DE3721443A1 - Zahnputzmittel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im allgemeinen ein Zahnputzmittel zur Verhütung von Zahnkaries und insbesondere ein Zahnputzmittel, das Hydroxylapatit enthält, an dem Glucanase usw. immobili­ siert ist. "Glucanase" ist ein allgemeiner Ausdruck für glu­ canspaltende Enzyme. Der hierin verwendete Ausdruck "Gluca­ nase" ist jedoch in dem Sinne zu verstehen, daß Lävanase, die Lävan spaltet, Dextranase, die Dextran spaltet, und Mu­ tanase, die Mutan spaltet, gemeint sind.

Es ist bekannt, daß das Auftreten von Zahnkaries auf Zahnbe­ lag (Plaque) zurückzuführen ist, der auf der Oberfläche von Zähnen durch Polysaccharide, die von verschiedenen Mundbak­ terien erzeugt werden, gebildet wird. Es wird angenommen, daß Zahnkaries durch die Entfernung eines solchen Zahnbelags verhütet wird. Lävan, Mutan und Dextran sind alles Polysac­ charide, die durch Mundbakterien erzeugt werden, und es ist festgestellt worden, daß sie eine Einflußgröße bei der Bil­ dung von Zahnbelag sind. Von den Enzymen, die solche Poly­ saccharide spalten, ist bekannt, daß Dextranase ein Zahn­ putzmittel mit einer verbesserten Wirkung hinsichtlich der Verhütung von Zahnkaries liefert, da Dextranase wegen ihrer Fähigkeit zur Spaltung von Dextran imstande ist, Zahnbelag aufzulösen, wie es aus der JP-PS 7 82 154 bekannt ist. Wenn dieses Enzym in Zahnputzmittelprodukte eingemischt wird, wird es jedoch wegen seiner relativen Instabilität leicht gespalten bzw. abgebaut und desaktiviert. Die Verwendung eines geeigneten Stabilisators ist erforderlich, damit es in einem stabilen Zustand gehalten wird. Dextranase wird auch mit verschiedenen Stabilisatoren verwendet. Es ist beispiels­ weise bekannt, Dextranase mit einem Terpen-Kohlenwasserstoff oder mit einem Duftstoff auf Basis eines aliphatischen Alko­ hols (JP-PS 9 24 229 = JP-AS 52-49 055), mit Carvon oder 1-Men­ thol in einem bestimmten Verhältnis (JP-OS 56-1 10 609) oder mit Aluminiumoxid, das als Poliermittel zu verwenden ist (JP-QS 56-63 915) zu verwenden. Es kann vermutet werden, daß es zur Verwendung eines Enzyms, ganz zu schweigen von Dex­ tranase, für ein Zahnputzmittel erforderlich sein würde, einen Stabilisator einzumischen, wie es bei Dextranase der Fall ist. Da ein Zahnputzmittel im Mund verwendet wird, sollte es sicher bzw. ungefährlich sein und eine erfrischen­ de Empfindung vermitteln. Es wird natürlich angenommen, daß die Auswahl von Stabilisatoren beträchtlichen Einschränkun­ gen unterliegt. Aus diesem Grund sind Zahnputzmittel, die Mutanase oder Lävanase enthalten, nicht realisiert worden, obwohl sie bezüglich der Verhütung von Zahnkaries für wirk­ sam gehalten werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnputzmittel bereitzustellen, das ein Enzym enthält und insbesondere ein polysaccharidspaltendes Enzym, das zur Verhütung von Zahnka­ ries brauchbar ist, im einzelnen Lävanase, Dextranase oder Mutanase, enthält, wobei das Zahnputzmittel die von der Ver­ wendung von Stabilisatoren herrührenden Probleme, die mit der Ungefährlichkeit und mit der Empfindung des Verwenders in Verbindung stehen, beseitigen und über einen ausgedehnten Zeitraum eine stabile Enzymaktivität zeigen soll, ohne daß auf einen Stabilisator zurückgegriffen wird. Da Enzyme rela­ tiv instabil sind und löslich sind, ist bekannt, daß es für eine wirksamere Anwendung besser ist, wenn sie immobilisiert werden. Im allgemeinen wird festgestellt, daß immobilisierte Enzyme sogar in Form einer wäßrigen Lösung stabil sind. Wäh­ rend es verschiedene Verfahren zum Immobilisieren von Enzy­ men gibt, beruht das anerkannte Verfahren auf der physikali­ schen Adsorption. Wie es bei Aktivkohle, Kaolinit, Terra alba (Porzellanerde) usw. der Fall ist, wird Hydroxylapatit als Träger zum Immobilisieren von Enzymen durch physikali­ sche Adsorption verwendet, und es ist bekannt, daß Hydroxyl­ apatit für die Anwendung als Poliermittel geeignet ist. In­ folgedessen wird vermutet, daß es im Fall der Immobilisie­ rung von Lävanase, Dextranase und Mutanase mit Hydroxylapa­ tit möglich sein könnte, ein enzymhaltiges Zahnputzmittel herzustellen, das jeden Stabilisator überflüssig macht. Als Ergebnis gründlicher Untersuchungen, die auf der Grundlage einer solchen Vermutung durchgeführt wurden, ist es den Er­ findern gelungen, ein Verfahren zum Immobilisieren dieser Enzyme mit Hydroxylapatit zu entwickeln. D.h., Hydroxylapa­ tit, der als Poliermittel verwendet wird, wird zu einer Lö­ sung, die Glucanase und ein Protein wie z.B. Lysozym, Albu­ min, Casein oder Cytochrom C, das fest an Hydroxylapatit ad­ sorbiert werden kann und für den menschlichen Körper un­ schädlich ist, enthält, hinzugegeben. Dann wird zu dieser Lösung unter heftigem Rühren bei einer unter Raumtemperatur liegenden Temperatur eine Glutaraldehydlösung zugetropft, und die Lösung wird nach dem Zutropfen der Glutaraldehydlö­ sung mehrere Stunden lang bei derselben Temperatur gerührt, um die Reaktion zu beenden. Durch Zentrifugieren wird Hydro­ xylapatit mit immobilisierter Glucanase erhalten. Da Hydro­ xylapatit mit immobilisierter Glucanase durch dieses Verfah­ ren leicht herstellbar ist, werden durch die Verwendung ei­ nes solchen Hydroxylapatits als Poliermittel gemäß der übli­ chen Rezeptur für Zahnputzmittel-Formulierungen Zahnputzmit­ tel hergestellt, die keinen Stabilisator, sondern Glucanase enthalten und eine verbesserte Wirkung bezüglich der Verhütung von Zahnkaries haben.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Ausführungsbeispiele und Referenzbeispiele näher erläutert.

