包含氟化物源和牙膏摩擦剂二氧化硅但不含烷基硫酸盐和正磷酸盐的牙膏组合物

摘要

本发明描述了一种抗牙侵蚀和/或牙磨损的牙膏组合物，该组合物包含氟离子源和牙膏摩擦剂二氧化硅，牙膏的相对牙本质磨损(RDA)值为20－60，pH在6.5－7.5的范围内，不含正磷酸盐缓冲剂或水溶性C10－18烷基硫酸盐。

说明书

本发明涉及抗(即预防、抑制和/或治疗)牙侵蚀和/或牙磨损的口 腔护理组合物。

牙结石主要由羟基磷灰石钙Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂组成，羟基磷灰石 钙可部分被阴离子(例如碳酸根离子或氟离子)和阳离子(例如锌离子 和镁离子)所取代。牙结石也含有非磷灰石矿物相，例如磷酸八钙和 碳酸钙。

龋齿可导致发生牙丧失，它是一种多因素疾病，其中细菌产酸， 例如乳酸使得下表面脱矿质(并不完全再矿化)，导致进行性组织丧 失，最终形成龋洞。菌斑生物膜的存在是必要条件，当易发酵糖类， 例如蔗糖水平持续上升一段时间，产酸细菌例如变形链球菌(S.mutans) 可变成致病菌。

即使没有患病，酸侵蚀和/或物理磨损可导致发生牙体硬组织丧 失；现相信这些过程是协同进行的。牙体硬组织暴露在酸中引起脱 矿质，导致表面软化、矿物密度降低。在正常生理条件下，脱矿质 组织通过唾液的再矿化作用进行自我修复。唾液对钙和磷酸是过饱 和的，健康人分泌唾液目的在于洗去酸侵蚀，调高pH以改变平衡使 矿物沉积。

牙侵蚀是包含脱矿质的一种表面现象，最终导致牙齿表面溶解 (由酸引起，并不来源于细菌)。酸最普遍来源于饮食，例如来自水果 或碳酸饮料的柠檬酸、来自可乐饮料的磷酸以及来自香醋汁的醋酸。 反复接触由胃产生的盐酸(HCl)也可引起牙侵蚀，该盐酸通过自然反 应例如胃食管反流或通过食欲过盛患者遭受的诱导反应进入口腔。

牙磨损是由磨耗和/或摩擦引起的。当牙齿表面彼此摩擦时发生 磨耗，即两体磨损形式。人群中常常观察到的一个明显实例就是夜 磨牙症，即一种磨牙习惯，其作用力大，以加速磨损为特征，特别 是在咬合面上。三体磨损常常导致发生摩擦，最常见的实例是与使 用牙膏刷牙有关。市售牙膏对完全矿物化的牙釉质所引起的磨损水 平已降至最低，很少或没有临床后果。然而，如果牙釉质暴露在侵 蚀环境下已脱矿质、软化了，牙釉质对牙磨损将变得更加敏感。牙 本质比牙釉质更软，因此对磨损更加敏感。牙本质暴露的人应该避 免使用摩擦剂含量高的牙膏，例如那些基于铝的牙膏。再者，由于 侵蚀造成的牙本质软化将增加组织对磨损的敏感性。

牙本质是极为重要的组织，根据其位置在体内通常被牙釉质或 牙骨质所覆盖，即分别指代牙冠对牙根一样。牙本质与牙釉质相比 有机质含量更高，其结构特征在于存在充满流体的小管，该小管从 牙本质-牙釉质表面或牙本质-牙骨质接合处流经至成牙质细胞/牙髓接 触面。广泛公认牙本质过敏症的起因涉及暴露小管中流体流动变化(流 体动力学理论)，导致被认为位于成牙质细胞/牙髓接触面附近的机械 感受器受到刺激。并不是所有暴露的牙本质都是敏感的，因为牙本 质通常被涂层(咬合混合物)所覆盖，咬合混合物主要包含来源于牙本 质自身的矿物和蛋白质，但也含有来源于唾液的有机成份。随着时 间推移，小管腔堆满的矿物化组织越来越多。为了适应牙髓外伤或 化学刺激而形成修复的牙本质，这点也得到很好的证明。但是，侵 蚀能够去除涂层和小管“填料”，引起牙本质流体向外流动，使得 牙本质对外界刺激(例如热、冷和压力)更加敏感。如前所述，侵蚀也 能使得牙本质表面对磨损更加敏感。另外，随着暴露小管直径增加， 牙本质过敏症加剧，并且因为小管直径朝成牙质细胞/牙髓接触面方 向增加，所以不断递增的牙本质磨损能导致过敏症上升，特别是在 牙本质快速磨损的情况下。

侵蚀和/或酸介导磨损造成保护性牙釉质层丧失，暴露出下面的 牙本质，因此是牙本质过敏症发生的主要病因学因素。

现主张对饮食酸摄取的增加以及减少正餐次数伴随牙侵蚀和牙 磨损发病率的上升。由此看来，将有利于帮助口腔护理组合物预防 牙侵蚀和牙磨损。

口腔护理组合物通常含有促进牙齿再矿化和增强牙体硬组织耐 酸性的氟离子源。为了产生疗效，氟离子必须能被正接受治疗的牙 体硬组织摄取。然而，牙膏的某些成份例如二氧化硅摩擦剂能干扰 摄取，从而降低了自由可用氟离子的摄取量。

