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DE102006009793A1 - Verwendung von schwer wasserlöslichen Calciumsalzen und/oder deren Kompositen - Google Patents

Verwendung von schwer wasserlöslichen Calciumsalzen und/oder deren Kompositen Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Verwendungen einer Zusammensetzung, enthaltend mindestens ein schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterial, nach Lehre der DE 102005052371.4, dadurch gekennzeichnet, dass das schwer wasserlösliche Calciumsalz in Form von Partikeln vorliegt, die stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig, sind.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Zusatzanmeldung zur früheren deutschen Patentanmeldung DE 102005052371.4 vom 31.10.2005.
  • Die Hauptanmeldung betrifft die Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend mindestens ein schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterial, zum Schutz und/oder zur therapeutischen und/oder präventiven Behandlung von Zähnen und/oder Knochen bei bzw. vor 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.
    •
  • Gegenstand der Hauptanmeldung ist in einer ersten Ausführungsform die Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend mindestens ein schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterial, zum Schutz und/oder zur therapeutischen und/oder präventiven Behandlung von Zähnen und/oder Knochen bei bzw. vor Schäden, die auf äußere Einflüsse zurückzuführen sind.
    •
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Hauptanmeldung liegt das schwer wasserlösliche Calciumsalz (auch in den Kompositmaterialien) in Form von einzelnen Kristalliten oder in Form von Partikeln, umfassend eine Mehrzahl besagter Kristallite vor, wobei der mittlere Teilchendurchmesser unter 1000 nm, bevorzugt im Bereich zwischen 10 bis 300 nm liegt.
  • Diese Zusatzanmeldung betrifft Verwendungen nach der Lehre der DE 102005052371.4 , wobei Calciumsalze bestimmter Morphologie verwendet werden.
  • Gegenstand dieser Zusatzanmeldung sind Verwendungen nach der Lehre der DE 102005052371.4 , dadurch gekennzeichnet, dass das schwer wasserlösliche Calciumsalz in Form von Partikeln vorliegt, die stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind.
  • Überraschenderweise ist es gelungen, schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterialien bereitzustellen, die eine vorwiegend plättchenartige Struktur des schwer wasserlöslichen Calciumsalzes aufweisen und somit die Knochensubstanz besonders gut nachahmen können.
  • Vorwiegend plättchenförmig bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % der Partikel in Form von Plättchen vorliegen. Besonders bevorzugt weisen die Partikel eine im wesentlichen plättchenartige Form auf.
  • Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäßen schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen 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.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterialien mit einer vorwiegend plättchenartigen Struktur der Calciumsalze eine verbesserte Biokompatibilität aufweisen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Bestimmung der Teilchendurchmesser der Partikel kann durch den Fachmann geläufige Methoden bestimmt werden, insbesondere durch die Auswertung von bildgebenden Verfahren, insbesondere Transmissionelektronenmikroskopie.
  • 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.
  • 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.
  • Die plätchenförmigen 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).
  • 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.
  • 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.
  • Gemäß einer besonderen Ausführungsform beträgt bei den Partikeln des erfindungsgemäßen schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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 1,5·10–15 m2 bis 15·10–15 m2 beispielsweise 2·10–15 m2 auf.
  • Als Fläche der Partikel wird die Fläche der Ebene, aufgespannt durch die Länge und die dazu senkrechte Breite, nach den gängigen geometrischen Berechnungsmethoden ermittelt.
  • Überraschenderweise gelang es mit der vorliegenden Erfindung, das erfindungsgemäße schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterialien in Form von kristallinen anorganischen Nanopartikeln zu erzeugen, die zu einer besonders effektiven Neomineralisierung von Zahnmaterial (Dentin und Enamel) sowie Knochengewebe führen.
  • Besonders geeignet zur Herstellung eines erfindungsgemäß zu verwendenden schwer wasserlöslichen Calciumsalzes und/oder dessen Kompositmaterials, welches vorwiegend plättchenförmige Partikel enthält, ist ein Verfahren bei dem die Fällung schwer wasserlöslichen Calciumsalzes und/oder dessen Kompositmaterials bei einem pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt zwischen 6 und 8, besonders bevorzugt um 7 durchgeführt wird.
  • Bevorzugt wird zur Ausbildung des erfindungsgemäß bevorzugt verwendenden 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.

Claims (4)

  1. Verwendung einer Zusammensetzung, enthaltend mindestens ein schwer wasserlösliches Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterial, nach der Lehre der 102005052371.4, dadurch gekennzeichnet, das schwer wasserlösliche Calciumsalz in Form von Partikeln vorliegt, die stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind.
  2. Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Partikel eine Länge von 10 bis 150 nm und eine Breite von 5 bis 150 nm aufweisen.
  3. Verwendung einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel ein Verhältnis von Länge zu Breite von 1 bis 4, bevorzugt von bis 3, besonders bevorzugt zwischen 1 bis 2 aufweisen.
  4. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 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 1,5·10–15 m2 bis 15·10–15 m2 aufweisen.
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