DE2647870A1

DE2647870A1 - Remineralisationszusammensetzung

Info

Publication number: DE2647870A1
Application number: DE19762647870
Authority: DE
Inventors: Ronnie Stuard Levine
Original assignee: NAT RES DEV
Current assignee: NAT RES DEV
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1977-05-18
Also published as: JPS5261236A; FR2329292A1; ZA766233B; GB1509977A; AU1907076A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER . DR.-ING. ANN EKÄTE WEISERT DIPL.-ING. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-8OOO MÜNCHEN 71 ■ TELEFON O89/797O77-79 7O78 · TELEX O5-212156 kpat d

TELEGRAMM KRAUSPATENT

1389 AW/MY

NATIONAL RESEARCH DEVELOPMENT CORPORATION,
London / Großbritannien

RemineralisationsZusammensetzung

Die Erfindung betrifft Remineralisationszusammensetzungen und insbesondere für die Behandlung von Zahnoberflächen geeignete Remineralisationszusammensetzungen.

Zahnkaries ist die am häufigsten beim Menschen auftretende Krankheit. Sie ist im wesentlichen ein infektiöser Prozeß, bei dem das Mineral (Hydroxypatit) der Zähne herausgelöst wird und eine lokale, aber fortschreitende Zerstörung des Zahns verursacht. Die heute verwendete Behandlung ist — eine chirurgische Behandlung. Der kranke Teil des Zahns wird herausgeschnitten und das Loch wird gefüllt. Es ist bekannt, daß die Verwendung von Fluoriden in Trinkwasser und Zahnpasten das Auftreten dieser Krankheit vermindert. Die bekannten Zusammensetzungen besitzen jedoch keine heilende Wirkung auf vorhandene Zerfallsflächen. Man hat vorgeschlagen, eine Remineralisationslösung für die Ausfällung des Minerals in
den demineralisierten Dentin oder den Zahnschmelz zu verwenden. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß diese Lo-

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sungen entweder unwirksam sind oder daß die Zeit, bis eine Remineralisation stattfindet, zu lange dauert.

In der Literatur werden Versuche beschrieben, die die Remineralisationseigenschaften von Dicalciumphosphatdihydrat (ebenfalls als "Brushite" bekannt) in Anwesenheit von Fluoridionen betreffen. Levine, Archs.Oral Bio!.,Vol. 17» Seiten 1005 bis 1008 (1972), beschreibt Versuche mit einem Remineralisationssystem, das Brushite bis zur Sättigung in einem 0,5 M Phosphatpuffer (pH 5,8 bis 7,0)"enthält und Konzentrationen an Natriumfluorid im Bereich von 0 bis 100 ppm Fluoridion besitzt. Zwei spätere Publikationen [Levine et al, Archs Oral Biol, Vol. 18, Seiten 1351 bis 1356 (1973), und Levine, British Dental Journal, Vol. 137, Nr. 4, Seiten 132 bis 134, 20. August 1974] beschreiben weitere Versuche mit diesem Remineralisationssystem.

Dieses Einkomponenten-System stellt einen Kompromiß dar hinsichtlich der Aktivität und der LagerungsStabilität. Man kann beispielsweise eine verbesserte Aktivität erhalten, indem man die Fluoridkonzentration erhöht. Dadurch wird das System jedoch instabil.

Es wurden auch Zweikomponenten-Remineralisationssysteme vorgeschlagen. In der DT-OS 24 52 969 wird eine Zahnpasta oder ein Mundwasch-Remineralisationspflegemittel in ^. _ zwei Teilen beschrieben, die bis zur Verwendung getrennt gehalten wird. Der erste Teil ist eine Lösung eines wasserlöslichen Calciumsalzes und ergibt etwa 0,005 bis 5% Calciumionen. Der zweite Teil ist eine Lösung eines wasserlöslichen Phosphatsalzes und ergibt etwa 0,005 bis 5% Phosphationen. Die erste Lösung kann ebenfalls außer Calcium ein mehrwertiges Metall enthalten, wie Indium, und die . ... , zweite Lösung kann ein wasserlösliches Anion, wie ein Fluorid, enthalten. Im allgemeinen besitzt die erste Lösung einen pH-

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Wert unter etwa 5 und die zweite Lösung einen pH-Wert von etwa 2,5 bis etwa 4. Unmittelbar vor der Abscheidung auf den Zähnen werden die beiden Teile zu einer Lösung mit einem pH-Wert von etwa 2 bis etwa 5 vermischt.

