本发明属于口腔护理领域，具体涉及一种牙膏及其制备方法。
背景技术：
牙膏是人们日常生活不可缺少的东西，现在市面上牙膏的种类和品牌多不胜数。专业的医学统计数据发现，在中国，90％的成年人都有不同程度的口腔问题，如口腔溃疡、牙龈肿痛、出血、萎缩、龋齿等口腔，并且上述问题正快速蔓延，这些口腔“小问题”虽然不足以去医院，却极大困扰了人们的情绪，由此产生了针对口腔问题的消费需求。
目前，国内生产的牙膏主要由摩擦剂、发泡剂、增稠剂、氧化剂、香料等原料制成，其中摩擦剂所占比重最大，主要起清洁牙齿但又不磨损牙齿的作用。现有市场上的牙膏多采用单一成分的二氧化硅、磷酸氢钙、碳酸钙、氢氧化铝等材质硬、密度高的磨料为摩擦剂。由于碳酸钙价格低廉，在市场上仍占有很大比例；但是使用普通碳酸钙作为牙膏的磨料，存在清除口腔中的异味或除臭、除垢的效果较差的问题。中国专利申请cn105411947a公开了一种美白防护牙膏，由以下质量份数的原料制成：珍珠岩18-24份，山梨醇12-16份，二氧化硅16-18份，金银花5-9份，月桂醇硫酸钠6-10份，羧甲基纤维素10-14份，桔梗7-10份，椰子油醇酰胺7-13份，香精7-9份，水20-25份。虽然该牙膏可以美白牙齿，且不损伤牙釉质和牙本质，但其除垢及改善口腔效果较差。
同时，龋病是牙齿硬组织结构逐渐被破坏的一种慢性疾病，一直以来影响着人们的生活，危害着人类的口腔健康。龋齿的发生从牙釉质的脱矿开始，因此脱矿牙釉质的修复研究对于龋齿的预防和治疗具有重要意义。虽然现在的口腔材料本身对于修复龋洞或者牙齿缺损较为有效，但是无法达到防止龋齿再次发生的目的。中国专利申请cn104207960a公开了一种含生物活性玻璃/壳聚糖的牙膏，所述牙膏膏体中含下列组分，各组分的质量百分比(wt％)含量如下：甘油45-65％、peg6008-20％、羧甲基纤维素钠3-5％、研磨剂20-35％、增稠剂0.1-1％、生物玻璃3-25％、壳聚糖0.5-5％、表面活性剂1-3％、香精0.5-1.5％、甜味剂0.5-1.5％。虽然该牙膏可修复牙齿，但其对初期龋齿再矿化能力较差，不能起到很好的预防修复效果。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种牙膏及其制备方法。本发明提供的牙膏贮存稳定，促进受损牙齿表面再矿化，消除牙菌斑，增强牙釉质抗蚀功能，有效预防修复龋齿。同时，本发明提供的牙膏还具有抑菌消炎、美白的作用，能有效改善牙周炎、牙龈出血等口腔炎症。
本发明提供了一种牙膏，包括以下组分及其重量份：
摩擦剂30-40份、牡丹酚0.1-0.5份、血根碱0.1-0.3份、诃子酸0.01-0.05份、生物活性玻璃0.01-0.03份、羟基磷灰石1-3份、保湿剂20-30份、发泡剂1-3份、羧甲基纤维素钠0.5-1份、木糖醇0.05-0.25份、苯甲酸0.1-0.5份、香料1-2份和水30-40份。
进一步地，所述的牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂35份、牡丹酚0.3份、血根碱0.2份、诃子酸0.03份、生物活性玻璃0.02份、羟基磷灰石2份、保湿剂25份、发泡剂2份、羧甲基纤维素钠0.75份、木糖醇0.15份、苯甲酸0.3份、香料1.5份和水35份。
进一步地，所述的摩擦剂的制备方法为：
1)将珍珠岩晾晒，粉粹后过325目筛，得珍珠岩粉，加入珍珠岩粉5倍重量的水，搅拌，沉降，干燥，研磨，得精制珍珠岩；
2)将步骤1)所得精制珍珠岩、水、浓硫酸按重量比1:2:4混合，60℃下搅拌反应2h，过滤，得滤饼，将所得滤饼用浓盐酸二次酸化，过滤，干燥，得改性珍珠岩；
3)将步骤2)所得改性珍珠岩于700-800℃下活化2-3h，得活化的改性珍珠岩；
4)将步骤3)所得活化的改性珍珠岩与水、水合氧化铝按重量比3:1:2混合，80-90℃反应5h，过滤，干燥，粉碎，过800目筛，即得。
进一步地，所述步骤2)中浓盐酸的用量为步骤1)中所述精制珍珠岩重量的0.4倍。
进一步地，所述的羟基磷灰石粒径为30-40nm。