Beispiel 1 Zahnpaste

(Masse%)

Hydroxylapatit mit immobilisierter Lävanase13,2 Calciumphosphat25,0 Carboxymethylcellulose-Natriumsalz 0,3 Carrageen 1,2 Glycerin10,0 Sorbit15,0 Natriumlaurylsulfat 2,0 Duftstoff 1,2 Saccharin-Natriumsalz 0,1 Siliciumdioxid 2,0 Wasser30,0

Beispiel 2 Zahnpaste

(Masse%)

Hydroxylapatit mit immobilisierter Mutanase20,0) Calciumpyrophosphat10,0 Carboxymethylcellulose-Natriumsalz 0,5 Carrageen 0,6 Glycerin20,0 Sorbit10,0 Natriumlaurylsulfat 2,0 Duftstoff 1,0 Saccharin-Natriumsalz 0,1 Siliciumdioxid 2,0 Kaliumchlorid 2,0 Magnesiumchlorid 0,3 Natriumphosphat 0,5 Wasser30,0

Beispiel 3 Zahnpaste

(Masse%)

Hydroxylapatit mit immobilisierter Dextranase35,5 Carboxymethylcellulose-Natriumsalz 1,0 Carrageen 0,3 Glycerin35,5 Natriumlaurylsulfat 2,0 Duftstoff1,0 Saccharin-Natriumsalz 0,1 Siliciumdioxid 2,5 Natriumchlorid 2,5 Magnesiumchlorid 0,1 Kaliumchlorid 1,0 Wasser20,0

