一种含有磷硅酸盐玻璃的可咀嚼组合物及其制备方法与流程

本发明属于口腔保健技术领域，具体涉及一种含有磷硅酸盐玻璃的可咀嚼组合物、含有该组合物的可咀嚼物(如口香糖)及其制备方法。

背景技术

口香糖是一种供人们放入口中嚼咬的糖，深受儿童和青年人喜爱，老年人咀嚼口香糖也不在少数。通过咀嚼口香糖可以除去牙齿表面的食物残渣，咀嚼运动促进了面部血液循环和肌肉的锻炼，机械刺激又能增加唾液的分泌，冲洗口腔表面，有一定的清洁口腔的作用。将具有一定功能的活性成分引入到口香糖中，可以以一种人们喜欢的方式对牙齿进行功能性保护。

专利文献tw201039860a1公开了一种含有生物活性玻璃的非水性牙膏组成物，用于缓解牙齿敏感。但其中的生物活性玻璃降解缓慢，而且人们每次使用牙膏的时间比较短，会影响矿化层的形成速度。另外，目前市场上的口香糖存在功能单一、制备方法复杂、原料价格高等问题。

因此，研究一种具有其他功能、制备方法简单、原料廉价易得的口香糖，具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含有磷硅酸盐玻璃的可咀嚼组合物及含有该组合物的可咀嚼物(如口香糖)。申请人研究发现，磷硅酸盐玻璃具有高溶出性和使用时持续地稳定ph性，其在唾液等环境中会迅速释放磷酸根离子以及钙、锶、镁、锌、钾或钠离子，同时在材料表面形成富sio2的硅胶层，然后ca²⁺和po4^3-在sio2的硅胶层上形成cao-p2o5无定形层，再结晶转变为羟基磷灰石(ha)，一方面可以提高基底(如牙齿)的矿化行为，另一方面能够促进多种基因表达，使其既能与硬组织发生键合，又能与软组织间发生键合，若将其引入到可咀嚼组合物中，应该能够在牙齿或牙龈表面发挥修复效果；基于这样的发现，提出了本发明。

本发明提出了一种含有磷硅酸盐玻璃的可咀嚼组合物，包含胶基和磷硅酸盐玻璃，及任选地下述组分中的至少一种：甜味剂、香料、界面活性剂、可塑剂、填充料和抗氧化剂。

根据本发明，所述可咀嚼组合物中各组分的重量百分比可以为：胶基15-93％，磷硅酸盐玻璃1-52％，甜味剂0-25％，香料0-30％，界面活性剂0-8％，可塑剂0-8％，填充料0-25％，抗氧化剂0-0.1％，各组分含量之和为100％。

优选地，所述可咀嚼组合物中各组分的重量百分比可以为：胶基20-88％，磷硅酸盐玻璃3-50％，甜味剂0-20％，香料0-25％，界面活性剂0-3％，可塑剂0-3％，填充料0-20％，抗氧化剂0-0.02％，各组分含量之和为100％。

根据本发明，所述磷硅酸盐玻璃为本领域技术人员知晓的任一种适用于本发明体系的磷硅酸盐玻璃即可，所述磷硅酸盐玻璃包括金属氧化物和非金属氧化物，其中，所述非金属氧化物为sio2和p2o5，所述金属氧化物为钙、锶、镁、锌、钠、钾等氧化物中的一种或几种。

进一步地，磷硅酸盐玻璃中各组分的重量百分比可以为：sio240-60％，p2o515-30％，金属氧化物20-40％，各组分含量之和为100％。

优选地，磷硅酸盐玻璃的组成为：sio245-55％，p2o520-25％，金属氧化物25-35％，各组分含量之和为100％。

根据本发明，所述磷硅酸盐玻璃选自磷硅酸钙玻璃、磷硅酸锶玻璃、磷硅酸镁玻璃、磷硅酸锌玻璃、磷硅酸钾玻璃、磷硅酸钠玻璃中的一种或多种(两种或两种以上)。

根据本发明，所述磷硅酸盐玻璃的制备方法包括但不限于溶胶凝胶法。

根据本发明，所述胶基选自糖胶树胶、加工糖胶树胶基质、聚醋酸乙烯酯、聚异丁烯、醋树胶等中的一种或多种(两种或两种以上)。

根据本发明，所述甜味剂选自砂糖、葡萄糖、淀粉糖、甜菜糖、蔗糖、麦芽糖、山梨糖醇、甘露糖醇、木糖醇、阿斯巴甜等中的一种或多种(两种或两种以上)。

根据本发明，所述香料选自薄荷、橙子、柠檬、圆柚、苹果、浆果等中的一种或多种(两种或两种以上)。

根据本发明，所述界面活性剂选自甘油、植物油、卵磷脂中的一种、两种或三种。

根据本发明，所述可塑剂选自微晶石蜡、动植物蜡中的一种或两种。

本发明中加入界面活性剂和/或可塑剂的目的主要是提高各组分之间的混合性以及混合体系的加工性能，若混合性和加工性能足够好，则不需要加入界面活性剂和/或可塑剂，根据具体情况进行选择即可。

