Жевательная резинка, отбеливающая зубы - RU2297772C2

Описание

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область изобретения

В широком смысле данное изобретение касается композиции для жевательной резинки, которая при жевании удаляет пятна и отбеливает зубную эмаль.

2. Прототипы

Зуб состоит из внутреннего слоя и внешнего слоя твердой эмали, который является защитным слоем зуба. Эмалевый слой зуба имеет естественный непрозрачный белый или слегка отличный от белого цвет. Именно этот эмалевый слой может покрываться пятнами или менять цвет. Эмаль зуба состоит из кристаллов минерала гидроксиапатита, которые создают в некоторой степени пористую поверхность. Считается, что именно такая пористая природа эмали позволяет красящим агентам и веществам, изменяющим окраску, проникать в эмаль и менять цвет зуба.

Многие вещества, с которыми ежедневно контактирует человек, могут "окрашивать" или снижать "белизну" его зубов. В частности, пищевые, табачные продукты и жидкости, такие как чай и кофе, имеют тенденцию окрашивать зубы. Данные продукты или вещества накапливаются на эмали зуба и образуют на зубах слой пленки. Затем такие окрашивающие или загрязняющие вещества могут проникать через слой эмали.

Большинство людей в западных странах считают очень желательным иметь чистые белые зубы. Тускло выглядящие, окрашенные зубы являются социально нежелательными с точки зрения косметического внешнего вида, а также как показатель плохой гигиены полости рта.

На рынке существуют зубные пасты для домашнего применения, в состав которых входит 1-3 мас. % пероксидных соединений, таких как пероксид водорода, применение которых при чистке зубов щеткой дает отбеливание или удаление пятен. Однако такие композиции зубных паст обычно не используют вне дома.

Жевательная резинка, удаляющая пятна с зубов, которая помогает сохранить белизну зубов, имеет широкую привлекательность для широкой публики. Этот продукт, вероятно, особо полезен и удобен для применения сразу после употребления пищи, вызывающей окрашивание, кофе, чая, красного вина и табачных продуктов. Так как жевание резинки доставляет удовольствие, обычно люди жуют в течение гораздо больших периодов времени, чем отводят на чистку зубов щеткой или зубной нитью. Кроме того, жевательная резинка является особо полезной для использования, если невозможно или неудобно почистить зубы щеткой.

В данной области хорошо известно, что в композиции для жевательных резинок добавляют минеральные адъюванты, действующие как чистящие и полирующие агенты, например, US 4828820, 4170632 (карбонат кальция); US 4400372 (кальцинированный каолин) и US 3590120 (силикат циркония). Присутствие минеральных адъювантов проблематично, так как подобные адъюванты применяют при высоких концентрациях порядка 10-40 мас. %, и, как обнаружено, они являются чрезмерно грубыми для зубной эмали.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно настоящему изобретению предлагается композиция для жевательной резинки, способная отбеливать зубы и удалять с них пятна, которая включает жевательную резинку, содержащую примерно от 0,5 до 3,0 мас. % частиц диоксида кремния, причем указанные частицы могут представлять собой осажденные частицы, силикагель или их комбинацию, содержащую примерно от 5 до 35 мас. % воды и имеющую:

(i) средний размер частиц примерно от 5 до 12 микрон;

(ii) твердость по Einlehner от 1 до примерно 20;

(iii) величину абсорбции масла от примерно 40 до величины менее 100 см³/100 г;

(iv) площадь поверхности по БЭТ от 100 до 700 м²/г диоксида кремния.

Средний размер частиц измеряют, используя анализатор размера частиц Malvern, Model Mastersizer S, Malvern Instruments, Inc., Southborough, MA 01772, в котором луч газового (гелий-неон) лазера пропускают через прозрачную ячейку, которая содержит суспендированные в водном растворе частицы диоксида кремния. Лучи света, которые пронизывают частицы, рассеиваются внутри углов, которые обратно пропорциональны размеру частиц. Решетка фотодетектора измеряет количество света при нескольких предварительно заданных углах. Затем электрические сигналы, пропорциональные измеренным величинам светового потока, обрабатывают при помощи микрокомпьютерной системы, опираясь на предсказанную картину рассеивания от теоретических частиц, которая установлена по показателям преломления образца и водного диспергирующего агента, для определения распределения размера частиц диоксида кремния.

