专利名称：提供增强口腔卫生性质的口腔组合物的制作方法
背景技术：
1.发明领域本发明概括涉及用于增强口腔卫生的口腔组合物，更特别地用于增强口腔卫生的含酶组合物。
2.现有技术例如牙膏，凝胶和漱口剂的口腔组合物都被设计来减轻和消除常规刷牙时出现的牙斑。牙斑实际上在所有的牙表面以一定程度的膜的形式出现。它是微生物生长的副产品，并包括了致密的微生物层。所述微生物层由大量的嵌入在多糖基质里的微生物构成。牙斑自身牢固地粘附于牙齿表面，牙斑仅通过严格地刷牙很难除去。此外，牙斑在被除去之后在牙齿表面迅速地重新形成。牙斑可以在牙齿表面的任何地方生成，而且特别地在牙龈边缘、珐琅的裂缝里和牙垢表面也能找到牙斑。在牙齿上斑块的形成伴随着的危险在于斑块生长的趋势，最后产生龈炎，牙周炎和其它形式牙周病，以及龋齿和牙结石。
现有技术已知在口腔组合物中混加抗菌剂，其中这些抗菌剂破坏或抑制口腔细菌。其它成分也被加入口腔组合物中来增强抗菌剂的药效。例如，已知(如美国专利No.5,524,906)在口腔组合物中加入酶来破坏或干扰牙斑的生成和细菌在牙齿表面的附着。所述酶的例子包括葡萄糖氧化酶、glactose氧化酶、乳糖过氧化物酶(perodase)、乳铁蛋白、溶菌酶、蛋白水解酶、胰酶、细菌酶例如枯草芽孢杆菌，脂酶和葡聚糖酶如那些来自青霉素菌株的葡聚糖酶和它们的混合物。
已经发现在观察到的浓度水平下增强抗菌功效的某些酶，例如蛋白水解酶，如木瓜蛋白酶造成了一些调味(味觉)问题，混有该类酶的口腔护理产品具有有限的消费者接受性。例如，从水果中天然提取的木瓜蛋白酶含有残留浓度的杂质，以致当在含水的牙膏中或漱口剂中加入木瓜蛋白酶时，出现的杂质不利地影响消费者主要的知觉感觉。
通过尝试利用调味料成分去“掩盖”味道问题和特别是被这些杂质引入的肉味，取得有限的成功。因此，现有技术需要提供抗牙斑和抗恶臭益处的口腔组合物，酶已经被加入口腔组合物中提供具有可接受味道的产品。
发明概述本发明意外地发现环糊精化合物与存在于天然酶如木瓜蛋白酶中的水不溶性的亲脂性杂质形成不溶性络合物。优先的截留和与环糊精化合物形成的不溶性杂质络合物，抑制了杂质分离成水性口腔保护组合物如牙膏和漱口剂的液相，其中酶被加入，因此，该杂质的不溶作用导致改善的味道/感观特性。
如下文中所说明的那样，气相色谱分析证明，一些由酶例如存在于含水口腔保护组合物中的木瓜蛋白酶衍生的产生恶臭的杂质和特别是硫化氢(H2S)和甲硫醚(DMS)明显减少。这些结果与盲法味道评价是一致的，其中与酶如木瓜蛋白酶正常相遇产生的肉、硫的味道减少了约30％。
发明详述环糊精化合物如此处使用，术语“环糊精”包括任何已知的环糊精类例如含6-12个葡萄糖单元的未取代的环糊精，尤其是α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精和/或它们的衍生物和/或它们的混合物。α-环糊精包含6个葡萄糖单元，β-环糊精包含7个葡萄糖单元，γ-环糊精包含8个葡萄糖单元所述葡萄糖单元排列在环形的环中。葡萄糖单元的特异性结合和构像给予环糊精坚硬的圆锥形分子结构，其具有特定体积的中空内部。内部空腔的“内层”是由氢原子和糖苷的桥氧原子形成的；因此，这样的表面是相当疏水的。该空腔的独特的形状和物理化学性质使环糊精分子吸收，并与那些与空腔配适的有机分子或有机分子的部分包括臭气化合物形成包合络合物并变得不溶于水。
