RU2788169C2

RU2788169C2 - Spherical silica designed for tubular occlusion

Info

Publication number: RU2788169C2
Application number: RU2020111682A
Authority: RU
Inventors: Джон М. КОРНЕЛИУС; Уильям Дж. ХАГАР; Карл У. ГАЛЛИС; Терри У. НАССИВЕРА
Original assignee: Эвоник Оперейшнс Гмбх
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2023-01-17

Abstract

FIELD: dental care.

SUBSTANCE: inventions group relates to spherical particles of silicon dioxide and/or silicate and their use in compositions for dental care. The proposed silica and/or silicate particles are characterized by: (i) a median particle size d50 ranging from 1 to 5 microns; (ii) particle size d95 less than or equal to 8 microns; (iii) oil absorption ranging from 40 to 100 cm³/100 g; (iv) a bulk density after compaction ranging from 20 to 60 lb/ft³; (v) a sphericity coefficient (S80) greater than or equal to 0.9; (vi) water absorption (AbC) ranging from 55 to 115 cm³/100 g; and (vii) a BET surface area (specific surface area determined by the Brunauer-Emmett-Teller method) ranging from 25 to 100 m²/g. Also provided are dentifrice and dentifrice compositions containing the aforementioned spherical particles.

EFFECT: small particle size, narrow particle size distribution and extremely spherical particle morphology provide effective tubule occlusion while maintaining the cleaning performance of the dentifrice composition due to the low oil absorption value of the particles and high bulk density after compaction.

26 cl, 2 tbl, 4 ex, 14 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

Для многих людей чувствительность зубов является обычной проблемой и она все чаще возникает в стареющем обществе. Это патологическое состояние возникает, когда повреждается защитный слой зубной эмали и/или происходит рецессия десен и обнажается слой дентина. Дентин является в намного меньшей степени минерализованным материалом, который состоит и из минерала (гидроксиапатит) и из органического компонента (коллаген). Слой дентина также является пористым и содержит круглые канальцы, которые простираются от корня зуба к наружной части и обеспечивают перенос питательных веществ к разным частям зуба. Предполагают, что, если эти канальцы подвергаются воздействию внешних раздражителей, таких как тепло, холод или полисахариды, то давление жидкости в канальцах меняется (вследствие расширения/сжатия) и это вызывает боль, связанную с чувствительным зубом. В композиции зубной пасты для чувствительных зубов обычно добавляют нитрат калия, который действует в качестве агента, подавляющего работу нерва, где ионы калия мешают способности зуба посылать головному мозгу болевые сигналы. Патологические состояния, являющиеся причиной боли, все еще существуют; однако после того, как в области обеспечена достаточная концентрация ионов калия, боль больше не ощущается. Поскольку не рекомендуется использовать содержащие нитрат калия зубные пасты в течение промежутка времени, составляющего более двух последовательных недель, обычно используют другие агенты, уменьшающие чувствительность, по отдельности или вместе с нитратом калия. Можно использовать реминерализирующие агенты, которые способствуют образованию нового гидроксиапатита вследствие осаждения растворимых ионов кальция и фосфата, которые восстанавливают поверхность эмали (например, материалы типа Novamin-Bioglass). Использование этих материалов связано со специфической группой затруднений при получении композиции, поскольку обычно необходимо, чтобы до использования ингредиенты оставались разделенными (двойной тюбик или гидрофобная композиция), и они обычно являются несовместимыми с фторидом натрия (ионы Са).For many people, tooth sensitivity is a common problem and is increasingly occurring in an aging society. This pathological condition occurs when the protective layer of tooth enamel is damaged and/or gum recession occurs and the dentin layer is exposed. Dentin is a much less mineralized material that consists of both a mineral (hydroxyapatite) and an organic component (collagen). The dentin layer is also porous and contains round tubules that extend from the root of the tooth to the outer part and allow the transport of nutrients to different parts of the tooth. It is believed that if these tubules are exposed to external stimuli such as heat, cold, or polysaccharides, the fluid pressure in the tubules changes (due to expansion/contraction) and this causes pain associated with a sensitive tooth. Potassium nitrate is commonly added to toothpaste formulations for sensitive teeth, which acts as a nerve blocking agent where potassium ions interfere with the tooth's ability to send pain signals to the brain. Pathological conditions that cause pain still exist; however, after a sufficient concentration of potassium ions is provided in the area, pain is no longer felt. Since it is not recommended to use toothpastes containing potassium nitrate for more than two consecutive weeks, other desensitizing agents are usually used alone or together with potassium nitrate. You can use remineralizing agents that promote the formation of new hydroxyapatite due to the precipitation of soluble calcium and phosphate ions, which restore the surface of the enamel (for example, materials such as Novamin-Bioglass). The use of these materials is associated with a specific group of difficulties in preparation of the composition, since it is usually necessary that the ingredients remain separated before use (double tube or hydrophobic composition), and they are usually incompatible with sodium fluoride (Ca ions).

Также можно использовать методики окклюзии канальцев, в которых происходит физическое блокирование канальца с помощью частицы. Некоторые частицы диоксида кремния могут окклюдировать канальцы и их сродство по отношению к гидроксиапатиту можно модифицировать путем добавления дополнительного материала. Обычно частицы диоксида кремния необходимо подвергать размолу на воздухе для обеспечения распределения частиц по размерам, которое необходимо для того, чтобы они помещались в каналец (например, 2-3 мкм). Добавление таких кремнийоксидных материалов можно использовать для окклюзии канальцев, однако наличие таких материалов приводит к существенному увеличению вязкости, действуя как загущающий диоксид кремния, и не обеспечивают существенной степени очистки. Можно использовать менее структурированные диоксиды кремния, однако затруднения, связанные с размолом, такие как более низкие уровни яркости и загрязнение следовыми количествами металла (вследствие размола), могут привести к получению материалов, обладающих неприемлемыми характеристиками. Абразивность этих материалов по отношению к эмали (определенная по АРЭ (абразивности по отношению к радиоактивной эмали)) может привести к удалению аморфного гидроксиапатита при образовании новой эмали.Tubular occlusion techniques can also be used, in which the physical blocking of the tubule by a particle occurs. Some silica particles can occlude the tubules and their hydroxyapatite affinity can be modified by adding additional material. Typically, the silica particles must be air-milled to provide the particle size distribution necessary to fit into the tubule (eg, 2-3 µm). The addition of such silica materials can be used to occlude the tubules, however, the presence of such materials leads to a significant increase in viscosity, acting as a thickening silica, and does not provide a significant degree of cleaning. Less structured silicas can be used, however milling difficulties such as lower brightness levels and trace metal contamination (due to milling) can result in materials having unacceptable characteristics. The abrasiveness of these materials on enamel (determined by ARE (abrasiveness against radioactive enamel)) can lead to the removal of amorphous hydroxyapatite when new enamel is formed.

Поэтому желательно разработать кремнийоксидные материалы, обеспечивающие улучшенную окклюзию канальцев при поддержании чистящих характеристик композиции для ухода за зубами. Соответственно, в основном это является задачей настоящего изобретения.Therefore, it is desirable to develop silica materials that provide improved tubular occlusion while maintaining the cleaning performance of the dentifrice composition. Accordingly, this is basically the object of the present invention.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Настоящее краткое изложение предназначено для введения в упрощенной форме некоторых понятий, которые дополнительно описаны ниже в подробном описании изобретения. Настоящее краткое изложение не предназначено для установления необходимых или важных признаков заявленного объекта. Настоящее краткое изложение также не предназначено для наложения ограничений на объем заявленного объекта.This summary is intended to introduce, in a simplified form, some of the concepts that are further described below in the Detailed Description of the Invention. This summary is not intended to establish necessary or important features of the claimed subject matter. This summary is also not intended to limit the scope of the claimed subject matter.

В настоящем изобретении раскрыты и описаны частицы диоксида кремния и/или силиката, которые можно применять для окклюзии канальцев. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения такие частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать (i) медианным размером частиц d50, находящимся в диапазоне от примерно 1 до примерно 5 мкм, (ii) размером частиц d95, меньшим или равным примерно 8 мкм, (iii) маслоемкостью, находящейся в диапазоне от примерно 40 до примерно 100 см³/100 г, (iv) насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 20 до примерно 60 фунт/фут³, и (v) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9. Эти частицы диоксида кремния и/или силиката обладают сферической формой или морфологией и их можно получить с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией.The present invention discloses and describes silica and/or silicate particles that can be used for tubular occlusion. In accordance with one embodiment of the present invention, such silica and/or silicate particles may have (i) a median d50 particle size ranging from about 1 to about 5 microns, (ii) a d95 particle size less than or equal to about 8 microns. , (iii) an oil absorption ranging from about 40 to about 100 ^cc /100 g, (iv) a bulk density after compaction ranging from about 20 to about 60 lb/ft ³ , and (v) a sphericity factor ( S ₈₀ ), greater than or equal to about 0.9. These silica and/or silicate particles have a spherical shape or morphology and can be produced using a continuous loop reactor.

