WO2008022858A2

WO2008022858A2 - System, umfassend a) in wasser schwerlösliche calciumsalze und/oder kompositmaterialien, umfassend diese, und b) nicht schwer wasserlösliche calcium- und/oder phosphatsalze

Info

Publication number: WO2008022858A2
Application number: PCT/EP2007/057512
Authority: WO
Inventors: Tilo Poth; Adolf Peter Barth; Harald Kluschanzoff; Jörg PESCHKE
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA; SusTech GmbH and Co KG
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA; SusTech GmbH and Co KG
Priority date: 2006-08-24
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2009-02-24
Also published as: DE102006039631A1; WO2008022858A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System, dadurch gekennzeichnet, dass es a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und b) nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze, umfasst. Dieses System eignet sich besonders zur schnellen Förderung der Wiederherstellung von Knochen und Zahnmaterial, insbesondere Enamel und Dentin.

Description

„System, umfassend a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und b) nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze"

Phosphatsalze des Calciums werden seit langem sowohl als Abrasivkomponenten als auch zur Förderung der Remineralisierung des Zahnschmelzes den Rezepturen von Zahnreinigungsmitteln und Zahnpflegemitteln zugesetzt. Dies gilt insbesondere für Hydroxylapatit und Fluorapatit sowie für amorphe Calciumphosphate und für Brushit (Dicalciumphosphat-dihydrat). Auch Calciumfluorid ist als Bestandteil von Zahnreinigungsmitteln und als Komponente zur Festigung des Zahnschmelzes und zur Kariesprophylaxe mehrfach beschrieben worden.

Die Verfügbarkeit von Calcium-Verbindungen für die erwünschte Remineralisierung hängt ganz entscheidend von der Teilchengröße dieser in Wasser schwerlöslichen und in den Zahnpflegemitteln dispergierten Komponenten ab. Man hat daher vorgeschlagen, diese schwerlöslichen Calciumsalze in feinster Verteilung einzusetzen.

Der Zahnschmelz sowie das Stützgewebe der Knochen bestehen überwiegend aus dem Mineral Hydroxylapatit. Im biologischen Entstehungsprozess lagert sich Hydroxylapatit in geordneter Weise an die Proteinmatrix im Knochen oder Zahn an, die überwiegend aus Kollagen besteht. Die Ausbildung der harten und belastungsfähigen mineralischen Strukturen wird dabei durch die sogenannten Matrixproteine gesteuert, welche neben Kollagen durch weitere Proteine gebildet werden, die sich an das Kollagen anlagern und so einen strukturierten Mineralisierungsprozess, der auch als Biomineralisation bezeichnet wird, bewirken.

Knochensubstanz liegt als Kombination von Skieroproteinen und plättchenförmigem Hydroxylapatit vor.

Bei der Wiederherstellung von Knochenmaterial spielen sogenannte Knochenersatzmittel, welche den natürlichen Biomineralisationsprozess fördern, eine wichtige Rolle. Derartige Mittel werden auch benötigt zur Beschichtung von Implantaten, um stoffschlüssige Verbindungen zwischen Knochen und Implantat zu erreichen, mit denen auch Zugkräfte übertragen werden können. Von besonderer Bedeutung sind hier Beschichtungen mit einer hohen Bioaktivität, die zu einer wirksamen Verbundosteogenese führen. Nach dem Stand der Technik, wie ihn z. B. G. Willmann in Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 30 (1999), 317 beschreibt, wird in der Regel Hydroxylapatit auf Implantate aufgebracht. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist neben der oft unzureichenden Beschleunigung des Biomineralisationsprozesses das Abplatzen der Hydroxylapatit-Schichten und ihre unbefriedigende chemische Stabilität.

Für bestimmte Anwendungen werden flüssig applizierbare Knochenersatzmaterialien benötigt. Hier ist eine besonders geringe Teilchengröße erforderlich, die bei den herkömmlichen Knochenersatzmitteln jedoch nicht in befriedigender Weise erzielt werden kann. Über die anwendungstechnischen Nachteile (mangelnde Dispergierbarkeit der festen Bestandteile) hinaus weisen die bisher verfügbaren flüssig applizierbaren Knochenersatzmaterialien aufgrund der grobkristallinen anorganischen Anteile sowie der fehlenden bioanalogen organischen Anteile bestenfalls eine biokompatible, evtl. resorbierbare Wirkung auf. Gewünscht sind jedoch die natürliche Biomineralisation und damit auch das Knochenwachstum direkt fördernde, osteoinduktive, osteokonduktive bzw. osteostimulierende Materialien.

Unter den Knochenersatzmitteln sind Komposite aus Hydroxylapatit und Kollagen von besonderem Interesse, da sie die Zusammensetzung des natürlichen Knochens nachahmen. Eine ähnliche Situation herrscht bei der Wiederherstellung von Zahnmaterial: Dentin besteht zu etwa 30 Prozent aus Protein (im Wesentlichen Kollagen) sowie zu 70 Prozent aus mineralischen Substanzen (im Wesentlichen Hydroxylapatit), Enamel besteht dagegen zu etwa 95 % aus Hydroxylapatit und zu etwa 5 Prozent aus Proteinen.

Kompositmaterialien der beschriebenen Art sind auf synthetischem Weg zugänglich, wie z. B. von B. Flautre et al. in J. Mater. Sei.: Mater. In Medicine 7 (1996), 63 beschrieben. Jedoch liegt in diesen Kompositen die Korngröße der Calciumsalze oberhalb von 1000 nm, was zu groß ist, um eine befriedigende biologische Wirkung als Remineralisierungsmittel zu erzielen.

Demgegenüber beschreibt R. Z. Wang et al., J. Mater. Sei. Lett. 14 (1995), 490 ein Herstellungsverfahren für ein Kompositmaterial aus Hydroxylapatit und Kollagen, in welchem Hydroxylapatit mit einer Partikelgröße im Bereich von 2 bis 10 nm in gleichmäßig verteilter Form auf der Kollagenmatrix abgeschieden wird. Das Kompositmaterial soll gegenüber anderen aus dem Stand der Technik bekannten Hydroxylapatit-Kollagen-Kompositen aufgrund der Feinteiligkeit des Hydroxylapatits eine bessere biologische Wirksamkeit haben. Wie im folgenden beschrieben, erfüllt jedoch auch das von R. Z. Wang et al. beschriebene Kompositmaterial nicht ausreichend das Bedürfnis nach Kompositmaterialien, welche die Zusammensetzung und die Mikrostruktur natürlichen Knochen- und Zahnmaterials nachahmen und in voll befriedigender Weise zur Remineralisation dieser natürlichen Materialien geeignet sind.

In der EP 1 139 995 A1 wird vorgeschlagen, Suspensionen von in Wasser schwerlöslichen Calciumsalzen in sehr feinteiliger Form während der Ausfällung oder kurz danach zu stabilisieren, indem die Ausfällung in Gegenwart eines Agglomerations-Inhibitors durchgeführt oder die Dispersion in Gegenwart des Agglomerationsinhibitors, z.B. einem Schutzkollid oder Tensid, redispergiert wird.

Die WO 01/01930 offenbart Kompositmaterialien, die aus nanopartikulären schwerlöslichen Calciumsalzen und Proteinkomponente aufgebaut sind und die eine remineralisierende Wirkung auf Zahnschmelz (Enamel) und Zahnbein (Dentin) haben. Dazu werden Gelatinen vom Typ A oder B eingesetzt.

Diese Kompositmaterialien können zwar eine Re- bzw. Neomineralisierung des Knochenmaterials bewirken, aber die notwendige Einwirkzeit ist für bestimmte Anwendungformen bzw. Anwendungsgebiete zu groß bzw. die Re- bzw. Neomineralisierung des Knochenmaterials dauert zu lange.

Ein weiterer Nachteil von aus dem Stand der Technik bekannten proteinhaltigen Kompositmaterialien besteht in ihrer oft aufwendigen Herstellung. So muss beispielsweise bei der Herstellung des bei R. Z. Wang et al. beschriebenen Komposits aus Hydroxylapatit und Kollagen unlösliches Kollagen gehandhabt und in sehr großen Lösungsmittelmengen verteilt werden, was technisch aufwendig ist. Dieses Verfahren wirft zusätzlich Probleme hinsichtlich der Entsorgung der bei der Herstellung anfallenden Abwässer auf.

Es wurde nun gefunden, dass bestimmte Materialien zur Überwindung von vorstehend genannten Nachteilen des Stands der Technik geeignet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit bereitzustellen, wodurch die Remineralisierung und/oder Neomineralisierung von Knochen, insbesondere Zahnmaterial, bevorzugt Dentin und/oder Enamel, sowie die Schichtenbildung auf dem Enamel und/oder Dentin durch die Zugabe von nicht schwer wasserlöslichen Calcium- und/oder Phosphatsalzen, insbesondere künstlichem Speichel, beschleunigt wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System, dadurch gekennzeichnet, dass es a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und b) nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze, umfasst.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass der Effekt der Remineralisierung und/oder Neomineralisierung von Knochen, insbesondere Zahnmaterial, bevorzugt Dentin und/oder Enamel, sowie die Schichtenbildung auf dem Enamel und/oder Dentin durch die Zugabe von nicht schwer wasserlöslichen Calcium- und/oder Phosphatsalzen, insbesondere künstlichem Speichel, beschleunigt werden kann. Überraschenderweise ist es gelungen, Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien umfassend diese, bereitzustellen, die eine vorwiegend plättchenförmige Struktur des schwer wasserlöslichen Calciumsalzes aufweisen.

Die Erfindung betrifft insbesondere in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, dadurch gekennzeichnet, dass 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 die Partikel vorwiegend Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind. Die Partikel der Calciumsalze, welche aus einzelnen erfindungsgemäßen Kristalliten aufgebaut sind, können je nach den Bedingungen des Herstellverfahrens plättchen- und/oder stäbchenförmig vorliegen.

Vorwiegend Stäbchen- und/oder plättchenfömig bedeutet, dass mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, besonders bevorzugt mindestens 80 % der Partikel in Form von Plättchen und/oder Stäbchen vorliegen. Vorwiegend plättchenfömig bedeutet, 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 plättchenförmige Form auf.

Vorteilhafterweise sind die erfindungsgemäßen Systeme bzw. Kompositmaterialien umfassend diese, mit den vorwiegend plättchenförmigen 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. Knochenbzw. 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 die schwer wasserlöslichen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, mit einer vorwiegend plättchenförmigen Struktur der Calciumsalze eine verbesserte Biokompatibilität aufweisen.

Als Teilchendurchmesser soll hier der Durchmesser der Teilchen in Richtung ihrer größten Längenausdehnung verstanden werden. Unter dem mittleren Teilchendurchmesser ist ein über die Gesamtmenge des Komposits gemittelter Wert zu verstehen. Er liegt erfindungsgemäß unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm.

Vorzugsweise liegt der mittlere Teilchendurchmesser der Kristallite im Bereich von 10 bis 150 nm, und besonders bevorzugt liegen die Kristallite vor mit einer Dicke im Bereich von 2 bis 50 nm und einer Länge im Bereich von 10 bis 150 nm. Unter Dicke ist hier der kleinste Durchmesser der Kristallite zu verstehen, unter Länge ihr größter Durchmesser.

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 besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die Kristallite vorzugsweise eine Dicke von 2 bis 15 nm und eine Länge von 10 bis 50 nm; besonders bevorzugt eine Dicke von 3 bis 1 1 nm und eine Länge von 15 bis 25 nm, auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegen die erfindungsgemäßen Calciumsalze und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, mit einen mittleren Teilchendurchmesser der Partikel im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vor.

Die Bestimmung der Teilchendurchmesser der Partikel kann durch den Fachmann geläufige Methoden bestimmt werden, insbesondere durch die Auswertung von bildgebenden Verfahren, insbesondere Transmissionelektronenmikroskopie.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalze und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, vorwiegend plättchenförmigen Partikel mit einer Breite im Bereich von 5 bis 150 nm und einer Länge im Bereich von 10 bis 150 nm sowie einer Höhe (Dicke) von 2 bis 50 nm auf.

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 Partikel, teilweise eher eckige Partikel mit abgerundeten Kanten vor.

Dies ist insbesondere bei den Abbildungen zu beobachten, die im Wege der Transmissionselektronenmikroskopie aufgenommen werden können.

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).

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 stäbchenförmig. 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 bevorzugten Ausführungsform beträgt die durchschnittliche Länge der Partikel bevorzugt 30 bis 100 nm.

Bevorzugt liegt die Breite dieser Partikel dabei im Bereich zwischen 3 bis 100 nm, bevorzugt zwischen 5 bis 80 nm, insbesondere zwischen 10 bis 60 nm.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform beträgt bei den Partikeln der erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, 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 plättchenförmige 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, die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, in Form von kristallinen anorganischen Nanopartikeln zu erzeugen, die zu einer besonders effektiven Neomineralisierung von Zahnmaterial (Dentin und Enamel) sowie Knochengewebe führen.

Als in Wasser schwerlösliches Calciumsalz sollen solche Salze verstanden werden, die bei 20⁰C zu weniger als 0,1 Gew.-% (1 g/l) in Wasser löslich sind. Solche geeigneten Salze sind z.B. Calciumhydroxyphosphat (Ca₅[OH(PO₄)₃]) bzw. Hydroxylapatit, Calciumfluorphosphat (Ca₅[F(PO₄)₃]) bzw. Fluorapatit, fluordotierter Hydroxylapatit der Zusammensetzung Ca₅(PO₄ )₃(OH, F) und Calciumfluorid (CaF₂) bzw. Fluorit oder Flussspat sowie andere Calciumphosphate wie Di-, Tri- oder Tetracalciumphosphat (Ca₂P₂O₇, Ca₃(PO₄)₂, Ca₄P₂O₉, Oxyapatit (Ca₁₀(PO₄)₆O) oder nichtstöchiometrischer Hydroxylapatit (Ca₅_y_{2 (x+y)} (PO₄)₃._X (HPO₄)_X (OH)-|._y). Geeignet sind ebenfalls carbonathaltige Calciumphosphate (z.B. Ca₅_y_{2 (X+y+Z)} (PO₄)₃._X._Z (HPO₄)_X (CO₃)_z(OH)i__y), Calciumhydrogenphosphat (z.B. CaH(PO₄)^*2 H₂O) und Octacalciumphosphat (z.B. Ca₈H₂(PO₄)₆ ^*5 H₂O).