Beispiel 4 Zahnpulver

(Masse%)

Hydroxylapatit mit immobilisierter Dextranase90,8 Natriumlaurylsulfat 2,0 Duftstoff 1,5 Saccharin-Natriumsalz 0,2 Natriumchlorid 5,0 Magnesiumchlorid 0,5

Beispiel 5 Schmierfähiges Zahnputzmittel

(Masse%)

Hydroxylapatit mit immobilisierter Dextranase63,0 Calciumphosphat10,0 Sorbit10,0 Natriumlaurylsulfat 2,0 Duftstoff 1,5 Natriumchlorid 3,3 Magnesiumchlorid 0,08 Saccharin 0,12 Wasser10,0

Referenzbeispiel 1) Herstellung von Hydroxylapatit mit immobilisierter Dextranase

500 ml einer 0,05 m Kaliumphosphat-Pufferlösung mit einem pH-Wert von 6,8 wurden zu einer Mischung von 50 mg Dextranase, 50 mg Lysozym und 5 g Hydroxylapatit, der als Polier­ mittel verwendet wurde, hinzugegeben. Zu der erhaltenen Lösung wurden 500 µl einer 0,2%igen wäßrigen Lösung von Glu­ taraldehyd unter Rühren bei 4°C zugetropft, und das Rühren wurde danach 5 h lang bei 4°C forgesetzt. Das Reaktions­ produkt wurde gesammelt und dreimal mit 100 ml der vorste­ hend erwähnten Pufferlösung gewaschen, um alle unumgesetzte Substanz zu entfernen. Durch darauffolgende Gefriertrocknung wurden 5,06 g eines Pulvers erhalten. Etwa 1 g des vorste­ hend erwähnten Pulvers wurde genau abgewogen, und zu dem ab­ gewogenen Pulver wurden 20 ml einer 1 m Kaliumphosphat-Puf­ ferlösung mit einem pH-Wert von 6,8 hinzugegeben. Es wurde 3 h lang gerührt, worauf zentrifugiert wurde. Der Nieder­ schlag wurde mit Pufferlösung gewaschen, und die Filtrate wurden vereinigt, um die Menge des darin enthaltenen Pro­ teins durch die Lowry-Methode zu messen. Der Niederschlag wurde mit reinem Wasser gewaschen, getrocknet und gewogen. Es wurde festgestellt, daß an je ein Gramm des getrockneten Hydroxylapatits 10,9 mg Protein adsorbiert waren. Die Mes­ sung der Dextranase-Aktivität des auf diese Weise adsorbier­ ten Proteins mit immobilisierter Dextranase durch ein Ver­ fahren, das nachstehend beschrieben wird, zeigte, daß inner­ halb von 2 h je Gramm des adsorbierten Proteins 0,513 g Dex­ tran gespalten wurden.

(2) Herstellung von Hydroxylapatit mit immobilisierter Läva­ nase

50 ml reines Wasser wurden zu einer Mischung von 100 mg Ly­ sozym, 100 mg Lävanase und 2 g Hydroxylapatit hinzugegeben, worauf auf 4°C abgekühlt wurde. Zu der erhaltenen Lösung wurden 2 ml einer wäßrigen Lösung, die 28 mg Glutaraldehyd in 100 ml Wasser enthielt, unter heftigem Rühren bzw. Schüt­ teln langsam zugetropft, während die Temperatur von 4°C beibehalten wurde. Danach wurde das Rühren 2 h lang bei 4°C fortgesetzt. Durch Zentrifugieren wurde ein Feststoff erhal­ ten, der dreimal mit 50 ml reinem Wasser gewaschen und dann gefriergetrocknet wurde, wobei 2,05 g eines Pulvers erhal­ ten wurden. Die Analyse, die in derselben Weise wie in (1) durchgeführt wurde, zeigte, daß an je ein Gramm Hydroxylapa­ tit 11,7 mg Protein gebunden waren. Die Messung der Lävana­ se-Aktivität des adsorbierten Proteins mit immobilisierter Lävanase durch das nachstehend beschriebene Verfahren zeig­ te, daß je Gramm des an Hydroxylapatit adsobierten Proteins 0,47 g Lävan gespalten wurden.