В настоящем изобретении также раскрыты композиции для ухода за зубами, содержащие сферические частицы диоксида кремния и/или силиката, обычно в количествах, находящихся в диапазоне 0,5-50 мас. %, и способы применения частиц диоксида кремния и/или силиката и композиций.The present invention also discloses compositions for caring for teeth containing spherical particles of silicon dioxide and/or silicate, usually in amounts in the range of 0.5-50 wt. %, and methods of using particles of silicon dioxide and/or silicate and compositions.

И предшествующее краткое изложение, и последующее подробное описание изобретения предоставляют примеры и являются лишь поясняющими. В соответствии с этим предшествующее краткое изложение и последующее подробное описание изобретения не следует считать ограничивающими. Кроме того, могут быть приведены признаки и варианты, дополнительные по отношению к приведенным в настоящем изобретении. Так, например, некоторые варианты осуществления могут относиться к различным комбинациям и субкомбинациям признаков, описанных в подробном описании изобретения.Both the foregoing summary and the following detailed description of the invention provide examples and are illustrative only. Accordingly, the foregoing summary and the following detailed description of the invention should not be considered limiting. In addition, there may be features and options, additional to those given in the present invention. Thus, for example, some embodiments may refer to various combinations and subcombinations of the features described in the Detailed Description of the Invention.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

На фиг. 1 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография диоксида кремния примера 2А.In FIG. 1 is a scanning electron micrograph of the silica of Example 2A.

На фиг. 2А-2Д представлены фотографии, иллюстрирующие подготовку зуба, и методику приготовления срезов.In FIG. 2A-2E are photographs illustrating tooth preparation and sectioning techniques.

На фиг. 3 представлена полученная с помощью оптического микроскопа фотография закрепленного среза зуба.In FIG. 3 shows a photograph of a fixed section of a tooth obtained using an optical microscope.

На фиг. 4 представлена полученная с помощью оптического микроскопа фотография закрепленного среза зуба после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 2В.In FIG. 4 is an optical microscope photograph of a fixed tooth section after brushing with the toothpaste composition of Example 2B.

На фиг. 5 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография закрепленного среза зуба после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 2В.In FIG. 5 is a scanning electron micrograph of an anchored tooth section after brushing with the toothpaste composition of Example 2B.

На фиг. 6А-6В представлены полученные путем картирования с помощью ЭДС (энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия) фотографии поверхности дентина после чистки щеткой с использованием композиций зубной пасты примера 2В.In FIG. 6A-6B are EDS (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) mapping photographs of dentin surfaces after brushing with toothpaste compositions of Example 2B.

На фиг. 7 представлена полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа микрофотография закрепленного среза зуба после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 1В.In FIG. 7 is a scanning electron micrograph of an anchored tooth section after brushing with the toothpaste composition of Example 1B.

На фиг. 8 представлена полученная путем картирования с помощью ЭДС фотография поверхности дентина после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 1В.In FIG. 8 is an EMF-mapped photograph of the dentine surface after brushing with the toothpaste composition of Example 1B.

ОПРЕДЕЛЕНИЯDEFINITIONS

Для более точного определения терминов, использующихся в настоящем изобретении, ниже приведены определения. Если не указано иное, то приведенные ниже определения применимы к настоящему описанию. Если термин используют в настоящем изобретении, но он специально не определен в настоящем изобретении, то можно использовать определение, приведенное в публикации IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Ed (1997), если указанное определение не противоречит любому другому раскрытию или определению, использующемуся в настоящем изобретении, или оно не делает неопределенным или недействительным любое притязание, к которому относится это определение. В том случае, когда любое определение или применение, предусмотренное любым документом, включенным в настоящее изобретение в качестве ссылки, противоречит определению или применению, приведенному в настоящем изобретении, действует определение или применение, приведенное в настоящем изобретении.For a more precise definition of the terms used in the present invention, definitions are given below. Unless otherwise indicated, the following definitions apply to the present description. If a term is used in the present invention but is not specifically defined in the present invention, then the definition given in the IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 2nd Ed (1997) may be used, unless said definition conflicts with any other disclosure or definition used herein. invention, or it does not render indefinite or invalidate any claim to which this definition relates. To the extent that any definition or use provided by any document incorporated herein by reference conflicts with the definition or use provided herein, the definition or use provided herein shall govern.

В настоящем изобретении признаки объекта описаны так, чтобы в конкретных вариантах осуществления можно предусмотреть комбинацию разных признаков. Для каждого варианта осуществления и каждого признака, раскрытого в настоящем изобретении, все комбинации, которые не оказывают неблагоприятного влияния на чертежи, композиции, способы или технологии, описанные в настоящем изобретении, входят в объем настоящего изобретения и они могут быть взаимозаменяемыми при наличии или отсутствии явного описания конкретной комбинации. Соответственно, если явно не указано иное, любой вариант осуществления или признак, раскрытый в настоящем изобретении, можно объединить для описания предлагаемых в настоящем изобретении чертежей, композиций, способов или технологий, согласующихся с настоящим изобретением.In the present invention, the features of an object are described so that a combination of different features can be provided for in particular embodiments. For each embodiment and each feature disclosed in the present invention, all combinations that do not adversely affect the drawings, compositions, methods or technologies described in the present invention are within the scope of the present invention and they may be interchanged with or without explicit descriptions of a particular combination. Accordingly, unless expressly stated otherwise, any embodiment or feature disclosed in the present invention may be combined to describe the drawings, compositions, methods, or techniques of the present invention consistent with the present invention.

Хотя композиции и способы описаны в настоящем изобретении с использованием терминов "включающие" различные компоненты или стадии, композиции и способы также могут "состоять в основном из" или "состоять из" различных компонентов или стадий, если не указано иное.Although compositions and methods are described herein in terms of "comprising" various components or steps, compositions and methods may also "consist essentially of" or "consist of" various components or steps, unless otherwise indicated.

Предполагается, что термины в единственном числе включают и термины во множественном числе, например, по меньшей мере один, если не указано иное.Singular terms are intended to include plural terms, such as at least one, unless otherwise noted.

Обычно группы элементов указаны с использованием схемы нумерации, приведенной в варианте Периодической системы элементов, приведенном в публикации Chemical and Engineering News, 63(5), 27, 1985. В некоторых случаях группа элементов может быть указана с использованием обычного названия, присвоенного группе; например, щелочные металлы для элементов группы 1, щелочноземельные металлы для элементов группы 2 и т.п.Typically, groups of elements are indicated using the numbering scheme given in the variation of the Periodic Table of the Elements given in Chemical and Engineering News, 63(5), 27, 1985. In some cases, a group of elements may be indicated using the common name assigned to the group; for example, alkali metals for group 1 elements, alkaline earth metals for group 2 elements, and the like.

Хотя при практическом осуществлении или тестировании настоящего изобретения можно использовать любые методики и материалы, аналогичные описанным в настоящем изобретении или эквивалентные им, в настоящем изобретении описаны типичные методики и материалы.Although any techniques and materials similar or equivalent to those described in the present invention may be used in the practice or testing of the present invention, exemplary techniques and materials are described in the present invention.

Все публикации и патенты, отмеченные в настоящем изобретении, включены в настоящее изобретение в качестве ссылки для описания и раскрытия, например, концепции и методологии, которые описаны в публикациях, которые можно использовать в связи с описанным настоящим изобретением.All publications and patents noted in the present invention are incorporated into the present invention by reference to describe and disclose, for example, the concepts and methodologies that are described in publications that can be used in connection with the described present invention.