Als Calciumsalz kann in den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien eines oder auch mehrere Salze im Gemisch, ausgewählt aus der Gruppe von Phosphaten, Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder Carbonat-Gruppen enthalten können, bevorzugt enthalten sein. Besonders bevorzugt sind Hydroxylapatit und Fluorapatit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Kristallite und/oder Partikel der Calciumsalze, die frei oder in den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien vorliegen, von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln umhüllt sein.

Dadurch kann beispielsweise die Herstellung von Kompositmaterialien in solchen Fällen erleichtert werden, bei welchen sich die Calciumsalze schwer dispergieren lassen. Das Oberflächenmodifikationsmittel wird an die Oberfläche der Kristallite und/oder Partikel adsorbiert und verändert sie dergestalt, dass die Dispergierbarkeit des Calciumsalzes zunimmt und die Agglomeration der Kristallite und/oder Partikel vermindert bzw. im wesentlichen verhindert wird.

Darüber hinaus kann durch eine Oberflächenmodifikation die Struktur der schwer wasserlöslichen Calciumsalze und insbesondere der Kompositmaterialien sowie die Beladung der Polymerkomponente mit dem Calciumsalz beeinflusst werden. Auf diese Weise ist es bei der Anwendung der Kompositmaterialien in Remineralisationsprozessen möglich, Einfluss auf den Verlauf und die Geschwindigkeit des Remineralisationsprozesses zu nehmen.

Unter Oberflächenmodifikationsmitteln sind Stoffe zu verstehen, welche an der Oberfläche der feinteiligen Partikel physikalisch anhaften, mit diesen jedoch nicht chemisch reagieren. Die einzelnen an der Oberfläche adsorbierten Moleküle der Oberflächenmodifikationsmittel sind im Wesentlichen frei von intermolekularen Bindungen untereinander. Unter

Oberflächenmodifikationsmitteln sind insbesondere Dispergiermittel zu verstehen. Dispergiermittel sind dem Fachmann beispielsweise auch unter den Begriffen Emulgatoren, Schutzkolloide, Netzmittel, Detergentien etc. bekannt.

Als Oberflächenmodifikationsmittel kommen beispielsweise Emulgatoren vom Typ der nichtionogenen Tenside aus mindestens einer der folgenden Gruppen in Frage:

Anlagerungsprodukte von 2 bis 30 Mol Ethylenoxid und/ oder 0 bis 5 Mol Propylenoxid an lineare Fettalkohole mit 8 bis 22 C-Atomen, an Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen und an

Alkylphenole mit 8 bis 15

C-Atomen in der Alkylgruppe;

C-_12/18-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von

1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin;

Glycerinmono- und -diester und Sorbitanmono- und -diester von gesättigten und ungesättigten

Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen und deren Ethylenoxidanlagerungsprodukte;

Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analoga;

Anlagerungsprodukte von 15 bis 60 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes

Ricinusöl;

Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z. B. Polyglycerinpolyricinoleat,

Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat. Ebenfalls geeignet sind

Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen;

Anlagerungsprodukte von 2 bis 15 Mol Ethylenoxid an Ricinusöl und/oder gehärtetes Ricinusöl;

Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C_6/22-Fettsäuren,

Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta- erythrit, Zuckeralkohole (z. B. Sorbit), Alkylglucoside (z. B. Methylglucosid, Butylglucosid,

Lauryl-glucosid) sowie Polyglucoside (z. B. Cellulose);

Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri-PEG-alkylphosphate und deren Salze;

Wollwachsalkohole;

Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate;

Mischester aus Pentaerythrit, Fettsäuren, Citronensäure und Fettalkohol gemäß DE-PS

1165574 und/oder Mischester von Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, Methylglucose und Polyolen, vorzugsweise Glycerin oder Polyglycerin sowie

Polyalkylenglycole. Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Fettalkohole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono- und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhältliche Produkte dar. Es handelt sich dabei um Homologen-gemische, deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion durchgeführt wird, entspricht.

C_8/18-Alkylmono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, dass sowohl Monoglycoside, bei denen ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalkohol gebunden ist, als auch oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa 8 geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert, dem eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde liegt.

Typische Beispiele für anionische Emulgatoren sind Seifen, Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Olefinsulfonate, Alkylethersulfonate, Glycerinethersulfonate, α-Methylestersulfonate, Sulfofettsäuren, Alkylsulfate, Alkylethersulfate wie beispielsweise Fettalkoholethersulfate, Glyce- rinethersulfate, Hydroxymischethersulfate, Monoglycerid(ether)sulfate, Fettsäureamid(ether)sulfate, Mono- und Dialkyl-sulfosuccinate, Mono- und Dialkylsulfo-succinamate, Sulfotriglyceride, Amid- seifen, Ethercarbonsäuren und deren Salze, Fettsäureisethionate, Fettsäuresarcosinate, Fettsäure- tauride, N-Acylaminosäuren wie beispielsweise Acylglutamate und Acylaspartate, Alkyloligogluco- sidsulfate, Proteinfettsäurekondensate (insbesondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), und Alkyl(ether)phosphate. Sofern die anionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen.

Weiterhin können als Emulgatoren zwitterionische Tenside verwendet werden. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Carboxylat- und eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N- dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosalkyldimethylammoniumglycinat, N-Acyl- amino-propyl-N,N-dimethylammonium-glycinate, beispielsweise das Kokosacyl- aminopropyldimethylammonium-glycinat, und 2-Alkyl-3-carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethyl- hydroxyethylcarboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA-Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid-Derivat. Ebenfalls geeignete Emulgatoren sind ampholytische Tenside. Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer Csm-Alkyl- oder -Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO₃H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampho-lytische Tenside sind N- Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N-Alkylaminobuttersäuren, N-Alkyliminodipropionsäuren, N- Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N-Alkylsarcosine, 2-Alkylaminopropion- säuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl-gruppe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopropionat, das Kokos- acylaminoethylaminopropionat und das C_12/i₈-Acylsarcosin. Neben den ampholytischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäuretriethanolaminester-Salze, besonders bevorzugt sind.

Als Oberflächenmodifikationsmittel geeignete Schutzkolloide sind z. B. natürliche wasserlösliche Polymere wie z. B. Gummi arabicum, Stärke, wasserlösliche Derivate von wasserunlöslichen polymeren Naturstoffen wie z. B. Celluloseether wie Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Carboxymethylcellulose oder modifizierte Carboxymethylcellulose, Hydroxyethyl-Stärke oder Hydroxypropyl-Guar, sowie synthetische wasserlösliche Polymere, wie z. B. Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyalkylenglycole, Polyasparaginsäure und Polyacrylate.

In der Regel werden die Oberflächenmodifikationsmittel in einer Konzentration von 0,1 bis 50, vorzugsweise jedoch 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Calciumsalze, eingesetzt.

Als Oberflächenmodifikationsmittel bevorzugt geeignet sind vor allem die nichtionischen Tenside in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Calciumsalzes. Als besonders wirksam haben sich die nichtionischen Tenside vom Typ der Alkyl-C8-C16-(oligo)-glucoside und der Ethoxylate des gehärteten Rizinusöls erwiesen.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Kompositmaterialien 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. eine Polymerkomponente, wobei die Partikel im Kompositmaterial vorwiegend Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind.

Unter Kompositmaterialien werden Verbundstoffe verstanden, welche die unter a) und b) genannten Komponenten umfassen und mikroskopisch heterogene, makroskopisch aber homogen erscheinende Aggregate darstellen, und in welchen die Kristallite oder Partikel der Calciumsalze an das Gerüst der Polymerkomponente assoziiert vorliegen. Der Anteil der Polymerkomponenten in den Kompositmaterialien liegt im Kompositmaterial zwischen 0,1 und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 60, insbesondere zwischen 30 und 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompositmaterials. Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien sind also strukturierte Kompositmaterialien im Gegensatz zu dem bei R. Z. Wang et al. beschriebenen Komposit aus Hydroxylapatit und Kollagen, in welchem gleichmäßig verteilte Hydroxylapatit-Nanopartikel vorliegen. Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung und dem Stand der Technik besteht in der Größe und Morphologie der anorganischen Komponente. Die in dem von R. Z. Wang et al. beschriebenen Hydroxylapatit-Kollagen-Komposit vorliegenden Hydroxylapatit-Teilchen haben eine Größe von 2-10 nm. Hydroxylapatit-Partikel in diesem Größenbereich sind dem Bereich der amorphen oder teilweise röntgenamorphen Stoffe zuzurechnen.

Ein weiterer Vorteil der Kompositmaterialien ist es, dass sie nicht zu starker Aggregation neigen, so dass sie sich im Produktionsverfahren besser verarbeiten lassen. Insbesondere ist eine verbesserte Dispergierbarkeit des Komposits zu beobachten.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Polymerkomponente ausgewählt aus einer Proteinkomponente, Polyelektrolyten und Polysacchariden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass als Polymerkomponente Polyelektrolyte eingesetzt werden.

Als Polyelektrolyte kommen im Sinne der Erfindung Polysäuren und Polybasen in Betracht, wobei die Polyelektrolyte Biopolymere oder auch synthetische Polymere sein können. So enthalten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen beispielsweise einen oder auch mehrere Polyelektrolyte ausgewählt aus

Alginsäuren

Pektinen

Carrageenan

Polygalakturonsäuren

Amino- und Aminosäurederivaten von Alginsäuren, Pektinen, Carrageenan und

Polygalakturonsäuren

Polyaminosäuren, wie z. B. Polyasparaginsäuren

Polyaspartamiden

Nucleinsäuren, wie z. B. DNA und RNA

Ligninsulfonaten

Carboxymethylcellulosen

Amino- und/oder Carboxylgruppen-haltigen Cyclodextrin-, Cellulose- oder Dextran-Derivaten

Polyacrylsäuren

Polymethacrylsäuren

Polymaleinaten

Polyvinylsulfonsäuren Polyvinylphosphonsäuren

Polyethyleniminen

Polyvinylaminen sowie Derivaten der vorstehend genannten Stoffe, insbesondere Amino- und/oder Carboxyl- Derivaten. Bevorzugt werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Polyelektrolyte eingesetzt, die zur Salzbildung mit zweiwertigen Kationen geeignete Gruppen tragen. Insbesondere eignen sich Carboxylat-Gruppen tragende Polymere.

Im Sinne der Erfindung besonders bevorzugte Polyelektrolyte sind Polyasparaginsäuren, Alginsäuren, Pektine, Desoxyribonukleinsäuren, Ribonukleinsäuren, Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren.

Ganz besonders bevorzugt sind Polyasparaginsäuren mit einem Molekulargewicht im Bereich zwischen ca. 500 und 10000 Dalton, insbesondere 1000 bis 5000 Dalton.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass als Polymerkomponente Polysaccharide ausgewählt sind. Insbesondere sind diese Polysaccharide ausgewählt sind aus Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltigen Polysacchariden. Darunter sind solche Polysaccharide zu verstehen, die unter anderem aus Glucuronsäure, bevorzugt D- Glucuronsäure, und/oder Iduronsäure, insbesondere L-Iduronsäure, aufgebaut sind. Ein Bestandteil des Kohlenhydratgerüsts wird dabei von Glucuronsäure bzw. Iduronsäure gebildet. Die zu Glucuronsäure isomere Iduronsäure weist am C5-Kohlenstoffatom des Rings die andere Konfiguration auf. Bevorzugt sind unter Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltigen Polysacchariden solche Polysaccharide zu verstehen, die Glucuronsäure- und/oder Iduronsäure in einem molaren Verhältnis von 1 :10 bis 10:1 , insbesondere von 1 :5 bis 5:1 , besonders bevorzugt 1 :3 bis 2:1 , bezogen auf die Summe der weiteren Monosaccharidbausteine des Polysaccharids, enthalten. Vorteilhafterweise kann durch die anionischen Carboxylgruppen der Glucuronsäure und/oder Iduronsäure haltigen Polysaccharide eine besonders gute Wechselwirkung mit dem Calciumsalz erreicht werden, die zu einem besonders stabilen und gleichzeitig besonders gut biomineralisierenden Kompositmaterial führen. Beispielsweise geeignete Polysaccharide sind die Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltige Glykosaminoglykane (auch als Mucopolysaccharide bezeichnet), mikrobiell hergestelltes Xanthan oder Welan oder Gummi Arabicum, welches aus Akazien gewonnen wird.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien ist die besondere Stabilität in wässrigen Systemen auch ohne Zugabe von Dispergierhilfen wie bspw. mehrwertigen Alkoholen (wie Glycerin oder Polyethylenglykolen).

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Polymerkomponente ausgewählt aus einer Proteinkomponente, bevorzugt aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und deren Derivaten. Als Proteine kommen im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle Proteine unabhängig von ihrem Ursprung oder ihrer Herstellung in Betracht. Beispiele für Proteine tierischen Ursprungs sind Keratin, Elastin, Kollagen, Fibroin, Albumin, Casein, Molkeprotein, Plazentaprotein. Erfindungsgemäß bevorzugt aus diesen sind Kollagen, Keratin, Casein, Molkeprotein, Proteine pflanzlichen Ursprungs wie beispielsweise Weizen- und Weizenkeimprotein, Reisprotein, Sojaprotein, Haferprotein, Erbsenprotein, Kartoffelprotein, Mandelprotein und Hefeprotein können erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt sein.