解决该问题的一个办法于美国专利4340583(Huber)中所建议， 该专利描述了一种牙膏组合物，其包含氟离子源，配以经特别处理 与氟离子具有良好相容性的二氧化硅摩擦剂。这种组合物的pH在4- 8范围内，优选6.5-7.5，并且含有可溶性磷酸盐表膜渗透剂，优选的 实例为正磷酸盐。实施例11描述了一种具有低摩擦剂水平的牙膏， 该牙膏含有作为表面活性剂的烷基硫酸钠。

另一个解决办法于WO01/66074(Colgate)中所建议，该专利推 荐氟化物源应当储存在碱性pH下(避免与二氧化硅摩擦剂相互作用， 该作用可在酸性pH下发生)，但是为了提高牙釉质对氟离子的摄取， 应当在酸性pH下吸收氟离子。这可通过使用两相成份牙膏来实现， 一相为碱性且含有氟离子，另一相为酸性且含有磷酸根离子，在使 用前将两者混合，提供一种酸的磷酸盐氟化物组合物(pH 4-6)。

WO 04/012693(Colgate)描述了一种牙膏组合物，其脱敏作用与 牙齿加氟作用和再矿化作用得到提高，其强化作用显然可通过氟离 子与钾盐相结合来实现，该组合物的pH在7.5-9范围内，且用碱金 属磷酸盐缓冲。

本发明提供一种对抗日益普遍的牙侵蚀和/或牙磨损问题的牙膏 组合物，该组合物包含氟离子源和牙膏摩擦剂二氧化硅，牙膏的相 对牙本质磨损(Relative Dentine Abrasivity，RDA)值为20-60，pH在 6.5-7.5范围内，且不含正磷酸盐缓冲剂或水溶性C_10-18烷基硫酸盐。

涉及的pH是指当牙膏组合物用水按1∶3重量比匀浆时所测得的 pH。

本发明的组合物对于抗牙侵蚀特别有益，因为它们不仅能够加 固牙齿从而保护牙齿抵抗酸侵蚀，而且能够再加固由酸侵蚀造成的 软化牙釉质。

此外，由于本发明组合物的低磨损度、实质上中性pH和不含常 用于口腔组合物的C_10-18烷基硫酸盐强表面活性剂(例如月桂基硫酸 钠)，所以本发明的组合物并不会使与牙侵蚀和牙磨损相关的问题加 以恶化。

因此，本发明的组合物具有有效再矿化和加固牙齿的优点，从 而提供保护牙齿抵抗牙侵蚀和/或牙磨损和治疗牙侵蚀和/或牙磨损。

本发明的组合物也可用于预防和治疗龋齿和/或牙齿过敏症。

本发明组合物中使用的合适氟离子源包括碱金属氟化物(例如氟 化钠)、碱金属单氟磷酸盐(例如单氟磷酸钠)、氟化亚锡或氟化胺， 提供的氟离子量为25-3500pm，优选100-1500ppm。优选的氟化物源 为氟化钠，例如配方可含有0.1-0.5％重量，例如0.205％重量(等于 927ppm的氟离子)、0.2542％重量(等于11 50ppm的氟离子)或0.315％ 重量(等于1426ppm的氟离子)的氟化钠。

合适的本发明组合物并不包括能降低自由氟离子利用率的钙 盐。

合适的牙膏摩擦剂二氧化硅的实例包括市面上Huber、Degussa、 Ineos和Rhodia公司各自销售的Zeodent、Sident、Sorbosil或Tixosil(商 品名)。二氧化硅摩擦剂应足量存在以确保牙膏的RDA在20-60之间， 优选在25-50之间，更优选在25-40之间，以确保牙膏适当清洁牙齿 的同时，并不助长牙齿磨损，特别是遭受牙侵蚀或由酸侵蚀导致软 化的牙齿。

通常，二氧化硅摩擦剂最多占总组合物重量的15％，例如总组 合物重量的2-10％，优选至少5％，例如5-7％，特别是6％。降低二 氧化硅摩擦剂水平优点在于，不仅降低了牙膏的磨损度，而且使摩 擦剂与氟离子的相互作用降至最低，从而提高了自由氟离子的利用 率。

本发明中使用的合适表面活性剂包括两性表面活性剂，例如长 链烷基甜菜碱，例如市面上Albright&Wilson公司销售的‘Empigen BB’(商品名)，优选长链烷基酰胺烷基甜菜碱，例如椰油酰胺丙基 甜菜碱，或低离子表面活性剂，例如甲基椰油基牛磺酸钠，即Croda 公司销售的Adinol CT(商品名)，或者它们的混合物。

两性表面活性剂可作为单一表面活性剂单独使用或可结合低离 子表面活性剂一起使用。

合适的表面活性剂的含量为总组合物重量的0.1-10％，优选0.1- 5％，更优选0.5-1.5％。

牙膏组合物的pH在6.5-7范围内，合适的pH为6.8-7.2，例如 7.1，可加入碱例如氢氧化钠来调节pH。与上述Colgate公司专利申 请的教导相反的是避免加入正磷酸盐缓冲剂，因为正磷酸盐缓冲盐 的存在会降低牙釉质对氟化物的摄取。