В настоящем изобретении раскрыты несколько типов диапазонов. Если раскрыт и заявлен диапазон любого типа, подразумевается, что раскрыто и заявлено каждое возможное число, которое обоснованно входит в такой диапазон, включая граничные точки диапазона, а также входящие в него любые поддиапазоны и комбинации поддиапазонов. В качестве типичного примера отметим, что БЭТ-поверхность (удельная поверхность, определяемая по методике Брунауэра-Эммета-Теллера) частиц диоксида кремния может находиться в некоторых диапазонах в различных вариантах осуществления настоящего изобретения. При указании на то, что БЭТ-поверхность находится в диапазоне от примерно 25 до примерно 100 м²/г, подразумевается, что поверхностью может быть любая поверхность в этом диапазоне и, например, может равняться примерно 25, примерно 30, примерно 40, примерно 50, примерно 60, примерно 70, примерно 80, примерно 90 или примерно 100 м²/г. Кроме того, поверхность может находиться в любом диапазоне от примерно 25 до примерно 100 м²/г (например, от примерно 45 до примерно 90 м²/г) и это также включает любую комбинацию диапазонов от примерно 25 до примерно 100 м²/г (например, поверхность может находиться в диапазоне от примерно 25 до примерно 50 м²/г или от примерно 70 до примерно 90 м²/г). Аналогичным образом, все другие диапазоны, раскрытые в настоящем изобретении, следует интерпретировать таким же образом, как в этом примере.Several types of ranges are disclosed in the present invention. If a range of any type is disclosed and claimed, every possible number that is reasonably within such range is disclosed and claimed, including the endpoints of the range, as well as any subranges and combinations of subranges contained therein. As a typical example, note that the BET surface area (specific surface area determined by the Brunauer-Emmett-Teller method) of silica particles can be in certain ranges in various embodiments of the present invention. By indicating that the BET surface is in the range of about 25 to about 100 m ² /g, it is understood that the surface can be any surface in this range and, for example, can be equal to about 25, about 30, about 40, about 50, about 60, about 70, about 80, about 90 or about 100 m ² /g. In addition, the surface can be in any range from about 25 to about 100 m ² /g (for example, from about 45 to about 90 m ² /g) and this also includes any combination of ranges from about 25 to about 100 m ² /g (for example, the surface may range from about 25 to about 50 m ² /g, or from about 70 to about 90 m ² /g). Similarly, all other ranges disclosed in the present invention should be interpreted in the same way as in this example.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В настоящем изобретении в целом раскрыты сферические частицы диоксида кремния, которые могут отличаться (i) медианным размером частиц d50, находящимся в диапазоне от примерно 1 до примерно 5 мкм, (ii) размером частиц d95, меньшим или равным примерно 8 мкм, (iii) маслоемкостью, находящейся в диапазоне от примерно 40 до примерно 100 см³/100 г, (iv) насыпной плотность после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 20 до примерно 60 фунт/фут³, и (v) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9.The present invention generally discloses spherical silica particles that may be characterized by (i) median particle size d50 ranging from about 1 to about 5 microns, (ii) particle size d95 less than or equal to about 8 microns, (iii) an oil absorption ranging from about 40 to about 100 ^cc /100 g, (iv) a bulk density after compaction ranging from about 20 to about 60 lb/ft ³ , and (v) a sphericity factor (S ₈₀ ), greater than or equal to about 0.9.

В настоящем изобретении также раскрыты способы получения этих сферических частиц диоксида кремния и/или силиката, композиции для ухода за зубами, содержащие сферические частицы, и способы обработки, проводимые с использованием сферических частиц и композиций для ухода за зубами.The present invention also discloses methods for preparing these silica and/or silicate spherical particles, dentifrice compositions containing the spherical particles, and processing methods using the spherical particles and dentifrice compositions.

СФЕРИЧЕСКИЕ ЧАСТИЦЫ ДИОКСИДА КРЕМНИЯ/СИЛИКАТАSPHERICAL SILICON DIOXIDE/SILICATE PARTICLES

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния и/или силиката, обеспечивающие улучшенную окклюзию канальцев, могут обладать следующими характеристиками: (i) медианным размером частиц d50, находящимся в диапазоне от примерно 1 до примерно 5 мкм, (ii) размером частиц d95, меньшим или равным примерно 8 мкм, (iii) маслоемкостью, находящейся в диапазоне от примерно 40 до примерно 100 см³/100 г, (iv) насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 20 до примерно 60 фунт/фут³, и (v) коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,9. В других вариантах осуществления такие частицы диоксида кремния и/или силиката, предлагаемые в настоящем изобретении, также могут обладать любой из характеристик или любым из свойств, приведенных ниже, и в любой их комбинации.According to embodiments of the present invention, silica and/or silicate spherical particles providing improved tubular occlusion may have the following characteristics: (i) a median particle size d50 ranging from about 1 to about 5 microns, (ii) a particle size d95, less than or equal to about 8 microns, (iii) an oil absorption ranging from about 40 to about 100 ^cc /100 g, (iv) a bulk density after compaction ranging from about 20 to about 60 lb/ft ³ , and (v) a sphericity coefficient (S ₈₀ ) greater than or equal to about 0.9. In other embodiments, such silica and/or silicate particles of the present invention may also have any of the characteristics or any of the properties below and any combination thereof.

В одном варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать сравнительно небольшим средним размером частиц. Медианный размер частиц (d50) и/или средний размер частиц (усредненный) часто может находиться в диапазоне от примерно 1 до примерно 5, от примерно 1 до примерно 4,5, от примерно 1 до примерно 4, от примерно 1,5 до примерно 5, от примерно 1,5 до примерно 4,5 или от примерно 1,5 до примерно 4 мкм, и т.п. В некоторых вариантах осуществления медианный размер частиц (d50) и/или средний размер частиц (усредненный) может находиться в диапазоне от примерно 2 до примерно 5, от примерно 2 до примерно 4,5, от примерно 2 до примерно 4 или от примерно 2,5 до примерно 3,8 мкм. Другие подходящие диапазоны для среднего и медианного размеров частиц очевидны из настоящего описания.In one embodiment, the spherical silica and/or silicate particles may have a relatively small average particle size. The median particle size (d50) and/or average particle size (average) can often be in the range of about 1 to about 5, about 1 to about 4.5, about 1 to about 4, about 1.5 to about 5, from about 1.5 to about 4.5, or from about 1.5 to about 4 microns, and the like. In some embodiments, the median particle size (d50) and/or average particle size (average) may range from about 2 to about 5, from about 2 to about 4.5, from about 2 to about 4, or from about 2, 5 to about 3.8 µm. Other suitable ranges for mean and median particle sizes will be apparent from the present disclosure.

В одном варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать узким распределением частиц по размерам, на что указывает размер частиц d95. Размер частиц d95 часто может быть меньшим или равным примерно 8 мкм, меньшим или равным примерно 7,5 мкм, меньшим или равным примерно 7 мкм, меньшим или равным примерно 6,5 мкм, меньшим или равным примерно 6 мкм или меньшим или равным примерно 5,5 мкм. На узкое распределение частиц по размерам также может указывать выраженное в мас. % количестве остатка на сите 325 меш (количество, оставшееся на сите 325 меш), которое обычно может быть меньшим или равным примерно 0,9 мас. %. В некоторых вариантах осуществления количество остатка на сите 325 меш может быть меньшим или равным примерно 0,7 мас. %, меньшим или равным примерно 0,5 мас. % меньшим или равным примерно 0,3 мас. %, меньшим или равным примерно 0,2 мас. % или меньшим или равным примерно 0,1 мас. %. Другие подходящие диапазоны для размера частиц d95 и количества остатка на сите 325 меш очевидны из настоящего описания.In one embodiment, the spherical silica and/or silicate particles may have a narrow particle size distribution, as indicated by particle size d95. The d95 particle size can often be less than or equal to about 8 µm, less than or equal to about 7.5 µm, less than or equal to about 7 µm, less than or equal to about 6.5 µm, less than or equal to about 6 µm, or less than or equal to about 5 .5 µm. A narrow particle size distribution can also be indicated by wt. % residue on a 325 mesh sieve (amount remaining on a 325 mesh sieve), which can typically be less than or equal to about 0.9 wt. %. In some embodiments, the amount of residue on a 325 mesh sieve may be less than or equal to about 0.7 wt. % less than or equal to about 0.5 wt. % less than or equal to about 0.3 wt. % less than or equal to about 0.2 wt. % or less than or equal to about 0.1 wt. %. Other suitable ranges for d95 particle size and 325 mesh residue will be apparent from the present disclosure.