Unter Proteinhydrolysaten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Abbauprodukte von Proteinen wie beispielsweise Kollagen, Elastin, Casein, Keratin, Mandel-, Kartoffel-, Weizen-, Reis- und Sojaprotein zu verstehen, die durch saure, alkalische und / oder enzymatische Hydrolyse der Proteine selbst oder ihrer Abbauprodukte wie beispielsweise Gelatine erhalten werden. Für den enzymatischen Abbau sind alle hydrolytisch wirkenden Enzyme geeignet, wie z. B. alkalische Proteasen. Weitere geeignete Enzyme sowie enzymatische Hydrolyseverfahren sind beispielsweise beschrieben in K. Drauz und H. Waldmann, Enzyme Catalysis in Organic Synthesis, VCH-Verlag, Weinheim 1975. Bei dem Abbau werden die Proteine in kleinere Untereinheiten gespalten, wobei der Abbau über die Stufen der Polypeptide über die Oligopeptide bis hin zu den einzelnen Aminosäuren gehen kann. Zu den wenig abgebauten Proteinhydrolysaten zählt beispielsweise die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Gelatine, welche Molmassen im Bereich von 15000 bis 250000 D aufweisen kann. Gelatine ist ein Polypeptid, das vornehmlich durch Hydrolyse von Kollagen unter sauren (Gelatine Typ A) oder alkalischen (Gelatine Typ B) Bedingungen gewonnen wird. Die Gelstärke der Gelatine ist proportional zu ihrem Molekulargewicht, d. h., eine stärker hydrolysierte Gelatine ergibt eine niedriger viskose Lösung. Die Gelstärke der Gelatine wird in Bloom-Zahlen angegeben. Bei der enzymatischen Spaltung der Gelatine wird die Polymergröße stark erniedrigt, was zu sehr niedrigen Bloom-Zahlen führt.

Weiterhin sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Proteinhydrolysate bevorzugt die in der Kosmetik gebräuchlichen Proteinhydrolysate mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 600 bis 4000, besonders bevorzugt von 2000 bis 3500. Übersichten zu Herstellung und Verwendung von Proteinhydrolysaten sind beispielsweise von G. Schuster und A. Domsch in Seifen Öle Fette Wachse 108, (1982) 177 bzw. Cosm.Toil. 99, (1984) 63, von H. W. Steisslinger in Parf.Kosm. 72, (1991 ) 556 und F. Aurich et al. in Tens.Surf.Det. 29, (1992) 389 erschienen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Proteinhydrolysate aus Kollagen, Keratin, Casein sowie pflanzlichen Proteinen eingesetzt, beispielsweise solche auf Basis von Weizengluten oder Reisprotein, deren Herstellung in den beiden Deutschen Patentschriften DE 19502167 C1 und DE 19502168 C1 (Henkel) beschrieben wird.

Unter Proteinhydrolysat-Derivaten sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung chemisch und / oder chemoenzymatisch modifizierte Proteinhydrolysate zu verstehen wie beispielsweise die unter den INCI-Bezeichnungen Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein, Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein, Potassium Cocoyl Hydrolyzed Collagen, Potassium Undecylenoyl Hydrolyzed Collagen und Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Collagen bekannten Verbindungen. Vorzugsweise werden erfindungsgemäß Derivate aus Proteinhydrolysaten des Kollagens, Keratins und Caseins sowie pflanzlichen Proteinhydrolysaten eingesetzt wie z. B. Sodium Cocoyl Hydrolyzed Wheat Protein oder Laurdimonium Hydroxypropyl Hydrolyzed Wheat Protein.

Weitere Beispiele für Proteinhydrolysate und Proteinhydrolysat-Derivate, die unter den Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen, sind beschrieben in CTFA 1997 International Buyers^' Guide, John A. Wenninger et al. (Ed.), The Cosmetic, Toiletry, and Fragrance Association, Washington DC 1997, 686-688.

Die Proteinkomponente kann in jedem der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien durch einen oder mehrere Stoffe ausgewählt aus der Gruppe von Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten gebildet werden.

Als Proteinkomponenten bevorzugt sind alle strukturbildenden Proteine, Proteinhydrolysate und Proteinhydrolysat-Derivate, worunter solche Proteinkomponenten zu verstehen sind, die aufgrund ihrer chemischen Konstitution bestimmte dreidimensionale räumliche Strukturen ausbilden, die dem Fachmann aus der Proteinchemie unter den Begriffen Sekundär-, Tertiär- oder auch Quartärstruktur geläufig sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Verwendung ist die Proteinkomponente der Kompositmaterialien ausgewählt aus Kollagen, Gelatine, Casein und deren Hydrolysaten, bevorzugt Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform können Gelatinen vom Typ AB eingesetzt werden, die auch unter den Namen „acid-bone"- oder „acid process ossein"-Gelatine bekannt sind, und aus Ossein durch stark saure Prozessbedingungen hergestellt werden.

Ossein, als kollagenhaltiges Ausgangsmaterial zur Herstellung von Gelatine vom Typ AB „acid bone" oder „acid process Ossein", wird hergestellt als Auszug aus zerkleinerten Knochen, insbesondere Rinderknochen, die ggf. nach Entfettung und Trocknung für ein oder mehrere Tage (bevorzugt mindestens eine Woche und mehr) in wässriger Lösung, bevorzugt kalter Säure, bevorzugt verdünnter Säure (z.B. Salzsäure), eingelagert werden, um die anorganischen Knochenbestandteile, insbesondere Hydroxylapatit und Calciumcarbonat, zu entfernen. Es resultiert ein schwammartiges entmineralisiertes Knochenmaterial, das Ossein. Das im Ossein befindliche Kollagen wird durch einen Aufschlussprozess denaturiert und freigesetzt, in dem das Material unter stark sauren Bedingungen behandelt wird.

Die Herstellung der Gelatine aus den genannten Rohmaterialien findet durch mehrfache Extraktion mit wässrigen Lösungen statt. Bevorzugt kann vor dem Extraktionsprozess der pH-Wert der Lösung eingestellt werden. Insbesondere bevorzugt sind mehrere Extraktionsschritte mit Wasser bzw. wässrigen Lösungen bei steigender Lösungsmitteltemperatur.

Kompositmaterialien, die aus einem schwer wasserlöslichen Calciumsalz mit Gelatine vom Typ AB (acid-bone) gewonnen werden können, sind besonders zum Einsatz bei erfindungsgemäßen Verwendungen geeignet.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass die Kompositmaterialien, die Gelatine vom Typ AB, „acid bone" enthalten, eine besonders starke Neomineralisierung aufweisen. Kompositmaterialien, die aus einem schwer wasserlöslichen Calciumsalz mit Gelatine vom Typ AB (acid-bone) gewonnen werden können, sind damit besonders geeignet zum Einsatz bei Knochen und Zähnen (vgl. Beispiele). Die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien sind daher im Vergleich zu den genannten Kompositen bevorzugt für den Einsatz insbesondere zum schnellen Verschluss von Dentinkanälchen, zur Remineralisierung des Zahnmaterials, zum Einsatz bei Zähnen und Knochen für Prävention und/oder Therapie von Schäden, die auf äußere Einflüsse, insbesondere körperbedingter, chemischer, physikalischer und/oder mikrobiologischer Art zurückzuführen sind, z.B. bei Erosion, Primärläsionen und Initialkaries sowie zur Kariesprophylaxe, zur Verbesserung der Resistenz gegen mechanischen Beanspruchung und allgemein zur Verbesserung der Reinigungseigenschaften der Zähne und der Zahngesundheit allgemein geeignet.

Die erfindungsgemäßen schwer wasserlöslichen Calciumsalze und Kompositmaterialien, umfassend diese, können durch Fällungsreaktionen aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen wasserlöslicher Phosphat- und / oder Fluoridsalze hergestellt werden, wobei die Fällung im Falle der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien in Gegenwart von Polymerkomponenten durchgeführt wird.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien erfolgt vorzugsweise in der Weise, dass die Polymerkomponenten in reiner, gelöster oder kolloidaler Form der neutralen oder alkalischen wässrigen Phosphat- und / oder Fluorid-Salzlösung oder der neutralen oder alkalischen Lösung des Calciumsalzes vor der Fällungsreaktion beigefügt werden. Alternativ können die Polymerkomponenten in reiner, gelöster oder kolloidaler Form vorgelegt und anschließend nacheinander in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig mit der neutralen oder alkalischen Calcium-Salzlösung sowie der neutralen oder alkalischen Phosphat- und / oder Fluorid-Salzlösung versetzt werden. Unter neutralen Lösungen sollen Lösungen mit einem pH-Wert zwischen etwa 6,5 und etwa 7,5 verstanden werden. Bei den erfindungsgemäßen H erste 11 verfahren kann die Zusammenfügung der einzelnen Komponenten grundsätzlich in allen möglichen Reihenfolgen erfolgen. Als Alkalisierungsmittel wird bevorzugt Ammoniak verwendet.

Eine weitere erfindungsgemäße Variante des H erste 11 Verfahrens besteht darin, dass man die Fällung aus einer sauren Lösung eines wasserlöslichen Calciumsalzes zusammen mit einer stöchiometrischen Menge eines wasserlöslichen Phosphat- und / oder Fluoridsalzes oder aus einer sauren Lösung von Hydroxylapatit mit einem pH-Wert unterhalb von 5, bevorzugt bei einem pH- Wert unterhalb von 3, durch Anheben des pH-Werts mit wässrigem Alkali oder Ammoniak in Gegenwart der Polymerkomponenten durchführt.

Eine weitere Verfahrens Variante besteht darin, dass man nanopartikuläre Calciumsalze in reiner oder dispergierter Form oder durch Fällungsreaktionen aus wässrigen Lösungen wasserlöslicher Calciumsalze und wässrigen Lösungen wasserlöslicher Phosphat- und/oder Fluoridsalze hergestellte Dispersionen nanopartikulärer Calciumsalze mit den Polymerkomponenten, letztere bevorzugt in gelöster oder dispergierter Form, versetzt, wobei bei der Zugabe eine beliebige Reihenfolge gewählt werden kann.

Bevorzugt wird die Lösung oder Dispersion der Polymerkomponente vorgelegt und eine Dispersion des nanopartikulären Calciumsalzes zugefügt.

Bei allen genannten H erste 11 verfahren kann die entstehende Dispersion des Kompositmaterials nach Bedarf durch dem Fachmann bekannte Verfahren wie z. B. Filtration oder Zentrifugation vom Lösungsmittel und den übrigen Bestandteilen des Reaktionsgemischs abgetrennt und durch anschließende Trocknung, z. B. durch Gefriertrocknung, in lösungsmittelfreier Form isoliert werden.

Als Lösungsmittel wird bei allen Herstellungsprozessen bevorzugt Wasser verwendet, jedoch können in einzelnen Schritten der Herstellung auch organische Lösungsmittel wie z. B. ein- oder mehrwertige Alkohole mit 1 bis 4 C-Atomen oder Glycerin verwendet werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, bevorzugt Gelatine vom Typ AB, mit oberflächenmodifizierten Kristalliten und/oder Partikeln der Calciumsalze, kann nach analogen Fällungsverfahren wie vorstehend beschrieben erfolgen, wobei jedoch die Fällung der nanopartikulären Calciumsalze oder der Kompositmaterialien in Gegenwart eines oder mehrerer Oberflächenmodifikationsmittel erfolgt. Bevorzugt werden zunächst durch eine Fällungsreaktion zwischen wässrigen Lösungen von Calciumsalzen und wässrigen Lösungen von Phosphat- und/oder Fluoridsalzen in Gegenwart der Oberflächenmodifikationsmittel die oberflächenmodifizierten nanopartikulären Calciumsalze erzeugt. Diese können anschließend von Begleitprodukten des Reaktionsgemischs gereinigt werden, z. B. durch Einengen unter reduziertem Druck und anschließende Dialyse. Durch Abziehen des Lösungsmittels kann zusätzlich eine Dispersion des oberflächenmodifizierten Calciumsalzes mit einem Feststoffanteil nach Wunsch hergestellt werden. Anschließend wird durch Zugabe der Polymerkomponenten in reiner, gelöster oder kolloidaler Form, wobei wiederum die Reihenfolge der Zugabe unkritisch ist, und erforderlichenfalls Nachreaktion bei erhöhter Temperatur, bevorzugt im Bereich zwischen 50 und 100 ⁰C und für eine Dauer von 1 bis 100 Minuten, das Kompositmaterial aus oberflächenbeschichtetem Calciumsalz und Polymerkomponenten gebildet.

Besonders geeignet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Calciumsalzes oder Kompositmaterials, welches vorwiegend plättchenförmige Partikel enthält, wird die Fällung des Calciumsalzes bzw. des Kompositmaterials bei einem pH-Wert zwischen 5 und 9, bevorzugt zwischen 6 und 8, besonders bevorzugt um 7 durchgeführt.

Besonders geeignet zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Calciumsalzes oder Kompositmaterials, welches vorwiegend stäbchenförmige Partikel enthält, wird die Fällung des Calciumsalzes bzw. des Kompositmaterials bei einem pH-Wert von größer/gleich 9, bevorzugt, zwischen 9,5 und 14, insbesondere bevorzugt um 1 1 durchgeführt.

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.

Zur Herstellung von Dispersionen oberflächenmodifizierter Calciumsalze können weitere Verfahren herangezogen werden, wie die in der deutschen Anmeldung DE 19858662.0 beschriebenen.

Die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, insbesondere die von Hydroxylapatit, Fluorapatit und Calciumfluorid, eignen sich als mineralisierende Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Reinigung und/oder Pflege der Zähne. Durch die strukturierte Form insbesondere der bevorzugten Komposite und die Partikelgröße der darin enthaltenen Calciumverbindungen kann die Wirkung einer Festigung des Zahnschmelzes und des Verschlusses von Läsionen und Dentinkanälchen besonders rasch und vollständig erfolgen.

Weiterhin können erfindungsgemäße Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, als neo- bzw. remineralisierende Komponenten in Zusammensetzungen zur Festigung des Zahnschmelzes eingesetzt werden.

Eine weitere Verwendung der Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, erfolgt als die Biomineralisation induzierende oder fördernde Komponente für die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten.