进一步地，所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
进一步地，所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。
同时，本发明还提供了一种牙膏的制备方法，包括以下步骤：
s1将水加热至40-50℃，搅拌加入牡丹酚、保湿剂、木糖醇、苯甲酸，搅拌至完全溶解，得溶液a；
s2将摩擦剂、血根碱、诃子酸、生物活性玻璃、羟基磷灰石、发泡剂、羧甲基纤维素钠混合，搅拌均匀，得混合物b；
s3将步骤s1所得溶液a冷却至室温，搅拌加入步骤s2所得混合物b，真空搅拌15-25min，得混合物c；
s4向步骤s3所得混合物c中加入香料，真空搅拌5-15min后，真空脱气，出料，灌装，即得。
本发明提供的牙膏中牡丹酚(cas号：552-41-0)具有抗菌、消炎、镇痛的作用；血根碱(cas号2447-54-3)具有抗菌、增强免疫力的作用；诃子酸(购于天津一方科技有限公司)具有抗菌、利咽的作用；生物活性玻璃(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)是一类能对机体组织进行修复、替代与再生、具有能使组织和材料之间形成键合作用的材料，由sio2，na2o，cao和p2o5等基本成分组成的硅酸盐玻璃。生物活性玻璃的降解产物能够促进生长因子的生成、促进细胞的繁衍，具有很强的创伤修复活性。
本发明采用改性后的珍珠岩热活化与水、水合氧化铝热转化制得，改性后的珍珠岩的吸水性能提高，白度和活性增大，摩擦值降低，使得制备得到的摩擦剂摩擦性能良好，对牙齿及牙釉质无损伤。同时，本发明制备的摩擦剂吸附性能较好，提高了发泡剂与牙齿的作用，有效祛除污渍，美白牙齿。
与现有技术相比，本发明提供的牙膏具有以下优势：
(1)本发明提供的牙膏清洁效果好，具有优良的摩擦性和安全性，有效祛除牙垢，美白牙齿，消除牙菌斑，增强牙釉质抗蚀功能，且不损伤牙齿及牙釉质。
(2)本发明提供的牙膏抗菌消炎效果显著，可有效抑制变形链球菌、嗜酸乳杆菌、具核梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌等细菌，有效改善口腔微生物环境，改善牙龈出血、牙周炎、口腔溃疡等口腔问题。
(3)本发明提供的牙膏质地均匀、贮存稳定，可修复龋齿牙釉质层，并促进受损牙齿表面再矿化，有效预防及修复龋齿，使用安全方便。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步解释说明，这些实施例仅用于例证的目的，并不限制本发明的保护范围。
实施例1一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂30份、牡丹酚0.1份、血根碱0.1份、诃子酸0.01份、生物活性玻璃0.01份、羟基磷灰石1份、保湿剂20份、发泡剂1份、羧甲基纤维素钠0.5份、木糖醇0.05份、苯甲酸0.1份、香料1份和水40份。
所述的摩擦剂的制备方法为：
1)将珍珠岩晾晒，粉粹后过325目筛，得珍珠岩粉，加入珍珠岩粉5倍重量的水，搅拌，沉降，干燥，研磨，得精制珍珠岩；
2)将步骤1)所得精制珍珠岩、水、浓硫酸按重量比1:2:4混合，60℃下搅拌反应2h，过滤，得滤饼，将所得滤饼用浓盐酸(0.4倍重量的精制珍珠岩)二次酸化，过滤，干燥，得改性珍珠岩；
3)将步骤2)所得改性珍珠岩于750℃下活化2.5h，得活化的改性珍珠岩；
4)将步骤3)所得活化的改性珍珠岩与水、水合氧化铝按重量比3:1:2混合，85℃反应5h，过滤，干燥，粉碎，过800目筛，即得。
所述的羟基磷灰石粒径为30nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。制备方法：
s1将水加热至45℃，搅拌加入牡丹酚、保湿剂、木糖醇、苯甲酸，搅拌至完全溶解，得溶液a；
s2将摩擦剂、血根碱、诃子酸、生物活性玻璃、羟基磷灰石、发泡剂、羧甲基纤维素钠混合，搅拌均匀，得混合物b；