Частицы диоксида кремния и/или силиката обычно могут обладать сравнительно низкой маслоемкостью, в некоторых вариантах осуществления обычно находящейся в диапазоне от примерно 40 до примерно 100 см³/100 г или от примерно 45 до примерно 90 см³/100 г. В других вариантах осуществления маслоемкость может находиться в диапазоне от примерно 50 до примерно 85 см³/100 г или от примерно 60 до примерно 80 см³/100 г. Другие подходящие диапазоны для маслоемкости очевидны из настоящего описания.The silica and/or silicate particles can typically have a relatively low oil absorption, typically in the range of about 40 to about 100 ^cc /100 g, or about 45 to about 90 ^cc /100 g in some embodiments. In other embodiments, the implementation the oil absorption may be in the range of from about 50 to about 85 cm ³ /100 g, or from about 60 to about 80 cm ³ /100 g. Other suitable ranges for oil absorption are apparent from the present description.

В одном варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать насыпной плотностью после уплотнения, находящейся в диапазоне от примерно 20 до примерно 60 фунт/фут³, без ограничения только этим диапазоном. В другом варианте осуществления насыпная плотность после уплотнения может находиться в диапазоне от примерно 25 до примерно 55 фунт/фут³, от примерно 25 до примерно 50 фунт/фут³ или от примерно 30 до примерно 50 фунт/фут³. В еще одном варианте осуществления насыпная плотность после уплотнения может находиться в диапазоне от примерно 35 до примерно 45 фунт/фут³. Другие подходящие диапазоны для насыпной плотности после уплотнения очевидны из настоящего описания.In one embodiment, the spherical particles of silica and/or silicate may have a bulk density after compaction in the range from about 20 to about 60 lb/ft ³ , without being limited to this range. In another embodiment, the bulk density after compaction may be in the range of about 25 to about 55 lb/ft ³ , about 25 to about 50 lb/ft ³ , or about 30 to about 50 lb/ft ³ . In yet another embodiment, the bulk density after compaction may be in the range of about 35 to about 45 lb/ft ³ . Other suitable ranges for bulk density after compaction will be apparent from the present disclosure.

Сферичность сферических частицы диоксида кремния и/или силиката можно количественно определить с помощью коэффициента сферичности (S₈₀), который обычно больше или равен примерно 0,85, больше или равен примерно 0,88 или больше или равен примерно 0,9. Коэффициент сферичности (S₈₀) определяют следующим образом. Полученное с помощью СЭМ (сканирующий электронный микроскоп) изображение частицы диоксида кремния и/или силиката, которое является типичным для образца частицы диоксида кремния и/или силиката, увеличивают в 20000 раз и передают в программное обеспечения для обработки фотоизображений и обводят контур каждой частицы (двумерно). При проведении этого анализа частицы, которые расположены близко друг к другу, но не соединены друг с другом, считаются отдельными частицами. Затем обведенные частицы закрашивают и изображение передают в программное обеспечения для характеризации частиц (например, IMAGE-PRO PLUS, выпускающееся фирмой Media Cybernetics, Inc., Bethesda, Md.), с помощью которого можно определить периметр и площадь частиц. Затем можно определить сферичность частиц по уравнению, сферичность = (периметр)²/(4π × площадь), где периметр представляет собой периметр, определенный с помощью программного обеспечения по обведенному контуру частиц, и где площадь представляет собой площадь, определенную с помощью программного обеспечения внутри обведенного периметра частиц.The sphericity of the spherical silica and/or silicate particles can be quantified by the sphericity factor (S ₈₀ ), which is typically greater than or equal to about 0.85, greater than or equal to about 0.88, or greater than or equal to about 0.9. The sphericity coefficient (S ₈₀ ) is determined as follows. An SEM (Scanning Electron Microscope) image of a silica and/or silicate particle, which is typical of a sample of a silica and/or silicate particle, is magnified by 20,000 times and transferred to photo imaging software and outlined for each particle (two-dimensional ). In this analysis, particles that are close to each other, but not connected to each other, are considered separate particles. The circled particles are then filled in and the image is passed to particle characterization software (eg, IMAGE-PRO PLUS, available from Media Cybernetics, Inc., Bethesda, Md.), which can determine particle perimeter and area. The sphericity of the particles can then be determined from the equation, sphericity = (perimeter) ² /(4π × area), where the perimeter is the perimeter determined by the software from the outline of the particles, and where the area is the area determined by the software inside circled particle perimeter.

Оценку сферичности проводят для каждой частицы, которая целиком находится на полученном с помощью СЭМ изображения. Затем эти значения сортируют и наименьшие значения, составляющие 20% этих значений отбрасывают. Оставшиеся 80% этих значений усредняют и получают коэффициент сферичности (S80). Дополнительная информация, касающаяся сферичности, приведена в патентах U.S. №№8945517 и 8609068, во всей их полноте включенных в настоящее изобретение в качестве ссылки.The sphericity evaluation is carried out for each particle that is entirely located in the SEM image. These values are then sorted and the smallest values that make up 20% of these values are discarded. The remaining 80% of these values are averaged and the sphericity coefficient (S80) is obtained. For more information regarding sphericity, see U.S. Patents. Nos. 8945517 and 8609068, incorporated herein by reference in their entirety.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,85 или большим или равным примерно 0,88, тогда как в другом варианте осуществления коэффициент сферичности (S₈₀) может быть больше или равен примерно 0,9. Кроме того, в другом варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут отличаться коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,92, и в еще одном варианте осуществления частицы диоксида кремния и/или силиката могут отличаться коэффициентом сферичности (S₈₀), большим или равным примерно 0,94. Для специалиста в данной области техники должно быть очевидно, что 3-мерная сфера (или 2-мерный круг) обладает коэффициентом сферичности (S80), равным 1.In one embodiment of the present invention, the spherical silica and/or silicate particles may have a sphericity coefficient (S ₈₀ ) greater than or equal to about 0.85 or greater than or equal to about 0.88, while in another embodiment, the sphericity coefficient (S ₈₀ ) may be greater than or equal to about 0.9. In addition, in another embodiment, the spherical silica and/or silicate particles may differ in a sphericity coefficient (S ₈₀ ) greater than or equal to about 0.92, and in another embodiment, the silica and/or silicate particles may differ in a sphericity coefficient ( S ₈₀ ), greater than or equal to about 0.94. It should be obvious to one skilled in the art that a 3D sphere (or 2D circle) has a sphericity factor (S80) of 1.

Сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать любой подходящей площадью поверхности, обычно БЭТ-поверхностью, находящейся в диапазоне от примерно 25 до примерно 100 м²/г. БЭТ-поверхность часто может находиться в диапазоне от примерно 35 до примерно 95, от примерно 40 до примерно 90 или от примерно 45 до примерно 95 м²/г. В других вариантах осуществления БЭТ-поверхность может находиться в диапазоне от примерно 20 до примерно 100, от примерно 20 до примерно 80, от примерно 50 до примерно 100, от примерно 60 до примерно 100, от примерно 40 до примерно 85, от примерно 50 до примерно 80 или от примерно 55 до примерно 80 м²/г, и т.п. Другие подходящие диапазоны для БЭТ-поверхности очевидны из настоящего описания.The spherical silica and/or silicate particles may have any suitable surface area, typically a BET surface ranging from about 25 to about 100 m ² /g. The BET surface can often be in the range of about 35 to about 95, about 40 to about 90, or about 45 to about 95 m ² /g. In other embodiments, the BET surface may range from about 20 to about 100, from about 20 to about 80, from about 50 to about 100, from about 60 to about 100, from about 40 to about 85, from about 50 to about 80 or about 55 to about 80 m ² /g, and the like. Other suitable ranges for the BET surface will be apparent from the present description.

Кроме того, сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут являться менее абразивными, на что указывает показатель абразивности по Айнлехнеру, находящийся в диапазоне от примерно 1 до примерно 15 мг потерь/100000 оборотов. Так, например, показатель абразивности по Айнлехнеру может находиться в диапазоне от примерно 1 до примерно 10; альтернативно, от примерно 2 до примерно 12 или, альтернативно, от примерно 2 до примерно 7 мг потерь/100000 оборотов. Другие подходящие диапазоны для показателя абразивности по Айнлехнеру очевидны из настоящего описания.In addition, the silica and/or silicate spherical particles may be less abrasive, as indicated by an Einlechner abrasion index ranging from about 1 to about 15 mg loss/100,000 revolutions. For example, the Einlechner abrasivity index may range from about 1 to about 10; alternatively, from about 2 to about 12, or alternatively, from about 2 to about 7 mg loss/100,000 revolutions. Other suitable ranges for the Einlechner abrasion index will be apparent from the present disclosure.