Die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, oder Zusammensetzungen, enthaltend diese, sind auch zur Beschichtung von Implantaten zu verwenden.

Eine Verwendung der erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solcher Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, oder Zusammensetzungen, enthaltend mindestens diese, zur Glättung der Oberfläche von Zähnen und/oder Knochen ist ebenfalls bevorzugt.

Die erfindungsgemäßen Calciumsalze bzw. Kompositmaterialien, umfassend diese, und insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, insbesondere die von Hydroxylapatit und Fluorapatit, können die Biomineralisation in Knochengewebe induzieren oder fördern. Sie eignen sich daher weiterhin als biomineralisierende Komponente zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Wiederherstellung oder Neubildung von Knochenmaterial, wie z. B. von Zusammensetzungen zur Behandlung von Knochendefekten und Knochenfakturen sowie zur Förderung des Einwachsens von Implantaten.

Erfindungsgemäß bevorzugt sind Systeme, die zur Unterstützung des Remineralisationsprozesses durch das schwer wasserlösliche Calciumsalz und/oder die Kompositmaterialien, umfassend diese, zusätzlich 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% und insbesondere 0,1 bis 3 Gew.-% einer Remineralisationsförderungs-Komponente, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Mittels, enthalten.

Die Remineralisationsförderungs-Komponente fördert in den erfindungsgemäßen Mitteln die Remineralisierung des Zahnschmelzes und die Verschließung von Dentalläsionen und ist ausgewählt aus Fluoriden, mikropartikulären Phosphatsalzen des Calciums wie z. B. Calciumglycerinphosphat, Calciumhydrogenphopsphat, Hydroxylapatit, Fluorapatit, F-dotierter Hydroxylapatit, Dicalciumphosphat-Dihydrat sowie Calciumfluorid. Aber auch Magnesiumsalze wie z. B. Magnesiumsulfat, Magnesiumfluorid oder Magnesiummonofluorophosphat wirken remineralisierend.

Erfindungsgemäß bevorzugte Remineralisationsförderungs-Komponenten sind Magnesiumsalze.

Geeignete Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systemes sind feste, flüssige oder halbflüssige Zahnpasten und Zahngele.

Die erfindungsgemäßen Systeme können gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zusätzliche Inhaltsstoffe wie Feuchthaltemittel, Bindemittel, Geschmacksstoffe und Wirkstoffe gegen Zahn- und Zahnfleischerkrankungen enthalten.

Für eine Verbesserung der Reinigungswirkung und der Schaumbildung der erfindungsgemäßen Systeme werden üblicherweise oberflächenaktive Tenside oder Tensidgemische eingesetzt. Sie fördern die schnelle und vollständige Auflösung und Verteilung von Zahncremes in der Mundhöhle und unterstützen gleichzeitig die mechanische Zahnbelagsentfernung, insbesondere an den Stellen, die mit einer Zahnbürste nur schwer zugänglich sind. Darüber hinaus begünstigen sie die Einarbeitung wasserunlöslicher Stoffe, beispielsweise von Aromaölen, stabilisieren die Poliermitteldispersion und unterstützen die Antikarieswirkung von Fluoriden.

Prinzipiell können anionische Tenside, zwitterionische- und ampholytische Tenside, nichtionogene Tenside, kationische Tenside oder Gemische dieser Verbindungen als Tenside in Zahncremeformulierungen verwendet werden. Erfindungsgemäß enthalten Zahncremes vorzugsweise mindestens ein Tensid aus der Gruppe der anionischen Tenside.

Das Tensid oder das Tensidgemisch wird in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen üblicherweise in einer Menge von 0,1 - 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 - 7 Gew.-% und insbesondere 1 - 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, eingesetzt.

Anionische Tenside

Geeignete Tenside mit guter Schaumwirkung sind anionische Tenside, die auch eine gewisse enzymhemmende Wirkung auf den bakteriellen Stoffwechsel des Zahnbelags aufweisen. Hierzu gehören beispielsweise Alkali- oder Ammoniumsalze, insbesondere Natriumsalze, von C₈- C₁₈-Alkancarbonsäuren, von Alkylpolyglycolethersulfaten mit 12 - 16 C-Atomen in der linearen Alkylgruppe und 2 - 6 Glycolethergruppen im Molekül, von linearen Alkan-(C-i₂-C₁₈)-sulfonaten, Sulfobernsteinsäuremonoalkyl-(C"i₂-C₁₈)-estern, sulfatierten Fettsäuremonoglyceriden, sulfatierten Fettsäurealkanolamiden, Sulfoessigsäurealkyl-(C-i₂-C₁₆)-estern, Acylsarcosinen, Acyltauriden und Acylisethionaten mit jeweils 8 - 18 C-Atomen in der Acylgruppe.

Bevorzugt ist die Verwendung mindestens eines anionischen Tensids, insbesondere eines Natriumlaurylalkylsulfats mit 12 - 18 C-Atomen in der Alkylgruppe. Ein derartiges Tensid ist Natriumlaurylsulfat, das beispielsweise unter der Bezeichnung Texapon^®K12 G im Handel erhältlich ist.

Zwitterionische und ampholytische Tenside

Es kann erfindungsgemäß bevorzugt sein, zwitterionische und/oder ampholytische Tenside, bevorzugt in Kombination mit anionischen Tensiden, einzusetzen. Als zwitterionische Tenside werden solche oberflächenaktiven Verbindungen bezeichnet, die im Molekül mindestens eine quartäre Ammoniumgruppe und mindestens eine Carboxylat- und eine Sulfonatgruppe tragen. Besonders geeignete zwitterionische Tenside sind die sogenannten Betaine wie die N-Alkyl-N,N- dimethylammoniumglycinate, beispielsweise das Trimethylammoniumglycinat, Kokosalkyldimethylammoniumglycinat, N-Acylamino-propyl-N,N-dimethyl-ammoniumglycinate, beispielsweise das Kokosacylaminopropyldimethyl-ammoniumglycinat, und 2-Alkyl-3- carboxylmethyl-3-hydroxyethylimidazoline mit jeweils 8 bis 18 C-Atomen in der Alkyl- oder Acylgruppe sowie das Kokosacylaminoethylhydroxyethylcarboxymethylglycinat. Besonders bevorzugt ist das unter der CTFA Bezeichnung Cocamidopropyl Betaine bekannte Fettsäureamid- Derivat. Solche Produkte sind beispielsweise unter der Bezeichnung Tego-Betain^®BL 215 und ZF 50 sowie Genagen^®CAB im Handel erhältlich.

Unter ampholytischen Tensiden werden solche oberflächenaktiven Verbindungen verstanden, die außer einer C₈-C-ι₈-Alkyl- oder Acylgruppe im Molekül mindestens eine freie Aminogruppe und mindestens eine -COOH- oder -SO₃H-Gruppe enthalten und zur Ausbildung innerer Salze befähigt sind. Beispiele für geeignete ampholytische Tenside sind N-Alkylglycine, N-Alkylpropionsäuren, N- Alkylaminobuttersäuren, N- Alkyliminodi Propionsäuren, N-Hydroxyethyl-N-alkylamidopropylglycine, N-Alkyltaurine, N- Alkyisarcosine, 2-Alkylaminopropionsäuren und Alkylaminoessigsäuren mit jeweils etwa 8 bis 18 C-Atomen in der Alkylgruppe. Besonders bevorzugte ampholytische Tenside sind das N-Kokosalkylaminopropionat, das Kokosacylaminoethylaminopropionat und das C₁₂-C₁₈- Acylsarcosin. Neben den ampholytischen kommen auch quartäre Emulgatoren in Betracht, wobei solche vom Typ der Esterquats, vorzugsweise methyl-quaternierte Difettsäu- retriethanolaminester- Salze, besonders bevorzugt sind. Nichtionogene Tenside

Erfindungsgemäß besonders geeignet zur Unterstützung der Reinigungswirkung sind nichtionogene Tenside. Insbesondere bevorzugt sind diejenigen nichtionogenen Tenside, die aus mindestens einer der folgenden Gruppen ausgewählt sind:

Alkylphenole mit 8 bis 15 C- Atomen in der Alkylgruppe;

C₁₂-C₁₈- Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von 1 bis 30 Mol Ethylenoxid an Glycerin;

Alkylmono- und -oligoglycoside mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen im Alkylrest und deren ethoxylierte Analogas;

Ricinusöl;

Polyol- und insbesondere Polyglycerinester, wie z.B. Polyglycerinpolyricinoleat,

Polyglycerinpoly-12-hydroxystearat oder Polyglycerindimerat.

Ebenfalls geeignet sind Gemische von Verbindungen aus mehreren dieser Substanzklassen;

Partialester auf Basis linearer, verzweigter, ungesättigter bzw. gesättigter C₆-C₂₂-Fettsäuren,

Ricinolsäure sowie 12-Hydroxystearinsäure und Glycerin, Polyglycerin, Pentaerythrit, Dipenta- erythrit, Zuckeralkohole (z.B. Sorbit), Sucrose, Alkylglucoside (z.B. Methylglucosid,

Butylglucosid, Laurylglucosid) sowie Polyglucoside (z.B. Cellulose);

Mono-, Di- und Trialkylphosphate sowie Mono-, Di- und/oder Tri- PEGalkylphosphate und deren Salze;

Wollwachsalkohole;

Polysiloxan-Polyalkyl-Polyether-Copolymere bzw. entsprechende Derivate;

Polyalkylenglycole.

Die Anlagerungsprodukte von Ethylenoxid und/oder von Propylenoxid an Fettalkohole, Fettsäuren, Alkylphenole, Glycerinmono- und -diester sowie Sorbitanmono- und -diester von Fettsäuren oder an Ricinusöl stellen bekannte, im Handel erhältliche Produkte dar und sind erfindungsgemäß bevorzugt. Es handelt sich dabei um Homologengemische, deren mittlerer Alkoxylierungsgrad dem Verhältnis der Stoffmengen von Ethylenoxid und/ oder Propylenoxid und Substrat, mit denen die Anlagerungsreaktion durchgeführt wird, entspricht. C₁₂-C₁₈-Fettsäuremono- und -diester von Anlagerungsprodukten von Ethylenoxid an Glycerin sind aus DE-PS 2024051 als Rückfettungsmittel für kosmetische Zubereitungen bekannt.

C₈-C-i₈-Alkylmono- und -oligoglycoside, ihre Herstellung und ihre Verwendung sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus US-A-3,839,318, DE-A-20 36 472, EP-A-77 167 oder WO-A- 93/10132 bekannt. Ihre Herstellung erfolgt insbesondere durch Umsetzung von Glucose oder Oligosacchariden mit primären Alkoholen mit 8 bis 18 C-Atomen. Bezüglich des Glycosidrestes gilt, dass sowohl Monoglycoside, bei denen ein cyclischer Zuckerrest glycosidisch an den Fettalkohol gebunden ist, als auch oligomere Glycoside mit einem Oligomerisationsgrad bis vorzugsweise etwa 8 geeignet sind. Der Oligomerisierungsgrad ist dabei ein statistischer Mittelwert, dem eine für solche technischen Produkte übliche Homologenverteilung zugrunde liegt. Bevorzugt eignet sich als Alkyl-(oligo)-glycosid ein Alkyl-(oligo)-glycosid der Formel RO(C₆H₁₀O)_x-H, in der R für eine Alkylgruppe mit 12 bis 14 C-Atomen steht und x einen Mittelwert von 1 bis 4 aufweist.

Als besonders bevorzugtes Beispiel eines erfindungsgemäß einsetzbaren, nichtionogenen Tensids ist beispielsweise das PEG-Glycerylstearat zu nennen, das unter der Bezeichnung Tagat^®S im Handel erhältlich ist.

Feuchthaltemittel werden üblicherweise zum Schutz vor Austrocknung sowie zur Konsistenzregelung und Kältestabilität der Produkte eingesetzt. Sie können aber ferner auch zur Suspensionsvermittlung und zur Geschmacks- oder Glanzbeeinflussung dienen.

Gewöhnlich werden als Feuchthaltemittel toxikologisch unbedenkliche Polyole, wie beispielsweise Sorbitol, Xylitol, Glycerin, Mannitol, 1 ,2-Propylenglycol oder Gemische davon verwendet, aber auch Polyethylenglycole mit Molekulargewichten von 400 - 2000 können als Feuchthaltemittelkomponenten in Zahncremes dienen.

Bevorzugt ist die Kombination mehrerer Feuchthaltemittelkomponenten, wobei die Kombination von Glycerin und Sorbitol mit einem Gehalt an 1 ,2-Propylenglycol oder Polyethylenglycol als besonders bevorzugt anzusehen ist.

Je nach Produkttyp ist das Feuchthaltemittel oder das Gemisch aus Feuchthaltemitteln in der Gesamtzusammensetzung in einer Menge von 10 - 85 Gew.-%, vorzugsweise 15 - 70 Gew.-% und insbesondere 25 - 50 Gew.-% enthalten.

Die erfindungsgemäßen Systeme enthalten in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich mindestens ein Binde- oder Verdickungsmittel. Diese wirken konsistenzregulierend und verhindern weiterhin die Separation der flüssigen und festen Bestandteile. Ihre Einsatzmengen in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen betragen 0,1 - 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 - 3 Gew.-% und insbesondere 0,5 - 2 Gew.-%.

Verwendet werden erfindungsgemäß beispielsweise natürliche und/oder synthetische wasserlösliche Polymere wie Alginate, Carrageenane, Agar-Agar, Guar-Gum, Gummi arabicum, Succinoglycan-Gum, Guarmehl, Johannisbrotkernmehl, Tragant, Karaya-Gummi, Xanthan, Pektine, Cellulose und deren ionogene und nicht-ionogene Derivate wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Methylhydroxypropyl-cellulose, hydrophob modifizierte Cellulosen, Stärke- und Stärkeether.

