聚合物筛选方法与流程

文档序号:12141398阅读:372来源:国知局
聚合物通常用于口腔护理产品如牙膏中,不仅作为粘度调节剂,而且用于抑制生物膜和菌斑形成、增强活性成分的递送和有效性以及减轻诸如口干(口干症)的病状。聚合物与牙齿表面之间的精确相互作用可能是不可预测的,特别是当牙齿涂覆有唾液和/或生物膜时,因为可能存在聚合物、唾液中的蛋白质、生物膜、口腔护理制剂中的其它成分与牙齿表面之间的复杂相互作用。不同类型的聚合物可具有不同的官能团,这些官能团可参与氢键合或离子键合以促进聚合物沉积和保留在牙齿表面上,但是这些官能团也可与唾液中的蛋白质、生物膜和口腔护理制剂中的其它成分相互作用。虽然有可能大体上预测特定类型的聚合物将适用于特定应用,但是可能较难精确地选择此聚合物类型的许多变体中的哪种变体将是最佳的。对于许多聚合物,存在从相同单体的聚合产生的不同品牌或等级的聚合物的大量选择,这些聚合物各自具有分子量、取代度和/或交联度的差异,以及可影响牙齿表面上的最佳沉积和保留的其它性质。使用当前方法测量涂有唾液的羟基磷灰石(scHAP)盘状物上的聚合物沉积需要将盘状物暴露于聚合物,洗涤,然后例如通过溶剂萃取除去聚合物,且随后通过高效液相色谱法(HPLC)定量。这个过程是间接的、耗时的并且不提供关于潜在活性-底物相互作用的信息。当然有可能制备包含各种测试聚合物的制剂并且评价体内性能,但是作为初始筛选方法这是耗时且昂贵的。需要一种能够在体外快速且有效地评估和定量牙齿表面上的聚合物沉积和保留以便筛选和鉴别用于口腔护理产品的最佳聚合物的测定。近红外光谱法(NIRS)是使用电磁谱(约700nm至2500nm)的近红外区域的光谱法。它已经用于多种应用中,但尚未用于测量牙齿表面上的聚合物沉积或筛选用于口腔护理产品中的聚合物。概述在一个实施方案中,本公开提供一种使用近红外光谱法来评估和定量聚合物如羧甲基纤维素(CMC)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与牙用基质如羟基磷灰石(HAP)盘状物、牙本质、牛牙齿等的相互作用的新颖方法。HAP上的聚合物沉积由聚合物与唾液蛋白质之间的特异性相互作用驱动。例如,本公开在第一实施方案中提供方法1,一种测量牙用基质上的聚合物沉积的方法,所述方法包括:a)测量在测试聚合物不存在下牙用基质的近红外吸收;b)测量测试聚合物的近红外吸收;c)通过使牙用基质与所述测试聚合物或包含所述测试聚合物的制剂接触来获得测试样品;d)洗涤或冲洗所述测试样品;e)测量所述测试样品的近红外吸收;e)比较(i)在测试聚合物不存在下所述牙用基质、(ii)所述测试聚合物和(iii)所述测试样品的近红外吸收以确定所述测试聚合物在所述测试样品上的沉积和保留程度。例如,本发明提供:1.1.方法1,其中所述牙用基质选自哺乳动物牙齿,例如人牙齿或牛牙齿、牙本质、羟基磷灰石,例如羟基磷灰石盘状物、假牙、牙托和牙条。1.2.方法1.1,其中所述牙用基质是涂有唾液的牙用基质。1.3.方法1.2,其中所述涂有唾液的牙用基质是涂有唾液的羟基磷灰石盘状物。1.4.任何前述方法,其中所述测试聚合物选自羧甲基纤维素(CMC)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP),例如交联PVP或PVP-过氧化氢复合物。1.5.任何前述方法,其中所述方法完全在体外进行。1.6.任何前述方法,其中所述方法离体进行。1.7.任何前述方法,其中重复步骤d和e以评估所述测试聚合物的保留。1.8.任何前述方法,其中使用盐水缓冲溶液进行所述洗涤或冲洗。1.9.任何前述方法,其中在测试聚合物不存在下所述涂有唾液的牙用基质的近红外吸收的吸收曲线与在洗涤或冲洗后所述测试样品的近红外吸收的吸收曲线之间的面积与沉积和保留在所述测试样品上的测试聚合物的量相关。1.10.