedene Literaturstellen, die Mundpflege
mittel mit einem Gehalt an löslichen Pyrophosphatsalzen
offenbart, einschließlich eines Artikels von Draus et
al in Arch. Oral. Biol., 15, 893-896 (1970), in dem die
Wirksamkeit derartiger Salze gegen Zahnstein in vitro
und die mögliche Inhibierung von Pyrophosphat durch Pyro
phosphatase-Enzyme offenbart wird.
Es ist bekannt, daß Speichel saure Phosphatase, alkalische
Phosphatase und Pyrophosphatase als Enzyme enthält.
Es wird ausgegangen davon, daß jedes dieser drei Enzyme
die Pyrophosphate als Inhibitor einer HAP- oder Zahnstein
bildung nachteilig beeinflussen kann, woraus anzunehmen
ist, daß eine Zahnstein verhindernde und Phyrophosphat
enthaltende Zahnpflegemittelzusammensetzung die störende
Aktivität aller dieser drei Speichelenzyme hindern verrin
gern oder beseitigen könnte.
Die Zusammensetzungen gemäß US-PS 4 515 772 sind auf
einen pH-Wert-Bereich von 6,0 bis 10,0 beschränkt und
enthalten ein Fluorid und entweder nur lösliches Dialkalipy
rophosphat oder in Mischungen mit Tetraalkalipyrophosphaten,
aber nicht mehr als 4,0 Gew.-% Tetrakaliumpyrophosphat,
K4P2O7. Es findet sich kein Hinweis und schon gar keine
Offenbarung über die Wirksamkeit dieser Fluorid/Pyrophosphat-
Zusammensetzung in vivo oder im Speichel.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein verbes
sertes Mundpflegemittel zu schaffen, das ein Pyrophosphatsalz
oder eine Mischung dieser als wesentliche Komponente
zur Verhinderung von Zahnstein enthält, wobei diese Zu
sammensetzung ein oder mehrere Inhibitoren gegen eine
enzymatische Hydrolyse dieser Komponenten im Speichel
enthält. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine derartige
Zahnpflegemittelzusammensetzung vorzuschlagen, die innerhalb
eines relativen breiten pH-Bereiches und/oder mit kosme
tisch verbessernden Eigenschaften wirksam ist, und die
letztlich die Zahnoberfläche oder den Zahnschmelz nicht
wesentlich angreift und eine hinreichende oder ausreichende
Antikarieswirkung aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher ein Zahnpflegemittel
der eingangs geschilderten Art vorgeschlagen, welches
gemäß Kennzeichen des Hauptanspruches zusammengesetzt
ist, wobei besondere Ausführungsformen in den Unteransprüchen
aufgeführt sind.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß im Gegensatz
zu früheren Erkenntnissen, wonach Zahnpflegemittel mit
einem Gehalt an nur Tetranatriumpyrophosphat als Zahnstein
verhinderndes Mittel griesförmige Konsistenz hatten und
die festen griesigen Teilchen aus ungelöstem Na4P2O7
bestanden, die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mindesten
teilweise auf der Feststellung beruhen, daß Fluoridionen
eine Hydrolyse von Pyrophosphat durch saure Phosphatase
und Pyrophosphatase-Enzyme inhibieren, und daß die synthe
tischen anionischen polymeren Polycarboxylatsalze eine
Hydrolyse der Pyrophosphate durch alkalische Phosphatase
inhibieren, und daß das Auftreten griesiger Teilchen
in den Zahnpflegemitteln verhindert werden kann, indem
man einen vorherrschenden Anteil an Pyrophosphat in Form
des Tetrakaliumsalzes vorsieht.
Es wird angenommen, daß die erfindungsgemäße Zahnstein
verhindernde Zusammensetzung vermutlich darauf beruht,
daß die Hinderung der Zahnsteinausbildung mit einem An
stieg der Aktivierungsenergieschranke verbunden ist und
damit die Transformation des als Ausgangsprodukt vorhande
nen amorphen Calciumphosphat zu HAP inhibiert.
An sich sind synthetische anionische polymere Polycarboxylate
und deren Komplexe mit verschiedenen kationischen Germiciden,
Zink und Magnesium als Zahnstein verhindernde Mittel
z. B. aus US-PS 3 429 963, 4 152 420, 3 956 480, 4 138 477
und 4 138 914 bekannt. Keine dieser Literaturstellen
und auch nicht der Stand der Technik offenbart die Verwendung
derartiger Polycarboxylate als solche zur Inhibierung
einer speichelbedingten Hydrolyse von Pyrophosphaten
als Zahnstein verhindernde Mittel, und schon gar nicht
in Kombination mit einer Verbindung, die Fluoridionen
liefert. Es ist davon auszugehen, daß die synthetischen
anionischen polymeren Polycarboxylate gemäß Stand der
Technik in den Zusammensetzungen gemäß Erfindung wirksam
sind.