Auch wasserlösliche Carboxyvinylpolymere (z.B. Carbopol^®-Typen), Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon und höhermolekulare Polyethylenglycole (insbesondere solche mit Molekulargewichten von 10² - 10⁶ D) eignen sich als Binde- oder Verdickungsmittel. Ebenso können Schichtsilikate und feinteilige Kieselsäuren (Aerogelkieselsäuren und pyrogene Kieselsäuren) diese Funktion erfüllen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zusätzliche Wirkstoffe gegen Zahn- und Zahnfleischerkrankungen. Unter solchen Wirkstoffen sind erfindungsgemäß Antikarieswirkstoffe, antimikrobielle Wirkstoffe, Zahnstein-Inhibitoren, Geschmacksstoffe oder eine beliebige Kombination dieser Stoffe zu verstehen.

Anti ka ries-Wirkstoff e

Zur Bekämpfung von und Vorbeugung gegen Karies eignen sich vor allem Fluorverbindungen, bevorzugt aus der Gruppe der Fluoride oder Monofluorophosphate in einer Menge von 0,1 - 0,5 Gew.-% Fluor. Geeignete Fluorverbindungen sind z. B. Natriumfluorid, Kaliumfluorid, Zinnfluorid, Dinatriummonofluorophosphat (Na₂PO₃F), Dikaliummonofluorophosphat oder das Fluorid einer organischen Aminoverbindung.

Anti-Plaque-Wirkstoffe

Erfindungsgemäß weiterhin bevorzugte Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich Antiplaque-Wirkstoffe, vorzugsweise p-Hydroxybenzoesäuremethyl-, -ethyl- oder -propylester, Natriumsorbat, Natriumbenzoat, Bromchlorophen, Triclosan, Phenyl- Salicylsäureester, Biguanide z. B. Chlorhexidin, Thymol, vorzugsweise in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,25 bis 2,5 Gew.-% und insbesondere von 0,5 bis 1 ,5 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten. Antimikrobielle Wirkstoffe

Als antimikrobielle Komponente eignen sich z. B. Phenole, Resorcine, Bisphenole, Salicylanilide und -amide sowie deren halogenierte Derivate, halogenierte Carbanilide und p- Hydroxybenzoesäureester.

Unter den antimikrobiellen Komponenten sind diejenigen besonders geeignet, die das Wachstum von Plaque-Bakterien hemmen. Beispielsweise sind halogenierte Diphenylether, wie 2,4-Dichlor-2'- hydroxydiphenylether, 4,4'-Dichlor-2'-hydroxydiphenylether, 2,4,4'-Tribrom-2'- hydroxydiphenylether, 2,4,4'-Trichlor-2'-hydroxydiphenylether (Triclosan) als antimikrobielle Wirkstoffe geeignet. Neben Bromchlorophen, Bisbiguaniden wie Chlorhexidin und Alexidin, Phenylsalicylsäureestern und 5-Amino-1 ,3-bis(2-ethylhexyl)-hexahydro-5-methylpyrimidin (Hexetidin) wirken auch Zink- und Kupferionen antimikrobiell, wobei synergistische Effekte insbesondere in Kombination mit Hexetidin und Triclosan auftreten. Auch quartäre Ammoniumverbindungen, wie z. B. Cetylpyridiniumchlorid, Benzalkoniumchlorid, Domiphenbromid und Dequaliniumchlorid sind einsetzbar. Als antimikrobiell wirksam haben sich auch Octapinol, Octenidine und Sanguinarin erwiesen.

Die antimikrobiellen Wirkstoffe werden bevorzugt in Mengen von 0,01 - 1 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt. Besonders bevorzugt wird Irgacare^® MP in einer Menge von 0,01 - 0,3 Gew.-% verwendet.

Zahnsteininhibitoren

Bei Zahnstein handelt es sich um Mineralablagerungen, die dem natürlichen Zahnschmelz sehr ähnlich sind. Um eine Zahnsteinbildung zu inhibieren, werden den erfindungsgemäßen Zahnreinigungsmitteln Stoffe zugesetzt, die gezielt in die Kristallkeimbildung eingreifen und bereits vorhandene Keime am Weiterwachsen hindern. Hierbei handelt es sich beispielsweise um kondensierte Phosphate, die bevorzugt gewählt werden aus der Gruppe der Tripolyphosphate, der Pyrophophate, der Trimetaphosphate oder deren Gemischen. Sie werden in Form ihrer Alkali- oder Ammoniumsalze, bevorzugt in Form ihrer Natrium- oder Kaliumsalze eingesetzt. Wäßrige Lösungen dieser Phosphate reagieren typischerweise alkalisch, so dass der pH-Wert der erfindungsgemäßen Systeme bzw. Zusammensetzungen ggf. durch Zusatz von Säure auf werte von 7,5 - 9 eingestellt wird. Als Säuren können dabei z. B. Zitronensäure, Phosphorsäure oder saure Salze, z. B. NaH₂PO₄ verwendet werden. Der gewünschte pH-Wert des Systems kann aber auch durch Zusatz saurer Salze der kondensierten Phosphate, also z. B. K₂H₂P₂O₇, eingestellt werden.

Auch Gemische verschiedener kondensierter Phosphate und/oder hydratisierte Salze der kondensierten Phosphate sind erfindungsgemäß einsetzbar. Zahnsteininhibitoren werden üblicherweise in Mengen von 0,1 - 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 - 3 Gew.-% und insbesondere 0,1 - 2 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Mitteln eingesetzt.

Weitere geeignete Zahnsteininhibitoren sind Organophosphonate wie 1-Azacycloheptan-2,2- diphosphonat (Na-SaIz), 1-Hydroxyethan-1 ,1-diphosphonat (Na-SaIz) und Zinkeitrat.

Wirkstoffe gegen hypersensible Zähne

Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mittel weiterhin Wirkstoffe gegen hypersensible Zähne, sie ausgewählt sind aus Kalium- und Strontiumsalzen wie Kaliumchlorid, Kaliumsulfat, Kaliumbicarbonat, Kaliumeitrat, Kaliumacetat, Kaliumnitrat, Strontiumchlorid, Strontiumnitrat, Strontiumeitrat, Strontiumacetat und Strontiumlactat und Eugenol.

Das Eugenol kann mit Aromaölen gemischt in den Systemen enthalten sein. Bevorzugt ist es in Form des Nelkenknospenöls in den Zusammensetzungen enthalten.

Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Systeme mindestens 0,5 Gew.-% Kalium- oder Strontiumionen in der Form eines gelösten Salzes und mindestens 0,01 Gew.-% Eugenol in reiner Form oder in Form des Nelkenknospenöls.

Geschmacksstoffe

Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Systeme Geschmacksstoffe, zu denen z. B. Süßungsmittel und/oder Aromaöle gehören.

Als Süßungsmittel eignen sich beispielsweise Saccharinate (insbesondere Natriumsaccharinat), Cyclamate (insbesondere Natriumcyclamat) sowie Sucrose, Lactose, Maltose oder Fructose.

Als Aromaöle kommen alle für Systeme gebräuchlichen natürlichen und synthetischen Aromen in Frage. Natürliche Aromen können sowohl in Form der aus den Drogen isolierten etherischen Öle (Mischung) als auch in Form der hieraus isolierten Einzelkomponenten verwendet werden. Bevorzugt sollte wenigstens ein Aromaöl aus der Gruppe Pfefferminzöl, Krausenminzöl, Anisöl, Sternanisöl, Kümmelöl, Eukalyptusöl, Fenchelöl, Zimtöl, Nelkenöl, Geraniumöl, Salbeiöl, Pimentöl, Thymianöl, Majoranöl, Basilikumöl, Citrusöl, Gaultheriaöl oder eine/mehrere daraus isolierte bzw. synthetisch erzeugte Komponenten dieser Öle enthalten sein. Die wichtigsten Komponenten der genannten Öle sind z. B. Menthol, Carvon, Anethol, Cineol, Eugenol, Zimtaldehyd, Caryophyllen, Geraniol, Citronellol, Linalool, Salven, Thymol, Terpinen, Terpinol, Methylchavicol und Methylsalicylat. Weitere geeignete Aromen sind z. B. Menthylacetat, Vanillin, Jonone, Linalylacetat, Rhodinol und Piperiton. Schließlich können weitere übliche Hilfsmittel zur Verbesserung der Stabilität und der sensorischen Eigenschaften der Systeme enthalten sein. Solche Hilfsmittel sind beispielsweise:

• Vitamine, z. B. Retinol, Biotin, Tocopherol, Ascorbinsäure und deren Derivate (z. B. Ester, Salze);

• Pigmente, z. B. Titandioxid oder Zinkoxid;

• Gefärbte Pigmentpartikel, beispielsweise gefärbte Kieselsäurepartikel, wie sie z. B. unter der Verkaufsbezeichnung Sorbosil^®BFG 51 , BFG 52 und BFG 53 oder Sorbosil^®2352 im Handel sind. Es können auch Gemische unterschiedlich gefärbter Pigmentpartikel verwendet werden. Solche, z. B. kräftig orange, rot oder blau gefärbten Gelkieselsäure- Partikel können in Mengen von 0,1 - 1 ,0 Gew.-% in den erfindungsgemäßen Systemen enthalten sein;

• Bleichmittel wie beispielsweise Wasserstoffperoxid und Wasserstoffperoxid-Vorstufen;

• Farbstoffe;

• pH-Stellmittel und Puffersubstanzen, z. B. Natriumeitrat, Natriumbicarbonat oder Kalium- und Natriumphosphate,

• Konservierungsmittel, z.B. p-Hydroxybenzoesäuremethyl-, ethyl- oder -propylester, Natriumsorbat, Natriumbenzoat, Bromchlorophen oder Triclosan;

• wundheilende und entzündungshemmende Stoffe wie z. B. Allantoin, Harnstoff, Panthenol, Azulen oder Kamillenextrakt, Acetylsalicylsäure-Derivate, Alkali-Rhodanide;

• Mineralsalze wie Zink-, Magnesium- und Mangansalze, beispielsweise -sulfate.

Alle diese fakultativen Zahnpasteninhaltsstoffe sind zusammen in einer Menge von etwa 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, in den erfindungsgemäßen Mitteln enthalten. Erfindungsgemäß zu verwendende Systeme, insbesondere die Zahnpasten, können auch die Unempfindlichkeit der Zähne steigernde Substanzen enthalten, beispielsweise Kaliumsalze wie z. B. Kaliumnitrat, Kaliumeitrat, Kaliumchlorid, Kaliumbicarbonat und Kaliumoxalat. Erfindungsgemäß bevorzugte Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass sie die Unempfindlichkeit der Zähne steigernde Substanzen, vorzugsweise Kaliumsalze, besonders bevorzugt Kaliumnitrat und/oder Kaliumeitrat und/oder Kaliumchlorid und/oder Kaliumbicarbonat und/oder Kaliumoxalat, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 ,0 bis 15 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 4,0 bis 8,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte System, enthalten.

Bevorzugt sind weiterhin Systeme, die die Unempfindlichkeit der Zähne steigernde Substanzen, vorzugsweise Kaliumsalze, besonders bevorzugt Kaliumnitrat und/oder Kaliumeitrat und/oder Kaliumchlorid und/oder Kaliumbicarbonat und/oder Kaliumoxalat, vorzugsweise in Mengen von 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 ,0 bis 15 Gew.-%, weiter bevorzugt von 2,5 bis 10 Gew.-% und insbesondere von 4,0 bis 8,0 Gew.-%, jeweils bezogen auf das gesamte System, enthalten. Erfindungsgemäß besonders bevorzugte Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass sie 0,2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,4 bis 14 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% und insbesondere 0,6 bis 2 Gew.-% mindestens eines bioaktiven Glases enthalten.

Die erfindungsgemäßen Systeme dieser Ausführungsform enthalten bioaktives Glas oder Glaspulver oder Glaskeramikpulver oder Kompositmaterialien, welche ein solches bioaktives Glas umfassen. Unter Glaspulvern werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auch Granulate und Glaskügelchen verstanden.

Aufgrund der Anforderungen an die toxikologische Unbedenklichkeit des Glases sowie deren Eignung zum Verzehr soll das Glaspulver besonders rein sein. Die Belastung durch Schwermetalle ist vorzugsweise gering. So beträgt die Maximalkonzentration im Bereich der kosmetischen Formulierungen vorzugsweise für Pb < 20 ppm, Cd < 5 ppm, As < 5 ppm, Sb < 10 ppm, Hg < 1 ppm, Ni < 10 ppm.

Das unkeramisierte Ausgangsglas, das direkt in den bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten oder gegebenenfalls für die Herstellung einer erfindungsgemäß einsetzbaren Glaskeramik verwandt wird, enthält SiO₂ als Netzwerkbildner, vorzugsweise zwischen 35-80 Gew.-%. Bei niedrigeren Konzentrationen nimmt die spontane Kristallisationsneigung stark zu und die chemische Beständigkeit stark ab. Bei höheren SiO₂-Werten kann die Kristallisationsstabilität abnehmen, und die Verarbeitungstemperatur wird deutlich erhöht, so dass sich die Heißformgebungseigenschaften verschlechtern. Na₂O wird als Flussmittel beim Schmelzen des Glases eingesetzt. Bei Konzentrationen kleiner 5% wird das Schmelzverhalten negativ beeinflusst. Natrium ist Bestandteil der sich bei der Keramisierung bildenden Phasen und muss, sofern hohe kristalline Phasenanteile durch die Keramisierung eingestellt werden sollen, in entsprechend hohen Konzentrationen im Glas enthalten sein. K₂O wirkt als Flussmittel beim Schmelzen des Glases. Außerdem wird Kalium in wässrigen Systeme abgegeben. Liegen hohe Kaliumkonzentrationen im Glas vor, werden kaliumhaltige Phasen wie Kalzium-Silicaten ebenfalls ausgeschieden. Über den P₂O₅-Gehalt kann bei silikatischen Gläsern, Glaskeramiken oder Kompositen die chemische Beständigkeit des Glases und damit die lonenabgabe in wässrigen Medien eingestellt werden. Bei Phosphatgläsern ist P₂O₅ Netzwerkbilder. Der P₂O₅-Gehalt liegt vorzugsweise zwischen 0 und 80 Gew.-%. Um die Schmelzbarkeit zu verbessern, kann das Glas bis zu 25 Gew.- % B₂O₃ enthalten. AI₂O₃ wird genutzt, um die chemische Beständigkeit des Glases einzustellen.

