Средство для профилактики и лечения зубного кариеса на начальной стадии

СРЕДСТВО ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ ЗУБНОГО КАРИЕСА НА НАЧАЛЬНОЙ СТАДИИ Средство для профилактики и лечения зубного кариеса в начальной стадии на основе фосфата кальция, содержащее фосфат-кальциевый гель с массовым соотношением Са/Р от 1,2 до 2,2 и в случае необходимости содержащее по меньшей мере одно вспомогательное вещество для зубов. 014876 Область изобретения Изобретение относится к средству для профилактики и лечения зубного кариеса в начальной стадии. Предпосылки изобретения Зубной кариес представляет собой хроническое инфекционное заболевание, протекающее у большинства индивидуумов очень медленно. При заболевании может поражаться эмаль, дентин или цемент,и для него не характерно самоограничивающие факторы, что означает, что оно может привести к полному разрушению зуба при отсутствии лечения. Зубной кариес, возникающий на поверхности эмали зуба, представляет собой процесс, отражающий метаболическую активность, происходящую в биопленке зубной бляшки. С течением времени баланс между минерализованной поверхностью и окружающей зубную бляшку жидкостью нарушается. Потеря твердой ткани в результате деминерализации приводит, в конечном счете, к формированию кариозного повреждения. Зубной кариес представляет собой многофакторное заболевание, инициируемое различными причинами. Некоторые факторы являются необходимыми для развития кариеса, в частности, присутствие биопленки зубной бляшки на поверхности эмали, присутствие углеводов и чувствительной поверхности эмали; другие факторы являются дополнительными, например, композиция пищи и частота ее потребления, фториды, буферная емкость слюны и т.д. Развитие и течение повреждения, инициирующего распад, описано в некоторых экспериментальных исследованиях. Способы, предотвращающие формирования зубного кариеса, произвели большой прогресс во второй половине прошлого столетия. Эти способы включают регулярное механическое удаление биопленки зубного налета с применением различных технологий и антибактериальных веществ, назначение диетической рекомендации, направленной на уменьшение частоты потребления сладкой пищи и напитков,также как наиболее успешных технологий, основанных на применении фторид ионов к гидроксилапатитам эмали. Возможность предотвращения зубного кариеса при помощи фторидов, возникшая из идеи замещения гидроксильных групп гидроксилапатитов эмали ионами фторидов, приводящее к их сопротивляемости к растворению в кислотах; образовавшиеся фторгидроксилапатиты или фторапатиты придают поверхности эмали повышенную стойкость в борьбе против развития зубного кариеса. В дополнение к этому вкраплению фторид ионов в гидроксилапатиты эмали при систематическом снабжении фторидами (фторированная питьевая вода, таблетки с NaF, фторированные соли и фторированное молоко), в 1980-х годах было открыто локальное воздействие фторид ионов с чрезвычайно высокой эффективностью на поверхностный слой эмали. Было обнаружено, что если фторид ионы присутствуют в слюне или жидкости зубной бляшки, то они спонтанно проникают в поверхностный слой эмали на глубину приблизительно от 20 и до 30 мкм, таким образом, делая ее чрезвычайно устойчивой к воздействию кислоты. В настоящее время, это локальное воздействие фторидов рассматривается как основной способ предотвращения зубного кариеса. В настоящее время широкий спектр различных гигиенических средств, для которых характерно локальное действие фторидов, используются с целью профилактики зубного кариеса: фторированные зубные пасты, фторидсодержащие гели для применения в стоматологических клиниках, а также при ежедневном домашнем применении, ополаскиватели для полости рта с высоким содержанием фтора, фторированные зубные нити и фторированные жевательные резинки. Различные фосфаты кальция, которые стимулируют формирование гидроксилапатитов в зубной эмали, встречаются в разнообразных зубных пастах. Однако в настоящее время минимальный размер всех добавленных ингредиентов в используемых