В другом варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут обладать сравнительно низким водопоглощением. Так, например, водопоглощение может находиться в диапазоне от примерно 55 до примерно 115 см³/100 г, от примерно 70 до примерно 100 см³/100 г или от примерно 65 до примерно 90 см /100 г. Другие подходящие диапазоны для водопоглощения очевидны из настоящего описания.In another embodiment, the spherical silica and/or silicate particles may have relatively low water absorption. Thus, for example, water absorption may be in the range of from about 55 to about 115 cm ³ /100 g, from about 70 to about 100 cm ³ /100 g, or from about 65 to about 90 cm /100 g. Other suitable ranges for water absorption are obvious. from the present description.

В этих и других вариантах осуществления любые сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут быть аморфными, могут быть синтетическими или могут быть и аморфными, и синтетическими. Кроме того, в отдельных вариантах осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут включать, но не ограничиваться только ими, частицы осажденного диоксида кремния и/или силиката.In these and other embodiments, any spherical silica and/or silicate particles may be amorphous, may be synthetic, or may be both amorphous and synthetic. In addition, in certain embodiments of the present invention, the spherical silica and/or silicate particles may include, but are not limited to, precipitated silica and/or silicate particles.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут включать частицы диоксида кремния, тогда как в другом варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут включать частицы силиката, и в еще одном варианте осуществления сферические частицы диоксида кремния и/или силиката могут включать частицы и диоксида кремния, и силиката (например, смесь частиц диоксида кремния и силиката). Если сферические частицы включают частицы силиката, то можно использовать любой подходящий силикатный материал, неограничивающие примеры которого могут включать частицы силиката кальция, частицы силиката магния, частицы алюмосиликата натрия (или алюмосиликатов другого щелочного металла), частицы алюмосиликата натрия-магния (или алюмосиликатов щелочного металла, модифицированных другим щелочноземельным металлом) и т.п., а также их комбинации.In one embodiment of the present invention, the spherical particles of silica and/or silicate may include particles of silica, while in another embodiment, the spherical particles of silica and/or silicate may include particles of silicate, and in another embodiment, spherical particles of silica and /or silicate may include particles and silica, and silicate (for example, a mixture of particles of silicon dioxide and silicate). If the spherical particles include silicate particles, then any suitable silicate material may be used, non-limiting examples of which may include calcium silicate particles, magnesium silicate particles, sodium aluminosilicate particles (or other alkali metal aluminosilicates), sodium magnesium aluminosilicate particles (or alkali metal aluminosilicates, modified with another alkaline earth metal) and the like, as well as combinations thereof.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХ ЧАСТИЦMETHODS FOR OBTAINING SPHERICAL PARTICLES

Получение сферических частиц диоксида кремния и/или силиката, раскрытых в настоящем изобретении, не ограничивается использованием какой-либо определенной процедуры синтеза. Однако для обеспечения необходимой сферичности для получения сферических частиц диоксида кремния и/или силиката можно использовать петлевой реактор с непрерывной циркуляцией. Это способ и использующаяся в нем реакторная система (которая может включать петлю с непрерывной циркуляцией одной или большей трубок петлевого реактора) описаны в патентах U.S. №№8945517 и 8609068, во всей их полноте включенных в настоящее изобретение в качестве ссылки. Обычно методика с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией включает (а) непрерывную загрузку неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зону реакции, включающую поток жидкой среды, в которой по меньшей мере часть неорганической кислоты и силиката щелочного металла вступают в реакцию с получением кремнийоксидного продукта (например, частиц диоксида кремния и/или силиката) в жидкой среде, содержащейся в петлевой зоне реакции; (b) непрерывную рециркуляцию жидкой среды через петлевую зону реакции; и (с) непрерывную выгрузку из петлевой зоны реакции части жидкой среды, содержащей кремнийоксидный продукт. Обычно положения загрузки неорганической кислоты и силиката щелочного металла в петлевую зоны реакции являются разными и полная скорость загрузки кислоты и силиката пропорциональна скорости выгрузки жидкой среды, содержащей кремнийоксидный продукт, и часто равна ей. Все или в основном все содержимое петлевой зоны реакции рециркулируют, например, при скорости, находящейся в диапазоне от примерно 50 об.%/мин (скорость рециркуляции (в минуту) соответствует половине полного объема содержимого) до примерно 1000 об.%/мин (скорость рециркуляции (в минуту) соответствует 10 полным объемам содержимого) или от примерно 75 до примерно 500 об.%/мин.Obtaining spherical particles of silicon dioxide and/or silicate, disclosed in the present invention, is not limited to the use of any particular synthetic procedure. However, to provide the necessary sphericity, a continuous loop reactor can be used to produce spherical silica and/or silicate particles. This method and the reactor system used therein (which may include a continuous circulation loop of one or more loop reactor tubes) are described in U.S. Nos. 8945517 and 8609068, incorporated herein by reference in their entirety. Typically, the continuous loop reactor technique comprises (a) continuously feeding the inorganic acid and alkali metal silicate into a loop reaction zone comprising a liquid medium stream in which at least a portion of the inorganic acid and alkali metal silicate are reacted to produce a silica product (for example, particles of silicon dioxide and/or silicate) in the liquid medium contained in the loop reaction zone; (b) continuously recirculating the liquid medium through the loop reaction zone; and (c) continuously discharging from the loop reaction zone a portion of the liquid medium containing the silica product. Typically, the feed positions of the inorganic acid and alkali metal silicate into the loop reaction zone are different, and the overall feed rate of the acid and silicate is proportional to, and often equal to, the discharge rate of the liquid medium containing the silica product. All or substantially all of the contents of the loop reaction zone are recycled, for example, at a speed ranging from about 50 rpm recirculation (per minute) corresponds to 10 total volumes of content) or from about 75 to about 500 vol.%/min.

КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ УХОДА ЗА ЗУБАМИDENTAL CARE COMPOSITIONS

Сферические частицы диоксида кремния и/или силиката можно использовать в любой подходящей композиции и для любого подходящего случая конечного применения. Частицы диоксида кремния и/или силиката часто можно использовать в композициях для ухода за полостью рта, таких как композиция для ухода за зубами. Композиция для ухода за зубами может содержать любое подходящее количество частиц диоксида кремния и/или силиката, такое как составляющее от примерно 0,5 до примерно 50 мас. %, от примерно 1 до примерно 50 мас. %, от примерно 5 до примерно 35 мас. %, от примерно 10 до примерно 40 мас. % или от примерно 10 до примерно 30 мас. % сферических частицы диоксида кремния и/или силиката. Эти выраженные в мас. % количества приведены в пересчете на полную массу композиции для ухода за зубами.The spherical particles of silica and/or silicate can be used in any suitable composition and for any suitable end use. The silica and/or silicate particles can often be used in oral care compositions such as a dentifrice composition. The dentifrice composition may contain any suitable amount of silica and/or silicate particles, such as from about 0.5 to about 50 wt. %, from about 1 to about 50 wt. %, from about 5 to about 35 wt. %, from about 10 to about 40 wt. % or from about 10 to about 30 wt. % spherical particles of silicon dioxide and/or silicate. These expressed in wt. The % amounts are based on the total weight of the dentifrice composition.

Композиция для ухода за зубами может находиться в любой подходящей форме, например в виде жидкости, порошка или пасты. В дополнение к частицам диоксида кремния и/или силиката композиция для ухода за зубами может содержать другие ингредиенты или добавки, неограничивающие примеры которых включают влагоудерживающее средство, растворитель, связующее, терапевтическое средство, хелатный агент, загуститель, отличающийся от частиц диоксида кремния и/или силиката, поверхностно-активное вещество, абразивный материал, отличающийся от частиц диоксида кремния и/или силиката, подсластитель, краситель, вкусовой агент, консервант, и т.п., а также любую их комбинацию.The dentifrice composition may be in any suitable form, such as liquid, powder or paste. In addition to the silica and/or silicate particles, the dentifrice composition may contain other ingredients or additives, non-limiting examples of which include a humectant, solvent, binder, therapeutic agent, chelating agent, thickener other than the silica and/or silicate particles. , a surfactant, an abrasive other than silica and/or silicate particles, a sweetener, a coloring agent, a flavoring agent, a preservative, and the like, and any combination thereof.