In der GB-PS 1 408 922 wird eine Remineralisationszusammensetzung in Form von zwei Phasen beschrieben, die voneinander isoliert sind und/oder die nicht miteinander reagieren. Die eine Phase enthält mindestens eine wasserlösliche Calciumverbindung und die andere Phase enthält mindestens ein wasserlösliches organisches und/oder anorganisches Phosphat. Beide Phasen enthalten ferner an sich bekannte und übliche Trägerstoffe. Bevorzugt enthält die eine Phase oder die andere, am meisten bevorzugt die Phosphat enthaltender Phase, eine wasserlösliche Fluorverbindung. In dieser Patentschrift finden sich keinerlei Hinweise auf die pH-Werte der Phasen oder die Notwendigkeit, daß zwischen ihnen eine bestimmte Beziehung bestehen muß.

Gegenstand der Erfindung sind Remineralisationszusammensetzungen, die eine schnelle Präzipitation von Mineral auf eine Dentin- oder eine Zahnschmelzoberfläche ergeben.

Die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält als eine Komponente eine Calciumionen enthaltende Lösung und als andere Komponente eine mindestens 100 ppm, ausgedrückt durch^ das Gewicht, Fluoridionen enthaltende Lösung, wobei eine oder beide Lösungen ebenfalls Phosphationen enthalten, so daß beim Vermischen der Lösungen Hydroxyapatit aus ihnen beim Kontakt mit einer Zahnoberfläche abgeschieden wird. Der pH-Wert der Calciumionen enthaltenden Lösung, liegt unter 5,5 und der pH-Wert der Fluoridionen enthaltenden Lösung liegt über 5,5.

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Die erfindungsgemäße Zusammensetzung besitzt, verglichen mit dem Einkomponenten-System, das oben erwähnt wurde, den Vorteil, daß die .Trennung der Calciumionen von den Fluoridionen vor der Verwendung der Zusammensetzung eine höhere Konzentration an Fluoridionen ermöglicht als in dem Einkomponenten-System. Dadurch wird eine verbesserte Remineralisationsaktivität erhalten. Wie zuvor erwähnt, führt die Verwendung einer hohen Fluo ridionenkonzentration in einem Einkomponenten-System zu einer Instabilität des Systems.

Die Fluoridkonzentration der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erleichtert die Abscheidung von Hydroxyapatit, und dieser Hydroxyapatit enthält wahrscheinlich einen kleinen Anteil von Fluorid in dem Gitter. Die früheren Vorschläge für Zweikomponenten-Systeme enthalten keine Hinweise auf ein System, bei dem der pH-Wert der Calciumionen enthaltenden Lösung unter 5,5 und der pH-Wert der Fluoridionen enthaltenden Lösung über 5,5 liegt. Der Unterschied im pH-Wert zwischen den beiden Komponenten führt zu einer schnellen Änderung des pH-Werts beim Mischen, wodurch die Präzipitation von Hydroxyapatit in Anwesenheit einer Zahnoberfläche erleichtert wird. Die in der DT-OS 24 52 969 beschriebenen Zusammensetzungen besitzen einen sehr niedrigen pH-Wert, durch den eine Demineralisation auf der Zahnoberfläche gefördert wird. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen besitzen einen pH-Wert, der viel näher am Neutralwert liegt, wodurch keine^^.. Förderung der Demineralisation auftritt.

Es ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zweikomponenten-Zusammensetzungen, daß die Calciumionen enthaltende Lösung mit einem niedrigeren pH-Wert es möglich macht, daß mehr Calcium in Lösung gehalten wird als in einer Einkomponenten-Zusammensetzung mit einem pH-Wert näher am Neutralitätspunkt.