зубных пастах и других фторидсодержащих средствах находится в порядке от нескольких и до десятков микрометров. Заметный прогресс имел место в области высоких технологий другого выдающегося изобретения в последнем десятилетии - применении нанотехнологий. Наноматериалы с размером частиц в диапазоне от 10 до 100 нм проявляют другие свойства, в отличие от подобных материалов, состоящих из частиц, обладающих размером сотен нанометров и даже более крупных. Кроме того, также развивались способы, используемые для получения наночастиц гидроксилапатитов и других хорошо охарактеризованных фосфатов кальция. Их применение в лечении зубов также упомянуто в патентной литературе, но до сих пор ни одного из подобных материалов не было использовано на практике. Очевидно, это происходит вследствие того, что технология, которая обеспечит исследование микроструктуры зуба и его изменений "invivo" после применения терапевтических процессов, в настоящее время не доступна. Электронная микроскопия используется почти исключительно при исследовании микроструктуры эмали с использованием удаленных зубов, на которых, однако, эффекты лечения больше не могут быть изучены. В литературе по высоким технологиям описана смесь, содержащая наночастицы гидроксилапатитов, которая использована для быстрого восстановления дефектов эмали (К. Yamagishi, К. Onuma, Т. Suzuki, F. Okada, J. Tagami, M. Otsuki, P. Senawangse: A synthetic enamel for rapid tooth repair. Nature, vol. 433, 24 February 2005, p. 819). Тем не менее, исследователи применяют эту смесь наночастиц НАР в сильно кислых условиях, которые неблагоприятно воздействуют на слизистую оболочку полости рта.-1 014876 Целью настоящего изобретения является предложение средства, которое при сравнении с известными веществами, используемыми до настоящего времени, обеспечит даже более эффективное предотвращение и лечение повреждений, вызванных зубных кариесом. Сущность изобретения В соответствии с изобретением вышеупомянутая цель была достигнута при использовании средств для профилактики и лечения кариеса на начальной стадии. Таким образом, сущностью изобретения является средство для предотвращения и лечения кариеса на начальной стадии на основе фосфата кальция,которое включает предварительно сформированный гель, состоящий из фосфата-кальция с массовым соотношением Са/Р от 0,9 и до 1,5, предпочтительно от 1,2 и до 1,5, и с энергией связи 2 р электронов фосфора от 131 и до 136 эВ. Средство по настоящему изобретению предпочтительно получают как описано в примерах, т.е. золь-гелиевым способом осаждения, в котором щелочной раствор ионов Са 2+ смешивают с водным щелочным раствором ионов HPO42- в водной среде. Более конкретно раствор ионов Са 2+ смешивают с раствором ионов HPO42- в условиях интенсивного перемешивания; как раствор ионов Са 2+, нитрат кальция находится в смеси воды и этанола; и как раствор ионов HPO42-, гидрофосфат диаммония используют в воде; значение рН обоих растворов доводят аммиаком до 9; растворы используют в количествах, соответствующих массовому соотношению Са/Р 2,15; образовавшийся гель отделяют и ополаскивают. Продукт может быть отделен фильтрованием, а затем его ополаскивают водой и этанолом. Средство может добавочно содержать по крайней мере одно вспомогательное вещество для зубов,такое как водный раствор метилцеллюлозы. В качестве дополнительных добавок могут быть использованы белки матрикса эмали (амелогенин, амелобластин, энамелин и туфтелин), монетит, фторид натрия и добавки для улучшения вкуса. Средство может использоваться в форме зубной пасты, пасты, жевательной резинки, зубной нити с покрытием, пены, геля или лака. Описание рисунков, показанных на фигурах Фиг. 1. Поверхностная структура эмали 14-летнего человека с симптомами процесса, инициирующего распад (начала развиваться пористость), показана на фиг. 1 а и фиг. 1b. При рассмотрении с помощью способов, известных на настоящее время, этот зуб не проявляет каких-либо признаков разрушения,которые поддаются клинической идентификации. Видна перикимата, а также контуры