为了治疗牙齿过敏症，合适的本发明牙膏组合物还包含脱敏剂 量的脱敏剂。脱敏剂的实例包括小管阻断剂或神经脱敏剂和它们的 混合物，例如WO 02/15809(Block)中所述的脱敏剂。优选的脱敏剂 包括锶盐例如氯化锶、醋酸锶或硝酸锶，或钾盐例如柠檬酸钾、氯 化钾、碳酸氢钾、葡糖酸钾，特别是硝酸钾。

脱敏剂量的钾盐通常为总组合物重量的2-8％，例如可使用占总 组合物重量5％的硝酸钾。

硝酸钾的存在有利于提供增强的去污效果，这对于低摩擦性的 配方特别有用，否则可认为低摩擦性的配方具有相对低的清洁性能。

和许多先前公开的含有钾盐的脱敏组合物(例如EP 278744 (Unilever)、WO 93/2514(Procter&Gamble)和EP 1040819(Pfizer) 同，本发明的组合物不含月桂基硫酸钠，因为月桂基硫酸钠在具有 良好去污和清洁性能的同时，能导致形成不溶性的月桂基硫酸钾沉 淀物。

本发明的组合物还可包含抗侵蚀剂，例如WO 04/054529(Procter &Gamble)中所述的聚合矿物表面活性剂。

为了达到所述目的，本发明的组合物将含有适当配方剂 (formuating agent)，例如增稠剂、润湿剂、芳香剂、甜味剂、遮光剂 或着色剂、防腐剂和水，均选自口腔卫生组合物领域中常规使用的 那些配方剂。

合适的增稠剂包括例如非离子增稠剂，例如(C1-6)烷基纤维素 醚，例如甲基纤维素；羟基(C1-6)烷基纤维素醚，例如羟乙基纤维素 和羟丙基纤维素；(C2-6)环氧烷修饰的(C1-6)烷基纤维素醚，例如羟 丙基甲基纤维素；以及它们的混合物。也可使用其它增稠剂，例如 天然胶和合成胶或类似胶的物质，例如角义莱胶(Irish Moss)、黄原酸 胶、黄蓍树胶、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉和增稠性 二氧化硅。增稠剂优选为增稠性二氧化硅和黄原酸胶的混合物。

合适的增稠剂含量为总组合物重量的0.1-30％，优选1-20％，更 优选5-15％。

在本发明组合物中使用的合适的润湿剂包括例如甘油、木糖醇、 山梨醇、丙二醇或聚乙二醇或者它们的混合物；润湿剂含量为总组 合物重量的10-80％，优选20-60％，更优选25-50％。

优选的遮光剂为二氧化钛，其含量为总组合物重量的0.05-2％， 优选0.075-0.2％，例如0.1％。该含量提高了组合物的视觉外观效果。

可将合适的相对含量成分混合来制备本发明的组合物，这点是 方便的，此后如果有必要的话，可调节pH得到最终所需值。

本发明也提供一种抗牙侵蚀和/或牙磨损方法，该方法包括对有 需要的个体施用有效剂量的本发明组合物。所述组合物也对龋齿和/ 或牙齿过敏症的预防和治疗有益(特别是如果它还含有如上所述的脱 敏剂)。

通过下列实施例进一步说明本发明。

牙膏配方   实施例1   实施例2    实施例3 原料   ％重量比   ％重量比    ％重量比 70％山梨醇溶液-润湿剂 二氧化硅摩擦剂 增稠性二氧化硅 甘油-润湿剂 聚乙二醇-润湿剂 椰油酰胺丙基甜菜碱-表面活性剂 黄原酸胶-增稠剂 二氧化钛-遮光剂 硝酸钾-活性剂 氟化钠-活性剂 香油 糖精钠-甜味剂 氢氧化钠-pH调节剂 水   30.000   6.000   12.000   8.000   3.000   1.200   0 800   0.100   5 000   0.315   1.100   0.300   0.082   至100   30.000   6.000   12.000   8.000   3.000   1.200   0.800   0.100   5.000   0.2542   1.100   0.300   0.082   至100     32.000     6.000     12.000     9.000     3.000     1.200     1.000     0.100     0.000     0.315     1.100     0.300     0.082     至100 pH   7.1   7.1     7.1

可用下列方法来评价本发明牙膏的氟化物利用率、牙釉质对氟 化物的摄取、酸保护功效、磨损度和清洁能力。

实施例4-氟化物的摄取和酸保护

本实施例描述的是研究比较了本发明组合物(见表1)与市售含氟 牙膏的氟化物利用率、牙釉质对氟化物的摄取和酸保护功效(使用再 矿化/脱矿质循环研究进行评价)。

氟化物利用率研究

将1份试验牙膏用3份(w/w)蒸馏水匀化10分钟制备样品。测 量浆液的pH，于约10,000rpm离心获得上清液。用水稀释上清液， 使得氟离子浓度在工作标准范围内。采用抑制型电导检测Dionex离 子色谱法对该溶液进行分析。通过外标法测量分析物浓度。