Zur Verstärkung der antimikrobiellen, insbesondere der antibakteriellen Eigenschaften der Glaskeramik können antimikrobiell wirkende Ionen wie z. B. Ag, Au, I, Ce, Cu, Zn in Konzentrationen kleiner 5 Gew.-% enthalten sein.

Farbgebende Ionen wie z. B. Mn, Cu, Fe, Cr, Co, V, können einzeln oder kombiniert, vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration kleiner 1 Gew.-%, enthalten sein. Üblicherweise wird das Glas bzw. die Glaskeramik in Pulverform eingesetzt. Die Keramisierung kann entweder mit einem Glasblock bzw. Glasribbons erfolgen oder aber mit Glaspulver. Nach der Keramisierung müssen die Glaskeramikblöcke oder Ribbons zu Pulver gemahlen werden. Wurde das Pulver keramisiert, muß gegebenenfalls auch erneut gemahlen werden, um Agglomerate, die während des Keramisierungsschrittes entständen sind, zu entfernen. Die Mahlungen können sowohl trocken als auch in wässrigen oder nicht wässrigen Mahlmedien durchgeführt werden. Üblicherweise liegen die Partikelgrößen kleiner 500 μm. Als zweckmäßig haben sich Partikelgrößen < 100 μm bzw. < 20 μm erwiesen. Besonders geeignet sind Partikelgrößen < 10 μm sowie kleiner 5 μm sowie kleiner 2 μm, siehe weiter unten.

Die in den bevorzugten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthaltenen bioaktiven Gläser bzw. Glaspulver oder Glaskeramikpulver oder Komposit-Zusammensetzungen umfassen Gläser, die bevorzugt nachfolgende Komponenten umfassen: SiO₂: 35-80 Gew.-%, Na₂O: 0-35 Gew.- %, P₂O₅: 0-80 Gew.-%, MgO: 0-5 Gew.-%, Ag₂O: 0-0,5 Gew.-%, AgJ: 0-0,5 Gew.- %, NaJ: 0-5 Gew.-%, TiO₂: 0-5 Gew.-%, K₂O: 0-35 Gew.-%, ZnO: 0-10 Gew.-%, AI ₂O₃: 0-25 Gew.-% undB₂O₃: 0-25 Gew.-% .

Weiterhin können dem Grundglas gemäß obiger Zusammensetzung zur Erzielung weiterer Effekte wie beispielsweise Farbigkeit oder UV-Filterung Ionen wie Fe, Co, Cr, V, Ce, Cu, Mn, Ni, Bi, Sn, Ag, Au, J einzeln oder in Summe bis zu 10 Gew.-% zugegeben werden. Eine weiter Glaszusammensetzung kann wie folgt sein: SiO ₂: 35-80 Gew.-%, Na₂O: 0-35 Gew.-%, P₂O₅: 0- 80 Gew.-%, MgO: 0-5 Gew.- %, Ag₂O: 0-0,5 Gew.-%, AgJ: 0-0,5 Gew.-%, NaJ: 0-5 Gew.-%, TiO₂: 0-5 Gew.-%, K ₂O: 0-35 Gew.-%, ZnO: 0-10 Gew.-%, Al₂ O₃: 0-25 Gew.-%, B₂O₃: 0- 25 Gew.-%, SnO: 0-5 Gew.-%, CeO₂: 0-3 Gew.- % und Au: 0,001-0,1 Gew.-%.

Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass das bioaktive Glas - bezogen auf sein Gewicht - folgende Zusammensetzung aufweist:

SiO₂ 35 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%,

Na₂O 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%,

K₂O 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 20 Gew.-%,

P₂O₅ O bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 10 Gew.-%,

MgO 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%,

CaO 0 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%,

AI₂O₃ 0 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%,

B₂O₃ 0 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%,

TiO₂ 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%.

Wie bereits weiter oben erwähnt, wird das bioaktive Glas vorzugsweise in partikulärer Form eingesetzt. Hier sind besonders bevorzugte erfindungsgemäße Systeme, dadurch gekennzeichnet, dass das antimikrobielle Glas Teilchengrößen < 10 μm, vorzugsweise von 0,5 bis 4 μm, besonders bevorzugt von 1 bis 2 μm, aufweist.

Insbesondere bei Einsatz des erfindungsgemäßen Kompositmaterials in Produkten für die tägliche Mund- und Zahnpflege, insbesondere in Zahnpasta, ist es wünschenswert, dass der Prozess der Remineralisierung sowie Neomineralisierung besonders effektiv und schnell verläuft.

Zur Beschichtung von Implantaten können die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien beispielsweise nach den dem Fachmann bekannten Standardverfahren der Tauchbeschichtung oder des Plasmaspritzens aufgebracht werden.

Zur Verwendung als injizierbare Knochenersatzmaterialien können die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien mit geeigneten weiteren Stoffen kombiniert werden, wie z. B. Glycosaminoglycanen oder Proteinen, und mit geeigneten Lösungs- und Hilfsmitteln wie z. B. einem verdünnten wässrigen Phosphatpuffer formuliert werden.

Neben synthetischen organischen Verdickern sind besonders natürliche organische Verdicker, insbesondere Agar-Agar, Carrageen, Tragant, Gummi arabicum, Alginate, Pektine, Polyosen, Guar-Mehl, Johannisbrotbaum-Kernmehl, Stärke, Dextrine, Gelatine und Casein geeignet. Davon abgewandelte Naturstoffe sind ebenfalls bevorzugt, insbesondere Carboxymethylcellulose und andere Celluloseether, Hydroxyethylcellulose und Hydroxypropylcellulose sowie Kernmehlether. Synthetische organische Verdicker wie z.B. Polyether oder anorganische Verdicker wie Polykieselsäuren und/oder Tonmineralien (z.B. Montmorillonite, Zeolithe oder Kieselsäuren) können ebenfalls erfindungsgemäß eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Systeme neben dem erfindungsgemäßen Calciumsalz und/oder den Kompositmaterialien, umfassend diese, zusätzlich mindestens ein Fluoridsalz. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Zugabe von Fluorid zu einer synergistischen Verstärkung des nukleierenden Effekts der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien führen. Insbesondere bevorzugt ist der Zusatz von Natrium- und/oder Kaliumfluorid. Bei gleichzeitiger Zugabe von erfindungsgemäßen Wirkstoffen und geringen Mengen Fluorid zeigt sich eine etwa fünffache synergistische Verstärkung.

Bevorzugt sind erfindungsgemäß Mengen von 0,01 bis 1 ,2 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 0,90 Gew.-% Fluoridsalz, abhängig vom verwendeten Fluoridsalz (z.B. Natriumfluorid). Dieses entspricht einer eingesetzten Menge an Fluoridionen von 0,05 bis 0,15 Gew.-%, insbesondere von 0,08 bis 0,12 Gew.-%.

Bevorzugt sind erfindungsgemäß Mengen von 0,05 bis 0,15 Gew.-%, insbesondere von 0,08 bis 0,12 Gew.-% Fluorid bezogen auf die Menge an Fluoridionen. Als in Wasser nicht schwerlösliches Calciumsalz sollen solche Salze verstanden werden, die bei 20⁰C zu mehr als 0,1 Gew.-% (1 g/l) in Wasser löslich sind. Bevorzugt sind beispielsweise Calciumchlorid, Calciumsulfat, Calciumlactat, Calciummalat, Calciumcitrat und Calciumnitrat.

Bevorzugt werden Lösungen, insbesondere wässrige Lösungen, von in Wasser nicht schwerlöslichen Calcium- und/oder Phosphatsalzen eingesetzt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das System mindestens ein in Wasser nicht schwerlösliches Calciumsalz in einer Konzentration von mindestens 0,1 mM, bevorzugt 0,5 mM, insbesondere bevorzugt mindestens 1 mM. Besonders bevorzugt ist es, wenn das in Wasser nicht schwerlösliche Calciumsalz in einer Konzentration von mindestens 1 ,5 mM, bevorzugt von mindestens 1 ,8 mM bezogen auf die Anwendungskonzentration vorliegt. Hierbei ist ggf. eine Verdünnung des Systems während des Behandlungsschrittes miteinzurechnen. Dadurch kann es in einer deutlich höheren Konzentration des in Wasser nicht schwerlöslichen Calciumsalzes in der Ausgangsform des Systems kommen.

Als in Wasser nicht schwerlösliches Phosphatsalz sollen solche Salze verstanden werden, die bei 20⁰C zu mehr als 0,1 Gew.-% (1 g/l) in Wasser löslich sind. Nicht schwer wasserlösliche Phosphatsalze sind bevorzugt ausgewählt aus Ammonium-, Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzen, insbesondere Na₃PO₄, NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, K₃PO4, K₂HPO₄, KH₂PO₄, (NH₄)₃PO₄ sowie deren Mischsalzen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das System mindestens ein in Wasser nicht schwerlösliches Phosphatsalz in einer Konzentration von mindestens 0,1 mM, bevorzugt 0,5 mM, insbesondere bevorzugt mindestens 1 mM. Besonders bevorzugt ist es, wenn das in Wasser nicht schwerlösliche Phosphatsalz in einer Konzentration von mindestens 1 ,5 mM, bevorzugt von mindestens 1 ,8 mM bezogen auf die Anwendungskonzentration vorliegt. Hierbei ist ggf. eine Verdünnung des Systems während des Behandlungsschrittes miteinzurechnen. Dadurch kann es in einer deutlich höheren Konzentration des in Wasser nicht schwerlöslichen Phosphatsalzes im System kommen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das System eine Art künstlichen Speichel, welcher durch mindestens ein in Wassser nicht schwerlösliches Calcium- und/oder Phosphatsalz, bevorzugt durch mindestens ein in Wassser nicht schwerlösliches Calcium- und mindestens ein in Wasser nicht schwerlösliches Phosphatsalz gebildet wird.

Bevorzugt ist es, wenn die Konzentrationen des in Wasser nicht schwerlöslichen Calciumsalzes, des in Wasser nicht schwerlöslichen Phosphatsalzes und der vorhandenen Hydroxidionen so groß sind, dass das Produkt der Konzentrationen P= [Ca²⁺]^5* [PO4 ]^3* [OH ] größer als das Löslichkeitsprodukt von Hydroxyapatit, angegeben auf Basis der Summenformel von Ca5(PO4)3(OH) für Hydroxylapatit, ist. Solche überkritischen Lösungen können in dem Fachmann bekannter Weise hergestellt werden.

Künstlicher Speichel umfasst neben den in Wasser nicht schwerlöslichen Calcium- un/oder Phosphatsalzen Natriumionen zu mindestens 1 ,7 mM, Kaliumionen zu mindestens 10 mM, Phosphationen zu mindestens 0,9 mM, Chloridionen zu mindestens 20 mM bezogen auf die Anwendungskonzentration.

Ein bevorzugt einzusetzender künstlicher Speichel/SBF ("Simulated Body Fluid"), enthält eine wässrige Lösung folgender Ionen, bevorzugt in den angegebenen Konzentrationen: Na⁺ 14 mM, PO₄ ^3" 4,7 mM, K⁺ 21 mM, Cl^" 30 mM, Ca²⁺ 1 ,8 mM.

Bevorzugt umfasst das System zusätzlich mindestens einen weiteren Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe gebildet aus Feuchthaltemitteln und Verdickungsmitteln. Geeignete Feuchthaltemittel und Verdickungsmittel sind weiter oben aufgeführt.

Insbesondere bevorzugt ist es, dass der künstliche Speichel die Feuchthaltemittel umfasst. Bevorzugt sind die Feuchthaltemittel ausgewählt aus Sorbit und Glycerin.

Insbesondere bevorzugt ist es, dass der künstliche Speichel die Verdickungsmittel umfasst. Bevorzugt sind die Verdickungsmittel ausgewählt aus Cellulose und/oder ihren Derivaten, insbesondere Methylcellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Carboxymethylcellulose, bevorzugt Carboxymethylcellulose, und Stärkeethern, insbesondere Hydroxyethylstärken.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System mindestens eine erste Komponente und eine zweite Komponente, wobei die erste Komponente in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, umfasst und die zweite Komponente nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze umfasst.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die erste Komponente neben den in Wasser schwerlöslichen Calciumsalzen und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, auch nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze umfasst. Insbesondere ist es bevorzugt, dass entweder mindestens ein nicht schwer wasserlösliche Calciumsalz oder mindestens ein nicht schwer wasserlösliches Phosphatsalz in der ersten Komponente gemeinsam mit dem in Wasser schwerlöslichen Calciumsalz und/oder dem Kompositmaterial, umfassend dieses, eingesetzt wird. Dies ermöglicht eine bessere Stabilisierung des in Wasser schwerlöslichen Calciumsalzes und/oder des Kompositmaterials. Die mindestens zwei Komponenten können auch in zwei Schritten nacheinander angewendet werden. Bevorzugt ist es in diesem Fall, dass zuerst die erste Komponente, umfassend das schwer wasserlösliche Calciumsalz und/oder dessen Kompositmaterial, angewendet wird und danach die zweite Komponenten, insbesondere ein nicht schwer wasserlösliche Calcium- und ein nicht schwer wasserlösliches Phosphatsalz, angewendet wird.

Dies hat den Vorteil, dass für den Prozess der Remineralisierung/Neomineralisierung genügend freie Calcium- und/oder Phosphationen bereitstehen. Dies ist bei Personen mit einem gestörten Speichelfluss besonders geeignet. Vorteilhafterweise wird durch die Zugabe von weiteren freien Calcium- und/oder Phosphationen der Prozess beschleunigt und die gewünschten Effekte treten schneller auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und die nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze, im Wesentlichen getrennt vorliegen. Beispielsweise kann es bevorzugt sein, eine Phasentrennung (insbesondere fest/fest, fest/flüssig oder flüssig/flüssig) zu erzeugen, wobei sich in der einen Phase das in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und in der anderen Phase das nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalz befindet.

