Remineralisierende Zahnpflegemittel und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zahnpflegemitteln, enthaltend eine remineralisierende amorphe Salzhydratschmelze eines Calciumsalzes sowie das hergestellte Zahnpflegemittel und seine Verwendung.

Die Verwendung von remineralisierenden Salzhydratschmelzen als Zusatz bei der Herstellung von Zahnpflegemitteln wird in der WO 2007/022765 Al beschrieben.

Problematisch ist in der Kombination mit Zahnpflegemitteln mit Quell- und Bindemitteln die gleichmäßige Freisetzung sowie Verteilung der remineralisierenden Wirkstoffe im Mundraum.

Insbesondere Zahnpflegemittel, die als pastöse Abmischung in den Handel kommen, verteilen sich auch bei Verwendung von elektrischen Zahnbürsten langsam und nur unvollständig. Dies hat zur Folge, daß eine gleichmäßige Verteilung im Mundraum bei durchschnittlicher Pflegedauer häufig nicht gewährleistet ist.

Insbesondere problematisch sind Zahnpasten, bei denen durch die lokal hohe Konzentration an Inhaltsstoffen nutzerseitig ein ungewohntes und häufig als unangenehm beschriebenes "Mouthfeeling" hervorgerufen wird. Dieses führt dazu, daß die Zahnpflege oft vorzeitig abgebrochen und nur ungenügend durchgeführt wird.

Nachteilig ist zudem, daß viele aus dem Stand der Technik bekannten amorphen Salzhydratschmelzen einen ungenehmen und/oder bitteren Geschmack aufweisen, der durch Zusatz von Aromen überdeckt werden muß. Weiterhin ist die gleichmäßige Einstellung eines pH- Wertes für die Wirksamkeit der Salzschmelzen bei der Remineralisierung erforderlich, wobei ein besonders an den Zungenrändern wahrgenommener bitterer Geschmack bei der Anwendung zusätzlich zur Verkürzung der Pflegezeit führt und so ein entsprechender pH-Wert sich nicht einstellen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnpflegemittels anzubieten, mit dem ein Zahnpflegemittel bereitgestellt werden kann, daß die vorgenannten Nachteile überwindet und eine gute remineralisierende Wirkung aufweist.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Zahnpflegemittels, daß ein verbessertes Mouthfeeling und damit eine gesteigerte Compliance des Anwenders bereitstellt.

Darüber hinaus ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer stabilen Zusammensetzung eines eine Salzhydratschmelze aufweisenden Zahnpflegemittels mit guter Remineralisierungswirkung.

Die oben genannten Aufgaben werden gemäß der Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Bei den Versuchen zur remineralisierenden Wirkung wurde überraschenderweise festgestellt, daß ein Zahnpflegemittel nach Zusatz einer sauren, frisch hergestellten, unter vermindertem Druck dehydratisierten Calciumsalzhydratschmelze mit einem Restwassergehalt im Bereich von 5 Gew.-% - 25 Gew.-%, bevorzugt von 10 Gew.-% - 20 Gew.-%, eine erhöhte Reminali- sierung der Zähne bei gleichbleibender Konsistenz des Zahnpflegemittels und guter Portio- nierbarkeit bereitstellt.

Die Herstellung der Salzhydratschmelze erfolgte hierbei auf Basis von Calciumsalzen physiologisch akzeptabler, organischer Säuren, wobei auch Mischungen verschiedener Säuren verwendet werden konnten.

Bevorzugt wurde die Schmelze hergestellt mit mindestens einer organischen Säure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Milchsäure, Zitronensäure und Gluconsäure, wobei diese Zusammensetzung eine eine verbesserte Verteilung und Benetzung sämtlicher Zähne im Mundraum bereitstellt. Hierbei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Verwendung von Citronensäure die Wirksamkeit der Zusammensetzungen bezüglich der Remineralisation von Zahnschmelz trotz der bekannten calciumkomplexierenden Eigenschaften nicht beeinträchtigt.

Besonders bevorzugt wird eine Salzhydratschmelze, enthaltend eine Kombination aus Milchsäure und Citronensäure verwendet.