表I中列出了各种测试产品的氟化物利用率和pH。这些含氟化 钠牙膏都显示出良好的氟化物利用率。

表I-可用氟化物和pH

产品   包装上标记的氟化   物和来源  氟化物利  用率(ppm)     pH(1∶3) 不含氟化物的牙膏 佳洁士防蛀牙膏 佳洁士防敏牙膏 牙釉质护理自然美白牙膏 实施例2的牙膏   无   1100ppm氟化钠   1100ppm氟化钠   1100ppm氟化钠   1150ppm氟化钠     ＜1ppm     951     900     849     953     7.1     7.3     9.1     8.6     7.1

牙釉质对氟化物的摄取(EFU)

根据美国食品药品监督管理局(FDA)试验操作中所述的操作40 进行EFU测试操作。在此情况下，使用含有0.2％w/v聚丙烯酸(聚羧 乙烯907)的0.1M乳酸(pH5.0，加羟基磷灰石至50％饱和度)形成初 始损伤。

选择健康、上面、中心的人切牙，清洗掉所有粘连软组织。用 空心金刚钻头垂直切割每颗牙齿至唇面制备直径为3mm的牙釉质 轴。为了防止样本过热可在水下完成该过程。使用异丁烯酸甲酯将 每个样本包埋入有机玻璃杆的末端(1/4″直径×2″长)。切掉过多丙烯 酸，使牙釉质表面暴露出来。牙釉质样本用600粒度湿/干纸抛光， 接着再用超细γ-型氧化铝抛光。

然后，将每个牙釉质样本浸入0.5ml 1M高氯酸(HClO₄)中15秒， 且不停搅拌，使牙釉质样本被侵蚀。接着用总离子强度调节缓冲液 (TISAB-Orion Research Inc.，Cambridge，MA)将每种样本溶液缓冲至 pH为5.2(0.25ml样品，0.5ml TISAB和0.25ml 1N氢氧化钠)，通 过对照同样制备的标准曲线来确定氟化物含量(1ml标准品和1ml TISAB)。这些数据反映了每个样本处理前固有的氟化物水平。

将样本如前所述反复研磨和抛光。在室温下，将每个牙釉质样 本浸入0.1M乳酸/0.2％聚羧乙烯907溶液中24小时，形成初始损伤。 然后用蒸馏水充分清洗这些样本，将其储存在潮湿环境下直至使用。

将样本浸入25ml上清液(将相应1份牙膏用3份(w/w)蒸馏水匀 化后形成的浆液离心获得)中进行处理，连续搅拌(350rpm)30分钟。 在去离子水中清洗后，使用如前所述的15秒1M HClO₄侵蚀去除表 面层，测量氟化物含量。然后用每个样本处理后氟化物值减去处理 前氟化物(固有的)水平得出牙釉质中氟化物含量的变化，将其归因于 测试处理。用单向方差分析法模型进行统计分析。当显示显著性差 异时，采用多极差检验法(Student Newman-Keuls(SNK)test)分析个体 均值。

表II列出了实施例2的牙膏和多种市售牙膏的EFU研究结果。 尽管所有配方都具有相同的氟化物源和相似的氟化物利用率，但是 在被测试产品中，本发明实施例2的牙膏在统计学上显示出出众的 EFU。

表II-体外氟化物摄取研究

被测试产品   氟化物摄取均值^*(ppm)   统计学显著性 不含氟化物的牙膏 佳洁士防敏牙膏 佳洁士防蛀牙膏 牙釉质护理自然美白牙膏 实施例2的牙膏     8±4     758±18     1191±33     1496±42     1972±91     a     b     c     d     e

^*均值(n＝12)±均值的标准误差

用多极差检验法判定得出的值(用不同字母表示)具有统计学差异(p＜0.05)。

体外再矿化/脱矿质研究

本研究的目的是模拟暴露在饮食酸的动态状态下，评价含氟牙 膏促进牙釉质对氟化物的摄取以及降低后续脱矿化的功效。选择 1％w/v一水柠檬酸酸性缓冲液(用NaOH调pH至3.8)，与橙汁的pH 和总的可滴定酸度相符。

依照前面EFU所述方法制备包埋的牙釉质样本(3mm直径，n＝ 18)。它们被用作健康样本或轻度侵蚀样本。使用维氏微型硬度计(负 荷200g停留15秒)测量表面显微硬度(SMH)。从每个样本表面上的 四处压痕测量平均样本硬度，用维氏硬度值(VNH)表示。

将各个样本置于5.0ml柠檬酸缓冲液中搅拌11分钟来评价牙釉 质的耐酸性。接着将样本浸入10ml柠檬酸缓冲液中再静置20分钟。 然后再测量SMH，根据侵蚀后的SMH将被酸软化样本分成几组。 将混合的人唾液和含有粘蛋白的人工唾液缓冲液(M-ASB)的50∶50混 合物用作所有循环试验中的再矿化介质。M-ASB包含2.20g/l胃粘 蛋白、0.381g/l氯化钠、0.213g/l脱水氯化钙、0.738g/l正磷酸二氢 钾和1.114g/l氯化钾。至少从五个人身上收集蜡刺激的人唾液，混 合、冷冻直至使用。接着剧烈搅拌混合唾液样本，将唾液样本(7.5ml 唾液+7.5ml M-ASB)分到30ml处理烧杯。每天使用新鲜唾液/矿物 混合液。