任何前述方法,其中使用主成分分析对在测试聚合物不存在下所述涂有唾液的牙用基质的近红外吸收的吸收曲线和在洗涤或冲洗后所述测试样品的近红外吸收的吸收曲线进行评分以产生定量两者之间的差异的得分,其中差异程度与沉积和保留在所述测试样品上的测试聚合物的量相关。1.11.任何前述方法,其中使用不同的测试聚合物重复所述方法。1.12.任何前述方法,其中使用不同浓度的测试聚合物重复所述方法。1.13.任何前述方法,其中在不同制剂成分存在和不存在下重复所述方法以测定所述成分对聚合物结合的影响。1.14.任何前述方法,其中通过使涂有唾液的牙用基质与包含所述测试聚合物的制剂接触来获得所述测试样品,其中所述制剂是牙膏制剂。1.15.任何前述方法,其中所述方法用于筛选和鉴别用于口腔护理制剂(例如牙膏)中的最佳聚合物。1.16.任何前述方法,其中在700至2500nm的范围内测量所述近红外吸收。1.17.任何前述方法,其中在2000至2500nm的范围内测量所述近红外吸收。1.18.任何前述方法,其中非唾液涂覆的基质代替基质。本公开还提供一种包含使用方法1以及下列等等中的任一种方法选择的聚合物的口腔护理产品。本公开还提供近红外光谱仪在任何前述方法中的用途。通过下文中提供的详细说明,本发明适用性的其它领域将变得显而易见。应理解,详述和具体实施例虽然指示了本发明的优选实施方案,但是仅仅意图用于说明的目的,而不是意图限制本发明的范围。以下对优选实施方案的描述在本质上仅是示例性的,并且决不意图限制本发明、本发明的应用或用途。如全篇中所使用,范围被用作描述范围内的每个值的简略表达方式。可选择范围内的任何值作为范围的终点。此外,本文中引用的所有参考文献均特此以引用的方式整体并入。如果本公开中的定义和引用的参考文献的定义出现冲突,以本公开为准。除非另外指出,否则本文和本说明书中其它地方表示的所有百分比和量都应理解为重量百分比。所给出的量是基于材料的有效重量。具体实施方式“近红外吸收”意指在约700nm至约2500nm范围内的光的吸收。2000-2500nm的吸收范围尤为受关注,因为这是通常表示已经测试的不同聚合物的独特指纹的范围。使用方法的组合来评价光谱数据。首先,观察在沉积之后测试样品(例如HAP盘状物)上的光谱变化。对聚合物具有特异性的区域中的强振动提供发生聚合物粘附的证据。跟踪曲线下面积可作为在用盐水缓冲溶液一次洗涤和两次洗涤之后定量保留的方式来进行。此外,因子分析可用于鉴别在整个光谱上观察到的光谱差异。使用主成分分析(PCA)生成所测量的每个测试样品的得分。这些是分配给每个光谱的半定量值,其显示光谱之间的差异。与对照(无聚合物涂层)非常不同的PCA得分被认为具有最多的聚合物存在。优于替代方法的优点-数据采集非常快-不到一天;原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)需要真空压力并且可能需要数周来获得结果;并且样品在其天然状态下进行测试;无需样品制备;具有快速分析技术的一个益处是微污染物能够改变或破坏聚合物或随时间推移改变聚合物的性质。在近红外中观察到的分子泛音和组合带通常非常宽,从而产生复杂光谱;可能难以将特定特征分配给特定官能团或组分。光谱的总体形状可被视为特定物质的“指纹”,并且光谱的强度与沉积的程度相关。可采用多元(多变量)校准技术(例如,主成分分析、偏最小二乘法或人工神经网络)来鉴别在聚合物存在和不存在下的差异,从而测量聚合物沉积。所述方法是快速且有效的。近红外方法的独特方面之一是所述方法不需要净化仪器。使用将光反射回检测器的漫射器在平坦且光学透明的硼硅酸盐玻璃小瓶中测量样品,从而使得分析时间极快。总分析时间少于一分钟(大约30-35秒)。如上所述,相同类型的聚合物的特定品牌或等级的差异可影响口腔护理制剂中的聚合物的性质。例如,羧甲基纤维素(CMC)是具有与组成纤维素主链的吡喃葡萄糖单体的一些羟基结合的羧甲基(-CH2-COOH)的纤维素衍生物。