Величину твердости по Einlehner получают, используя машину для теста на истирание Einlehner At-1000 Abrader, измеряя мягкость диоксида кремния следующим образом: Fourdrinier латунное проволочное сито взвешивают и подвергают воздействию 10% водной суспензии диоксида кремния при заданном числе вращений. Величину твердости выражают в миллиграммах как потерю массы Fourdrinier проволочного сита на 100000 вращений.

Площадь поверхности по БЭТ определяют методом абсорбции азота по БЭТ, описанным в Brunauer и др., J. Am. Chem. Soc., 60, 309 (1938). БЭТ-измерение проводят, используя ускоренный анализатор площади поверхности и порометрии (ASAP 2400) от Micromeritics Instrument Corporation, Norcross, Georgia 30093. Перед измерением образец дегазируют в вакууме при 350^оС в течение минимум 2 час.

Величины абсорбции масла измеряют, используя ASTM-способ вытирания D281. Все измеряемые величины содержания являются массовыми величинами от общей массы композиции, если не указано иное. Кроме того, все измерения проводят при 25°С, если не указано иное.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Диоксид кремния, используемый для получения композиций отбеливающих зубы жевательных резинок согласно настоящему изобретению, содержит осажденные или коллоидные частицы диоксида кремния со средним размером частиц в диапазоне примерно от 3 до 12 мкм и более предпочтительно примерно от 5 до 10 мкм и рН в диапазоне от 4 до 10, предпочтительно от 6 до 9, при измерении, например, в 5 мас. % суспензии.

Диоксид кремния, используемый для получения композиций жевательных резинок по изобретению, отличается величиной абсорбции масла, которая составляет менее 100 см³ /100 г диоксида кремния и предпочтительно находится в диапазоне от 45 см³/100 г диоксида кремния и менее 70 см³/100 г диоксида кремния.

Диоксид кремния, особо полезный в практике настоящего изобретения, выпускается под товарным наименованием Zeodent 105 от J. M. Huber Co., Atlanta, GA 30327. Примером такого диоксида кремния является Zeodent DP105, осадок диоксида кремния, имеющий содержание воды 5 мас. %, средний диаметр примерно от 7 до 10 мкм, твердость по Einlehner 5, площадь поверхности по БЭТ 390 м²/г диоксида кремния, абсорбцию масла менее 70 см³/100 г диоксида кремния. Данный диоксид кремния демонстрирует низкое истирание зубной эмали.

Абразивный диоксид кремния можно использовать как единственный абразивный материал при получении жевательной резинки по изобретению или в комбинации с другими известными абразивными материалами для зубных паст или полирующими агентами, включая карбонат кальция, бикарбонат натрия, метафосфат натрия, метафосфат калия, трикальцийфосфат, дигидратированный дикальцийфосфат, бентонит или другие кремнистые материалы, или их комбинации.

Общее количество абразивного диоксида кремния, присутствующего в композиции для жевательной резинки по изобретению, составляет концентрацию примерно от 0,2 до 5,0 мас. %, предпочтительно примерно от 1,0 до 3 мас. %.

Кроме диоксида кремния композиция для жевательной резинки по изобретению содержит дополнительные ингредиенты, встречающиеся в композициях обычных жевательных резинок, в обычных концентрациях. Жевательная резинка, используемая в отбеливающей зубы композиции по изобретению, предпочтительно представляет собой жевательную резинку, не содержащую сахара, так как жевательные резинки, не содержащие сахара, не способствуют разрушению зубов. Рецепты жевательных резинок хорошо известны в данной области и в дополнение к основе жевательной резинки обычно содержат один или более пластификаторов; по меньшей мере один подслащающий агент и по меньшей мере один ароматизатор.

Материалы основы резинок, подходящие для применения в практике настоящего изобретения, хорошо известны в данной области и включают основы из природных или синтетических смол или их смесей. Типичные природные смолы или эластомеры включают чикл, природный каучук, желутонг, балату, гуттаперчу, lechi caspi, sorva, guttakey, crown gum, perillo или их смеси. Типичные синтетические смолы или эластомеры включают бутадиен-стирольные сополимеры, полиизобутилен и изобутилен-изопреновые сополимеры.

Для использования в настоящем изобретении подходят пластифицирующие/размягчающие агенты, обычно используемые в композициях для жевательных резинок, включая желатин, парафины и их смеси в количествах от 0,1 до 5,0 мас. %.