在处理期间，将样本浸入牙膏浆液中模拟日常刷牙。将5.0g牙 膏加入至烧杯中的10g新鲜唾液/矿物混合溶液中，用磁力搅拌器搅 拌制备浆液。在每次处理前才制备新鲜浆液。日循环方法包括5×2 分钟酸侵蚀期和3×2分钟处理期。处理后，用流动的蒸馏水清洗样 本，然后用唾液/M-ASB替换处理样本。10天和20天循环后再测量 SMH。用于该试验的处理时间表如下所示：

a.8:00-8:02     牙膏处理1^*

b.8:02-10:00    唾液处理

c.10:00-10:02   酸性缓冲液侵蚀1

d.10:02-11:00   唾液处理

e.11:00-11:02   酸性缓冲液侵蚀2

f.11:02-12:00   唾液处理

g.12:00-12:02   牙膏处理2

h.12:02-13:00    唾液处理

i.13:00-13:02    酸性缓冲液侵蚀3

j.13:02-14:00    唾液处理

k.14:00-14:02    酸性缓冲液侵蚀4

l.14:02-15:00    唾液处理

m.15:00-15:02    酸性缓冲液侵蚀5

n.15:02-16:30    唾液处理

o.16:30-16:32    牙膏处理3

p.16:32-8:00     唾液处理

q.返回(a)

^*第一天，该处理省略；任何处理前，在唾液中1小时后开始测 试以允许形成表膜。

20天处理方案结束后，使用微钻孔技术至100μm深度测量每个 牙釉质样本的氟化物含量。计算氟化物数据作为每单位样本的氟化 物重量(μg F/cm³)。

用单向方差分析法模型进行统计分析。当显示显著性差异时， 采用多极差检验法(SNK)分析个体均值。

表III列出了所述研究结果。

表III-下述再矿化/脱矿质过程中SMH和氟化物摄取

  氟化物   摄取^*   VHN^*   μg F/cm³  被测试产品   基线   初期酸   侵蚀   10天   循环   20天   循环   20天   循环   不含氟化物的牙膏   320±3^a  264±5^a  217±4^a  214±4^a  284±33^a  佳洁士防蛀牙膏   324±3^a  265±5^a  256±6^b  246±5^b  337±31^a  实施例2的牙膏   326±3^a  268±3^a  280±4^c  270±5^c  479±24^b

^*均值(n＝18)±均值的标准误差

中栏内用多极差检验法判定得出的值(用不同字母表示)具有统计学差异(p＜0.05)。

SMH显微硬度(VHN)数据表明10天和20天时，相对不含氟化 物的对照，实施例2的牙膏和佳洁士防蛀牙膏在防止酸介导的牙釉 质样本软化方面具有统计学上的显著差异。然而，在10天和20天 时，实施例2的牙膏比佳洁士防蛀牙膏在统计学上显示出更出众的 保护作用(表III)。此外，在研究期间，实施例2的牙膏相比损伤的SMH 也体现出净增加。氟化物摄取数据显示实施例2的牙膏与佳洁士防 蛀牙膏相比更能促进氟化物摄取。尽管数字上观察到佳洁士防蛀牙 膏在氟化物摄取方面有所增加，但是相对不含氟化物的对照并无显 著差异。

所述研究不仅证明了在保护牙釉质抵抗更多表面软化方面，实 施例2的牙膏在统计学上要优于佳洁士防蛀牙膏，而且所述具体研 究表明损伤的牙釉质可被再加固。酸保护程度与样本所摄取的氟化 物程度成正相关，这表明更有效地从实施例2的牙膏吸收氟化物可 使得保护抵抗酸脱矿质得以提高以及促进更有效的再矿化。

概括来说，所述体外研究证明了本发明的组合物在抗饮食酸侵 蚀造成的反复损伤上提供了出众的保护水平。

实施例5-体外硬组织磨损研究

放射性牙本质和牙釉质磨损研究按照先前报道文献(Hefferen，J. Dent.Res.55 563-573，1976和Hefferen等，J.Dent.Res.63 1176-1179， 1984)进行。

将牙本质或牙釉质样本置于中子通量中，使得样本内可控生成 放射性³²P。然后，将样本包埋于异丁烯酸甲酯中，以便将它们固定 在V-8横向刷牙机中。使用浆液(50ml 0.5％羧甲基纤维素(CMC)甘油 溶液中含有10g焦磷酸二钙) 刷牙本质样本1500次，牙釉质5000次 作为预处理。也将浆液用作固有参比标准。使用的牙刷为美国牙科 协会(ADA)所指定，负荷150g。

预处理之后，在如三明治样设计的浆液中使用负荷150g的牙刷 刷牙本质1500次，或者牙釉质5000次来进行试验，其中每种试验 材料浆液(25g牙膏加40ml水)被参比材料浆液(10g/50ml 0.5％CMC) 夹在中间。水对照仅仅包括50ml水。当刷牙发生时，牙釉质或牙本 质表面的粒子被磨进刷牙用浆液中。将整分浆液用闪烁介质稀释， 使用闪烁计数器测量放射性，即样本中损失的³²P。