призм эмали. Изображение было получено "in vivo" с помощью светового микроскопа. Фиг. 2. На этой фигуре показано развитие пористости под поверхностью: фиг. 2 а - отдельные поры на поверхности эмали; фиг. 2b, с, d объединение пор (различные типы). Все изображения были получены"in vitro" с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM). Фиг. 3. На фиг. 3a-3f детально показаны отдельные этапы развития повреждения на начальной стадии. На фиг. 3 а показано формирование пор и их объединение; на фиг. 3b показано развитие пористости,объединение пор и микротрещины; на фиг. 3 с показано объединение пор и образование микрополости; на фиг. 3d показаны поры в стенке микротрещины, на фиг. 3 е показано образование микрополостей и начало эффекта образования нарушений в глубине микрополости; на фиг. 3f показано образование микрополости в нарушенном поверхностном слое эмали на начальной стадии разрушения. Все изображения были получены "in vitro" с помощью сканирующего электронного микроскопа. Фиг. 4. На фиг. 4 а и 4b показано восстановление дефектов поверхности зуба после действия геля с фосфатом кальция. Все изображения были получены "in vitro" с помощью сканирующего электронного микроскопа. Фиг. 5. На фиг. 5a-5d продемонстрирован "in vivo" эффект восстановления с помощью геля с фосфатом кальция. На фиг. 5 а и 5b показана поверхность верхнего премоляра в исходном состоянии (с точки зрения современных методов диагностики на данном зубе отсутствуют какие-либо признаки активности,приводящей к разрушению, которую можно клинически идентифицировать, - см. фиг. 1 а и 1b); на фиг. 5 с и 5d показана восстанавливающая активность геля с фосфатом кальция, который наносили в форме зубной пасты в течение 14 дней; чистка зуба проводилась два раза в день по две минуты пациентом в возрасте 14 лет. Изображения получены "in vivo" с помощью сканирующего электронного микроскопа. Примеры Получение геля с отношением масс Са/Р=1,3. 1. Приготовление раствора Са(NO3)2 4 Н 2 О. 116,8 г Ca(NO3)2 4H2O растворяют при 37 С в 50 мл смеси из дистиллированной воды и этанола в соотношении 1:1; значение рН раствора, полученного таким путем, доводят концентрированным аммиаком до рН 9 (приблизительно 0,4 мл). 2. Получение раствора (NH4)2HPO4. 39,1 г (NH4)2HPO4 растворяют в 50 мл дистиллированной воды при 37 С, значение рН раствора, полученного таким путем, доводят концентрированным аммиаком до рН=9 (4 мл). Оба раствора смешивают друг с другом при температуре 37 С, смесь непрерывно и интенсивно перемешивают на магнитной мешалке, до тех пор, пока раствор нитрата кальция не перемешается с раство-2 014876 ром фосфата аммония. Конечный продукт фильтруют несколько раз в течение 3 минут непосредственно после перемешивания. Продукт на фильтре первый раз ополаскивают теплой дистиллированной водой,затем раствором вода/этанол (соотношение объемов 1:1) и, наконец, только этанолом. Фильтрование осуществляют с помощью водного струйного насоса с использованием фритты S4 и бумажного фильтра"blue ribbon". Конечный продукт характеризуется энергией связи электрона фосфора Р 2 р в диапазоне от 135 эВ и до 132 эВ и массовым соотношением Са/Р приблизительно 1,3. Пример 1. 5 г продукта, полученного вышеописанным способом, диспергируют в 2-процентном растворе тилозы, а затем добавляют к полученной смеси 25 мл 0,1-процентного раствора хлоргексидина; затем эту смесь гомогенизируют ультразвуком (100 Вт на интервал времени в 5 мин). Конечный продукт негустой и проявляет тенденцию к осаждению; таким образом, он пригоден для непосредственного применения. При необходимости перед использованием его тщательно перемешивают. Пример 2. 5 г продукта диспергируют в 2-процентном растворе тилозы (тилозу растворяют в 50 мл воды, добавляют к раствору 25 мл 0,1-процентного раствора хлоргексидина и доводят до отметки 100 мл). Сначала небольшое количество данного раствора тилозы добавляют к навеске геля (5 г для получения 5% смеси), смесь тщательно перемешивают, а затем добавляют оставшееся количество тилозы, смесь еще раз перемешивают стеклянной палочкой, а затем гомогенизируют ультразвуком как описано в примере 1. Конечный продукт является более вязким, чем тот, который упомянут в примере 1, и также проявляет тенденцию к осаждению, и, таким образом, он также пригоден для непосредственного применения или при необходимости перед использованием его тщательно перемешивают. Пример 3. 