Ингредиент-подслащающий агент, используемый в практике настоящего изобретения, может быть выбран из широкого диапазона веществ. Сыпучие подслащающие агенты, такие как мальтоза, включая частично гидролизованный крахмал, твердые вещества кукурузного сиропа, и сахарные спирты, такие как сорбит, ксилит, маннит и их смеси, и искусственные подслащающие агенты высокой интенсивности, такие как растворимые соли сахарина, например натриевые или кальциевые соли сахарина, соли цикламата, такие как натриевая соль и ей подобные, и свободная кислотная форма сахарина; подслащающие агенты на основе дипептидов, такие как метиловый эфир L-аспартил-L-фенилаланина и ацесульфамкалий. Сыпучий подслащающий агент присутствует в композиции для жевательной резинки согласно настоящему изобретению в количестве примерно от 40 до 80 мас. % и предпочтительно примерно от 50 до 75 мас. %. Искусственный подслащающий агент высокой интенсивности присутствует в композиции для жевательной резинки согласно настоящему изобретению в количестве примерно от 0,1 до 2 мас. % и предпочтительно примерно от 0,3 до 1 мас. %.

Кроме перечисленных выше ингредиентов композиции резинок могут также включать обычные добавки, такие как красители, ароматизаторы и им подобные вещества. Например, в качестве красителя можно использовать диоксид титана. Можно использовать разнообразные ароматизаторы, известные в данной области, включая эфирные масла, такие как коричное, масло мяты колосовой, мяты перечной, ментоловое, березовое, анисовое и им подобные; природные фруктовые ароматизаторы, производные эссенций из фруктов, таких как яблоко, груша, персик, земляника, вишня, абрикос, апельсин, арбуз, банан и им подобные; ароматизаторы, получаемые из зерен, таких как кофе, какао и им подобные. Ароматизаторы включают в состав жевательных резинок в концентрации примерно от 0,5 до 5 мас. % и предпочтительно от 1 до 3 мас. %.

Другими агентами, которые можно включать в композиции для жевательных резинок согласно настоящему изобретению, являются агенты против неприятного запаха и включают растворимые в воде соли цинка (с растворимостью по меньшей мере 1%), в частности хлорид цинка, ацетат цинка, цитрат цинка и глюконат цинка. Соль цинка присутствует в количествах, которые обеспечивают примерно от 0,01 до 1 мас. % ионов цинка и предпочтительно примерно от 0,02 до 0,06 мас. % ионов цинка. В композициях для жевательных резинок по изобретению могут также присутствовать фосфатные соли против образования камней. Фосфатные соли включают пирофосфаты, полифосфаты, полифосфонаты и их смеси. Соли пирофосфатов, особо полезные в композициях для жевательных резинок по изобретению, включают ди(щелочной метал)пирофосфаты, тетра(щелочной метал)полифосфаты и их смеси. Тетранатрийпирофосфат, тетракалийпирофосфат и натрийтриполифосфат представляют собой предпочтительные фосфатные соли. Фосфатные соли могут присутствовать в композициях для жевательных резинок по изобретению в концентрациях примерно от 0,5 до 7 мас. % и предпочтительно примерно от 2 до 3 мас. %.

Методика получения композиции для жевательной резинки является следующей: сначала основу для резинки плавят в нагреваемом котле при 55-65^оС. Затем добавляют к основе один или более подслащающих агентов, затем один или более ароматизаторов, цинковые и фосфатные соли, диоксид кремния и пластификаторы или размягчающие агенты. Затем все ингредиенты смешивают в течение достаточного периода времени для получения соответствующей дисперсии. Затем смеси дают охладиться и разрезают на куски подходящего размера.

Следующие примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение, но подразумевается, что изобретение не ограничено ими. Все указанные здесь и в приложенной формуле изобретение количества и соотношения являются массовыми.

Примеры

Получают две жевательные резинки, обозначенные "жевательная резинка А" и "жевательная резинка В", содержащие осажденный диоксид кремния, Zeodent DP 105 в концентрациях 2 и 1 мас.%, соответственно. Ингредиенты жевательной резинки А перечислена ниже в таблице I. Жевательная резинка В содержит те же ингредиенты, что и жевательная резинка А, за исключением того, что 1 мас.% Zeodent DP 105 заменен на 1 мас.% сорбита.