然后计算参比材料对每种测试浆液的前后净值，求平均数。测 试浆液均值对参比均值的比用于计算RDA或REA。测试浆液对参比 浆液的比乘以常数100得到RDA值，乘以10得到REA值。

表IV和表V中分别列出了实施例2的牙膏和多种市售牙膏的体 外磨损试验获得的RDA和REA结果。在被测试牙膏中，实施例2 的牙膏显示出最低的RDA和REA，表明非常低的硬组织磨损。

表IV-体外相对牙本质磨损研究

被测试产品     RDA^*牙釉质护理自然美白牙膏 佳洁士防蛀牙膏 佳洁士防敏牙膏 实施例2的牙膏 不含摩擦剂的对照牙膏 水     153.4±8.4     106.1±4.6     102.3±4.8     34.7±1.6     10.7±1.5     10.2±0.8

^*均值(n＝8)±均值的标准误差

表V-体外相对牙釉质磨损研究

被测试产品     REA^*佳洁士防蛀牙膏 实施例2的牙膏 不含摩擦剂的对照牙膏     4.34±0.51     2.58±0.06     1.12±0.08

^*均值(n＝8)±均值的标准误差

实施例6-体外显微硬度研究

该实施例描述的是更进一步研究表明本发明的组合物能够加固 和硬化牙釉质，能用于保护牙齿抵抗牙侵蚀和牙磨损的危险和治疗 牙侵蚀和牙磨损。

一水柠檬酸、氯化镁、二水氯化钙、氯化钾、氯化铵、N-2-羟 乙基哌嗪-N′-乙磺酸(HEPES)、氢氧化钠和氢氧化钾均购自Sigma- Aldrich(Dorset，UK)。正磷酸二氢钾购自VWR(Poole，UK)。Stycast 丙烯酸类树脂购自Hitek Electronic Materials(Scunthorpe，UK)。使用 的人工唾液的组成如下：氯化镁(0.20mM)、二水氯化钙(1.0mM)、 正磷酸二氢钾(4.0mM)、HEPES(20.0mM)、氯化钾(16.0mM)、氯化 铵(4.5mM)。用氢氧化钾(1.0M)调节pH至7.0。

测试配方如表VI所示。

表VI-显微硬度研究中被测试牙膏的详细配方。配方pH涉及1∶3(重 量比)膏体去离子水浆液(MFP：单氟磷酸钠，AmF：氟化胺，NaF： 氟化钠，SLS：十二烷基硫酸钠)。

被测试产品   氟化物来源和   浓度(ppm)   摩擦剂   系统 表面活性剂     配方     pH 实施例1的牙膏 不含氟化物对照 Elmex防敏牙膏 高露洁防敏牙膏   NaF，1426   N/A   AmF，1400   MFP，1500   二氧化硅   二氧化硅   二氧化硅   二氧化硅 椰油酰胺丙 基甜菜碱 椰油酰胺丙 基甜菜碱 SLS SLS     7.1     7.1     4.9     7.0

统计分析

对数据进行方差分析，比较个体处理之间的差异。显著差异设 定为p＜0.05。使用软件SAS(混合程序)分析数据(SAS软件研究所， 凯瑞，美国)。

健康牙釉质样本的制备

将拔出的人磨牙和前磨牙去除牙根和牙髓后，保存在饱和麝香 草酚水溶液中。使用前，彻底清洗牙齿，检查损伤迹象。使用金刚 锯(Struers Minitom)从牙齿的颊舌侧面切下健康的牙釉质切片。将切 片包埋于丙烯酸类树脂中处理过夜。然后，使用1200和2400粒度 的碳化硅纸磨平样本，4℃储存干燥。使用前将样本置于去离子水中 再水化至少60分钟。

显微硬度

使用Struers Duramin-1显微硬度测定仪(符合维氏金刚硬度计)测 量样本SMH。样本负荷1.961N(200g)，停留20秒。用维氏硬度值 (VHN)表示SMH，每个时间点的样本VHN是基于六个硬度值的均 值。

柠檬酸介导的牙釉质表面软化

测量24个健康牙釉质样本的SMH作为基线，并将样本随机分 配为4个处理组(n＝6)。分别测出每个样本的SMH数值，用作它的自 控对照。将样本浸入用去离子水制备的牙膏浆液(1∶3)中搅拌120秒。 然后用去离子水清洗样本，浸入1％柠檬酸(pH3.75)中总计30分钟。 每间隔10分钟拿出样本，在去离子水中清洗去除残余酸后，测量 SMH。

图1中所示的是牙釉质表面软化研究结果。现已将SMH值相对 基线作标准化处理。在所有时间点，相对用高露洁防敏牙膏和不含 氟化物的对照处理的样本，用实施例1的牙膏和Elmex防敏牙膏处 理由酸导致的表面软化样本，其软化程度在统计学上呈现显著降低。 在20分钟和30分钟后，实施例1的牙膏与Elmex防敏牙膏相比， 其抑制酸介导的表面软化程度在统计学上要优于Elmex防敏牙膏， 但是并不是在10分钟后。在20分钟和30分钟时间点，高露洁防敏 牙膏与不含氟化物的对照相比，其抑制表面软化程度在统计学上要 优于不含氟化物的对照，但是并不是在10分钟。