Влагоудерживающие средства предназначены для придания средству для ухода за зубами консистенции или "подходящей для полости рта текстуры", а также для предотвращения высыхания средства для ухода за зубами. Подходящие влагоудерживающие средства включают полиэтиленгликоль (обладающий разными молекулярными массами), пропиленгликоль, глицерин, эритрит, ксилит, сорбит, маннит, лактит и гидрированные гидролизаты крахмала, и их смеси. В некоторых композициях влагоудерживающие средства содержатся в количестве, составляющем от примерно 20 до примерно 50 мас. % в пересчете на массу композиции для ухода за зубами.Moisture-retaining agents are intended to impart a consistency or "mouth-friendly texture" to the dentifrice and to prevent the dentifrice from drying out. Suitable humectants include polyethylene glycol (of various molecular weights), propylene glycol, glycerol, erythritol, xylitol, sorbitol, mannitol, lactitol, and hydrogenated starch hydrolysates, and mixtures thereof. In some compositions, humectants are contained in an amount of from about 20 to about 50 wt. % based on the weight of the dentifrice composition.

Растворитель может содержаться в композиции для ухода за зубами в любом подходящем количестве и растворитель обычно включает воду. Если используют воду, то предпочтительно, если она является деионизированной и не содержит примесей, и она может содержаться в средстве для ухода за зубами в количестве, составляющем от 5 примерно до 70 мас. % или от примерно 5 до примерно 35 мас. % в пересчете на массу композиции для ухода за зубами.The solvent may be present in the dentifrice composition in any suitable amount, and the solvent typically includes water. If water is used, it is preferably if it is deionized and free of impurities, and it can be contained in the dentifrice in an amount ranging from 5 to about 70 wt. % or from about 5 to about 35 wt. % based on the weight of the dentifrice composition.

В композициях, предлагаемых в настоящем изобретении, также можно использовать терапевтические средства, например, для обеспечения предупреждения или лечения кариеса зубов, периодонтального заболевания и чувствительности к температуре. Подходящие терапевтические средства могут включать, но не ограничиваются только ими, источники фторида, такие как фторид натрия, монофторфосфат натрия, монофторфосфат калия, фторид олова(II), фторид калия, фторсиликат натрия, фторсиликат аммония и т.п.; конденсированные фосфаты, такие как тетранатрийпирофосфат, тетракалийпирофосфат, динатрийдигидропирофосфат, тринатриймоногидропирофосфат; триполифосфаты, гексаметафосфаты, триметафосфаты и пирофосфаты; противомикробные средства, такие как триклозан, бигуанидины, такие как алексидин, хлоргексидин и хлоргексидинглюконат; ферменты, такие как папаин, бромелин, глюкоамилаза, амилаза, декстраназа, мутаназа, липазы, пектиназа, танназа и протеазы; четвертичные аммониевые соединения, такие как бензалконийхлорид (БЗК), бензэтонийхлорид (БЗТ), цетилпиридинийхлорид (ЦПХ) и домифенбромид; соли металлов, такие как цитрат цинка, хлорид цинка и фторид олова(II); экстракт сангвинарии и сангвинарин; эфирные масла, такие как эвкалиптол, ментол, тимол и метилсалицилат; аминофториды; пероксиды и т.п. Терапевтические средства можно использовать в композициях для ухода за зубами по отдельности или в комбинации и в любом терапевтически безопасном и эффективном количестве или дозе.Therapeutic agents may also be used in the compositions of the present invention, for example to provide prevention or treatment of dental caries, periodontal disease and temperature sensitivity. Suitable therapeutic agents may include, but are not limited to, fluoride sources such as sodium fluoride, sodium monofluorophosphate, potassium monofluorophosphate, tin(II) fluoride, potassium fluoride, sodium fluorosilicate, ammonium fluorosilicate, and the like; condensed phosphates such as tetrasodium pyrophosphate, tetrapotassium pyrophosphate, disodium dihydrogen pyrophosphate, trisodium monohydrogen pyrophosphate; tripolyphosphates, hexametaphosphates, trimetaphosphates and pyrophosphates; antimicrobial agents such as triclosan, biguanidines such as alexidine, chlorhexidine and chlorhexidine gluconate; enzymes such as papain, bromelain, glucoamylase, amylase, dextranase, mutanase, lipases, pectinase, tannase and proteases; quaternary ammonium compounds such as benzalkonium chloride (BZC), benzethonium chloride (BZT), cetylpyridinium chloride (CPC) and domiphene bromide; metal salts such as zinc citrate, zinc chloride and tin(II) fluoride; sanguinaria extract and sanguinarine; essential oils such as eucalyptol, menthol, thymol and methyl salicylate; aminofluorides; peroxides, etc. The therapeutic agents may be used alone or in combination in dentifrice compositions and in any therapeutically safe and effective amount or dose.

Загущающие агенты применимы в композициях для ухода за зубами для обеспечения гелеобразной структуры, наличие которой стабилизирует зубную пасту и препятствует разделению фаз. Подходящие загущающие агенты включают кремнийоксидный загуститель; крахмал; смесь крахмала с глицерином; камеди, такие как камедь карайи (камедь стеркулии), трагакантовая камедь, гуммиарабик, камедь гхатти, камедь акации, ксантановая камедь, гуаровая камедь и целлюлозная камедь; алюмосиликат магния (вигум); каррагенан; альгинат натрия; агар-агар; пектин; желатин; соединения целлюлозы, такие как целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза, гидроксиметилкарбоксипропилцеллюлоза, метилцеллюлоза, этилцеллюлоза и сульфатная целлюлоза; природные и синтетические глины, такие как гекторитные глины; и их смеси. Типичные содержания загущающих агентов или связующих составляют вплоть до примерно 15 мас. % в пересчете на массу зубной пасты или композиции для ухода за зубами.Thickening agents are useful in dentifrice compositions to provide a gel-like structure, the presence of which stabilizes the toothpaste and prevents phase separation. Suitable thickening agents include silica thickener; starch; a mixture of starch and glycerin; gums such as karaya gum (sterculia gum), tragacanth gum, gum arabic, ghatti gum, acacia gum, xanthan gum, guar gum and cellulose gum; magnesium aluminum silicate (veegum); carrageenan; sodium alginate; agar-agar; pectin; gelatin; cellulose compounds such as cellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxymethylcarboxypropylcellulose, methylcellulose, ethylcellulose and sulfate cellulose; natural and synthetic clays such as hectorite clays; and their mixtures. Typical contents of thickening agents or binders are up to about 15 wt. % based on the weight of the toothpaste or dentifrice composition.

Кремнийоксидные загустители, пригодные для применения в композиции зубной пасты, в качестве неограничивающего примера включают, например, аморфный осажденный диоксид кремния, такой как диоксид кремния ZEODENT 165. Другие неограничивающие примеры кремнийоксидных загустителей включают кремнийоксидные продукты ZEODENT 153, 163 и/или 167, и ZEOFREE 177 и/или 265, все они выпускаются фирмой J.М. Huber Corporation.Silica thickeners suitable for use in a toothpaste formulation include, for example, amorphous precipitated silica such as ZEODENT 165 silica. 177 and/or 265, all manufactured by J.M. Huber Corporation.

Для получения композиций, которые являются более косметически приемлемыми, в композициях для ухода за зубами, предлагаемых в настоящем изобретении, можно использовать поверхностно-активные вещества. Предпочтительно, если поверхностно-активное вещество представляет собой моющее средство, которое придает композиции моющую и пенообразующую способность. Подходящими поверхностно-активными веществами являются использующиеся в безопасных и эффективных количествах анионогенные, катионогенные, неионогенные, цвиттерионные амфотерные и бетаиновые поверхностно-активные вещества, такие как лаурилсульфат натрия, додецилбензолсульфонат натрия, лауроилсаркозинаты, миристоилсаркозинаты, пальмитоилсаркозинаты, стеароилсаркозинаты и олеоилсаркозинаты щелочных металлов или аммония, полиоксиэтиленсорбитанмоностеарат, изостеарат и лаурат, лаурилсульфоацетат натрия, N-лауроилсаркозин, соли N-лауроила, N-миристоила или N-пальмитоилсаркозина с натрием, калием и этаноламином, продукты конденсации полиэтиленоксида и алкилфенолов, кокоамидопропилбетаин, лаурамидопропилбетаин, пальмитилбетаин и т.п. Предпочтительным поверхностно-активным веществом является лаурилсульфат натрия. Поверхностно-активное вещество обычно содержится в композициях, предлагаемых в настоящем изобретении, в количестве, составляющем от примерно 0,1 до примерно 15 мас. %, от примерно 0,3 до примерно 5 мас. % или от примерно 0,3 до примерно 2,5 мас. %.Surfactants can be used in the dentifrice compositions of the present invention to provide compositions that are more cosmetically acceptable. Preferably, the surfactant is a detergent which imparts detergent and foaming power to the composition. Suitable surfactants are anionic, cationic, nonionic, zwitterionic amphoteric, and betaine surfactants used in safe and effective amounts, such as sodium lauryl sulfate, sodium dodecylbenzenesulfonate, lauroyl sarcosinates, myristoyl sarcosinates, palmitoyl sarcosinates, stearoyl sarcosinates and oleoyl sarcosinates of alkali metals or , isostearate and laurate, sodium lauryl sulfoacetate, N-lauroylsarcosine, salts of N-lauroyl, N-myristoyl or N-palmitoylsarcosine with sodium, potassium and ethanolamine, condensation products of polyethylene oxide and alkylphenols, cocoamidopropyl betaine, lauramidopropyl betaine, palmityl betaine, etc. The preferred surfactant is sodium lauryl sulfate. Surfactant is usually contained in the compositions proposed in the present invention, in an amount of from about 0.1 to about 15 wt. %, from about 0.3 to about 5 wt. % or from about 0.3 to about 2.5 wt. %.