根据本发明，所述填充料选自碳酸钙、滑石、硫酸钠、硫酸镁中的一种或多种(两种或两种以上)。

根据本发明，所述抗氧化剂选自茶多酚。

一种可咀嚼物，其包括上述的可咀嚼组合物。优选地，其由上述可咀嚼组合物组成。

根据本发明，所述可咀嚼物为口香糖、泡泡糖等。

本发明还提供上述含有磷硅酸盐玻璃的可咀嚼组合物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将胶基加热，或者将胶基与任选地下述组分中的至少一种：可塑剂和界面活性剂混合，加热；得到熔融的胶基；

(2)在步骤(1)得到的熔融的胶基中加入磷硅酸盐玻璃、以及任选地下述组分中的至少一种：甜味剂、香料、抗氧化剂和填充料，搅拌，得到所述可咀嚼组合物。

根据本发明，所述胶基、磷硅酸盐玻璃、甜味剂、香料、界面活性剂、可塑剂、填充料、抗氧化剂具有上文所述的定义。

本发明还提供上述可咀嚼物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将胶基加热，或者将胶基与任选地下述组分中的至少一种：可塑剂和界面活性剂混合，加热；得到熔融的胶基；

(2)在步骤(1)得到的熔融的胶基中加入磷硅酸盐玻璃、以及任选地下述组分中的至少一种：甜味剂、香料、抗氧化剂和填充料，搅拌，得到所述可咀嚼组合物；

(3)将步骤(2)得到的组合物进行挤压成型、冷却、切割、老化、包装，可得所述可咀嚼物。

根据本发明，所述胶基、磷硅酸盐玻璃、甜味剂、香料、界面活性剂、可塑剂、填充料、抗氧化剂具有上文所述的定义。

根据本发明，步骤(1)中，为使胶基更好的与其他物质混合，得到形状良好的产品，所述反应可以加入可塑剂或界面活性剂。

根据本发明，步骤(2)中，为保持可咀嚼物的新鲜度，所述反应可以加入抗氧化剂。

根据本发明，步骤(1)中，所述加热的温度可以为105-165℃，优选为125-145℃，例如125℃、135℃、145℃；

根据本发明，步骤(3)中，所述冷却温度为10-25℃，优选为15-20℃，例如15℃、17℃、19℃、20℃。

所述老化温度为25-30℃，例如25℃、30℃；

根据本发明，所述步骤(3)的相对湿度可以为45-60％，优选为50-55％。

本发明中可咀嚼物的特性是，其中的磷硅酸盐玻璃与口腔唾液接触后会发生一系列的化学反应，首先从中释放磷酸根离子以及钙、锶、镁、锌、钾或钠离子，同时在材料表面形成富sio2的硅胶层，然后ca²⁺和po4^3-在sio2的硅胶层上形成cao-p2o5无定形层，再结晶转变为羟基磷灰石(ha)，最终发挥其在牙齿或牙龈表面的修复效果。本发明中的磷硅酸盐玻璃释放离子较快，主要是由于其中含有较高的po4^3-离子释放，促使ca²⁺和po4^3-能够快速在材料表面沉积，使矿化层更快形成，而且其释放的金属离子和po4^3-能够起到中和作用，使材料在体液中具有稳定的ph值。

有益效果

本发明制备了一种含有磷硅酸盐玻璃的可咀嚼组合物和可咀嚼物，其中的磷硅酸盐玻璃与口腔唾液接触后会发生一系列的化学反应，最终发挥其在牙齿或牙龈表面的修复效果。而且，可咀嚼组合物和可咀嚼物中磷硅酸盐玻璃离子释放速率较快，能够在口腔环境下促进牙齿表面快速形成化学键合，预防口腔龋齿及牙齿敏感。并且，本发明中的磷硅酸盐玻璃释放的金属离子和po4^3-能够起到中和作用，使材料在体液中具有稳定的ph值。

本发明可咀嚼组合物及可咀嚼物中的磷硅酸盐玻璃由于具有高溶出性、稳定ph值，可以促进多种基因表达，可以达到预防和治疗口腔感染、口腔溃疡及牙龈炎等口腔问题，同时通过其在牙齿上的再矿化，能够缓解牙齿过敏。

本发明的制备方法工艺简单，原料廉价易得，适合工业化的大规模生产。

附图说明

图1：磷硅酸钙玻璃粉末的sem图；

图2：人工唾液中浸泡24h的sem图：(a)传统的45s5玻璃；(b)磷硅酸钙玻璃；

图3：实施例1制备的磷硅酸钙玻璃口香糖在人工唾液中沉积1天的sem图；

图4：实施例2制备的磷硅酸镁玻璃口香糖在人工唾液中沉积3天的xrd图；

图5：不同口香糖冲压处理的牙本质表面sem图：(a)不含磷硅酸钙玻璃；(b)含磷硅酸钙玻璃。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。