图1.在暴露于1.0％柠檬酸(pH3.75)之前用1∶3膏体去离子水浆液单 独预处理2分钟对于牙釉质SMH的影响

概括来讲，牙釉质表面软化模型现已证明本发明的组合物能够 保护牙釉质抵抗侵蚀，因此可用于提供保护抵抗牙侵蚀和牙磨损。

损伤后再硬化

分别将24个健康牙釉质样本浸入10 ml1.0％w/w柠檬酸溶液(pH 3.75)中30分钟制备侵蚀损伤。然后测量SMH作为基线，将样本随 机分配成4个处理组(n＝6)。此外，分别测出每个样本的SMH值，用 作它的自控对照。将样本浸入用去离子水制备的牙膏浆液(1∶3)中搅拌 120秒。然后用去离子水清洗样本，将其置于含有整分相应牙膏浆液 的人工唾液中模拟体内吸收配方。

使用逐渐高稀释度的初始膏体配方模拟使用牙膏后数分钟和数 小时唾液中存在的吸收浓度来进行三个分开的研究。最初选择用人 工唾液按1∶1426稀释的膏体(研究R1)。该稀释使得唾液中氟化物浓 度约为1ppm。在接下来的试验中增加稀释水平以使得人工唾液中氟 化物终浓度为约0.04ppm和约0.02ppm(分别是研究R2和R3)。在 改良的人工唾液中孵育4小时、24小时和48小时后测量样本的再硬 化程度。图2-4分别概述了牙釉质再硬化研究R1-R3结果(包括市售 牙膏)。再将SMH值相对基线作标准化处理。

图2.牙釉质侵蚀损伤的再硬化：用1∶3膏体去离子水浆液处理2分 钟后，接着在用整分相关牙膏改良的人工唾液中孵育生成终浓度约 为1ppm的氟化物

在研究R1中，当人工唾液含有约1ppm氟化物时，在所有时间 点，所有处理组与基线相比，其再硬化程度具有统计学上的显著差 异。在4小时，所有基于氟化物的处理其再硬化程度在统计学上要 优于不含氟化物的对照；在该时间点，在氟化物处理组之间数字上 没有显示出统计学上的显著差异。然而，在24小时和48小时点， 实施例1的牙膏处理组其再硬化程度在统计学上要优于所有其它处 理组。在24小时和48小时，Elmex防敏牙膏明显优于高露洁防敏牙 膏和不含氟化物的对照。在48小时，高露洁防敏牙膏在统计学上要 优于不含氟化物的对照，但不是在24小时。

图3和图4分别概述了研究R2和R3的数据。柱状图趋势与图 2中所观察到的相似。

图3.牙釉质侵蚀损伤的再硬化：用1∶3膏体去离子水浆液处理2分 钟后，接着在用整分相关牙膏改良的人工唾液中孵育生成终浓度约 为0.04ppm的氟化物

此外，所有处理组与基线相比，再硬化侵蚀损伤在统计学上呈 现出显著差异。在所有时间点，实施例1的牙膏处理组其再硬化程 度在统计学上要优于高露洁防敏牙膏和不含氟化物的对照，在24小 时和48小时点，在统计学上要优于Elmex防敏牙膏。在4小时，Elmex 防敏牙膏、高露洁防敏牙膏和不含氟化物的对照之间没有观察到显 著差异，然而，在24小时和48小时点，Elmex防敏牙膏在统计学上 要优于高露洁防敏牙膏和不含氟化物的对照。在任何时间点，高露 洁防敏牙膏在统计学上并不优于不含氟化物的对照。

图4.牙釉质侵蚀损伤的再硬化：用1∶3膏体去离子水浆液处理2分 钟后，接着在用整分相关牙膏改良的人工唾液中孵育生成终浓度约 为0.02ppm的氟化物

图2-4中显示数据清楚地表明了可再硬化侵蚀损伤，且使用含 氟牙膏可促进再硬化。现相信牙釉质SMH的升高表明发生了损伤修 复，在此期间新的矿物沉积在牙釉质表面和脱矿质的下表面内。

用实施例1的牙膏和Elmex防敏牙膏处理侵蚀损伤，相对不含 氟化物的对照，这两种含氟牙膏在任何时间点再硬化程度在统计学 上都呈现出显著差异，且在所有三个研究中，除R3外，在4小时差 异并不显著。在24小时和48小时点，与用Elmex防敏牙膏处理观 察到的相比，用实施例1的牙膏处理始终导致对损伤更强的再硬化。 因此，该趋势不依赖于在研究范围内被加进人工唾液中的氟化物水 平。损伤修复速度也对人工唾液中的氟化物水平相对不敏感。这将 表明初始处理是关键因素，其决定了后续的再硬化程度。用高露洁 防敏牙膏处理损伤与用不含氟化物的对照牙膏处理观察到的相比， 导致定向再硬化加强。在这种情况下，浆液处理期间自由氟化物水 平将很低，然而，在人工唾液中孵育期间，MFP有机会与牙釉质表 面结合发生水解。在研究R1中，在人工唾液中存在的MFP的完全 水解将期望生成至少1ppm的自由氟化物。