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Werden die Komponenten erfindungsgemäß formuliert, so besitzt die beim Vermischen gebildete Lösung die Fähigkeit, Hydroxyapatit abzuscheiden, und wird dies leicht tun, wenn sie innerhalb einer annehmbaren Zeit in Berührung mit Kristallen von Hydroxyapatit auf der Zahnoberfläche kommt.

Die Reminerali s ations zusammensetzungen können als Zahnreinigungsmittel oder Zahnpflegemittel, beispielsweise als Zahnpasta oder als Mundspülwasser, formuliert werden oder sie können als Hilfsmittel bei der Verwendung von Poly(carboxylat)-Zemente für Zähne, was im folgenden näher erläutert wird, eingesetzt werden.

Die Calcionionen enthaltende Lösung kann eine Lösung aus irgendeinem geeigneten Calciumsalz sein, z.B. Calciumphosphat, Calciumcarbonat, Calciumstearat oder Calciumoxalat. Salze, wie Calciumchlorid, sollten vermieden werden, da die Chloridionen auf die Abscheidung von Hydroxyapatit eine nachteilige Wirkung ausüben. Die Konzentration an Calciumionen in der Lösung beträgt bevorzugt mindestens 30 ppm; die Konzentration der Fluoridionen in der Calciumionenlösung sollte weniger als 5 ppm, am meisten weniger als 1 ppm, betragen.

Die Fluoridionen enthaltende Lösung enthält bevorzugt ein physiologisch unschädliches, wasserlösliches anorganisches Fluoridsalz. Beispielsweise erhält man sehr gute -*■■ Ergebnisse mit Alkalimetall- und Erdalkalimetallfluoriden und bevorzugt mit Natriumfluorid. Andere Fluoride, wie Zinn(Il)-fluorid, können ebenfalls verwendet werden. Die Konzentration an Fluoridionen in der Lösung beträgt, wie zuvor angegeben, mindestens 100 ppm und am meisten bevorzugt 500 bis 5000 ppm.

Die Phosphationen können in einer der beiden Lösungen der Komponenten der Remineralisationszusammensetzung vor-

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handen sein und sie können in beiden vorhanden sein. Bevorzugt werden die Phosphationen nur zu der Calciumionen enthaltenden Lösung oder nur zu der Fluoridionen enthaltenden Lösung zugegeben.

Geeignete wasserlösliche Phosphatsalze, die verwendet werden können, um die Phosphationen zu ergeben, sind Alkalimetall- und Erdalkalimetallphosphate. Selbstverständlich sollte Calciumphosphat nicht in der Fluoridlösung in größerem Ausmaß verwendet werden, da sonst eine frühzeitige Präzipitation von Hydroxyapatit stattfindet. Die Konzentration an Phosphationen in beiden Lösungen ist bevorzugt mindestens 0,1 molar und am meisten bevorzugt 0,1 bis 0,5 molar. Für ein Zahnreinigungsmittel oder Zahnpflegemittel ist die Phosphationenkonzentration am meisten bevorzugt 0,1 bis 0,3 molar. Als Adjuvans für die Verwendung eines Poly-(carboxylat-Zahnfüllzements beträgt die am meisten bevorzugte Konzentration 0,3 bis 0,5 molar.

Beim Mischen der Komponenten der Remineralisationszusammensetzung werden die Art und Mengen der Bestandteile und die Konzentrationen der Lösungen bevorzugt so ausgewählt, daß der End-pH-Wert des Gemisches größer ist als der pH-Wert der Calciumionen enthaltenden Lösung. Bevorzugt enthält die Calciumionen enthaltende Lösung ein saures Salz, beispielsweise ein saures Phosphatsalz, wie Kaliumdihydrogen-phosphatT" Die Fluoridionen enthaltende Lösung enthält ein Alkalisalz, beispielsweise ein Alkaliphosphatsalz, wie Dinatriumhydrogenphosphat. Die Calciumionen enthaltende Lösung besitzt einen pH-Wert unter 5,5; die Fluoridionen enthaltende Lösung besitzt einen pH-Wert über 5,5. Bevorzugt ergeben die Lösungen beim Mischen einen pH-Wert nicht unter 5,5 und am meisten bevorzugt einen pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 7,5.