s3将步骤s1所得溶液a冷却至室温，搅拌加入步骤s2所得混合物b，真空搅拌20min，得混合物c；
s4向步骤s3所得混合物c中加入香料，真空搅拌10min后，真空脱气，出料，灌装，即得。
实施例2一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂35份、牡丹酚0.3份、血根碱0.2份、诃子酸0.03份、生物活性玻璃0.02份、羟基磷灰石2份、保湿剂25份、发泡剂2份、羧甲基纤维素钠0.75份、木糖醇0.15份、苯甲酸0.3份、香料1.5份和水35份。
所述的摩擦剂的制备方法与实施例1类似。
所述的羟基磷灰石粒径为35nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。
制备方法与实施例1类似。
实施例3一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂40份、牡丹酚0.5份、血根碱0.3份、诃子酸0.05份、生物活性玻璃0.03份、羟基磷灰石3份、保湿剂30份、发泡剂3份、羧甲基纤维素钠1份、木糖醇0.25份、苯甲酸0.5份、香料2份和水30份。
所述的摩擦剂的制备方法与实施例1类似。
所述的羟基磷灰石粒径为40nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。
制备方法与实施例1类似。
对比例1一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
珍珠岩35份、牡丹酚0.3份、血根碱0.2份、诃子酸0.03份、生物活性玻璃0.02份、羟基磷灰石2份、保湿剂25份、发泡剂2份、羧甲基纤维素钠0.75份、木糖醇0.15份、苯甲酸0.3份、香料1.5份和水35份。
所述的羟基磷灰石粒径为35nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，将摩擦剂替换为珍珠岩。
对比例2一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂35份、牡丹酚0.3份、血根碱0.2份、诃子酸0.03份、生物活性玻璃0.02份、羟基磷灰石2份、保湿剂25份、发泡剂2份、羧甲基纤维素钠0.75份、木糖醇0.15份、苯甲酸0.3份、香料1.5份和水35份。
所述的摩擦剂的制备方法与实施例1类似。
所述的羟基磷灰石粒径为35nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:1组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，将保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成改为1:1:1组成。
对比例3一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂35份、牡丹酚0.3份、血根碱0.2份、诃子酸0.03份、生物活性玻璃0.02份、羟基磷灰石2份、保湿剂25份、发泡剂2份、羧甲基纤维素钠0.75份、木糖醇0.15份、苯甲酸0.3份、香料1.5份和水35份。
所述的摩擦剂的制备方法与实施例1类似。
所述的羟基磷灰石粒径为35nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比1:1组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，将发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成改为1:1组成。
对比例4一种牙膏
所述牙膏由以下组分及其重量份组成：
摩擦剂35份、牡丹酚0.3份、血根碱0.2份、诃子酸0.03份、羟基磷灰石2.02份、保湿剂25份、发泡剂2份、羧甲基纤维素钠0.75份、木糖醇0.15份、苯甲酸0.3份、香料1.5份和水35份。