概括来讲，显微硬度研究现已显示出含氟牙膏既能抑制由柠檬 酸造成的牙釉质表面软化，又能促进牙釉质侵蚀损伤的修复。特别 的是，在本研究使用的实施例1的牙膏，该牙膏设计为牙釉质对高 水平的可用氟化物摄取增强，充分表现出在牙釉质保护和损伤修复 方面前景远大。

实施例7-去污功效

该实施例描述了两种不同的方法，用来比较本发明的组合物和 几种市售牙膏(ElmexSensitive(Gaba，Switzerland)、Sensodyne MultiCare和Aquafresh Fresh′n′Minty)的去污性能。

表膜清洁比方法

PCR使用切开、抛光和酸侵蚀的牛牙釉质作为底物，构建人工 染上掺入饮食色原和生色细菌的复合体。所有的PCR试验按Stookey 等(J.Dent.Res.61：1236-1239，1982)中所述进行。

表VII给出了测量的实施例1的牙膏和Elmex牙膏的PCR值。

表VII-实施例1的牙膏和ElmexSensitive牙膏的PCR值

   产品     PCR值(均值±均值的标准误差，n＝16)    实施例1的牙膏     46±4    ElmexSensitive牙膏     52±5

就清洁能力而言，所述值之间并没有统计学上的显著差异。

固有的外源性去污(NESR)方法

切开牛门牙冠、去除牙髓、在去离子水中清洗并干燥。将100g 自愈丙烯酸修复材料粉末和40 g自愈丙烯酸液体(均购自Bracon Ltd.) 混合制备丙烯酸包埋液。将获得的混合物倒入直径为3.5厘米、高为 1.5厘米的瓶盖(Ecotrin，Van Blarcom Closures)中。每个盖子硬化期 间将牙齿推入混合物中确保与表面接近水平。所有牙齿被包埋在盖 子中央。

使用欧乐B40指示牙刷将包埋的牙齿置于42-阶往复运动刷牙 机中的机器加工槽中，使得牙刷在牙齿间上下来回运动。在牙刷负 荷100g情况下，刷牙速度为每分钟100次循环。

用Macleans Milkteeth与去离子水的1∶3w/w浆液刷牙10分钟 以去除不牢固的污渍。取出牙齿，在水中清洗，然后风干过夜。

使用Hunterlab Huntercolour LS6100比色计和CIE实验室L^*A^*B^*等级中的L^*参数评价牙齿上的污渍。选取每颗牙齿四周的每五个平 坦位置点读数。各处理组随机预刷牙后，牙齿的L^*值范围为50-90。

相对基准对照(B)来评价试验牙膏(A)的去污性能。为了比较两个 产品(A对B)，将牙齿随机分成两组。第一步处理阶段，用配方A与 去离子水的1+1w/w浆液刷第一组牙齿30分钟，同样条件下用配 方B刷第二组牙齿。同上清洗和干燥牙齿。记录L^*值，然后牙齿进 入第二步处理阶段。在该阶段，用配方B处理先前用配方A处理过 的组，用配方A处理先前用配方B处理过的组。同前清洗、干燥牙 齿，测量L^*值。每个处理组包括14颗牙齿，即每两种产品比较用28 颗牙齿。

通过比较每个处理顺序中第一步处理阶段期间去污渍数除以两 步处理阶段去除的总污渍数来评价A和B的相对去污功效。也就是 说，是否ΔL^*(T1[A])/ΔL^*(T1[A])+ΔL^*(T2[B])与ΔL^*(T1[B])/ ΔL^*(T1[B])+ΔL^*(T2[A])在统计学上具有显著差异(P＜0.05，双尾t检 验)，其中T1和T2分别代表处理阶段1和2，A和B分别代表配方 A和B。在此处值用百分比表示，限于0-100％范围内。

下表VIII给出了实施例1的牙膏分别与Sensodyne MultiCare、 Aquafresh Fresh′n′Minty和ElmexSensitive牙膏相比较所得的NESR 值。

表VIII-实施例1的牙膏对市售产品的NESR值

 处理  第一步刷牙去污  ％(均值±标准误  差，n＝14)  P值  实施例1的牙膏后为Sensodyne MultiCare     86±2  P＝0.0005  Sensodyne MultiCare后为实施例1的牙膏     71±3  实施例1的牙膏后为Aquafresh  Fresh′n′Minty     92±2  P＝0.001 Aquafresh Fresh′n′Minty后为实施例1的  牙膏     80±2  实施例1的牙膏后为ElmexSensitive     42±4  P＝0.165  ElmexSensitive后为实施例1的牙膏     32±6

表VIII显示出在NESR模型中，实施例1的牙膏其去污能力优 于Sensodyne MultiCare或Aquafresh Fresh′n′Minty牙膏。尽管在5％ 水平上没有显著差异，数据也提供一些信息表明实施例1的牙膏可 胜过ElmexSensitive牙膏(用实施例1的牙膏刷第一次可去污42％， 而用Elmex牙膏刷第一次可去污32％)。

对于一种具有低磨损度的产品来说，实施例1的牙膏的去污性 能是高的。一部分原因在于，具有该性能看来是由于在配方中存在5％ KNO₃。可能是由于存在相对高可溶性的硝酸钙导致该效应升高，也 就是说，由于硝酸根离子的存在，污渍中的一些钙被释放进溶液中， 从而弱化了污渍基质。