Die synthetischen anionischen polymeren Polycarboxylate
werden gegebenenfalls aber auch vorzugsweise wie oben
angegeben oft eingesetzt, und zwar in Form ihrer freien
Säure oder vorzugsweise als teilweise oder insbesondere
als voll neutralisierte wasserlösliche Alkalisalze oder
Ammoniumsalze. Bevorzugt sind Copolymere von Maleinsäurean
hydrid oder -säure mit anderen polymerisierbaren ethyle
nisch ungesättigten Monomeren und vorzugsweise Methyl
phenylether (Methoxyethylen) mit einem Molekulargewicht
von etwa 30000 bis etwa 1000000 in einem Verhältnis
von 1 : 4 bis 4 : 1. Diese Copolymere sind beispielsweise
mit einem Molekulargewicht von 500000 als Gantrez AN®
139 oder mit einem Molekulargewicht von 250000 als
Gantrez AN® 119 und auch insbesondere mit einem Molekular
gewicht von 10000 als Produkt S-97 in pharmazeutischer
Qualität von der GAF Corporation enthältlich. Diese Produk
te werden als synthetische Verbindungen bezeichnet, um
bekannte Verdickungsmittel oder Gelierungsmittel auszu
schließen, die Carboxymethylzellulose und andere Zellu
losederivate oder natürliche Gumme enthalten.
Andere einsetzbare polymere Polycarboxylate sind in der
US-PS 3 956 180 offenbart, wie Copolymere von Maleinsäure
anhydrid mit Ethylacrylat, Hydroxyethylmethacrylat, N-
Vinyl-2-pyrrolidon oder Ethylen (Monsanto EMA Nr. 1103,
Molgewicht 10000 und EMA Nr. 61) und Copolymere von
Acrylsäure mit Methyl- oder Hydroxyethylmethacrylat,
Methyl- oder Ethylacrylat, Isobutylvinylether oder N-
Vinyl-2-pyrrolidon im Verhältnis von 1 : 1.
Weitere geeignete polymere Polycarboxylate gemäß US-PS
4 138 477 und 4 183 914 sind Copolymere von Maleinsäurean
hydrid mit Styrol, Isobutylen oder Ethylvinylether, Poly
acrylsäure, Polyitaconsäure und Polymaleinsäuren und
Sulfoacryl-Oligomere mit einem Molekulargewicht bis herab
zu 1000 (die als Uniroyal ND-2® erhältlich sind).
Im allgemeinen sind polymerisierte olefinisch oder ethylenisch
ungesättigte Carbonsäuren geeignet, die eine olefinische
aktivierte Kohlenstoff-Kohlenstoff Doppelbindung und
mindestens eine Carboxylgruppe enthalten, nämlich eine
Säure, die eine olefinische Doppelbindung enthält, die
bei der Polymerisation zur Verfügung steht, und zwar
wegen ihrer Anwesenheit in dem monomeren Molekül entweder
in der α-β-Stellung gegenüber dem Carboxylrest oder
als Teil einer endständigen Ethylengruppe. Beispiele
derartiger Säuren sind Acryl-, Methacryl-, Ethacryl-,
α-Chloracryl-, Croton-, β-Acryloxypropion-, Sorbin-,
α-Chlorsorbin-, Cinnamon-, β-Styrilacryl-, Mucon-, Itacon-,
Citracon-, Mesacon-, Glutacon-, Aconit-, α-Phenylacryl-,
2-Benzylacryl-, 2-Cyclohexylacryl-, Angelic-, Umbellic-,
Fumar-, Maleinsäure und deren Anhydride. Andere olefinische
Monomere, die mit diesen Carbonsäure-Monomeren copolymier
bar sind, sind unter anderem Vinylacetat, Vinylchlorid oder
Dimethylmaleat. Die Copolymere enthalten
hinreichend Carbonsäuresalzgruppen, um eine Wasserlöslich
keit zu ermöglichen.
Ferner sind bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
die sogenannten Carboxyvinylpolymere geeignet, wie sie
als Zahnpastabestandteile in den US-PS'en 3 980 767,
3 935 306, 3 919 409, 3 911 904 und 3 711 604 offenbart
sind. Dieses sind handelsübliche Produkte, die (als Carbo
pol® 934, 940 und 941 von B. F. Goodrich vertrieben) im
wesentlichen aus einem colloidalen wasserlöslichen Polyme
ren von Polyacrylsäure bestehen, das mit etwa 0,75 bis
etwa 2,0 Gew.-% Polyallylsucrose oder Polyallylpentaerythrit
als Vernetzungsmittel vernetzt wurde.
Die synthetischen anionischen polymeren Polycarboxylate
sind im wesentlichen Kohlenwasserstoffe, die vorzugsweise
Halogen oder einen sauerstoffhaltigen Substituenten enthalten
und Bindungen aufweisen, wie beispielsweise Ester, Ether
und OH-Reste und die, sofern vorhanden, im allgemeinen
bei den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Mengen
von 0,05 bis 3 und vorzugsweise von 0,05 bis 2 und
insbesondere von 0,1 bis 2 Gew.-% verwendet werden. Anteile
in den höheren Bereichen werden in der Regel bei Zahnpflege
mitteln eingesetzt, die ein dentales Reibmittel oder
Putzmittel enthalten und zum Zähneputzen verwendet werden,
wie beispielsweise Zahnpasten oder Zahncreme, Zahngele
Zahnpulver und Tabletten. Größere Mengen außerhalb dieser
Bereiche können zum Verdicken oder zum Gelieren verwendet
werden.