Es ist bevorzugt, dass die Phasen vor, bevorzugt unmittelbar vor oder während der Anwendung miteinander vermischt werden.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt mindestens eine der Komponenten verkapselt im System vor. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine direkte Anwendung des Systems insbesondere in einem Schritt, ohne dass vorher geschüttelt oder die Phasen aufwendig miteinander vermischt werden müssen.

Insbesondere können die nicht schwer wasserlösliche Calcium- oder Phosphatsalze im System verkapselt vorliegen. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass sowohl nicht schwer wasserlösliche Calcium- als auch Phosphatsalze im System verkapselt vorliegen. Die Verkapselung kann je nach Salz und möglicher Konzentration getrennt oder in einer gemeinsamen Kapsel erfolgen.

Bevorzugt ist es, dass der Inhalt der Kapseln durch die Einwirkung von einem oder mehreren Einflussfaktoren wie Druck, Temperatur, mechanischer oder Strahlenbelastung oder einem Katalysator bzw. Initiator (chemisch oder enzymatisch) zumindest teilweise wieder freigesetzt wird. Dann kann eine optimale Mischung zu der gewünschten Beschleunigung der Prozesse führen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Kapseln eine Größe zwischen 0,001 und 10000 μm, bevorzugt 0,01 und 1000 μm, besonders bevorzugt bis 100 μm, insbesondere bis 10 μm, ganz besonders bevorzugt bis 1 μm auf.

Erfindungsgemäße Kapseln sind bevorzugt sphärische, semipermeable Polymembranen, in die feste oder flüssige Stoffe eingeschlossen sind. Die Wandstärke der Mikrokapseln, ihre Permeabilität, ihr Durchmesser und andere Eigenschaften hängen vom Verwendungszweck des eingeschlossenen Produktes ab.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden zur Herstellung der Kapseln Micro/Nanokapseln aus hochmolekulare Verbindungen tierischer oder pflanzlicher Herkunft, z.B. Eiweißverbindungen (bevorzugt Gelatine, Albumin, Casein), Cellulose und/oder ihre Derivate (bevorzugt Methylcellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Carboxymethylcellulose) sowie synthetische Polymere (bevorzugt Polyamide, Polyethylenglycole, Polyurethane, Epoxidharze und andere) verwendet. Der Durchmesser der Mikrokapseln liegt im Bereich von einigen Nanometern bis zu Millimetern.

Mikroverkapselung ist die Bezeichnung für die Einkapselung feindisperser flüssiger oder fester Phasen durch Umhüllung mit filmbildenden Polymeren (siehe oben), die sich nach Emulgierung und Koazervation oder Grenzflächenpolymerisation auf dem einzuhüllenden Material niederschlagen. Die mikroskopisch kleinen Kapseln (Mikrokapseln, manchmal spricht man sogar von Nanoverkapselung zu Nanokapseln) lassen sich wie Pulver trocknen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verkapselung in Mizellen, gebildet aus Tensiden, bevorzugt anionischen, amphotheren oder nichtionischen Tensiden, erfolgt. Geeigente Tenside sind weiter oben bereits aufgeführt. Bevorzugt sind Mizellen aus anionischen Tenside.

Bevorzugt werden weiterhin Niosomen, aus nichtionischen Tenside, bevorzugt aus Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester, Saccharosediestern eingesetzt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird eine Komponente in Vesikel verkapselt eingesetzt, die gebildet sind aus Lipiden, insbesondere Phospholipiden und/oder hauteigene bzw. hautähnlichen Lipiden.

Liposomen sind künstliche kugelförmige Gebilde mit einem Durchmesser von etwa 20 nm bis 1 μm aus einer oder mehreren konzentrischen Lipid-Doppelschichten mit wässrigem Innenraum (Lipidvesikel). Liposomen lassen sich durch mechanische Feinstverteilung von Phospholipiden (z.B. Lecithin) in wäßrigen Medien herstellen. Sie dienen nicht nur in der Biochemie und Molekularbiologie als Membranmodelle (oft als Protein-haltige Proteoliposomen), sondern kommen auch als Träger für Arzneimittel in Frage, die selektiv in bestimmten Organen und Zellverbänden angereichert werden (z.B. Antigene bei Immunisierung oder für DNA-Vektoren in der Gentherapie).

Liposomen, werden durch Suspendieren geeigneter Lipide, z.B. Phosphatidylcholine, Phosphatidylethanolamine oder Phosphatidylserine in wäßriger Lösung künstlich erzeugt. Durch Behandeln der Mischung mit Ultraschall entsteht eine Dispersion von ungefähr gleich großen geschlossenen Vesikeln Solche Vesikel lassen sich aber auch dadurch erzeugen, dass man Ethanol/Lipid-Lösung rasch mit Wasser mischt. Wird das Lipid durch eine dünne Nadel in die wäßrige Lösung eingespritzt, entstehen runde Vesikel von ca. 50 nm Durchmesser. Große Vesikel (um 1 μm) können durch langsames Verdampfen des organischen Lösemittels aus einer Phospholipid-Suspension in einem gemischten Lösemittelsystem erzeugt werden. Die Wanddicke von Liposomen beträgt abhängig von der Kohlenwasserstoff-Kette ca. 5-6 nm.

Als geeignete Lipide können hauteigene oder hautähnliche Lipide, bevorzugt Glycosylceramide oder Ceramide, oder Phospholipide, bevorzugt u.a Phosphatidylcholine, Phosphatidylethanolamine und/oder Phosphatidylserine, ggf. in Kombination mit Cholesterol und/oder Fettsäuren eingesetzt werden.

Einsetzbar sind erfindungsgemäß bevorzugt Phospholipide, insbesondere Glycero-Phospholipide.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Glycero-Phospholipide und Sphingolipide pflanzlichen Ursprungs. Eine erfindungsgemäß besonders geeignete Glycero- Phospholipidquelle sind Sojabohnen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Glycero-Phospholipide ausgewählt aus Phosphatidylcholinen, Phosphatidylethanolaminen, Phosphatidylserinen und Phosphatidylinositen sowie Mischungen dieser Substanzen.

Die erfindungsgemäß besonders bevorzugten Phosphatidylcholine weisen die Formel (I) auf,

in der die Reste R¹ und R² jeweils unabhängig voneinander eine Acylgruppe aus Fettsäuren mit einer Kohlenstoffanzahl von 8 - 30 C-Atomen, bevorzugt 10 - 24 und besonders bevorzugt 12 - 22 C-Atomen, darstellen. Die Fettsäurereste können sowohl gesättigt als auch einfach oder mehrfach ungesättigt sein. Bevorzugt sind die gesättigten Acylreste von C₁₂ - C₂₂-Fettsäuren. Besonders bevorzugt sind die Acylreste der Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Arachinsäure und Behensäure.

Die erfindungsgemäß bevorzugten Phosphatidylethanolamine sind solche der Formel (II),

CH ₂ O R¹

R^ O - CH O

in denen die Reste R¹ und R² dieselbe Bedeutung haben wie für Formel (I) dargestellt. Besonders bevorzugt sind Phosphatidylethanolamine, bei denen R¹ und R² unabhängig voneinander gesättigte Acylreste von Fettsäuren mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere einen Palmitoyl- oder Stearoyl-Rest, darstellen.

Die erfindungsgemäß bevorzugten Phosphatidylserine sind solche der Strukturformel (IM),

CH ₀ O R¹

R² O - CH O

CH. O O CH₂ CH(NH₂)-C00 ^"

O ^"

(Hi)

In denen R¹ und R² dieselbe Bedeutung haben wie für Formel (I) dargestellt. Besonders bevorzugt sind Phosphatidylserine, bei denen R¹ und R² unabhängig voneinander gesättigte Acylreste von Fettsäuren mit 16 oder 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere einen Palmitoyl- oder Stearoyl-Rest, darstellen.

Die erfindungsgemäß bevorzugten Phosphatidylinosite weisen die Strukturformel (IV) auf,

(IV) bei der die Reste R¹ und R² dieselbe Bedeutung haben wie für Formel (I) dargelegt. Für R¹ sind Acylreste aus Palmitinsäure, Stearinsäure und Arachinsäure bevorzugt; besonders bevorzugt ist ein Stearinsäureacylrest. R² stellt in besonders bevorzugter Weise einen linearen gesättigten C₂o- Fettsäureacylrest (Arachoylrest) dar.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Sphingolipide ausgewählt aus Glycosphingolipiden, Sphingophospholipiden und Ceramiden sowie Mischungen dieser Substanzen.

Zu den erfindungsgemäß geeigneten Glycosphingolipiden gehören die Cerebroside, die Sulfatide und die Ganglioside. Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind hiervon die Cerebroside mit der Strukturformel (V),

(V) in der R¹ einen Fettsäurerest wie für Formel (I) dargelegt, der gewünschtenfalls in α-Position Hydroxy-substituiert sein kann, und R³ einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 8 - 30, bevorzugt 10 - 26 und besonders bevorzugt 12 - 22 Kohlenstoffatomen darstellen. Der Alkylrest kann gesättigt oder einfach oder mehrfach ungesättigt sein. Gesättigte Alkylreste, insbesondere ein Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Lauryl-, Tetradecyl-, Myristyl-, Cetyl-, Palmityl-, Stearyl-, Arachyl- oder Behenylrest, sind erfindungsgemäß bevorzugt. Der Rest R⁴ stellt einen ß-D-Galactopyranosyl- oder einen ß-D-Glucopyranosyl-Rest dar.

Zu den erfindungsgemäß geeigneten Sphingophospholipiden gehören beispielsweise die

Sphingomyeline und die Inosit-Sphingophospholipide.

Zu den erfindungsgemäß bevorzugten Ceramiden gehören solche der Strukturformel (VI),

(VI)

bei denen der Rest R¹ einen Substituenten wie für Formel (I) dargelegt darstellt. Bevorzugte Phospholipide sind insbesondere 1 ,2-bis(Palmitoyl)-sn-gylcero-3-phosphocholin (DPPC) und 1 ,2-bis(Myristoyl)-sn-glycero-3-phosphocholin (DMPC).

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser- Emulsionen mit einer Mischung aus gehärteten Glycero-Phospholipiden stabilisiert, die im wesentlichen der Zusammensetzung von hydriertem natürlichem Sojalecithin entspricht. Hierbei beträgt der Anteil an Phosphatidylcholin etwa 60 - 85 Gew.%, bevorzugt 70 - 80 Gew.%, der Gehalt an Phosphatidylinosit maximal 0,5 Gew.% und der Gehalt an Phosphatidylethanolamin 2 - 15 Gew.%, bevorzugt 5 - 8 Gew.%.

Die erfindungsgemäß verwendeten Glycero-Phospholipide und/oder Sphingolipide weisen eine Jodzahl von maximal 10, bevorzugt von maximal 5 auf.

Das erfindungsgemäße System kann zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Behandlung, Reinigung und / oder Pflege der Zähne, insbesondere zur Neo- bzw. Remineralisierung, zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Festigung des Zahnschmelzes, zur Herstellung von Zusammensetzungen für die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten, zur Beschichtung von Implantaten, Zahnklammern, Zahnspangen und/oder Brackets bzw. in entsprechenden Verfahren eingesetzt werden.

Das erfindungsgemäße System kann 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, verwendet werden.

Unter dem Begriff Säuren sind hier sowohl die intrinsischen Säuren als auch die extrinsischen Säuren zu verstehen. Die Schädigung durch intrinsischen Säuren betrifft insbesondere medizinisch bedingte Krankheitsbilder, die mit einem Kontakt von Magensäure mit der Mundregion einhergehen, insbesondere bei Aufstoßen, Regurgitation, Sodbrennen oder durch Erbrechen, auch in Zusammenhang mit krankhaften Essstörungen, wie insbesondere Bulimie.

Insbesondere geeignet ist die Verwendung bei Angriff durch extrinsische Säuren, insbesondere auf Grund von bakterieller Aktivität oder der Einwirkung von Säuren aus Nahrungsmittel.

Weiterhin konnte beobachtet werden, dass zusätzlich zur Prävention, vor Erosion von Zähnen (Dentin und Enamel) und Knochen, insbesondere Enamel, eine Reparatur von Erosionen auf Zahn und Knochen, insbesondere dem Enamel, durch die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien stattfindet. Die erfindungsgemäßen Systeme, bevorzugt der Systeme mit Kompositmaterialien, insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, sind daher auch therapeutisch bei der Reparatur von Schäden, insbesondere von Erosionen, an Knochen und Zähnen, insbesondere am Enamel, anzuwenden.

Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Systeme, bevorzugt der Systeme mit Kompositmaterialien, insbesondere solche Kompositmaterialien mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, zum Schutz vor und/oder zur Reparatur von Primärläsionen und/oder Initialkaries im Zahnschmelz und zu einer Versiegelung von Fissuren eingesetzt. Erfindungsgemäß können durch die erfindungsgemäße Verwendung Fissuren (d.h. die auf den Kauflächen der Backen- und Mahlzähne befindlichen spaltenförmigen Einziehungen) versiegelt und somit deren Kariesanfälligkeit vermindert werden.

Weiterhin führt die Verwendung der erfindungsgemäßen Systeme, sowie bevorzugt der Systeme mit Kompositmaterialien, insbesondere solcher mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, zu einer besseren mechanischen Resistenz, insbesondere dass das Ausmaß von Mikrokratzern, -kratern oder mechanischem Abrieb verringert wird.

Die erfindungsgemäße Verwendung führt zu einer besseren Resistenz gegenüber mechanischem Stress der Zähne, der neben Kauen auch insbesondere durch kräftiges Zähneputzen hervorgerufen werden kann. Eine Schädigung bzw. ein Abtrag von erweichtem Enamel kann so vermieden werden.