它通常作为其钠盐即羧甲基纤维素钠使用。不同类型和等级的这种聚合物可具有不同的链长度,从而导致不同的分子量、不同的取代水平,从而产生与羟基相比不同比例的羧甲基、不同的羧甲基簇集以及不同程度的离子化和盐形成。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是由单体N-乙烯基吡咯烷酮制成的水溶性聚合物。如在CMC的情况下,不同类型和等级的这种聚合物可具有不同的链长度,从而导致不同的分子量和粘度。PVP也可以各种比例与其它成分,特别是过氧化氢交联和/或复合。CMC和PVP两者均可以多种品牌、类型和等级获得,各自在口腔护理制剂中具有某些不同的性质。本申请的一个实施方案是一种测量涂有唾液的牙用基质上的聚合物沉积的方法,所述方法包括:a.测量在测试聚合物不存在下涂有唾液的牙用基质的近红外吸收;b.测量测试聚合物的近红外吸收;c.通过使涂有唾液的牙用基质与所述测试聚合物或包含所述测试聚合物的制剂接触来获得测试样品;d.洗涤或冲洗所述测试样品;e.测量所述测试样品的近红外吸收;f.比较(i)在测试聚合物不存在下所述涂有唾液的牙用基质、(ii)所述测试聚合物和(iii)所述测试样品的近红外吸收以确定所述测试聚合物在所述测试样品上的沉积和保留程度。在所述方法的另一个实施方案中,所述涂有唾液的牙用基质是选自哺乳动物牙齿(例如人牙齿或牛牙齿)、牙本质和羟基磷灰石的涂有唾液的基质。在所述方法的另一个实施方案中,其中所述涂有唾液的牙用基质是涂有唾液的羟基磷灰石盘状物。在所述方法的另一个实施方案中,所述测试聚合物选自羧甲基纤维素(CMC)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。在所述方法的另一个实施方案中,所述方法完全在体外进行。在所述方法的另一个实施方案中,重复步骤d和e以评估在洗涤或冲洗之后测试聚合物的保留。在所述方法的另一个实施方案中,使用盐水缓冲溶液进行所述洗涤或冲洗。在所述方法的另一个实施方案中,在测试聚合物不存在下所述涂有唾液的牙用基质的近红外吸收的吸收曲线与在洗涤或冲洗后所述测试样品的近红外吸收的吸收曲线之间的面积与沉积和保留在所述测试样品上的测试聚合物的量相关。在所述方法的另一个实施方案中,使用不同浓度的测试聚合物重复所述方法。在所述方法的另一个实施方案中,在洁齿剂成分存在和不存在下重复所述方法以测定所述洁齿剂成分对聚合物结合的影响。在所述方法的另一个实施方案中,洁齿剂成分选自由以下组成的组:研磨剂、氨基酸、抗菌剂、抗斑剂、口气清新剂、着色剂、脱敏剂、氟离子源、亚锡离子源、牙垢控制剂、增白剂、锌盐以及其组合。如前述技术方案中任一项所述的方法,其中所述洁齿剂成分是选自由以下组成的组的增白剂:过氧化物、过氧化氢、过氧化脲、高清洁二氧化硅、蓝色颜料、蓝色染料、叶绿素化合物以及其组合。如前述技术方案中任一项所述的方法,其中使用不同的测试聚合物重复所述方法并且所述方法还包括以下步骤:g.将所述测试聚合物的沉积和保留程度与所述不同的测试聚合物的沉积和保留程度进行比较;以及h.选择来自步骤g.的具有较大沉积和保留程度的测试聚合物以用于制备洁齿剂组合物的方法中。如前述技术方案中任一项所述的方法,其中在700至2500nm的范围内测量所述近红外吸收。如前述技术方案中任一项所述的方法,其中在2000至2500nm的范围内测量所述近红外吸收。在以下实施例中进一步描述本发明的实施方案。所述实施例仅是说明性的且不以任何方式限制如所描述和要求保护的本发明的范围。实施例近红外仪器设置:所有测量均使用具有快速成分配件(RCA)的FOSSXDS近红外仪器。收集在波长之间具有0.5nm间隔的400nm至2500nm的光谱。采用参考标准化,其涉及每2周使用认证的80%参考标准来校正y轴变化。