所述的摩擦剂的制备方法与实施例1类似。
所述的羟基磷灰石粒径为35nm。
所述的保湿剂由甘油、丙二醇和山梨醇按重量比1:1:5组成。
所述的发泡剂由桂酰基肌氨酸钠与油酸单甘油酯磺酸钠按重量比3:1组成。
制备方法与实施例1类似。
与实施例2的区别在于，未添加生物活性玻璃，增加了羟基磷灰石的用量。试验例一、理化与卫生检测
根据牙膏国标gb8372-2008的要求，对实施例1-3制得的牙膏进行理化与卫生检测，检测结果见表1。
表1牙膏理化与卫生检测结果
注：总氟量与可溶氟、游离氟两项指标非含氟牙膏不需检测。
由表1可知，本发明制得的牙膏均符合国标gb8372-2008的要求。
试验例二、稳定性评价
1.试验材料：实施例1-3及对比例1-4制得的牙膏。
2.试验方法：
取试样牙膏4支，1支样品室温保存，另3支样品放入-8±1℃的冰箱内，8h后取出，随即放入45±1℃恒温培养箱内，8h后取出，恢复室温，开盖，膏体应不溢出管口；将牙膏管体倒置，10s内应无液体从管口滴出；膏体挤出后与室温保存样品相比较，其香味、色泽应正常。
观察管口有无明显的固液分离现象；挤出20cm长膏体于滤纸上，按液体的扩散距离大小评价膏体的稳定性。
评价标准：
a-未见固液分离：肉眼观察不到分离的液体；
b-极少量固液分离：肉眼观察下，挤出的膏体头部有很少量的液体；
c-轻微固液分离：膏体头部能观察到液体，滤纸上扩散距离小于1.0cm；
d-中度固液分离：管口可见明显的液体，滤纸上扩散距离1.0cm-3.0cm；
e-严重固液分离：侧放或导致管体可见有液体流出，挤出的膏体豆腐渣状无法成条形。
3.试验结果：牙膏的稳定性评价结果见表2。
表2牙膏的稳定性评价结果
由表2可知，本发明制得的牙膏稳定性较好，只是在50℃破坏性测试的外观稍多细孔，影响了其外观，但并未发现固液分离等相变化的质量问题。与实施例1-3相比，对比例1-4制得的牙膏稳定性较差，出现了不同程度的固液分离现象，说明本发明制得的牙膏各组分配伍性好，体系稳定，抗菌和发泡作用好。
试验例三、抑菌试验
1.试验材料：实施例1-3及对比例2、4制得的牙膏。
2.试验对象：变形链球菌、嗜酸乳杆菌、具核梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌。
3.试验方法：
(1)称取试样牙膏1.0g，加入3ml去离子水搅拌均匀，无菌条件下用微量加样器在无菌滤纸上滴加20μl，待液体干燥后，置于冰箱保存备用。
(2)采用纸片扩散法。溶化培养基倒入平皿中，待冷却凝固后，加入0.1ml菌悬液(浓度为5×105cfu/ml-5×106cfu/ml)，用无菌玻棒均匀涂抹于琼脂表面。用无菌镊子取含不同浓度抗菌剂的纸片放于琼脂表面，各纸片间间距相等。置于37℃恒温箱培养24h，测量纸片周围抑菌环的大小。抑菌试验重复3次。
4.试验结果：牙膏抑菌试验结果见表3。
表3牙膏抑菌试验
由表3可知，本发明制得的牙膏具有较好的抑菌效果。与对比例2、4相比，本发明实施例1-3制得的牙膏的抑菌环平均直径较大，说明本发明制得的牙膏中摩擦剂、保湿剂都对抑菌作用有影响，且本发明实施例2的抑菌效果最佳。
试验例四、牙釉质再矿化试验
1.试验材料：
实施例1-3及对比例1-4制得的牙膏；
脱矿液(ph＝4.5)：1.0mmnahco3、2.2mmca(no3)2、2.2mmkh2po4、50.0mm冰醋酸、1.0mmna2so4、0.5ppm氟化钠；
再矿化液(ph＝7.0)：3.0mmnahco3、1.5mmcacl2、0.9mmkh2po4、130mmkcl、5.0mmna2so4、1.5mmmgcl2·6h2o。
2.试验对象：牛，36-48月龄。
3.试验方法：
(1)选取牛下颌中切牙，清除根部组织，清洗，保存。牛牙釉质样本选取冠部位置，根冠分离后自然干燥，取牙冠表面面无裂痕、龋损、色斑的样本，使用物理切割机将选取的样本切割成7块大小为4mm×4mm×2mm体积的釉质方块。对釉质方块表层进行处理，以获得更光滑、色泽均匀的釉面，自然干燥，在每个釉质方块表面划定一块3mm×3mm的区域作为测试区。