Die polymeren Carboxylate sind wirksame Inhibitoren von
alkalischen Phosphatase-Enzymen. Da diese Enzyme bei einem
pH-Wert von 7,0 oder niedriger nur eine geringe Aktivität
für die Hydrolyse der Phosphate zeigen, kann die polymere
Polycarboxylat-Komponente, sofern gewünscht, bei den Zahn
pflegemitteln entfallen, die so aufgebaut sind, daß sie
bei einem pH-Wert von 7,0 oder, niedriger wirksam sind.
Das Weglassen verringert jedoch natürlich die Vielseitigkeit
und Wirksamkeit der vorliegenden Zahnpflegemittel in dem
breiten pH-Wert-Bereich von 4,5 bis 10.
Als Lieferant der Fluoridionen oder der Fluorverbindungen,
die gemäß Erfindung als wesentliche Komponente zur Inhibie
rung der sauren Phosphatase und Pyrophosphatase-Enzyme
diene, werden die bei der Kariesbekämpfung bekannten Ver
bindungen verwendet, die auch als solche bei den erfindungs
gemäßen Mundpflegemitteln wirken. Diese Verbindungen können
gering oder vollständig wasserlöslich sein und besitzen
die Fähigkeit, Fluoridionen in Wasser ohne unerwünschte
Reaktionen mit anderen Verbindungen der Zahnpflegemittel
freizusetzen. Hierzu gehören anorganische Fluoridsalze
wie lösliche Alkali- und Erdalkalisalze wie beispielsweise
Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Ammoniumfluorid, Calciumfluo
rid, Kupferfluorid wie Kupfer(I)-fluorid, Zinkfluorid,
Bariumfluorid, Natriumfluorsilikat, Ammoniumfluorsilikat,
Natriumfluorzirkonat, Natriummonofluorphosphat, Aluminium
mono- und -di-fluorphosphat und fluorierte Natriumcalcium
pyrophosphate. Alkali- und Zinnfluoride, wie Natriumfluorid
und Zinn(II)-fluorid, sowie Natriummonofluorphosphat und
deren Mischungen werden bevorzugt.
Die Menge der Fluor liefernden Verbindung hängt in gewisser
Weise von der Art der Verbindung, ihrer Löslichkeit und
der Art des Mundpflegemittels ab; sie muß in einer nicht-toxischen
Menge vorliegen, allgemein in einer Menge von 0,05
bis 3,0 Gew.-% bezogen auf die Zusammensetzung. Bei
einer Mundpflegezubereitung wie beispielsweise einem Zahngel
einer Zahnpasta oder einem Zahncreme, einem Zahnpulver
oder einer Zahntablette ist die Menge der entsprechenden
Verbindung so bemessen, daß sie bis zu 5000 ppm Fluor
ionen bezogen auf das Gewicht der Zubereitung zur Verfügung
stellt. Jede geeignete Mindestmenge an einer derartigen
Verbindung kann verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise
soviel der Fluorverbindung verwendet, daß 300 bis
2000 ppm und insbesondere 800 bis 1500 ppm Fluoridionen
zur Verfügung gestellt werden.
Bei Verwendung von Alkalifluoriden und Zinn(II)-fluorid
ist diese Komponente gewöhnlich in Mengen von bis zu 2
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mundpflegemittels,
vorhanden und liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05
bis 1 Gew.-%. Bei Natriummonofluorphosphat liegt diese Ver
bindung in einer Menge von 0,1 bis 3 und vorzugsweise in
einer Menge von 0,76 Gew.-% vor.
Bei anderen Mundpflegemitteln wie Lutschtabletten und Kaugummi
ist die fluorliefernde Verbindung gewöhnlich in solchen
Mengen vorhanden, daß bis zu 500 ppm und vorzugsweise
25 bis 300 ppm, bezogen auf das Gewicht des Fluorid
ions, freigesetzt werden. Im allgemeinen sind 0,005 bis
1,0 Gew.-% der Verbindung vorhanden.
Die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel ergeben die gewünschte
zahnsteinverhindernde Wirkung, indem man 4,3 bis 7 Gew.-%
Tetrakaliumpyrophosphat alleine oder mit bis zu 2,7 Gew.-%
Tetranatriumpyrophosphat zusetzt. Bevorzugte Gewichtsverhält
nisse von Tetrakaliumsalz zu Tetranatriumsalz liegen im
Bereich von 4,3 : 2,7 bis 6 : 1 und insbesondere
bei 4,5 : 1,5. Im Gegensatz zu der Lehre gemäß US-PS 4 515 772
ist es wesentlich, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
starke und akzeptierbare zahnsteinverhindernde und verbesserte
kosmetische Eigenschaften haben, wenn sie mehr als 4,0 Gew.-%
an Tetrakaliumpyrophosphat enthalten und keine Dialkalipyro
phosphate aufweisen, wenngleich geringe Mengen dieser,
wie 0,1 bis 0,4 Gew.-% oder 1,0 Gew. % gegebenen
falls vorhanden sein können.