Для сравнения получают жевательную резинку С, содержащую те же ингредиенты, что и жевательная резинка А, за исключением того, что 2 мас.% Zeodent DP 105 заменено на 2 мас.% сорбита.

Для оценки эффективности отбеливания жевательных резинок А, В и С вырезают из бычьих резцов квадраты зубной эмали ее стороной 4 мм и вправляют в прозрачную литую полиэфирную смолу, получая блоки площадью 1,5 см² с открытой губной поверхностью. Для того чтобы сделать зубные поверхности более похожими на естественные зубы и способствовать образованию окрашивания эмали, образцы травят в течение 60 с в 0,2 М HCl, а затем в заключение травят 1% фитиновой кислотой в течение 60 с. Травленые образцы ополаскивают деионизованной водой и прикрепляют к красильному аппарату, оборудованному лотком, предназначенным для проведения чередующегося погружения образцов в лоток, который содержит красящий бульон, с последующей сушкой образцов на воздухе при вращении с постоянной скоростью 1,5 оборота в минуту.

Красящий бульон получают, добавляя 1,02 г растворимого кофе, 1,02 г растворимого чая, 10 мл красного вина и 0,75 г желудочного муцина к 250 мл стерилизованного триптиказного соевого бульона, к которому также добавляют 50 мл 24-часовой культуры Micrococcus luteus. Этот аппарат с прикрепленными к нему образцами эмали помещают в инкубатор при 37°С с непрерывным чередующимся перемещением образцов в бульон и на воздух. Красящий бульон заменяют каждые 24 час. При каждой замене бульона лоток и образцы ополаскивают деионизованной водой, и образцы чистят зубной щеткой для удаления не связанных отложений. Ежедневные замены бульона продолжаются в течение 10-14 дней до достаточного потемнения образцов (оценка L*˜35). Затем образцы вынимают из красящего бульона, тщательно чистят щеткой с деионизованной водой и охлаждают в установке для увлажнения воздуха до использования.

Интенсивность внешнего окрашивания зубов измеряют, снимая показания цвета при помощи спектрофотометра Minolta. Кроме полного видимого цветового спектра получают измерения, используя цветовую шкалу CIELAB. Данная шкала количественно определяет цвет по 3 параметрам, L* (шкала светлости-темноты), a* (красно-зеленая насыщенность цвета), b* (желто-синяя насыщенность цвета). Для получения воспроизводимых показаний перед проведением измерений образцы окрашенной эмали оставляют сушиться на воздухе при комнатной температуре в течение 30 мин.

Измерения проводят, накладывая центр 4 мм квадратного сегмента окрашенной эмали непосредственно на заданное отверстие с диаметром 3 мм спектрофотометра Minolta®. Для каждого образца берут среднее из 3 показаний с использованием шкалы L*a*b*.Перед обработкой определяют исходные оценки окрашивания L*a*b* образцов зубов и используют их для стратификации зубов в пропорциональные группы. Для обработки образцов зубов при помощи исследуемой жевательной резинки используют жевательное устройство такого типа, как описано в работе Kleber и др., J. Dent. Res. 60:109:114 (1981), предназначенное для симуляции жевания человеком жевательной резинки. Для исследования окрашенный образец зуба помещают в нижний и верхний держатели данного устройства. Затем 15 мл свежестимулированной слюны человека, появляющейся от жевания парафина, помещают в резервуар устройства и нагревают до 37°С. Слюну и жевательную резинку поддерживают при температуре тела для должного соответствия жеванию в течение механического жевания, когда температура слюны достигает должного значения, 3 кусочка (примерно 5 г) жевательной резинки вставляют между определенным образом расположенными лопастями непосредственно выше нижнего образца зуба; два тестируемых зуба обрабатывают жевательной резинкой в течение 20, 60 и 120 мин. Через каждые 20 мин используют свежую резинку и слюну, воспроизводя среднее время, в течение которого обычно жуют резинку.

После каждого 20-минутного периода обработки образцы ополаскивают, дают им высохнуть на воздухе и снимают показания цвета. После последней обработки образцы шлифуют пемзой, используя кусок для ручной обработки зубов, очищая с зубов все остаточное окрашивание, затем снова снимают показания цвета. Данная конечная стадия дает значение для каждого образца, которое представляет максимальную количественную величину окрашивания, которое потенциально можно удалить при помощи исследуемой жевательной резинки.