环糊精的衍生物主要包括其中一些OH基被转化成OR基的分子，其中R是甲基或乙基。环糊精衍生物包括那些具有短链烷基的环糊精，例如甲基化的环糊精和乙基化的环糊精，那些具有羟烷基取代基的环糊精，例如羟丙基环糊精和/或羟乙基环糊精。
β-环糊精在本发明实践中优选使用。该环糊精在含酶的口腔组合物中存在的浓度为组合物重量的约0.1-约5％。
酶可在本发明实践中使用的酶包括从天然果实产物中提取的酶例如公知的属于蛋白酶类的蛋白物质，其可以断裂或水解蛋白质。蛋白水解酶从天然来源或通过具有氮源和碳源的微生物的作用获得。可在本发明实践中使用的蛋白水解酶的实例包括天然存在的酶类木瓜蛋白酶(来自番木瓜)，菠萝蛋白酶(来自菠萝)，和丝氨酸蛋白酶例如胰凝乳蛋白酶。另外的酶包括无花果蛋白酶和alcalase。
由番木瓜树的乳状胶乳中获得的木瓜蛋白酶是在本发明实践中优选使用的蛋白水解酶，并且在本发明口腔保护组合物中的掺加量为约0.1-约10％重量并且优选约0.2-约5％重量，如Biddle Sawyer Group的Milk Clot试验所测定的那样，该类木瓜蛋白酶的活度达150-900单位/毫克(见J.Biol.Chem.，vol.121，737-745页)。
与蛋白水解酶联用产生有益效果的酶包括糖酶例如葡萄糖淀粉酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡聚糖酶和齿斑葡聚糖酶(mutanase)、单宁酸酶和脂酶例如植物脂肪酶、胃脂肪酶和胰脂肪酶。
葡糖淀粉酶是来源于黑曲霉的糖化用葡糖淀粉酶。此酶可以水解葡糖基低聚糖的α-D-1，6糖苷支点和α-1，4糖苷键。本发明的产品中含有约0.01-10％的碳水化合物酶。脂肪酶得自于黑曲霉的选择株。当用橄榄油试验时，此酶在pH5.0-7.0下具有最大脂肪分解活性。此酶每克具有120000脂肪酶单位。可在本发明使用的糖酶包括葡萄糖淀粉酶、α-和β-淀粉酶、葡聚糖酶和齿斑葡聚糖酶。
在本发明口腔组合物中包括的酶例如蛋白水解酶的浓度为约0.10-约5.0％重量优选约0.2-2％重量。
牙膏载体用于制备牙膏组合物的口腔可接受的载体包括水相，其中含有保湿剂。保湿剂优选是甘油，山梨糖醇，木糖醇，和/或分子量范围为200-1,000的丙二醇；但是，其它保湿剂及其混合物也可以使用。保湿剂浓度一般总计为口腔用组合物的约5-约70％重量。
本文所说的山梨糖醇，是指一般可以70％水溶液形式商购获得的物料。水的存在量一般为口腔用组合物的至少约10％重量，并且通常来说为约25-70％重量。制备商业上适宜的口腔组合物时所用的水应当优选是去离子的并且不含有机杂质。所说的水的量包括所添加的游离水加上与其它物料(如，与山梨糖醇)一起引入的水的量。
磨料制备用于本发明实践中的牙膏组合物的磨料包括二氧化硅磨料例如平均颗粒粒度高达约20微米的沉淀二氧化硅，例如J.M.Huber Chemicals Division，销售的Zeodent 115，Havre de Grace、Maryland 21078或Davison Chemical Divisionof W.R.Grace & Company销售的Sylodent 783。其它有用的牙膏磨料包括偏磷酸钠、偏磷酸钾、磷酸三钙、二水合的磷酸二钙、硅酸铝、锻烧氧化铝、膨润土或其它硅质物料或者其组合。
本发明实践中制备牙膏组合物的优选磨料包括硅胶和沉淀无定形二氧化硅，其吸油值是小于100cc/100g二氧化硅，优选约45cc/100g至小于70cc/100g二氧化硅。这些二氧化硅是平均颗粒粒度为约3微米-约12微米、更优选约5-约10微米的胶粒且当以5％重量的浆液形式测定时pH范围为4-10，优选6-9。