Der pH-Wert der Zahnpflegemittel gemäß Erfindung liegt
im allgemeinen im Bereich von 4,5 bis 10 und gewöhnlich
bei 5,5 bis 9. Vorzugsweise liegt der pH-Wert in einem
Bereich von 6 bis 8,0. Es ist anzumerken, daß die
erfindungsgemäßen Mundpflegemittel in diesen pH-Wert-Bereichen
oral eingesetzt werden körnen, ohne daß sie im wesentlichen
decalzifierend wirken oder auf andere Weise den Zahnschmelz
angreifen. Der pH-Wert kann mit einer Säure wie beispielsweise
Zitronensäure oder Benzoesäure oder mit einer Base wie
beispielsweise mit Natriumhydroxid eingestellt oder abgepuffert
werden, wie beispielsweise mit Natriumcitrat, -benzoat,
-carbonat oder -bicarbonat, Dinatriumhydrogenphosphat oder
Natriumdihydrogenphosphat.
Das Mundpflegemittel kann im wesentlichen fest oder pasten
förmig sein, wie bei einem Zahnpulver, in einer Zahntablette
oder bei einer Zahnpasta oder einem Zahngel. Die Trägerstoffe
dieser festen oder pastösen Zahnpflegemittel enthalten
gewöhnlich ein oral- oder dentalverträgliches Poliermittel,
das beim Zähnebürsten wirkt. Beispiele für derartige Polier
mittel sind wasserunlösliches Natriummetaphosphat, Kaliummeta
phosphat, Tricalciumphosphat, Calciumphosphat-Dihydrat,
wasserfreies Dicalciumphosphat, Calciumpyrophosphat, Magne
siumorthophosphat, Trimagnesiumphosphat, Calciumcarbonat,
Aluminiumsilikat, Zirkonsilikat, Kieselsäure, Bentonit
und deren Mischungen. Andere geeignete Poliermittel oder
Putzkörper sind teilchenförmige wärmehärtbare Harze gemäß
US-PS 4 070 510 wie Melamin-, Phenol- und Harnstoff-Formalde
hyd-Harze und vernetzte Polyepoxide und Polyester. Bevorzug
te Poliermittel sind kristalline Kieselsäure mit einer
Teilchengröße bis zu 5 µm, einer mittleren Teilchengröße
bis zu 1,1 µm und einer Oberfläche bis zu 50
000 cm2/g, Kieselgele oder kolloidale Kieselsäure und kom
plexe amorphe Alkalialumosilikate.
Wenn optisch klare Gele verwendet werden, werden als Polier
mittel kolloidale Kieselsäure (SYLOID®-Handelsprodukte wie
Syloid® 72 und Syloid® 74 oder SANTOCEL®-Produkte wie Santocel®
100) und Alkalialumosilikatkomplexe bevorzugt, da deren
Brechungsindices nah an dem Brechungsindex des Systems
aus Geliermittel und flüssiger Phase einschließlich Wasser
und/oder Feuchthaltemittel liegen.
Zahlreiche der sogenannten wasserunlöslichen Poliermittel
sind anionisch und enthalten kleine Mengen an löslichen
Bestandteilen. So kann beispielsweise unlösliches Natriummeta
phosphat auf beliebige Weise hergestellt werden, wie es
in "Thorpe's Dictionary of Applied Chemistry", Bd. 9, 4.
Aufl., S. 510-511 beschrieben ist. Beispiele für weitere
geeignete unlösliche Natriummetaphosphate sind als
Madrell'sches Salz und als Kurrol'sches Salz bekannt. Diese
Metaphosphate zeigen nur eine geringe Löslichkeit in Wasser
und werden demzufolge im allgemeinen als unlösliche Meta
phosphate bezeichnet. Diese enthalten eine kleine Menge
an löslichen Phosphaten als Verunreinigungen von gewöhnlich
einigen Prozent bis zu 4 Gew.-%. Die Menge an löslichem
Phosphat, die vermutlich lösliches Natriumtrimetaphosphat
beim unlöslichen Metaphosphats ist, kann gegebenenfalls
durch Waschen mit Wasser verringert oder ausgeschaltet
werden. Das unlösliche Alkalimetaphosphat wird gewöhnlich
in pulveriger Form in einer solchen Teilchengröße verwendet,
daß nicht mehr als 1 Gew.-% des Materials größer als
37 µm ist.
Das Poliermaterial ist im allgemeinen in den festen oder
pastösen Zusammensetzungen in Konzentrationen von
10 bis 99 Gew.-% vorhanden. Bei Zahnpasten oder Zahngelen
liegt die Menge an Reibmittel vorzugsweise in einem Bereich
von 10 bis 75 Gew.-% und bei Zahnpulver oder Zahntabletten
in einem Bereich von 70 bis 99 Gew.-%.