每2周使用NIST可追踪标准参考物质(SRM)1920a来校正任何x轴变化。所测量的每个样品是在20秒测量间隔内收集的32次扫描的平均值。在本发明的一个实施方案中,在2000nm至2500nm的范围内收集光谱。此范围允许更好的S/N(信噪)比和检测较低浓度的聚合物。在本发明的一个实施方案中,所检测的样品的浓度可在100ppm(0.0001重量%=1ppm)至20,000ppm的范围内。适合于测试的其它浓度范围包括100ppm至10,000ppm、100ppm至1,000ppm和100至500ppm(浓度高于10,000至20,000会淹没近红外数据收集且通常不适合使用)。仪器的性能确认每天进行且包括运行仪器性能测试,该测试测量仪器噪声和峰至峰带分辨率。对于每个测量进行使用内部参考标准的参考扫描。通过将HAP盘状物直接放置在蓝宝石透镜上并使用定心虹膜将盘状物定心在测量窗口的中心来测量样品。进行光谱测量并保存三次而不移动样品。在HAP盘状物的另一侧上重复该过程。还测量了所有原料的光谱并用于表征NIR指纹。将聚合物粉末置于玻璃小瓶中达至约1cm深度。如上所述以相同方式获取光谱。还测量了有和无山梨糖醇的聚合物溶液以便评价山梨糖醇在CMC的测量中的干扰。因为在测量CMC时由于山梨糖醇所致的直接干扰,所有进一步近红外实验均在单独NaCl溶液中进行。还测量了不同浓度的若干聚合物溶液的光谱。将聚合物溶液置于玻璃小瓶中达至约5mm深度。然后将316不锈钢漫射器(2mm有效路径长度)浸入溶液中以有助于NIR光反射回至检测器。检查板与小瓶底部之间的空间以确保没有气泡被捕获。如上所述以相同方式获取光谱。高分子量(HMW)CMC是指具有在400,000至1,000,000范围的数均分子量的CMC。中分子量(MMW)CMC是指具有在150,000至小于400,000范围的数均分子量的CMC。低分子量(LMW)CMC是指具有在1,000至小于150,000范围的数均分子量的CMC。CMC结合评估:示出在涂有唾液的HAP盘状物上沉积之后的聚合物振动带的面积的条形图揭示来自近红外光谱的以下曲线下面积(AUC)。低MWCMC中MWCMC高MWCMC0.05%(无冲洗)0.280.220.250.6%(无冲洗)0.380.240.341%(无冲洗)0.420.370.53与中分子量CMC相比,高分子量CMC和低分子量CMC两者均显示优先结合涂有唾液的HAP。增强的表面沉积与生物粘附的增强一致。CMC是针对在治疗口干技术的产品中使用进行研究的粘膜粘附聚合物之一。初始消费者测试显示,与常规洁齿剂相比,口干原型产品展示优异的口腔保湿性。CMC数据例示了该测试技术的独特性质,其不仅能够区分聚合物,而且能够区分不同类型的聚合物,例如出人意料地对于沉积,HMWCMC和LMWCMC比MMWCMC更好。PVP结合评估:在用聚合物洗涤基质一次后,使用相同的近红外方法筛选包括交联PVP的一系列专有PVP结构。近红外光谱提供定量测量以跟踪聚合物的存在。因子分析(主成分分析(PCA))测量在一次洗涤后测量的样品间的光谱差异。PCA得分曲线聚类在指纹方面相似的样品。与对照距离最远的样品最可能具有沉积在表面上的最多聚合物。下文列出的PCA得分表示样品之间的光谱变异性的97%。PVP处理的样品的测试揭示p指数为0.07,从而表明置信区间与显著性测试之间的密切关系。因此,这些近红外方法因此能够找到对涂有唾液的表面具有最大结合潜力并且在洗涤后显示最强结合亲和力的PVP聚合物。PVP聚合物可用增白材料如过氧化物或产生表面增白益处的其它化学品官能化或俘获所述增白材料。如本领域的技术人员将理解,可在不背离本发明的精神的情况下对本文所述实施方案做出诸多变化和修改。意图所有此类变化都将落入随附权利要求书的范围内。当前第1页1 2 3 
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