Частицы диоксида кремния и/или силиката, предлагаемые в настоящем изобретении, можно использовать в композиции для ухода за зубами по отдельности в качестве абразивного материала или в качестве добавки или совместного абразивного материала вместе с другими абразивными материалами, описанными в настоящем изобретении, или известными в данной области техники. Так, в композициях для ухода за зубами, предлагаемых в настоящем изобретении, может содержаться любое количество абразивных добавок обычных типов. Другие такие абразивные частицы включают, например, осажденный карбонат кальция (ОКК), измельченный карбонат кальция (ИКК), мел, бентонит, дикальцийфосфат или его дигидраты, силикагель (сам по себе и обладающий любой структурой), осажденный диоксид кремния, аморфный осажденный диоксид кремния (сам по себе, а также обладающий любой структурой), перлит, диоксид титана, дикальцийфосфат, пирофосфат кальция, оксид алюминия, гидратированный оксид алюминия, прокаленный оксид алюминия, силикат алюминия, нерастворимый метафосфат натрия, нерастворимый метафосфат калия, нерастворимый карбонат магния, силикат циркония, измельченные термореактивные смолы и другие подходящие абразивные материалы. Такие материалы можно включить в композиции для ухода за зубами с целью регулирования полирующих характеристик целевой композиции.The silica and/or silicate particles of the present invention may be used in a dentifrice composition alone as an abrasive, or as an additive or co-abrasive along with other abrasives as described in the present invention or known herein. the field of technology. Thus, the dentifrice compositions of the present invention may contain any amount of conventional types of abrasive additives. Other such abrasive particles include, for example, precipitated calcium carbonate (PCC), ground calcium carbonate (PCC), chalk, bentonite, dicalcium phosphate or dihydrates thereof, silica gel (by itself and having any structure), precipitated silica, amorphous precipitated silica. (by itself or any structure), perlite, titanium dioxide, dicalcium phosphate, calcium pyrophosphate, alumina, hydrated alumina, calcined alumina, aluminum silicate, insoluble sodium metaphosphate, insoluble potassium metaphosphate, insoluble magnesium carbonate, zirconium silicate , crushed thermosetting resins and other suitable abrasive materials. Such materials can be included in dentifrice compositions to control the polishing characteristics of the target composition.

Для придания продукту приятного вкуса в композицию для ухода за зубами (например, зубную пасту) можно добавить подсластители. Подходящие подсластители включают сахарин (в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли сахарина), цикламат (в виде натриевой, калиевой или кальциевой соли), ацесульфам-K, тауматин, неогесперидиндигидрохалькон, аммонизированный глицирризин, декстрозу, левулозу, сахарозу, маннозу и глюкозу.Sweeteners may be added to the dentifrice composition (eg, toothpaste) to impart a pleasant taste to the product. Suitable sweeteners include saccharin (as the sodium, potassium, or calcium salt of saccharin), cyclamate (as the sodium, potassium, or calcium salt), acesulfame-K, thaumatin, neohesperidine dihydrochalcone, ammoniated glycyrrhizin, dextrose, levulose, sucrose, mannose, and glucose.

Для улучшения эстетической привлекательности продукта можно добавить красители. Подходящие красители включают, но не ограничиваются только ими, такие красители, которые утверждены соответствующими регулирующими органами, такими как FDA (Управление по надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов), и перечисленные в Европейских руководствах для пищевых продуктов и медикаментов, и они включают пигменты, такие как TiO₂, и красители, такие как красители, соответствующие FD&C (Федеральный закон о пищевых продуктах, медикаментах и косметических продуктах) и D&C (закон о медикаментах и косметических продуктах).Dyes can be added to improve the aesthetic appeal of the product. Suitable colorants include, but are not limited to, those approved by the relevant regulatory authorities such as the FDA (Food and Drug Administration) and listed in the European Food and Drug Guidelines, and these include pigments, such as TiO ₂ ; and colorants such as FD&C (Federal Food, Drug, and Cosmetic Act) and D&C (Drug and Cosmetic Act) colorants.

В композиции для ухода за зубами также можно добавить вкусовые агенты. Подходящие вкусовые агенты включают, но не ограничиваются только ими, винтергреновое масло, масло мяты перечной, мятное масло, масло сассафраса и гвоздичное масло, корицу, анетол, ментол, тимол, эвгенол, эвкалиптол, лимон, апельсин и другие подобные пищевые ароматизаторы, предназначенные для придания фруктовых нот, пряных нот и т.п. Эти вкусовые агенты обычно содержат смесь альдегидов, кетонов, сложных эфиров, фенолов, кислот и алифатических, ароматических и других спиртов.Flavoring agents can also be added to dentifrice compositions. Suitable flavoring agents include, but are not limited to, wintergreen oil, peppermint oil, peppermint oil, sassafras oil and clove oil, cinnamon, anethole, menthol, thymol, eugenol, eucalyptol, lemon, orange and other similar food flavorings intended for imparting fruity notes, spicy notes, etc. These flavoring agents typically contain a mixture of aldehydes, ketones, esters, phenols, acids, and aliphatic, aromatic, and other alcohols.

Для предотвращения роста бактерий в композиции, предлагаемые в настоящем изобретении, также можно добавить консерванты. Подходящие консерванты, утвержденные к применению в композициях для ухода за полостью рта, такие как метилпарабен, пропилпарабен и бензоат натрия, можно добавить в безопасных и эффективных количествах.Preservatives can also be added to the compositions of the present invention to prevent bacterial growth. Suitable preservatives approved for use in oral compositions, such as methyl paraben, propyl paraben, and sodium benzoate, may be added in safe and effective amounts.

В композиции для ухода за зубами можно использовать другие ингредиенты, такие как десенсибилизирующие средства, излечивающие средства, другие средства, предотвращающие кариес, хелатные/связывающие агенты, витамины, аминокислоты, белки, другие средства для предупреждения образования зубного налета/конкрементов, замутнители, антибиотики, антиферменты, ферменты, агенты, регулирующие значение рН, окислительные реагенты, антиоксиданты, и т.п.Other ingredients may be used in the dentifrice composition such as desensitizing agents, healing agents, other anti-caries agents, chelating/binding agents, vitamins, amino acids, proteins, other anti-plaque/calculus agents, opacifiers, antibiotics, antienzymes, enzymes, pH adjusting agents, oxidizing agents, antioxidants, and the like.

СПОСОБЫ ПРИМЕНЕНИЯAPPLICATIONS

Любые сферические частицы диоксида кремния и/или силиката и любые композиции, раскрытые в настоящем изобретении, можно применять в способах лечения. Так, например, способ уменьшения чувствительности зубов, предлагаемый в настоящем изобретении, может включать введение любых сферических частиц диоксида кремния и/или силиката (или любых композиций), раскрытых в настоящем изобретении, в соприкосновение с поверхностью зуба млекопитающего. Таким образом, частицы диоксида кремния и/или силиката (или композиции) можно нанести на поверхность или доставить к поверхности зуба млекопитающего с помощью щетки или по другой подходящей методике. Можно использовать любое подходящее количество частиц диоксида кремния и/или силиката (или композиций) и в течение любого подходящего промежутка времени.Any spherical particles of silica and/or silicate and any compositions disclosed in the present invention can be used in methods of treatment. Thus, for example, a method for reducing tooth sensitivity of the present invention may include placing any of the silica and/or silicate spherical particles (or any of the compositions) disclosed herein in contact with the surface of a mammalian tooth. Thus, the silica and/or silicate particles (or compositions) can be applied to or delivered to the surface of a mammalian tooth by brushing or other suitable technique. Any suitable amount of silica and/or silicate particles (or compositions) can be used and for any suitable amount of time.