Bei Zahnpasten kann der flüssige Träger Wasser und ein
Feuchthaltemittel gewöhnlich in Mengen von 10 bis
90 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, enthalten. Glyce
rin, Propylenglykol, Sorbit, Polypropylenglykol und/oder
Polyethylenglykol z. B. mit einem Molekulargewicht von 400
bis 600 sind Beispiele für geeignete Feuchthaltemittel
bzw. Träger; ferner sind flüssige Mischungen von Wasser,
Glycerin und Sorbit von Vorteil. Bei klaren Zahngelen,
bei denen der Refraktionsindex wesentlich ist, werden
3 bis 30 Gew.-% Wasser, 0 bis 80 Gew.-% Glycerin und
20 bis 80 Gew.-% Sorbit vorzugsweise eingesetzt.
Zahnpasten bzw. Zahncremes und Zahngele enthalten gewöhnlich
ein natürliches oder synthetisches Verdickungs- oder Gelier
mittel in Mengen von 0,1 bis 10 und vorzugsweise 0,5
bis 5 Gew.-%. Ein geeignetes Verdickungsmittel ist synthetischer
Hectorit, ein synthetischer, kolloidaler Magnesiumalkali
silikat-Ton, wie beispielsweise Laponite-Typen (wie sie
von der Laporte Industries Limited als Type CP, SP 2002,
D vertrieben werden), wobei Laponite D 58,00 Gew.-%
SiO2, 25,40 Gew.-% MgO, 3,05 Gew.-% Na2O, 0,98 Gew.-% Li2O
und etwas Wasser und Spurenmetalle enthält. Die absolute
spezifische Dichte liegt bei 2,53; das Material hat eine
Schüttdichte von 1,0 g/ml bei 8% Feuchtigkeit.
Andere geeignete Verdickungsmittel sind Irish Moos, Gum-
Tragacanth, Stärke, Polyvinylpyrrolidon, Hydroxyethylpro
pylzellulose, Hydroxybutylmethylzellulose, Hydroxypropyl
methylzellulose, Hydroxyethylzellulose (Natrosol), Natrium
carboxymethylzellulose und colloidale Kieselsäure (wie
fein vermahlenes Syloid® z. B. Type 244).
Die Zahnpasten, Zahncremes oder Zahngele können in üblichen
zusammendrückbaren Tuben meist aus Aluminium, Blei oder
Kunststoff, gegebenenfalls mit Innenkaschierung, oder in
anderen Abgabebehältern oder druckbetätigten Behältern
abgepackt werden. Die erfindungsgemäßen Zahnpflegemittel
können mit organischen oberflächenaktiven Stoffen versetzt
werden, um eine bessere prophylaktische Wirkung zu erzielen
und eine gründliche und vollständige Dispersion des Zahn
stein verhindernden Bestandteils in der Mundhöhle zu verbes
sern und die Zahnpflegemittel kosmetisch besser zu gestal
ten. Vorzugsweise sind die oberflächenaktiven Substanzen
anionisch, nichtionisch oder ampholytisch, wobei vorzugswei
se ein Tensid mit reinigenden Eigenschaften verwendet wird,
das auch das Schäumen verbessert. Beispiele für anionische
Tenside sind wasserlösliche Salze höherer Fettsäuremonoglycerid
monosulfate, wie das Natriumsalz des monosulfatierten Mono
glycerids von hydrierten Kokosnußölfettsäuren, höhere Alkyl
sulfate wie Natriumlaurylsulfat, Alkylarylsulfonate, wie
Natriumdodecylbenzolsulfonat, höhere Alkylsulfoacetate,
höhere Fettsäureester von 1,2-Dihydroxypropansulfonat und
die im wesentlichen gesättigten höheren aliphatischen Acyl
amide niederer aliphatischer Aminocarbonsäureverbindungen,
die beispielsweise 12 bis 16 Kohlenstoffatome im Fettsäure-
Alkyl- oder Acylrest enthalten, wie beispielsweise N-Lauroyl
sarcosin und die Natrium-, Kalium- und Ethanolaminsalze
von N-Lauroyl, N-Myristoyl- oder N-Palmitoylsarcosin, die
im wesentlichen frei von Seifen oder ähnlichen höheren
Fettsäureprodukten sein sollen. Der Einsatz dieser Sarconisate
in den erfindungsgemäßen Mundpflegemitteln ist besonders
vorteilhaft, da diese eine verlängerte und deutliche Wirkung
hinsichtlich der Inhibierung einer Säurebildung in der
Mundhöhle zeigen, und zwar aufgrund des Aufbrechens der
Kohlenhydrate neben einer Verringerung der Löslichkeit
des Zahnschmelzes in sauren Lösungen.