吸油值使用ASTM Rub-Out方法D281来测定。此低吸油性二氧化硅磨料在本发明口腔保护用组合物中以约5-约40％重量“的浓度存在，并且优选约10-约30％重量。
特别适合在本发明实践中使用的低吸油性二氧化硅磨料是商品名称为Sylodent XWA W.R.Grace & Co.的Division Chemical Division，Baltimore，MD.21203)的市售产品。Sylodent 650 XWA是可在本发明实践中使用的低吸油性二氧化硅磨料的一个优选的实例，其是一种二氧化硅水凝胶，由含水量为29％重量的胶态二氧化硅的颗粒组成，所需颗粒的平均直径约7-约10微米，并且吸油值小于70cc/100g二氧化硅。
本发明的牙膏和漱口剂组合物能包括多种可任选的组分。如下描述，所述任选组分包括但不限于增稠剂，表面活性剂，氯离子源，合成的阴离子聚羧酸酯，调味剂，抗菌剂，抗结石剂和着色剂。
增稠剂本发明组合物中所用的增稠剂包括天然和合成树胶和胶体。当在存在蛋白水解酶的情况下配制时，不是所有的天然存在的聚合物增稠剂(如纤维素或角叉菜胶)都与口腔组合物的成分(特别是酶)相容。与酶如蛋白水解酶相容的增稠剂包括黄原胶，按商品名称Polyox出售的不同分子量的聚二醇类，和聚乙二醇。相容的无机增稠剂，包括起增稠剂作用的无定形二氧化硅化合物并且包括可按商品名称Cab-o-sil获得的胶态二氧化硅化合物(Cabot Corporation制造并且由Lenape Chemical，Bound Brook，New Jersey分销)；Zeodent165(来自J.M.HuberChemicals Division，Havre de Grace，Maryland.21078)以及Sylodent 15(可得自W.R.Grace Corporation的Davision Chemical Division，Baltimore，MD 21203)。其它无机型增稠剂包括天然和合成粘土、硅酸镁锂(Laponite)和硅酸铝镁(Veegurm)。
增稠剂在牙膏组合物中的存在量为约0.1-约10％重量，优选约0.5-约4.0％重量。
表面活性剂在本发明口腔组合物中使用表面活性剂是为了增加预防性作用并且使牙膏组合物更为美容上可接受的。表面活性剂优选是可赋予组合物去垢和发泡特性的去垢型物料。
阴离子表面活性剂，如高级烷基硫酸盐，如月桂基硫酸钠，不与酶相容。阴离子表面活性剂可促进酶的变性和活性损失。因此，在本发明的实践中，重要的是要使用能够与牙膏制剂中存在的酶相容并且能够提供所需发泡特性的表面活性剂或表面活性剂的组合。与酶相容的表面活性剂的实例包括非阴离子型聚氧乙烯表面活性剂如Polyoxamer407、硬脂基聚氧乙烯(30)醚、聚山梨醇酯20和PEG-40蓖麻油以及两性表面活性剂，如椰油酰胺基丙基甜菜碱(tegobetaine)和椰油酰胺基丙基甜菜碱月桂基葡糖苷。优选的表面活性剂在口腔组合物中的浓度为约2-约10％重量并且优选约3.5-约6.5％重量。
氟化物和其它活性剂本发明的口腔组合物中还可以含有氟离子源或提供氟的组分作为防龋剂，其存在的量应当足以提供约25ppm-5,000ppm氟离子并且包括无机氟化物盐，如可溶性碱金属盐。例如，与组合物中存在的酶相容的优选的氟化物源是氟化钠，氟化钾，氟硅酸钠，单氟磷酸钠(MFP)，氟硅酸铵以及锡氟化物，如氟化亚锡和氯化亚锡。氟化钠和MEP是优选的。