Aufgrund der positiven Eigenschaften der schwer wasserlöslichen Calciumsalz und/oder der Kompositmaterialien, umfassend diese, bevorzugt der Kompositmaterialien, insbesondere solcher mit einer Proteinkomponente ausgewählt aus Kollagen, Casein oder Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone, sind diese Systeme zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit der Zähne und der Zahngesundheit allgemein einzusetzen.

Das System kann dabei beispielsweise in Form von Pasten, flüssigen Cremes, Gelen oder Mundspülungen vorliegen. Selbst in flüssigen Zubereitungen verteilen sich die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien leicht, bleiben stabil dispergiert und neigen nicht zur Sedimentation.

Die folgenden Beispiele sollen den Erfindungsgegenstand näher erläutern: Beispiele

1. Herstellung von Kompositmaterialien durch Fällungsreaktionen in Gegenwart der

Proteinkomponenten 1.1 Herstellung eines Apatit-Protein-Komposits

Zur Herstellung des Apatit-Gelatine-Komposits wird 2000 ml demineralisiertes Wasser in einem auf 25 ⁰C thermostatisierten 4 I Becherglas vorgelegt, in denen 44.10 g (0.30 Mol) CaCI₂-2H₂O (Fisher Chemicals p.a.) gelöst werden. Getrennt davon werden in 350 ml demineralisiertem Wasser 35 g Gelatine (Typ AB, DGF-Stoess, Eberbach) bei etwa 50 ⁰C gelöst. Beide Lösungen werden vereinigt und stark mit einem Propellerrührer gerührt. Der pH-Wert wird mit verdünnter wässriger Base auf 7.0 eingestellt.

Zu dieser Gelatine- und Calciumsalzlösung werden unter starkem Rühren innerhalb von 120 min 300 ml_ einer 0.6 M (NH₄)₂HPO₄-Lösung, die vorher auf pH 7.0 eingestellt wurde, gleichmäßig zugegeben. Dabei wird der pH-Wert durch die geregelte Zugabe von verdünnter wässriger Base konstant auf pH 7.0 gehalten. Nach Beendigung der Zugabe wird weiter über 24 h gerührt.

Anschließend wird die Dispersion in Zentrifugenbecher gefüllt und der Feststoffanteil durch Zentrifugieren von der Lösung getrennt.

Das trockene Kompositmaterial, enthält 43 Gewichtsprozent organische, d.h. proteinische Anteile. Dieser Anteil wird durch Veraschen des Materials bei 800 ⁰C für 3 h oder aber durch die fachmännische Auswertung einer Thermogravimetrischen Messung oder durch Kohlenstoffverbrennungsanalyse (CHN) oder durch Kjeldal-Stickstoffanalyse bestimmt, wobei jeweils der Anteil der Ammoniumchlorid-Verunreinigung hinwegzurechnen ist.

Es resultiert ein vorwiegend plättchenförmiges Kompositmaterial.

2. Herstellung von Kompositmaterialien durch Einarbeitung von Dispersionen oberflächenmodifizierter Calciumsalze in Proteinkomponenten

2.1 Kompositmaterial aus Hydroxylapatit und Gelatine AB

Zunächst wurden getrennt die Lösungen A und B hergestellt.

Lösung A:

25.4 g Calciumnitrat-Tetrahydrat und 8.50 g Diammoniumhydrogenphosphat wurden jeweils in 100 g entionisiertem Wasser gelöst. Beide Lösungen wurden unter Ausbildung eines weißen Niederschlags zusammengegeben. Nach Zugabe von 10 ml 37 Gew.-%iger HCl erhielt man eine klare Lösung. Lösung B:

200 ml entionisiertes Wasser, 200 ml 25 Gew.-%ige wässrige Ammoniaklösung sowie 20 g Plantacare^® 1200 wurden zusammengegeben und auf 0⁰C im Eisbad abgekühlt. Unter Ausbildung eines Hydroxylapatit-Niederschlages gab man unter starkem Rühren Lösung A zu Lösung B. Nach Abziehen überschüssigen Ammoniaks wurde die Dispersion mittels Dialyse gereinigt. Am Rotationsverdampfer engt man die Dispersion durch Bestimmung der abgeschiedenen Wassermenge anschließend soweit ein, dass der Feststoffanteil in der Dispersion, berechnet als Hydroxylapatit, 7.5 Gew.-% betrug.

Diese Dispersion wurde bei Raumtemperatur zu 100 ml einer analog Beispiel 1.1 hergestellten 10 Gew.-%igen wässrigen Lösung von Gelatine Typ AB (Hersteller: DGF Stoess) zugegeben, dann auf 80⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur 5 Minuten gerührt. Anschließend ließ man die Masse unter Ausbildung des Kompositmaterials bei Raumtemperatur erstarren.

Claims

Patentansprüche

1. System, dadurch gekennzeichnet, dass es a) in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und b) nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze, umfasst.

2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser schwerlöslichen 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

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel vorwiegend stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig sind.

4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einzelner Kristallit eine Dicke im Bereich von 2 bis 50 nm und eine Länge im Bereich von 10 bis 150 nm, vorzugsweise eine Dicke von 2 bis 15 nm und eine Länge von 10 bis 50 nm; besonders bevorzugt eine Dicke von 3 bis 1 1 nm und eine Länge von 15 bis 25 nm, aufweist.

5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Teilchendurchmesser der Partikel im Bereich von unter 1000 nm, bevorzugt unter 300 nm vorliegt.

6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die plättchenförmigen Partikel eine Länge von 10 bis 150 nm und eine Breite von 5 bis 150 nm aufweisen.

7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel ein Verhältnis von Länge zu Breite von 1 bis 4, bevorzugt von 1 bis 3 , besonders bevorzugt zwischen 1 bis 2 aufweisen.

8. System 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.

9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallite oder Partikel der vorliegenden Calciumsalze von einem oder mehreren Oberflächenmodifikationsmitteln umhüllt sind.

10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Calciumsalze ausgewählt ist aus Phosphaten, Fluoriden und Fluorophosphaten, die wahlweise zusätzlich Hydroxyl- und/oder Carbonat-Gruppen enthalten können, insbesondere aus der Gruppe Hydroxylapatit und Fluorapatit.

11. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompositmaterial 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. eine Polymerkomponente, umfasst, wobei die Partikel im Kompositmaterial vorwiegend Stäbchen- und/oder plättchenförmig, bevorzugt vorwiegend plättchenförmig vorliegen.

12. System nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Polymerkomponente des Kompositmaterials ausgewählt ist aus einer Proteinkomponente, Polyelektrolyten und Polysacchariden.

13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Polyelektrolyte ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Polyasparaginsäuren, Alginsäuren, Pektinen, Desoxyribonukleinsäuren, Ribonukleinsäuren, Polyacrylsäuren und Polymethacrylsäuren.

14. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Polysaccharide ausgewählt sind aus Glucuronsäure- und/oder Iduronsäurehaltigen Polysacchariden, bevorzugt aus Glykosaminoglykanen, insbesondere ausgewählt aus Chondroitinsulfaten, Heparin und Hyaluronsäure, und Xanthan.

15. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Proteinkomponente ausgewählt ist aus Proteinen, Proteinhydrolysaten und Proteinhydrolysat-Derivaten.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Proteinkomponente ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, Keratin, Casein, Weizenprotein, Reisprotein, Sojaprotein, Mandelprotein und deren Hydrolysaten und Hydrolysat-Derivaten.

17. System nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das die genannte Proteinkomponente ausgewählt ist aus Kollagen, Gelatine, Casein und deren Hydrolysaten, bevorzugt Gelatine, besonders bevorzugt Gelatine vom Typ A, B oder AB, insbesondere Gelatine vom Typ Acid bone.

18. System nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Proteinkomponenten im Kompositmaterial zwischen 0,1 und 80 Gew.-%, bevorzugt zwischen 10 und 60, insbesondere zwischen 30 und 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompositmaterials beträgt.

19. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Fluorid enthalten sind.

20. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schwer wasserlöslichen Calciumsalze ausgewählt sind aus Calciumchlorid, Calciumsulfat, Calciumlactat, Calciummalat, Calciumcitrat und Calciumnitrat.

21. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht schwer wasserlöslichen Phosphatsalze ausgewählt sind aus Ammonium-, Alkali- und/oder Erdalkalimetallsalzen, insbesondere Na₃PO₄, NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, K₃PO4, K₂HPO₄, KH₂PO₄, (NH₄)₃PO₄ sowie deren Mischsalzen.

22. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalz in einer Konzentration von mindesten 0,1 mM, bevorzugt 0,5 mM, insbesondere bevorzugt mindestens 1 mM vorliegt.

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Calciumsalz in einer Konzentration von mindestens 1 ,5 mM, bevorzugt von mindestens 1 ,8 mM vorliegt.

24. System nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass Natriumionen zu mindestens 1 ,7 mM, Kaliumionen zu mindestens 10 mM, Phosphationen zu mindestens 0,9 mM, Chloridionen zu mindestens 20 mM enthalten sind.

25. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das System zusätzlich mindestens einen weiteren Bestandteil ausgewählt aus der Gruppe gebildet aus Feuchthaltemitteln und Verdickungsmitteln umfasst.

26. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchthaltemittel ausgewählt sind aus Sorbit und Glycerin.

27. System nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdickungsmittel ausgewählt sind aus Cellulose und/oder ihren Derivaten, insbesondere Methylcellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosenitrat, Carboxymethylcellulose, bevorzugt Carboxymethylcellulose, und Stärkeethern, insbesondere Hydroxyethylstärken.

28. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine erste Komponente und eine zweite Komponente umfasst, wobei die erste Komponente in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, umfasst und die zweite Komponente nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze umfasst.

29. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Wasser schwerlösliche Calciumsalze und/oder Kompositmaterialien, umfassend diese, und die nicht schwer wasserlösliche Calcium- und/oder Phosphatsalze, im Wesentlichen getrennt vorliegen.

30. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten nacheinander angewendet werden.

31. System nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten vor und/oder während der Anwendung vermischt werden.

32. System nach Anspruch 29 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Komponente verkapselt vorliegt.

33. System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt der Kapseln durch die Einwirkung von einem oder mehreren Einflussfaktoren wie Druck, Temperatur, mechanischer oder Strahlenbelastung oder einem Katalysator bzw. Initiator (chemisch oder enzymatisch) zumindest teilweise freigesetzt wird.

34. System nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln eine Größe zwischen 0,001 und 10000 μm, bevorzugt 0,01 und 1000 μm, besonders bevorzugt bis 100 μm, insbesondere bis 10 μm, ganz besonders bevorzugt bis 1 μm aufweisen.

35. System nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapseln aus Polymeren hergestellt werden.

36. System nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere ausgewählt sind aus tierischen Polymeren, insbesondere ausgewählt aus Gelatine, Albumin, Casein.

37. System nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere ausgewählt sind aus pflanzlichen Polymeren, insbesondere ausgewählt aus Cellulose und/oder ihren Derivaten, insbesondere ausgewählt aus Methylcellulose, Ethylcellulose, Celluloseacetat, Cellulosenitrat und Carboxymethylcellulose.

38. System nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymere ausgewählt sind aus synthetischen Polymeren, insbesondere ausgewählt aus Polyamiden, Polyethylenglycolen, Polyurethanen und Epoxidharzen.

39. System nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkapselung in Vesikeln, insbesondere Liposomen, erfolgt.

40. System nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Vesikel gebildet sind aus Lipiden, insbesondere Phospholipiden und/oder hauteigene bzw. hautähnlichen Lipiden.

41. System nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Vesikel gebildet sind aus Glycero-Phospholipiden, Sphingolipiden, bevorzugt aus 1 ,2-bis(Palmitoyl)-sn-gylcero-3- phosphocholin (DPPC) und 1 ,2-bis(Myristoyl)-sn-glycero-3-phosphocholin (DMPC).

42. System nach einem der Ansprüche 28 bis 33 und 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkapselung in Mizellen und/oder Vesikeln, gebildet aus Tensiden, bevorzugt anionischen, amphoteren und/oder nichtionischen Tensiden, erfolgt.

43. System nach Anspruch 42, dass als nichtionische Tenside Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylester und/oder Saccharosediester eingesetzt werden.

44. Verwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Behandlung, Reinigung und / oder Pflege der Zähne, insbesondere zur Neo- bzw. Remineralisierung.

45. Verwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Herstellung von Zusammensetzungen zur Festigung des Zahnschmelzes.

46. Verwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Herstellung von Zusammensetzungen für die Behandlung von Zahn- oder Knochendefekten.

47. Verwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Beschichtung von Implantaten, Zahnklammern, Zahnspangen und/oder Brackets.

48. Verwendung eines Systems gemäß einem der Ansprüche 1 bis 43 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.

49. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass unter den genannten äußeren Einflüssen Angriffe durch Säuren, insbesondere auf Grund von bakterieller Aktivität oder der Einwirkung von Säuren aus Nahrungsmitteln, zu verstehen sind.

50. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu einer Verringerung bzw. Inhibierung der Demineralisierung der Zähne führt.

51. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu einer Versiegelung von Fissuren führt.

52. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte therapeutische und/oder präventive Behandlung zum Schutz vor und/oder zur Reparatur von Primärläsionen und/oder Initialkaries im Zahnschmelz führt.

53. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die therapeutische Behandlung zur Reparatur von Erosionen in Knochen und Zähnen, insbesondere im Zahnschmelz, führt.

54. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu einer Kariesprophylaxe führt.

55. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zur Glättung der Zahnoberfläche führt.

56. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit der Zähne führt

57. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte therapeutische und/oder präventive Behandlung zur Verbesserung der Zahngesundheit allgemein führt.

58. Verwendung eines Systems nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Schutz und/oder die genannte präventive Behandlung zu besserer mechanischer Resistenz führt, insbesondere dass das Ausmaß von Mikrokratzern, -kratern oder mechanischem Abrieb verringert wird.

59. System nach einem der Ansprüche 1 bis 43 zur Induktion oder Förderung der Neubildung von Knochengewebe.