Bei diesen Zusammensetzungen wird eine schnelle Viskositätsabnahme bei der Verwendung in Kombination mit einem verbessertes Mouthfeeling und Geschmack bereitgestellt.

Bevorzugt werden als Calciumsalz Calciumlactat, Calciumcitrat und Calciumgluconat eingesetzt. Als weitere Säure werden bevorzugt Milchsäure oder Citronensäure sowie Gluconsäure eingesetzt, wobei besonders bevorzugt die zugesetzte Säure die zum Säureanion korrespondierende Säure ist.

Die Erfinder gehen davon aus, daß durch die Darstellung der Schmelze bei verringertem Druck in der frisch hergestellten Calciumsalzschmelze auch anteilig Dimere und Oligomere (Anhydride) der zugesetzten Säuren ausgebildet werden, wobei auch gemischte Anhydride vorliegen können.

Mit der beim Vermischen gleichzeitig ablaufenden Rehydratationsreaktion können auch die überraschenden Vorteile der mit frischer Schmelze dargestellten Zahnpflegemittel erklärt werden, so z.B. die homogene Verteilung der Inhaltsstoffe in der Paste, die geringe Entmischungsneigung, die höhere Wirksamkeit und die gleichbleibende teigige Konsistenz.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung sowie den Ausfuhrungsbeispielen.

Erfindungsgemäß werden die Calciumsalzhydratschmelzen frisch aus einem wasserhaltigen Gemisch mindestens eines organischen Calciumsalzes und einer oder mehrerer organischer Säuren durch Wasserentzug unter vermindertem Druck und erhöhter Temperatur und anschließender Abkühlung gewonnen. Die Salzschmelze fällt dabei als duktile, makroskopisch homogene Masse an. Hierbei weist die Schmelze in Domänen eine Nahordnung auf. Die Domänen sind ihrerseits chaotisch verteilt angeordnet, so daß im Röntgendiffraktogramm nur uncharakteristische, extrem breite und diffuse Beugungssignale sichtbar werden. Dies belegt eine röntgenamorphe, nicht-kristalline Anordnung der die vorbeschriebene Nahordnung aufweisenden Domänen im Feststoff.

Die Herstellung einer solchen Schmelze im Labormaßstab umfaßt die Schritte:

a) vollständiges Lösen von mindestens einem organischen Calciumsalz in warmen Wasser (T= 35-80 ⁰ C); b) Einengen der Lösung unter vermindertem Druck und erhöhter Temperatur (Heizbad 50-150 ⁰ C); c) Entspannen auf Normaldruck und anschließende Zugabe der mindestens einen organischen Säure bei konstanter Temperatur; d) Einengen der Lösung unter vermindertem Druck und erhöhter Temperatur (Heizbad 50-150

⁰ C); e) Entspannen auf Normaldruck der heißen, fließfähigen Schmelze.

Die Fließfähigkeit bietet den Vorteil, daß die Schmelze direkt in dem weiteren Produktionsprozeß des Zahnpflegemittels durch Einrühren in die Grundmasse verarbeitet werden kann oder aber in dünne Scheiben gegossen werden kann, die nach Erstarren granuliert oder vermählen werden, so daß ein hohes Oberflächen- Volumen- Verhältnis der Teilchen erzielt wird, was die weitere Verarbeitung, insbesondere das erneute Lösen, erleichtert.

Vorteilhaftenveise werden beim ersten Einengen in Schritt b) 10-88 %, bevorzugt 25-85 %, besonders bevorzugt 45 - 80% und am meisten bevorzugt 80% der vorgelegten Wassermenge entfernt.

Vorteilhafterweise wird der organischen Säure vor Schritt c) bis zu 25 Gew.-%. bevorzugt 2 - 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 - 10 Gew.-% und am meisten bevorzugt 4,6 Gew.-% Wasser bezogen auf die vorgelegte Gesamtmasse der Calziumsalze zugesetzt.

Besonders bevorzugt wird die Säure vor Zugabe auf die Temperatur der vorgelegten Salzlösung erwärmt.