除氟化物外，本发明的口腔组合物中还可以含有防牙结石剂，如焦磷酸盐，包括二碱金属或四碱金属焦磷酸盐，如Na4P2O7、K4P2O7、Na2K2P2O7、Na2H2P2O7和K2H2P2O7，多磷酸盐例如三聚磷酸钠、三偏磷酸酸钠和环状磷酸盐如三磷酸钠三偏磷酸钠。这些抗牙结石剂在洁齿组合物中所包含的浓度为约1-约5％重量。
另一种可用于本发明牙膏组合物的活性剂是抗菌剂，其可以占牙膏组合物的0.2-1.0％重量。该类有用的抗菌剂包括基于酚或双酚化合物的非阳离子抗菌剂，如卤化二苯醚，如三氯生(2，4，4’-三氯-2’-羟基二苯醚)。
酶稳定剂本发明的口腔组合物中还可以含有用来使酶在牙膏环境中稳定的成分。这些稳定剂通过防止酶氧化来保护酶免受牙膏组合物中存在的螯合性金属杂质的灭活，这些螯合性金属杂质具有使酶的活性位点变性的倾向。亚硫酸氢钠和硫代硫酸钠可以用于蛋白酶如木瓜蛋白酶。螯合剂包括，浓度为0.01-1％、优选0.1-0.5％的乙二胺四乙酸(EDTA)和葡糖酸钠。防止酶氧化的稳定剂包括浓度为约0.03-约1.5％、优选约0.3-约0.75％的亚硫酸氢钠、金属没食子酸盐、锡酸钠、3，5，-二-叔丁基-4-羟基甲苯(BHT)、维生素E(α、β、γ、型)/维生素E醋酸盐和抗坏血酸。另外的一价和二价阳离子类螯合剂包括三聚磷酸钠和焦磷酸四钠。
阴离子聚羧酸盐本发明的牙膏组合物中还可以使用合成阴离子聚羧酸盐作为用于牙膏组合物中任何抗菌剂、防牙结石剂或其它活性剂的功效增强剂。这种阴离子聚羧酸酯通常是以它们的游离酸的形式或者优选部分或更优选全部中和的水溶性碱金属盐(如，钾并且优选钠)或铵盐的形式使用。优选的是马来酸酐或马来酸与另一种可聚合烯属不饱和单体的1∶4-4∶1共聚物，优选是分子量(M.W.)为约30,000-约1,800,000而优选约30,000-约700,000的甲基乙烯基醚/马来酸酐。这种共聚物的实例可从GAF Corporation按商品名称Gantrez，如AN139(M.W.500,000)、AN119(M.W.250,000)；S-97制药级(M.W.700,000)、AN169(M.W.1,200,000-1,800,000)和AN179(M.W.大于1,800,000)获得的物质；其中优选的共聚物是S-97制药级(M.W.700,000)。
当阴离子聚羧酸盐存在时，其使用量应当能够有效达到所需的增强口腔组合物中任何抗菌剂、防牙结石剂或其它活性剂功效的效果。通常来说，阴离子聚羧酸盐在口腔组合物中的存在量为约0.05％-约4％重量，优选约0.5％-约2.5％重量。
调味剂本发明的口腔组合物中还可以含有调味剂。在本发明实践中使用的调味剂包括精油以及各种调味用醛类、酯类、醇类和类似的物料。精油的实例包括留兰香、薄荷，冬青、黄樟，丁香、鼠尾草，桉树、墨角兰(marjofam)、肉桂、柠檬、酸柠檬、葡萄柚和橙的油。也可以使用诸如薄荷醇、香芹酮和茴香脑之类的化学物质。其中，最常用的是薄荷和留兰香的油。
调味剂以约0.1-约5％重量并且优选约0.5-约1.5％重量的浓度掺加到口腔组合物中。
其它成分本发明的牙膏和漱口剂组合物中可以掺加各种其它物料，包括脱敏剂，如硝酸钾；增白剂，如过氧化氢、过氧化钙和过氧化脲；防腐剂；硅酮和叶绿素化合物。这些添加剂，当存在时，以基本不会不利地影响所需性能和特性的量掺加到本发明的口腔组合物中。