Beispiele von wasserlöslichen nichtionischen Tensiden sind
Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit den verschieden
sten reaktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen, die
mit diesen reagieren und dadurch lange hydrophobe Ketten
haben, wie beispielsweise aliphatische Ketten mit 12 bis
20 Kohlenstoffatomen, wobei die Kondensationsprodukte
(Ethoxamere) hydrophile Polyoxyethyleneinheiten enthalten,
wie Kondensationsprodukte von Poly(ethylenoxid) mit Fett
säuren, Fettalkoholen und Fettamiden, mehrwertigen Alkoholen,
wie Sorbitanmonostearat und Polypropylenoxid (wie Pluronic®).
Die erfindungsgemäßen Zahnpflegemittel können noch weitere
Zusätze enthalten, wie Weißmachungsmittel, Konservierungs
stoffe, Silikone, Chlorophyllverbindungen, andere Zahnstein
verhindernde Mittel und/oder Ammoniak enthaltende Verbindungen,
wie Harnstoff, Diammoniumphosphat und deren Mischungen.
Diese Zusätze werden gegebenenfalls in solchen Mengen einge
setzt, daß sie die gewünschten Eigenschaften nicht wesentlich
benachteiligen.
Ferner können übliche Aromastoffe und Süßungsmittel verwendet
werden, wie beispielsweise Aromaöle auf Basis von Spearmint,
Pfefferminz, Wintergrün, Sassafras, Klee, Salbei, Euka
lyptus, Majoran, Zimt, Limone und Orange und Methylsali
cylat. Geeignete Süßungsmittel sind u. a. Sucrose, Lactose,
Maltose, Dextrose, Lävulose, Sorbit, Xylit, d-Tryptophan,
Dihydrochalcone, Natriumcyclamat, Perillartin, Aspartyl
phenylalanin-methylester oder Saccharin. Die
Aroma- und Süßungsmittel sind im allgemeinen in Mengen
von etwa 0,1 bis 5 Gew.-% oder mehr vorhanden.
Die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel wie Zahnpflegemittel
mit einem Gehalt an den beschriebenen Pyrophosphaten und
Enzyminhibitoren in einer Menge zur wirksamen Verhinderung
einer Zahnsteinbildung werden vorzugsweise durch regelmäßiges
Bürsten des Zahnschmelzes beispielsweise jeden zweiten
oder dritten Tag oder vorzugsweise 1 bis 3 mal täglich
bei einem pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 10 und im allgemeinen
von etwa 5,5 bis 9 und vorzugsweise von etwa 6 bis 8 mindestens
2 bis 8 Wochen oder mehr verwendet, wobei nach jedem Bürsten
mit Wasser gespült wird.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch in
Pastillen oder Kaugummi oder anderen Produkten eingesetzt
werden, indem man beispielsweise diese in eine warme Gum-
Basis einrührt oder die Außenfläche einer Gum-Basis beschich
tet, wobei als Gum-Basis Jeluton, Kautschuk, Latex oder Vinylit
harze verwendet werden, und zwar vorzugsweise
mit üblichen Weichmachern oder Weichstellungsmitteln, Zucker
oder anderen Süßungsmitteln oder Kohlehydraten wie Glycose oder
Sorbit.
Das Trägermaterial bei einer Tablette oder einer Pastille
ist ein nicht-cariogener fester wasserlöslicher mehrwertiger
Alkohol wie Mannit, Xylit, Sorbit, Maltit, hydrierte Stärke
hydrolysate, Lycasin, hydrierte Glukose, hydrierte Disaccha
ride und hydrierte Polysaccharide, die in einer Menge von
etwa 90 bis 98 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung,
vorhanden sind. Der Polyalkoholträger kann teilweise oder
völlig durch feste Salze, wie Natriumbicarbonat, Natrium
chlorid, Kaliumbicarbonat oder Kaliumchlorid ersetzt werden.
Die Tabletten oder Pastillen können noch kleinere Mengen
von 0,1 bis 5 Gew.-% an Tablettierungshilfs- und Schmier
mittel enthalten, um die Herstellung dieser Tabletten oder
Pastillen zu erleichtern. Geeignete Tablettierhilfsmittel
sind pflanzliche Öle, wie Kokosnußöl, Magnesiumstearat
Aluminiumstearat, Talkum, Stärke und Carbowax®.
Die Pastillen enthalten 2% Gumme als Grenzflächen
mittel, um eine glänzende Oberfläche im Gegensatz zu einer
Tablette mit einer glatten Oberfläche zu erzielen. Geeignete
nicht-cariogene Gumme sind kappa-Carrageenan, Carboxymethyl
zellulose, Hydroxyethylzellulose oder Gantrez®.
Die Pastillen oder Tabletten werden gegebenenfalls mit
einem Wachs, Schellack, Carboxymethylzellulose, Polyethy
len/Maleinsäureanhydrid-Mischpolymeren oder kappa-Carragee
nan beschichtet, um die Auflösung der Tabletten oder Pastil
len im Mund hinauszögern. Die nicht beschichteten Tabletten
oder Pastillen lösen sich langsam auf und geben die aktiven
Bestandteile in etwa 3 bis 5 Minuten verzögert ab. Demzufolge
ermöglichen die festen erfindungsgemäßen Mundpflegemittel
in Tabletten- oder Pastillenform eine verhältnismäßig längere
Kontaktzeit zwischen Zahn und den aktiven Bestandteilen.