Vorteilhafterweise werden beim Einengen in Schritt d) weitere 5 -12 % der in Schritt a vorgelegten Wassermenge , bevorzugt 7-10 %, besonders bevorzugt 8,5%, entfernt.

Vorteilhafterweise enthält die Schmelze einen Calciumanteil von 1,5 - 3 Mol auf 1 kg Schmelze bezogen auf elementares Calcium, was einem Anteil von 6 Gew.-% bis 12 Gew.-% entspricht.

Ausfiihrungsbeispiel 1:

In einem 1-1-Becher werden 0,5 1 Wasser auf 60° erwärmt und unter Rühren und weiterem Heizen nach und nach 172,28 g (0,559 Mol) Calciumlactat-pentahydrat und gleichzeitig 43,58 g (0,097 Mol) Calciumgluconat zugegeben und gerührt, bis eine klare Lösung entstanden ist. Die klare Lösung wird in den Destillationskolben übergeführt und 0,40 1 Wasser bei einer Heizbadtemperatur von 130 ⁰ C unter vermindertem Druck abdestilliert. Nach übergang der definierten Wassermenge wird die Heizung unterbrochen und die Anlage auf Normaldruck entspannt.

In der Zwischenzeit wurden 21,89 g (0,194 Mol) Milchsäure (80%) in einem zweiten Becher mit 10ml Wasser auf ca. 60 ⁰ C erwärmt und unter Rühren mit 18,68 g (0,0972 Mol) Citronen- säure versetzt, so dass eine klare Lösung entsteht. Diese Lösung wird zum Destillationsansatz zugegeben und' die Destillation unter vermindertem Druck (0,4 bar) fortgesetzt bis weitere 0,1 1 Wasser übergegangen sind.

Im Destillierkolben verbleibt eine nur schwachgefarbte Masse von sirupartiger Konsistenz, die beim Abkühlen bis ca. 80° flüssig und gießfähig bleibt und direkt weiterverarbeitet werden kann.

Erfindungsgemäß erfolgt der Zusatz der erfinderischen Salzhydratschmelze durch die Schritte:

aa) Vorlegen einer Zahnpastagrundzusammensetzung umfassend: - 25 -45 Gew.-% Wasser; - 25 -45 Gew.-% Feuchthaltemittel;

- 0,5 - 3 Gew.-% Binde- und Verdickungsmittel;

bb) Erwärmen der Grundzusammensetzung unter Rühren auf einen Temperaturbereich von 40

- 70 ⁰ C bis eine homogene Mischung entsteht;

cc) Zugeben der Calciumsalzhydratschmelze zur auf 40 - 70 ⁰ C temperierten Grundzusammensetzung mit anschließendem Rühren bis eine homogene Zahnpflegemittelmischung entstanden ist, wobei der Anteil der Calciumsalzhydratschmelze an der Gesamtmischung zwischen 7 und 49,5 Gew.-% beträgt und und die Summe der Mengenangaben der Bestandteile ab Schritt aa) sich zu 100 % addiert.

dd) Abkühlen der Zahnpflegemittelmischung.

Anschließend kann die fertige Zahnpflegemittelmischung konfektioniert werden.

In einem alternativen Darstellungsverfahren werden gemäß der oben genannten Mengenanteile die Schmelze in Wasser unter Erwärmen auf 40-70 ⁰ C gelöst, Feuchthaltemittel, vorzugsweise Xylitol, zugegeben, wobei sich die Lösung abkühlt. Anschließend wird Bindemittel, bevorzugt Hydroxyethylcellulose, in die Lösung eingerührt und für 12 h ruhen gelassen.

Vorzugsweise enthält die Zahnpastagrundzusammensetzung weiterhin Schäumer (Tenside), Konservierungsmittel, Farbstoffe und/oder Farbpigmente und/oder Geschmacksstoffe.

Als Binde- und Verdickungsmittel werden bevorzugt Hydroxyethylcellulose (HEC), Carbo- xymethylcellulose (CEC) und hochdisperse Kieselsäure sowie hydratisierte Kieselsäuren eingesetzt.