(3) Herstellung von Hydroxylapatit mit immobilisierter Muta­ nase

Es wurden dieselben Bedingungen wie in (2) angewandt, außer daß anstelle von Lävanase Mutanase verwendet wurde, wobei Hydroxylapatit mit immobilisierter Mutanase erhalten wurde. Die Analyse, die in derselben Weise wie in (2) durchgeführt wurde, zeigte, daß an je ein Gramm Hydroxylapatit 15,0 mg Protein gebunden waren. Die Messung der Mutanase-Aktivität, die in der nachstehend beschriebenen Weise durchgeführt wur­ de, zeigte, daß je ein Gramm des gebundenen Proteins 0,48 g Mutan gespalten wurden.

Referenzbeispiel II Messung des Gehalts der an Hydroxylapatit immobilisierten Glucanase

Eine genau abgewogene Menge von jeder Probe (1 ml der unge­ trockneten Probe vor der Gefriertrocknung bei Hydroxylapatit mit immobilisierter Glucanase und und 2 g der Probe bei Zahn­ putzmitteln) wurde zu 10 ml einer 0,05 m Kaliumphosphat- Pufferlösung mit einem pH-Wert von 7,0, die 1% desjeweili­ gen Substrats enthielt, hinzugegeben, und die erhaltene Lö­ sung wurde 2 h lang bei 35°C gerührt und dann zentrifugiert.

Der Rückstand wurde mit derselben Pufferlösung gewaschen und mit dem Zentrifugat vereinigt, um die Menge des jeweiligen Spaltungsprodukts zu bestimmen. Im Fall von Dextranase war das Substrat Dextran, und die Menge des Spaltungsprodukts Glucose wurde durch die Glucoseoxidase-Methode gemessen. Im Fall von Mutanase war das Substrat Mutan, und die Menge des Spaltungsprodukts Glucose wurde durch dieselbe Methode ge­ messen. Im Fall von Lävanase war das Substrat Lävan, und die Menge des Spaltungsprodukts Fructose wurde durch Hochlei­ stungs-Flüssigkeitschromatographie ermittelt.

Referenzbeispiel III

Nachstehend werden die Ergebnisse der Messung der zeitlichen Veränderung der Enzymaktivität der in den Beispielen 1, 2 und 3 hergestellten Zahnputzmittelproben gezeigt.

Veränderung der spezifischen Aktivität mit der Zeit bei 37°C und pH 7,0 (Aktivitätswert unmittelbar nach der Herstellung wird gleich 100 gesetzt)

Aus den Ergebnissen geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Zahnputzmittel, die den Hydroxylapatit mit immobilisierter Glucanase enthalten, von einem Zeitpunkt unmittelbar nach der Herstellung an eine Zunahme der Aktivität zeigen und nach Ablauf eines bestimmten Zeitraums den Höchstwert der Aktivität erreichen und daß die Aktivität dann allmählich abnimmt. Diese Zahnputzmittel behalten jedoch über einen ausgedehnten Zeitraum eine Enzymaktivität, die höher ist als die anfängliche Aktivität.

Das erfindungsgemäße Zahnputzmittel enthält Hydroxylapatit, an bzw. in dem zur Verhütung von Zahnkaries brauchbare Enzy­ me wie z.B. Lävanase, Dextranase und Mutanase immobilisiert sind. Es macht jeden Stabilisator überflüssig und hat im Un­ terschied zu den gebräuchlichen enzymhaltigen Zahnputzmittel eine hervorragende Stabilität. Das erfindungsgemäße Zahnputz­ mittel hat auch den Vorteil, daß es unter Verwendung des in der vorstehend beschriebenen Weise erhaltenen Hydroxylapa­ tits mit immobilisiertem Enzym anstelle des gebräuchlichen Poliermittels in üblicher Weise hergestellt werden kann, ohne daß auf irgendein spezielles Verfahren zurückgegriffen wird.

Claims (1)

1. Zahnputzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß es Hydroxylapa­ tit mit daran immobilisierter Glucanase enthält.