口腔组合物的制备为制备本发明的牙膏，通常是在常规的混合器中，将保湿剂，例如甘油、山梨糖醇在搅拌条件下分散在水中。向此分散液中，添加有机增稠剂，如黄原胶；任何阴离子聚羧酸酯；任何盐，如氟化钠防龋剂；pH缓冲剂如磷酸钠盐和还原剂如硫酸氢盐，抗牙结石剂如焦磷酸四钠，三聚磷酸钠和任何甜味剂。将所得的混合物搅拌，直至形成均匀的凝胶相。向此凝胶相中，添加如TiO2的颜料和调节pH值至6.4-7.3所需的任何酸或碱。将这些成分混合，直至获得均相。然后酶和环糊精化合物与如保湿剂聚乙二醇的水分散液与一起加入该均相中并搅拌。将混合物转移至高速/真空混合器中，在其中将增稠剂和表面活性剂成分加入到混合物中。然后，加入磨料。将任何水不溶性抗菌剂，如三氯生溶解在组合物中欲加的调味油中，并将此溶液与表面活性剂一起添加到混合物中，然后在约20-50mmHg、优选约30mmHg的真空下高速混合5-30分钟。
所得的产品在所有情形中是均匀、半固体、可挤出的糊状或凝胶状产品。
在本发明的外观方面，口腔组合物实质上是液状性质，如漱口剂或冲洗剂，载体是典型的水醇混合物。通常来讲，水和醇的重量比例范围是约3∶1至10∶1，并优选约4∶1至6∶1。所述醇是无毒醇，如乙醇或异丙醇。例如甘油、山梨糖醇或亚烷基二醇如聚乙二醇或丙二醇之类的保湿剂可以约10-30％的重量的量存在。漱口剂类通常含有约50-85％重量的水，约0-20％重量的无毒醇和约10-40％重量的保湿剂。增稠剂例如普朗尼克类可以浓度约1.0-约3.0％重量存在，环糊精的浓度为约0.1-约1.0％重量和酶在漱口剂中以浓度约0.02-约0.2％重量存在，调味剂成分的浓度为约0.3-约1.0％重量。
制备漱口剂中，将环糊精/酶组合物分散在一些成分的混合物中，所说的一些成分例如醇、保湿剂、表面活性剂，然后加入调味剂并混合。将这些成分在真空下混合物约15-30分钟。所得的漱口剂再进行包装。
以下实施例将进一步描述和示范属于本发明范围内的优选的实施方案。这些实施例仅以举例说明的目的给出，并且不作为对本发明的限制，在不背离本发明实质和范围的前体下可以作出很多变化。
实施例I已经确定，β-环糊精能在它的空穴中掺和疏水的、非极性种类物质形成不溶的络合物，通过在制备口腔组合物的时候，处理水/PEG-600/酶溶液，酶粉中的杂质可以从溶液中隐蔽和除去，该络合物的高度不溶性不支持疏水性杂质分配到该组合物的液相中，从而显著地减少了杂质对于味道和产生气味的不利影响。
为了证明在木瓜蛋白酶中的杂质的环糊精络合物，将5克酶溶解在95毫升的水中。β-环糊精(β-CD)以β-CD与酶4∶1的比例添加。分析这些溶液的顶部空间显示了若干杂质的存在，所述杂质被鉴别为羰基硫化物、丙酮、甲乙基酮、甲硫酰、二硫化碳和亚异丙基丙酮，所述杂质消极地影响了口腔保护组合物的感观性质。
以上这些杂质的定性数据通过静态顶空固相微提取(HS-SPME)GC/MS分析获得。通过顶空气相色谱法—火焰光度检测(HS-GC/FPD)分析，重点评估两种杂质硫化氢和甲硫酰的强度确定了硫挥发物的定量。HS-SPME GC/MS的结果记载在表I中。由于对照的目的，除了在测试溶液中不加入β-CD，实施例I中的步骤都被重复。该HS-SPME GC/MS的结果也记录在下面的表I中。
*峰面积是峰下的积分区域，并且它与化合物的浓度成比例。
表I中记录的结果表明当在酶组分中混合使用环糊精化合物可以显著地减少酶如木瓜蛋白酶中衍生的恶臭杂质。