10 г продукта диспергируют в 4-процентном растворе тилозы (тилозу растворяют в 60 мл воды, добавляют к раствору 25 мл 0,1-процентного раствора хлоргексидина и доводят до отметки 100 мл непосредственно в мерном стакане). Сначала небольшое количество данного раствора тилозы добавляют к навеске геля (5 г для получения 5% смеси), смесь тщательно перемешивают, а затем добавляют оставшееся количество тилозы, смесь еще раз перемешивают стеклянной палочкой, а затем гомогенизируют ультразвуком как описано в примере 1. Конечная консистенция продукта удовлетворяет требованиям для текущего применения, т.е. он почти не осаждается. Пример 4. 10 г продукта диспергируют в 4-процентном растворе тилозы (тилозу растворяют в 60 мл воды, добавляют к раствору 25 мл 0,1-процентного раствора хлоргексидина и доводят до отметки 100 мл непосредственно в мерном стакане). Сначала небольшое количество данного раствора тилозы добавляют к навеске геля (5 г для получения 5% смеси), смесь тщательно перемешивают, а затем добавляют оставшееся количество тилозы и 5 мл клубничного сиропа, смесь еще раз перемешивают стеклянной палочкой, а затем обрабатывают ультразвуком в течение пяти минут. Конечная консистенция продукта такая же, как в примере 3. Пример 5. Используется процедура подобная описанной в примере 4, за исключением добавления белков (амелогенин, амелобластин, энамелин и туфтелин) до 1% стеклообразной матрицы. Промышленная применимость Средство по настоящему изобретению на практике может быть использовано в форме суспензии для полоскания полости рта, ополаскивающей суспензии из искусственной слюны, гелевого компресса,содержащего гель с массовым соотношением, равным 1,2-2,2, зубной пасты, содержащей золь, соответственно гель с массовым соотношением, равным 1,2-2,2, зубных паст, применяющихся с использованием стандартных или ультразвуковых зубных щеток, жевательных резинок, содержащих гель с массовым соотношением, равным 1,2-2,2, высоковязких смесей, содержащих гель с массовым соотношением, равным 1,2-2,2, для использования а) как средство для заделывания трещин, b) на межзубной зубной щетке для применения на смежных поверхностях, с) на нити для зубов для применения на смежных поверхностях. Средство в соответствии с изобретением может быть использовано как в качестве превентивного средства для ухода, так и для лечебных целей, направленных на лечение зубного кариеса на начальной стадии. Для домашнего ухода рассматрваются зубные пасты, пасты, жевательные резинки, зубные нити и пена. Гель, порошок и краска могут быть использованы как основа профессионального ухода. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Средство для профилактики и лечения зубного кариеса на начальной стадии на основе фосфата кальция, отличающееся тем, что оно содержит предварительно сформированный гель, состоящий из фосфата кальция, с массовым соотношением Са/Р от 1,2 до 2,2. 2. Средство по п.1, отличающееся тем, что оно получено способом золь-гелиевого осаждения, в котором нитрат кальция растворяют в смеси воды и этанола с получением первого раствора отдельно, гидрофосфат аммония растворяют в воде с получением второго раствора, значение рН обоих растворов доводят до 9 аммиаком, затем первый раствор добавляют ко второму раствору при энергичном перемеши-3 014876 вании, и полученный гель отделяют и промывают; где нитрат кальция и гидрофосфат аммония используют в количествах, соответствующих массовому соотношению Са/Р 2,15. 3. Средство по п.2, отличающееся тем, что продукт отделяют фильтрованием, а затем промывают водой и этанолом. 4. Средство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по меньшей мере одно вспомогательное вещество для зубов.