Beispiel A
Um die Wirkung der Speichelenzyme auf die Verhinderung
einer HAP-Bildung durch Tetranatriumpyrophosphat (TSPP)
zu zeigen, wurde die HAP-Bildung in vitro titrimetrisch
mittels einer statischen pH-Wertbestimmung gemessen. Es
wurden eine 0,1 M CaCl2- und eine 0,1 M NaH2PO4-Vorratslö
sung in carbonatfreiem, entsalzten, destillierten Wasser
frisch hergestellt zu 23 ml CO2freiem, entsalzten, destil
lierten Wasser wurden 1,0 ml der Phosphatausgangslösung
und 1,0 ml einer wässrigen Lösung von 1 × 10-4 des zu unter
suchenden Zahnstein verhindernden Mittels gegeben und an
schließend 1,0 ml der CaCl2-Ausgangslösung zugesetzt, um
die Reaktion auszulösen. Die Umsetzung wurde unter Stick
stoff bei einem pH-Wert von 7,4 durchgeführt. Der Verbrauch
an 0,1 N NaOH wurde automatisch aufgezeichnet, woraus sich
die erforderliche Zeit für die Kristallbildung ergab. Die
folgende Tabelle A zeigt die Meßergebnisse der zeitlichen
Verhinderung des Kristallwachstums in Stunden bei Verwendung
von Tetranatriumpyrophosphat (TSPP) als Zahnstein verhindern
des Mittel.
Tabelle A
Zeitliche Verhinderung des Kristallwachstums in Stunden
Wasser |
0,8 h |
Speichel |
0,4 h |
Pyrophosphatase |
0,3 h |
Alkalische Phosphatase |
0,0 h |
Tabelle A zeigt, daß Tetranatriumpyrophosphat in Wasser
die HAP-Bildung deutlich verzögert. Jedoch wird die Wirksam
keit dieser Komponente drastisch verringert, wenn Speichel
vorhanden ist, was sich durch die kürzere Inhibierungszeit
zeigt. Diese Verringerung der Wirksamkeit beruht auf der
enzymatischen Hydrolyse von P-O-P-Bindungen.
Bei einer Inkubation dieser Substanz mit Pyrophosphatase
und alkalischer Phosphatase wird die Verzögerung deutlich
verhindert, was die Ansprechbarkeit der P-O-P-Bindungen
gegenüber der Hydrolyse durch Phosphatase zeigt. Es werden
im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erhalten, wenn
man Tetrakaliumpyrophosphat (TKPP) anstelle von TSPP verwen
det, wobei beide die gleiche Wirksamkeit gegenüber den
P-O-P-Bindungen enthaltenen Pyrophosphationen zeigen.
Beispiel B
Um die Stabilisierung von Tetranatriumpyrophosphat (TSPP)
gegenüber einer enzymatischen Hydrolyse in Gegenwart von
Inhibitoren zu zeigen, wurde die enzymatische Hydrolyse
in einer 0,1 M Morpholinpropansulfonsäure/NaOH-Pufferlösung
mit einem pH-Wert von 7,0 durchgeführt, die 1,3 mg/ml TSPP
enthielt. Es wurden neben einem Vergleichsversuch erfindungs
gemäße Inhibitoren bis zu einer Endkonzentration von 1
000 ppm Fluoridionen von Natriumfluorid und 0,5% des Na
triumsalzes von hydrolysiertem Methoxyethylen/Maleinsäurean
hydridcopolymeren im Verhältnis von 1 : 1 mit einem Molekular
gewicht von 70000 (Gantrez® S-97 in pharmazeutischer Rein
heit) zugesetzt. Anschließend wurden saure Phosphatase,
alkalische Phosphatase und anorganische Pyrophosphatase
in Mengen gleicher Aktivitäten zugesetzt, um eine gesamte
Phosphatase Aktivität von 0,3 Einheiten/ml zu erhalten.
Proben der Testlösungen wurden genommen und der Gesamtwert
der zur Verfügung stehenden Orthophosphatase in jeder Probe
nach 3 Stunden Hydrolyse in 4 N HCl bei 100°C bestimmt.
Die Reaktionsmischung wurde bei 37°C unter Schütteln inku
biert, und es wurden jeweils gleiche Anteile im Verlaufe
von mindestens 90 Minuten zur Bestimmung von Orthophosphat
entnommen. Die folgende Tabelle B zeigt die Ergebnisse
an Orthophosphat in Prozent, welches aufgrund der Hydrolyse
des Pyrophosphat freigesetzt wurde, wobei als zahnstein
verhinderndes Mittel Tetranatriumpyrophosphat (TSPP) verwen
det wurde.
Tabelle B zeigt, daß nach 90 Minuten Inkubation in Gegenwart
von Enzym 98% des zur Verfügung stehenden Orthophosphat
von TSPP bei Abwesenheit von Inhibitoren freigesetzt wird.