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Wie zuvor angegeben, können die erfindungsgemäßen Remineralisationszusammensetzungen als Zahnreinigungsmittel und.Zahnpflegemittel formuliert werden. Zahnreinigungs- bzw. Zahnpflegemittel enthalten ein festes, teilchenförmiges Material mit einer milden Schleifwirkung auf die Zahnoberfläche. Bei einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform besteht das Schleifmittel aus einer Quelle für Calcium- und Phosphationen. Bevorzugt besteht das Schleifmittel aus Calciumphosphat und am meisten bevorzugt aus Brushite, d.h. Dicalciumphosphat-dihydrat. Zusätzlich zu Calciumphosphat kann das Schleifmittel teilchenförmiges Calciumcarbonat, Siliciumdioxid, Calciumpyrophosphat oder unlösliches Natriummetaphosphat enthalten. In Pasten ist das Schleifmittel bevorzugt in einer Menge von 20 bis 70%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorhanden. Üblicherweise sollte mindestens 0,1% und bevorzugt 20 bis 100 Gew.% Schleifmittel Calciumphosphat sein. Das Schleifmittel besitzt bevorzugt eine durchschnittliche Teilchengröße unter etwa 1 Mikron. Beide Komponenten können das Schleifmittel enthalten, obgleich natürlich die Calciumverbindungen nicht in der Fluoridionen enthaltenden Lösung in größerer Menge vorhanden sein sollten.

Die Zahnreinigungs- oder Zahnpflegemittel können gegebenenfalls andere übliche Zusatzstoffe, wie z.B. Solubilisierungsmittel, Emulgiermittel, Detergentien, antiseptischen Mittel, Poliermittel, Farbstoffe, Geschmacksmittel und inerte Füllstoffe enthalten.

Die Komponenten der Remineralisationslösung werden unmittelbar vor der Verwendung vermischt, d.h. üblicherweise nicht länger als 3 Minuten vor der Anwendung auf die Zahnoberfläche. Bei der Formulierung als Zahnpasta können die erfindungsgemäßen Remineralisationszusammensetzungen aus einem Behälter abgegeben werden, der Einrichtungen enthält,

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die Komponenten während des Lagerns getrennt zu halten, und der eine Mischdüse enthält zum Vennischen einer Menge der Komponenten unmittelbar vor der Verwendung. Beispielsweise kann man bei der Formulierung als Zahnpasta die beiden Komponenten in einer Tube verpacken, in der sie getrennt vorliegen und von der sie mit einer Zweikomponenten- oder Mischdüse abgegeben werden. Wird die Zusammensetzung als Mundpflege- oder Mundspülmittel verwendet, so kann man die beiden Komponenten in einem Behälter verpacken, in dem sie getrennt gehalten werden und mit einer Düse entnommen werden, die einen Teil jeder Komponente abgibt.

Wie zuvor ausgeführt, können die erfindungsgemäßen Remineralisationszusanimensetzungen als Adjuvans zusammen mit Poly-CcarboxylatJ-Zahnzementfüllmaterialien verwendet werden. Es wurde gefunden, daß die Anwendung der erfindungsgemäßen Remineralisationszusammensetzung auf die Oberfläche eines vorbereiteten Zahns vor der Anwendung des Poly-(carboxylat) -Zahnfüllzements die Adhäsion des Zements an den Zahn wesentlich verbessert.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Herstellung einer erfin-dungsgemäßen Remineralisationszusammensetzung und ihre Verwendung bei der Verbesserung der Haftfestigkeit eines PoIy-(carboxylat)-Zements beschrieben*

Es werden zwei wäßrige Lösungen hergestellt. Die Lösung A enthält 0,5 M KH₂PO^ und überschüssigen (festen) Brushite, und die Lösung B enthält 0,5 M Na₂HPO^ und 0,4 Gew. NaF (2000 ppm Fluoridion). Der pH-Wert der Lösung A beträgt 5,0 und der pH-Wert der Lösung B beträgt 9,5. Die Lösungen A und B werden in gleichen Anteilen vermischt und auf die

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Dentinoberfläche während 3 min angewendet und dann mit einem Luftstrom abgeblasen. Ein Poly-(carboxylat)-Zement (Durelon ESPE) wird in an sich bekannter Weise auf das Dentin aufgetragen. Es wurde gefunden, daß die Haftfestigkeit des PoIy-(carboxylat)-Zements an der behandelten Detinoberflache doppelt so gut ist wie beim gleichen Zement bei nichtbehandelten Kontrollversuchen.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird ein Zahnreinigungsmittel beschrieben, das die erfindungsgemäße Remineralisationszusammensetzung enthält.