(2)将上述7块釉质方块随机分为7组，分别为实施例1-3及对比例1-4组。
(3)用显微硬度仪(knoop压头，50g，10s)于上述釉质块样本测试区测量硬度，垂直测量5个点，每两点间间距100μm，取其平均值记为mt0。
(4)将釉质块浸入脱矿液中，用保鲜膜封口并置于37℃恒温摇床中(50r/min)，脱矿72h后取出，测量表面显微硬度，在基线测量点左侧测试区域与原测量点平行测量5个点，取平均值记为mt1。
(5)取实施例1-3及对比例1-4制得的牙膏1.0g，加入3ml去离子水搅拌均匀，作为实验液。按照表4矿化循环15天，15天矿化循环实验结束后，再次进行显微硬度检测，在基线测量点右侧测试区域与原测量点平行测量5个点，取平均值记为mt2。
(6)计算硬度恢复百分比δmt，δmt＝(mt2-mt1)×100/(mt0-mt1)
4.试验结果：牙釉质再矿化试验结果见表5。
表4矿化15天循环实验
表5牙釉质再矿化试验结果
由表5可知，本发明制得的牙膏再矿化能力较好。与对比例4相比，本发明实施例1-3制得的牙膏的硬度恢复百分比较高，说明本发明牙膏采用生物活性玻璃与羟基磷灰石的配合修复效果较好，从表面微硬度结果可看出，本发明牙膏提高了其人工龋的再矿化能力。
试验例五、牙本质摩擦值(rda)和抛光度(epp)测试
(一)牙本质摩擦值(rda)测试
(1)牙膏悬浮液：取25g牙膏(实施例1-3及对比例1-4制得的牙膏)用40ml水稀释，搅拌，形成悬浮液。
(2)稀释液：0.5％cmc溶液(含10％甘油)。取50ml甘油加热到60℃，加5gcmc搅拌均匀后，再加50ml已加热的甘油，继续搅拌60min，把溶液转移到1l容量瓶中，加900ml去离子水，缓慢搅拌冷却，静置一晚，以使cmc溶胀达到其稳定粘度。
(3)选取人永久性根部牙齿，清洗干净后，去掉齿冠和根尖，单独安装在冷硫化甲基丙烯酸甲酯补齿树脂上，样品凸出于树脂表面至少2mm。牙刷压力调整为150g，牙刷刷动次数为1500次。先用稀释液进行预试验，接下来用第一份牙膏悬浮液试验，然后用稀释液进行试验，同时作为第二份牙膏悬浮液试验的预试验，如此类推，直至完成所有试验。每个牙膏悬浮液试验后用移液管吸取1ml前、后试验液，称重并加入闪烁混合液内，将混合液搅拌均匀，马上使用闪烁检测器进行β射线检测。检测得到的每分钟净读数(cpm)除以质量即得到cpm/g。
(4)rda计算：平均cpm＝(预试验净cmp+后预试验净cmp)/2；rda＝校正因子cf×100×试验牙膏净cmp/平均cmp。
(二)牙本质抛光度(epp)测试
(1)牙膏悬浮液：取25g牙膏(实施例1-3及对比例1-4制备的牙膏)用40ml水稀释，搅拌，形成悬浮液。
(2)参照标准液：焦磷酸钙与0.5％cmc-7mf水溶液按1:5配成标准摩擦试液。
(3)选取人永久性根部牙齿，其抛光度以确保在5以下，样品放置在v-8交叉摩擦测试机上，浸泡在标准稀释膏浆中，用尼龙标准刷以300g的压力往复摩擦2000次，然后放到抛光测试仪上进行检测。
(三)试验结果：rda和epp测试结果见表6。
表6rda和epp测试结果
摩擦剂的摩擦能力一直以来都是衡量牙膏清洁能力的一项重要指标，牙膏中摩擦剂含量越多、颗粒越大、硬度越高越能提高牙膏的清洁能力。rda测试是现代行业内最常用的摩擦值测试方法，采用焦磷酸钙作为标准，其rda值定为100，rda值超过250则认为会对牙齿造成伤害，而大于60则认为有一定的清洁能力。从rda的限值为250已可得知其磨损值并非越高越好，牙膏中的摩擦剂可造成牙齿硬组织的磨损。
由表6可知，本发明制得的牙膏的摩擦值均符合要求，未超出250的安全范围，具有较好的清洁效能力，且对牙齿物磨损较小。同时，本发明制得的牙膏抛光度良好，可以提高牙齿表面的光泽，达到视觉上美白的效果，且牙菌斑与色素的附着困难，有益于减少牙石的发生。与对比例1相比，本发明实施例1-3制得的牙膏的rda降低，epp提高，说明本发明摩擦剂的加入降低了其对牙齿的磨损，提高了牙膏的清洁能力与抛光度，使牙齿亮白。