Mit Inhibitoren wird die Hydrolyse der P-O-P-Bindungen
im Pyrophosphat (TSPP) um 41% verringert. In diesem Zu
sammenhang ist es bemerkenswert, daß die Enzymaktivitäten
bei diesem Versuch mindestens 2 bis 3 mal größer sind als
sie üblicherweise im Speichel auftreten. Diese Werte zeigen,
daß die erfindungsgemäßen Inhibitoren deutlich die enzymatische
Hydrolyse von TSPP verringern. Es werden im wesentlichen
die gleichen Ergebnisse erhalten, wenn äquivalente Mengen
an TKPP statt des TSPP verwendet werden.
Beispiel 1 und 2
Es wurden Zahnpflegemittel in Form von Gelen mit der folgenden
Zusammensetzung hergestellt, wobei Beispiel 1 ein weißes
opakes Gel und Beispiel 2 ein blaues transparentes Gel
ergab:
Die obigen Zusammensetzungen wurden hergestellt, indem
man die Bestandteile des Ansatzes 1 als Lösung verarbei
tete und getrennt die Bestandteile des Ansatzes 2 mit Aus
nahme des Wassers zu einer Dispersion in dem Polyethylen
glykol/Glycerin-Feuchthaltemittel vermischte und dann das
Wasser zugab. Ansatz 1 und Ansatz 2 wurden dann miteinander
vereint, worauf unter Mischen die Ansätze
3 und 4 zugegeben wurden. Die obigen und die folgenden
Formulierungen behalten die Antikarieswirkung der Fluorid
verbindung und werden durch die anderen Bestandteile im
wesentlichen nicht beeinflußt, so daß keine merkbaren
Erosionen am Zahn auftreten.
Beispiel 3
Analog Beispiel 1 und 2 wurde eine Zahnpasta gemäß Erfindung
aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Bestandteile |
Gewichtsteile |
Entsalztes Wasser |
37,578 |
Glycerin |
25,000 |
Siliciumdioxid (Zeo 49B) |
21,500 |
TKPP |
4,500 |
TSPP |
1,500 |
Synthetisches Siliciumdioxid (Syloid®244) |
3,000 |
Natriumlaurylsulfat |
1,200 |
Aromastoffe |
1,000 |
Natriumsalz des hydrolysierten Methoxyethylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymeren (1 : 1) MW 70000 |
1,000 |
Natriumhydroxid (50%ige Lösung) |
1,000 |
Xanthan-Gum |
1,000 |
Natriumbenzoat |
0,500 |
Titandioxid |
0,500 |
Natriumsaccharin |
0,300 |
Natriumfluorid |
0,242 |
Beispiel 4
Es wurde eine Pastille der folgenden Zusammensetzung herge
stellt.
Bestandteile |
Gewichtsteile |
Zucker |
75-98 |
Maissirup |
1-20 |
Aromaöl |
0,1-1,0 |
Tablettierhilfsmittel |
0,1-5 |
TKPP und TSPP im Verhältnis 3 : 1 |
3,5-8 |
Natriumsalz des hydrolysierten Methoxyethylen/Maleinsäureanhydridcopolymeren (1 : 1) Molekulargewicht 70000 |
0,05-3 |
NaF |
0,01-0,05 |
Wasser |
0,01-0,2 |
Beispiel 5
Es wurde eine weitere Pastille der folgenden Zusammensetzung
hergestellt:
Bestandteile |
Gew.-% |
Natriumsaccharin |
0,15 |
Aromastoffe |
0,25 |
Magnesiumstearat als Tablettierhilfsmittel |
0,40 |
Farbstoff |
0,01 |
Sorbitandiisostearat (PEG 40) |
1,00 |
NaF |
0,05 |
Natriumsalz eines hydrolysierten Methoxyethylen/Maleinsäureanhydridcopolymeren (1 : 1) MW 70000 |
0,30 |
TKPP und TSPP im Molverhältnis 3 : 1 |
6,50 |
Sorbit auf |
100 |
Beispiel 6
Es wurde ein Kaugummi aus den folgenden Bestandteilen herge
stellt:
Bestandteile |
Gewichtsteile |
Gumbasis |
10-50 |
Bindemittel |
3-10 |
Füllstoff (Sorbit und/oder Mannit) |
5-80 |
Süßungsmittel |
0,1-5 |
TKPP und TSPP im Verhältnis 3 : 1 |
3,5-8 |
Natriumsalz eines hydrolysierten Methoxyethylen/Maleinsäureanhydridcopolymeren (1 : 1), MW 70000 |
0,1-1,0 |
NaF |
0,01-0,05 |
Aromastoffe |
0,1-5 |
Alle oben erwähnten Beispiele für die erfindungsgemäßen
Mundpflegemittel zeigen verbesserte nicht-griesige und
andere kosmetische Eigenschaften und bewirken in vivo eine
verbesserte Verhinderung der Zahnsteinbildung.