Wie in Beispiel 1 werden Lösungen hergestellt, jedoch wird ein Geliermittel (Methylcellulose) zu jeder Lösung zugegeben. Festes Brushite-Schleifmittel wird zu der Lösung A bis zu einem Feststoffgehalt von 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, zugegeben. Die Lösungen A und B werden vermischt und auf Teile von kariösem Dentin während einer Zeit von 30 min angewendet. Radiographisch läßt sich nach 24 Anwendungen der Zusammensetzung ein Remineralisationseffekt feststellen. Detergentien, Geschmacksmittel und Emulgiermittel können ohne Beeinträchtigung der Remineralisationswirkung der Zusammensetzung zugegeben werden.

Beispiel 3 *"*"'

In diesem Beispiel wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Remineralisationszusammensetzung, die als Mundpflegemittel bzw. Mundspülmittel formuliert ist, erläutert.

Zwei wäßrige Lösungen werden hergestellt. Die Lösung A enthält 0,15 M KH₂PO^ und überschüssigen (festen) Brushite; und die Lösung B enthält 0,15 M Na₂HPO^ und 0,2 Gew.% NaF (1000 ppm Fluoridion). Der pH-Wert der Lösung A

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beträgt: 5,1 und der pH-Wert der Lösung B beträgt 9,0. Die Lösungen A und B können beide geeignete Farbstoffe und Geschmacksmittel enthalten, ohne daß die Remineralisationswirkung der Zusammensetzung beeinflußt wird.

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Claims

Patentansprüche

1. -- ■ Remineralisationszusammensetzung, die als eine Komponente eine Calciumionen enthaltende Lösung und als andere Komponente eine Fluoridionen enthaltende Lösung enthält, wobei eine oder beide der Lösungen ebenfalls Phosphationen enthalten, dadurch gekennzeichnet , daß die Zusammensetzung der Lösungen so ist, daß beim Vermischen der Lösungen Hydroxyapatit aus ihnen beim Kontakt mit einer Zahnoberfläche abgeschieden wird, wobei die Fluoridionen enthaltende Lösung mindestens 100 ppm, ausgedrückt durch das Gewicht, Fluoridionen enthält, der pH-Wert der Calciumionen enthaltenden Lösung unter 5»5 liegt und der pH-Wert der Fluoridionen enthaltenden Lösung über 5,5 liegt.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Lösungen nach dem Mischen im Bereich von 6,5 bis 7,5 liegt.

3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoridionen enthaltende Lösung 500 bis 5000 ppm, ausgedrückt durch das Gewicht, Fluoridionen enthält.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphationen nur in der CaI--^ " ciumionen enthaltenden Lösung vorhanden sind.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphationen nur in der Fluoridionen enthaltenden Lösung vorhanden sind.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphationen sowohl in der

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ORIGINAL INSPECTED

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Calciumionen enthaltenden Lösung als auch in der Fluoridionen enthaltenden Lösung vorhanden sind.

7. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration an Phosphationen
in der sie enthaltenden Lösung mindestens 0,1 molar, bevorzugt 0,1 bis 0,5 molar, ist.

8. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Calciumionen enthaltende Lösung ein saures Phosphatsalz und die Fluoridionen enthaltende Lösung ein alkalisches Phosphatsalz enthalten.

9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in solcher Form vorliegt, daß
beim Mischen ein Mundwasser gebildet wird.

10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie in solcher Form vorliegt, daß
beim Mischen eine Zahnpasta gebildet wird, die ein festes,
teilchenförmiges Material mit milder Schleifwirkung auf die
Zahnoberfläche besitzt.

11. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel eine Quelle für Calcium- und
Phosphationen enthält. *°~"~

12. Zusammensetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifmittel Brushite ist.

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