Bevorzugt enthält die Zahnpastagrundzusammensetzung zusätzlich Schleif- und Poliermittel mit Mohs 'scher Härte zwischen 2 und 3, besonders bevorzugt Dicalciumphosphat (DCP), Dicalciumphosphatdihydrat (DCPD), Natriummetaphosphat, Kieselgele sowie Alumiumoxid- hydrate.

überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die Zugabe von Natriumfluorid in die Grundzusammensetzung vor der Zugabe der Calciumsalzhydratschmelze die Remineralisierungs Wirkung der so hergestellten Zusammensetzung entgegen den Erwartungen nicht hemmt, sondern eine deutliche Verbesserung bewirkt.

Der maximale Anteil an Fluorid in der Gesamtzusammensetzung beträgt 1500 ppm (1,5 g / kg), bevorzugt beträgt der Anteil an Fluorid 1500 bis 1000 ppm, besonders bevorzugt 1400 ppm.

Ausfuhrungsbeispiel 2:

19,5 g der erfindungsgemäßen Schmelze aus Beispiel 1 werden unter Erwärmen in 35,3 g Wasser gelöst und 43,8 g Xylitol zugesetzt, wobei sich die Lösung stark abkühlt. Anschließend werden 1,4 g Hydroxyethylcellulose zugegeben und verrührt. Nach 12 h hat sich ein klares Gel gebildet.

In einer alternativen Ausführungsfoπn werden dem Wasser vor Erwärmen 300 mg NaF zugegeben.

Die so hergestellten erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen eine gute Beständigkeit gegen Entmischen, eine homogene, feine Verteilung der Inhaltsstoffe und besonders in Einwegtuben eine bis zum Ende des Verbrauchs gleichbleibende Zusammensetzung auf.

Durch den hohen Anteil verfugbarer Calciumionen in den Zusammensetzungen kann auf die Verwendung von Fluorverbindungen zur Remineraliserung vollständig verzichtet werden, so daß beispielsweise Fluorose oder durch Fluorid hervorgerufene Verfärbungen der Zähne verhindert werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Zahnpflegemittel als Zweikomponentenpräparat vor, wobei die erste Komponente ein Fluorid zur Anlagerung von Fluorid, beispielsweise als Aminfluorid, auf den Zähnen bereitstellt und die zweite Komponente ein Calciumsalz in einer hohen Konzentration in Form der erfindungsgemäßen Salzhydratschmelze aufweist, so daß die Remineralisierung gegenüber herkömmlichen Zahnpflegemitteln komplementär forciert und Calcium in den Zahnschmelz eingelagert wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegt zumindest die Calciumsalz- Komponente in mikroverkapselter oder nanoverkapselter Form vor, die die Freisetzung des Salzes bei der Mundhygiene verzögert, so daß zunächst eine Fluoridschicht auf den Zahn aufgezogen wird, bevor das Calcium freigesetzt wird. Auf diese Weise wird die vorzeitige Fällung von Flußspat verhindert, dessen Calciumanteil aufgrund der Schwerlöslichkeit der Verbindung nicht mehr für die Remineralisierung zur Verfügung steht und eine maximal beschleunigte Remineralisierung erreicht.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Fluoridkomponente verkapselt, so daß zunächst eine Remineralisation durch das Calcium erfolgt und eine Langzeitremineralisation durch das

anschließend freigesetzte und an den Zähnen haftende Fluorid in Verbindung mit dem Speichel eintritt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht eine Verkapselung von Fluorid- und Calci- umkomponenten vor, so daß diese alternierend in mindestens drei sequentiellen Schritten freigesetzt werden, um eine optimale Remineralisierung zu gewährleisten.

Eine weitere Ausfuhrungsform umfaßt eine mikroverkapselte Säure oder ein Säureanhydrid, die zeitverzögert freigesetzt werden, so daß über einen längeren Zeitraum der für die Remineralisierung erforderliche niedrige pH-Wert im Mundraum erhalten bleibt. Vorzugsweise weisen die Mikrokapseln hierzu mucoadhäsive Eigenschaften auf, so daß auch noch nach Abschluß der Zahnpflege ein optimaler pH-Bereich gehalten wird.