实施例II制备一系列的含有木瓜蛋白酶的牙膏组合物，其中加入β-CD/木瓜蛋白酶系。本发明用作说明的组合物叫做组合物B和D。在木瓜蛋白酶、PEG-600和水预混合过程中将以浓度2％重量或β-CD/酶为4∶1的比例混入到组合物B和D中。β-CD/酶浆液的混合时间是10分钟。β-CD/酶混合物最后加入到牙膏组合物中。表II中记录了组合物B和D的成分。
由于比较的目的，除了在组合物中不加入β-CD，重复实施例II的步骤。命名为组合物A和C的这些比较牙膏组合物和它们的成分也在下面的表II中显示。
为了测定酶中β-CD减少存在于木瓜蛋白酶中含硫杂质的能力和其对于牙膏调味的作用，先将组合物A-D在室温老化8周并然后使用HS-GC/FPD定量分析。分析使用了3.0g在40℃均衡4天的牙膏。在样本中取了大约25毫升的顶空气体分析。牙膏的分析结果在表III中显示。
*色谱仪测量的峰是洗脱/保留时间的函数。每个化合物从色谱拄上洗脱下来的洗脱/保留时间是唯一的。
当将含其中存在β-CD的木瓜蛋白酶的牙膏组合物(组合物B，D)与其中不存在β-CD的相似的组合物(A，C)，相比较时，表III中记录的结果表明含硫的杂质显著地减少。当消费者使用牙膏时，牙膏组合物B和D中杂质类的除去改善了产品的整体味道。
实施例III由受过培训的调味师对实施例II中组合物B和D对于存在于组合物中的木瓜蛋白酶衍生的散发肉/肉汤型香味的杂质进行定性评估。调味师的感觉结果记录在下面的表IV中，证明了产品味道的显著地改善，最重要的是由于与其中不含β-CD的比较化合物A，C相比，由木瓜蛋白酶中的基于硫的杂质带来的肉味显著减少。
表IV中记录的结果证实感观性质的改善蚀由木瓜蛋白酶所引入的以硫为基础的杂质显著地减少所产生的，使用β-CD络合物的另一个优点在于掩盖杂质的不利味道所需的矫味剂浓度降低。
权利要求
1.一种能增强口腔卫生的亲脂性口腔保护组合物，所述组合物含有一种含酶和环糊精化合物组合的口腔能接受的载体。
2.权利要求1的组合物，其中酶是蛋白水解酶。
3.权利要求2的组合物，其中蛋白水解酶是木瓜蛋白酶。
4.权利要求3的组合物，其中木瓜蛋白酶在组合物中存在的浓度为组合物的约0.1-约5.0重量％。
5.权利要求1的组合物，其中环糊精是β-环糊精。
6.权利要求1的组合物，其中环糊精在口腔组合物中存在的浓度为0.1-5.0％重量。
7.权利要求1的组合物，其中在组合物中存在的环糊精化合物和酶的重量比为4∶1。
8.一种以口腔组合物有效增强口腔卫生性质和口腔亲脂性的方法，其包括制备一种包含含有酶和环糊精组合口腔能接受的载体的组合物，并将该组合物应用到口腔中。
9.权利要求8的方法，其中酶是蛋白水解酶。
10.权利要求8的方法，其中蛋白水解酶是木瓜蛋白酶。
11.权利要求10的方法，其中木瓜蛋白酶在组合物中存在的浓度为组合物的约0.1-约5.0重量％。
12.权利要求8的方法，其中环糊精是β-环糊精
13.权利要求8的方法，其中环糊精在口腔组合物中存在的浓度为0.1-5.0％重量。
14.权利要求8的方法，其中在组合物中存在的环糊精化合物和酶的重量比为4∶1。
15.权利要求8的方法，其中酶以环糊精和酶的水分散液形式加入组合物。
全文摘要
一种具有增强口腔卫生和亲脂性的口腔护理组合物，其含有一种口腔能接受的载体，所述载体包含酶和环糊精的组合。
文档编号A61K31/724GK1688279SQ03817736
公开日2005年10月26日 申请日期2003年7月16日 优先权日2002年7月25日
发明者J·G·马斯特斯, R·帕伊内, L·H·斯泽勒斯, 刘霄彦, M·威廉斯 申请人:高露洁-棕榄公司