Расчеты окрашивания:

Полное изменение цвета окрашенных зубов рассчитывают, используя уравнение CIELAB: =[(*)²+(*)²+(*)²]^1/2. Индивидуальные компоненты шкалы L*a*b* представляют специфические изменения белизны (L*), красного-зеленого цвета (a*) и желтого-синего цвета (b*). Значение суммирует полное изменение для каждого цветового фактора (*, * и *) и представляет способность исследуемой жевательной резинки удалять пятна и отбеливать зубы. Данные рассчитывают и определяют следующим образом:

- удаленное окрашивание = оценка после обработки;

- имеющееся общее окрашивание = оценка после обработки и шлифования пемзой;

- % удаленного окрашивания = "удаленное окрашивание", деленное на "имеющееся общее окрашивание".

Средние оценки цвета L*a*b* для внешнего окрашивания зубов в исходной точке и после механического жевания 3 исследуемых резинок в течение 20, 60 и 120 мин приведены ниже в таблице II. Исходные данные (время 0) показывают, что перед обработкой все группы хорошо сбалансированы по каждому цветовому фактору. Ниже в таблице III представлены соответствующие рассчитанные изменения по каждому цветовому фактору для разных периодов обработки путем жевания. Жевательные резинки А и В повышают белизну зубов (большее *) значительно лучше, чем контрольная резинка С, через 60 и 120 мин обработки. Также эти жевательные резинки существенно более эффективны в уменьшении коричневого цвета (большее *), чем контрольная резинка С.

Общее количество удаленного окрашивания, которое определяют по общему изменению цвета (Е), приведено ниже в таблице IV, где показано, что все 3 жевательные резинки в значительной степени эффективны в удалении некоторого окрашивания с зубов через 20, 60 и 120 мин обработки. Однако жевательные резинки А и В статистически более эффективны, чем контрольная резинка С, в удалении окрашивания и отбеливании зубов через 60 и 120 мин обработки. Время обработки 120 мин является типичным для жевания человеком резинки, три раза по 20 мин каждый раз. Так как человеческий глаз может визуально отмечать различие цвета Е от 1 или более, количество удаленного при жевании резинки окрашивания, в особенности для образцов А и В, является очень заметным изменением.

Для расчета процента окрашивания, удаленного при помощи жевательных резинок, все оставшееся окрашивание на исследуемых зубах удаляют путем шлифования их пемзой до полной чистоты. Затем рассчитывают среднюю максимальную оценку Е, и она представляет общее количество удаляемого окрашивания на исследуемых зубах. На основании данной оценки (смотри таблицу IV) жевательная резинка С удаляет 5, 6 и 10% окрашивания зубов после механического жевания в течение 20, 60 и 120 мин, соответственно, тогда как жевательная резинка А снижает окрашивание на 10, 18 и 24% за те же периоды времени. Жевательная резинка В статистически эквивалентна жевательной резинке А и удаляет 6, 15 и 21% окрашивания через 20, 60 и 120 мин обработки. Оценки снижения окрашивания демонстрируют также, что жевательные резинки А и В существенно более эффективны, чем контрольная резинка С. Предыдущие тесты с механической чисткой щеткой аналогично окрашенных зубов с использованием коммерческих зубных паст в течение примерно 5 мин дают снижение окрашивания примерно на 25-50%. Таким образом, жевательные резинки А и В приближаются к эффективности зубных паст по удалению окрашивания с зубов.

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к композиции жевательной резинки. Композиция жевательной резинки содержит 20-40 мас.% основы жевательной резинки, 0,5-3,0 мас.% частиц диоксид кремния, водорастворимую соль цинка с растворимостью по меньшей мере 1% в количестве, которое обеспечивает присутствие в композиции 0,01-1 мас.% ионов цинка, и остаток композиции, включающий пластификаторы, подслащающие агенты и ароматизаторы. При этом указанные частицы диоксида кремния содержат 5-35 мас.% воды и имеют средний размер частиц примерно от 5 до 12 мкм, твердость по Einlehner от 1 до примерно 20, величину абсорбции масла примерно от 40 до величины менее 100 см³/100 г, площадь поверхности по БЭТ от 100 до 700 м²/г диоксида кремния. Жевательная резинка препятствует зловонному дыханию и удаляют пятна с поверхности эмали зубов. 6 з.п. ф-лы, 4 табл.

Формула