以下实施例中磷硅酸盐玻璃的组成为：sio248％(wt％)，金属氧化物29％(wt％)，p2o523％(wt％)。

实施例1

一种磷硅酸钙玻璃口香糖，其中包含糖胶树胶胶基20g，磷硅酸钙玻璃50g，砂糖甜味剂15g，阿斯巴甜5g，柠檬6g，圆柚2g和甘油2g。

磷硅酸钙玻璃口香糖的制备方法如下：

(1)将糖胶树胶、甘油(界面活性剂)加热到145℃，得到熔融的胶基；

(2)在上述熔融胶基中逐步加入磷硅酸钙玻璃、砂糖、阿斯巴甜、柠檬和圆柚，搅拌均匀，得到混合原料；

(3)将所述混合原料装入挤压机进行挤压成型，20℃冷却，切割，30℃老化，相对湿度50-55％，包装可得。

实施例2

一种磷硅酸镁玻璃口香糖，其中包含聚醋酸乙烯酯40g，磷硅酸镁玻璃30g，木糖醇20g和薄荷10g。

磷硅酸镁玻璃口香糖的制备方法如下：

(1)将聚醋酸乙烯酯加热到135℃，得到熔融的胶基；

(2)在上述熔融胶基中逐步加入磷硅酸镁玻璃、木糖醇和薄荷，搅拌均匀，得到混合原料；

(3)将所述混合原料装入挤压机进行挤压成型，15℃冷却，切割，25℃老化，相对湿度50-55％，包装可得。

实施例3

一种磷硅酸锌玻璃口香糖，其中包含聚醋酸乙烯酯60g，磷硅酸锌玻璃15g，橙子20g和苹果5g。

磷硅酸锌玻璃口香糖的制备方法如下：

(1)将聚醋酸乙烯酯加热到135℃，得到熔融的胶基；

(2)在上述熔融胶基中逐步加入磷硅酸锌玻璃、橙子和苹果，搅拌均匀，得到混合原料；

(3)将所述混合原料装入挤压机进行挤压成型，15℃冷却，切割，25℃老化，相对湿度50-55％，包装可得。

实施例4

一种磷硅酸锶玻璃口香糖，其中包含聚异丁烯53g，醋树胶35g，磷硅酸锶玻璃8g、蔗糖1g和微晶石蜡3g。

磷硅酸锶玻璃口香糖的制备方法如下：

(1)将聚异丁烯、醋树胶和微晶石蜡(可塑剂)加热到135℃，得到熔融的胶基；

(2)在上述熔融胶基中逐步加入磷硅酸锶玻璃和蔗糖，搅拌均匀，得到混合原料；

(3)将所述混合原料装入挤压机进行挤压成型，15℃冷却，切割，25℃老化，相对湿度50-55％，包装可得。

实施例5

一种磷硅酸钠玻璃口香糖，其中包含加工糖胶树胶基质39.8g，醋树胶35g，磷硅酸钠玻璃3g、碳酸钙20g，蔗糖2g和茶多酚0.02g。

磷硅酸钠玻璃口香糖的制备方法如下：

(1)将加工糖胶树胶基质和醋树胶加热到125℃，得到熔融的胶基；

(2)在上述熔融胶基中逐步加入磷硅酸钠玻璃、碳酸钙、蔗糖和茶多酚，搅拌均匀，得到混合原料；

(3)将所述混合原料装入挤压机进行挤压成型，15℃冷却，切割，25℃老化，相对湿度50-55％，包装可得。

实验例6矿化能力检测(磷硅酸盐玻璃)

磷硅酸钙玻璃粉末的sem图如图1所示，所述磷硅酸钙玻璃与传统45s5玻璃相比，磷硅酸钙玻璃在人工唾液中能够更快的形成矿化层，如图2所示。

实验例7矿化能力检测(磷硅酸盐玻璃口香糖)

将实施例1中的磷硅酸钙玻璃口香糖其放入人工唾液中沉积1天，发现材料表面有矿化层的形成，如图3所示。类似的，将实施例2中的磷硅酸镁玻璃口香糖放入人工唾液中沉积3天，发现材料表面有矿化层的形成，如图4所示。

实验例8效果检测

选取医院外科门诊拔除的磨牙(6个)，分为2组，每组3个，用生理盐水冲洗干净，去除根面牙石及牙周膜，用金刚钻锯垂直地去掉牙冠釉质，露出牙本质表面，砂纸打磨预备出统一的牙本质表面，用人工唾液冲洗后，将口香糖(实施例1中的磷硅酸钙玻璃口香糖、实施例1中去掉磷硅酸钙玻璃组分的口香糖)平放在磨牙表面，手执塑料棒材不断冲压口香糖，另一手稳定放置在桌上的磨牙，在此过程中适当增加少量的人工唾液，模拟口腔咀嚼环境。冲压15min后，用人工唾液清洗，静置2h，再次冲压15min后用人工唾液清洗，静置2h，sem观察发现不含磷硅酸钙玻璃的口香糖处理后，牙本质表面只有极少量的矿化层形成，而经过含磷硅酸钙玻璃的口香糖处理后，牙本质表面有大面积的矿化层形成，如图5所示。这说明含有磷硅酸盐玻璃的口香糖能够更好的促进口腔护理和牙齿保健修复效果。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。