В другом варианте осуществления способ окклюзии находящихся на поверхности зуба млекопитающего дентинных канальцев, предлагаемый в настоящем изобретении, может включать введение любых сферических частиц диоксида кремния и/или силиката (или любых композиций), раскрытых в настоящем изобретении, в соприкосновение с поверхностью зуба млекопитающего. Как указано выше, на поверхность зуба млекопитающего можно нанести или доставить к ней любое подходящее количество частиц диоксида кремния и/или силиката (или композиций) с помощью щетки или по другой подходящей методике и в течение любого подходящего промежутка времени.In another embodiment, the method of occlusion of dentinal tubules located on the surface of a mammalian tooth, proposed in the present invention, may include the introduction of any spherical particles of silica and/or silicate (or any compositions) disclosed in the present invention, in contact with the surface of the mammalian tooth. As indicated above, any suitable amount of silica and/or silicate particles (or compositions) can be applied to or delivered to the surface of a mammalian tooth by brushing or other suitable technique and for any suitable amount of time.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Настоящее изобретение дополнительно проиллюстрировано с помощью приведенных ниже примеров, которые не следует считать каким-либо образом ограничивающими объем настоящего изобретения. После прочтения приведенного в настоящем изобретении описания специалист с общей подготовкой в данной области техники может самостоятельно предложить различные другие варианты его осуществления, модификации и эквиваленты без отклонения от сущности настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.The present invention is further illustrated by the following examples, which should not be considered as limiting the scope of the present invention in any way. After reading the description given in the present invention, a person with general training in the art can independently propose various other embodiments, modifications and equivalents without deviating from the essence of the present invention or the scope of the appended claims.

Значения БЭТ-поверхностей, раскрытые в настоящем изобретении, определяли с помощью прибора Micromeritics TriStar II 3020 V1.03, с использованием методики БЭТ адсорбции азота, описанной в публикации Brunaur et al., J. Am. Chem. Soc, 60, 309 (1938), и такая методика хорошо известна специалистам в данной области техники.The BET surface values disclosed in the present invention were determined using a Micromeritics TriStar II 3020 V1.03 instrument using the nitrogen adsorption BET technique described in Brunaur et al., J. Am. Chem. Soc, 60, 309 (1938), and such a technique is well known to those skilled in the art.

Площади поверхности ЦТАБ (определенные по адсорбции ЦТАБ (цетилтриметиламмонийбромид)), раскрытые в настоящем изобретении, определяли по адсорбции ЦТАБ на поверхности кремнийоксидного материала, избыток отделяли центрифугированием и количество определяли путем титрования лаурилсульфатом натрия с использованием электрода, избирательного по отношению к поверхностно-активному веществу. Точнее, примерно 0,5 г частиц диоксида кремния помещали в стакан объемом 250 мл, содержащий 100 мл раствора ЦТАБ (5,5 г/л), перемешивали в течение 1 ч на электрической на плитке с перемешивающим устройством, затем центрифугировали в течение 30 мин при скорости, равной 10000 об/мин. В стакане объемом 100 мл к 5 мл прозрачной надосадочной жидкости добавляли 1 мл 10% раствора Triton Х-100. Значение рН устанавливали равным 3-3,5 с помощью 0,1 н. раствора HCl и образец титровали 0,01 М раствором лаурилсульфата натрия с использованием электрода, избирательного по отношению к поверхностно-активному веществу (Brinkmann SUR1501-DL), для определения предельного значения.The surface areas of CTAB (determined by the adsorption of CTAB (cetyltrimethylammonium bromide)) disclosed in the present invention were determined by the adsorption of CTAB on the surface of the silica material, the excess was separated by centrifugation, and the amount was determined by titration with sodium lauryl sulfate using a surfactant selective electrode. More precisely, about 0.5 g of silica particles were placed in a 250 ml beaker containing 100 ml of CTAB solution (5.5 g/l), stirred for 1 hour on an electric hotplate with a stirrer, then centrifuged for 30 minutes at a speed equal to 10,000 rpm. In a 100 ml beaker, 1 ml of a 10% Triton X-100 solution was added to 5 ml of the clear supernatant. The pH value was adjusted to 3-3.5 with 0.1N. HCl solution and the sample was titrated with 0.01 M sodium lauryl sulfate solution using a surfactant selective electrode (Brinkmann SUR1501-DL) to determine the limit value.

Медианный размер частиц (d50) означает размер частиц, такой что 50% частиц образца обладают меньшим размером и 50% частиц образца обладают более крупным размером. Медианный размер частиц (d50), средний размер частиц (усредненный) и d95 определяли по методике лазерной дифракции с использованием прибора Horiba LA 300. Для проведения анализа в прибор помещали сухие частицы.Median particle size (d50) means a particle size such that 50% of the sample particles are smaller and 50% of the sample particles are larger. Median particle size (d50), mean particle size (average) and d95 were determined by laser diffraction using a Horiba LA 300 instrument. Dry particles were placed in the instrument for analysis.

Для определения насыпной плотности и насыпной плотности после уплотнения 20 г образца помещали в обладающий плоским резиновым дном мерный цилиндр объемом 250 мл. Регистрировали начальный объем и его использовали для расчета насыпной плотности путем его деления на массу используемого образца. Затем цилиндр помещали в машину для определения плотности утряски, где его вращали в эксцентрике со скоростью, равной 60 об/мин. Эксцентрик устроен таким образом, что он поднимает на расстояние, равное 5,715 см, и сбрасывает цилиндр один раз в секунду, пока объем образца станет постоянным, обычно в течение 15 мин. Этот конечный объем регистрируют и используют для расчета насыпной плотности после уплотнения путем его деления на массу используемого образца.To determine bulk density and bulk density after compaction, 20 g of the sample was placed in a 250 ml measuring cylinder with a flat rubber bottom. The initial volume was recorded and used to calculate the bulk density by dividing it by the weight of the sample used. The cylinder was then placed in a tapping density machine where it was rotated in an eccentric at a speed of 60 rpm. The eccentric is designed so that it lifts a distance equal to 5.715 cm and resets the cylinder once per second until the sample volume becomes constant, usually within 15 minutes. This final volume is recorded and used to calculate the bulk density after compaction by dividing it by the weight of the sample used.

Показатель абразивности по Айнлехнеру является показателем твердости/абразивности частиц диоксида кремния и он подробно описан в патенте U.S. №6616916, включенном в настоящее изобретение в качестве ссылки, и его определение включает использование установки для испытаний на истирание Айнлехнера AT-1000, которую обычно используют следующим образом: (1) длинную сетку из латунной проволоки взвешивают и подвергают воздействию 10% водной суспензии диоксида кремния в течение фиксированного промежутка времени; затем (2) определяют количество стертого материала, как (количество мг латуни, стертой с длинной сетки из проволоки)/100000 оборотов (мг потерь/100000 оборотов).The Einlechner Abrasion Index is a measure of the hardness/abrasiveness of silica particles and is detailed in U.S. Pat. No. 6,616,916, incorporated herein by reference, and its definition includes the use of an Einlechner AT-1000 abrasion tester, which is typically used as follows: (1) a long brass wire mesh is weighed and exposed to a 10% aqueous silica slurry within a fixed period of time; then (2) determine the amount of abraded material as (mg of brass abraded from a long wire mesh)/100,000 revolutions (mg loss/100,000 revolutions).

Значения маслоемкости определяли по методике растирания, описанной в стандарте ASTM D281, с использованием льняного масла (количество см³ масла, адсорбированного на 100 г частиц). Обычно более значительная маслоемкость указывает на частицу, обладающую большей долей больших пор, также описанную, как более структурированную.Oil absorption values were determined by the trituration method described in ASTM D281 using linseed oil (cm ^{3 of} oil adsorbed per 100 g of particles). Generally, a higher oil absorption indicates a particle having a higher proportion of large pores, also described as being more structured.

Значения водопоглощения определяли с помощью ротационного реометра с измерителем абсорбции "С", выпускающегося фирмой C.W. Brabender Instruments, Inc. Примерно 1/3 чашки образца диоксида кремния помещали в камеру месильной машины измерителя абсорбции и перемешивали при скорости, равной 150 об/мин. Затем при скорости, равной 6 мл/мин, добавляли воду и регистрировали значение вращающего момента, необходимого для перемешивания порошка. Поскольку вода абсорбируется порошком, максимальное значение вращающего момента достигается при превращении сыпучего порошка в пасту. Затем полный объем воды, добавленной для обеспечения максимального значения вращающего момента, нормировали на количество воды, которое может быть абсорбировано с помощью 100 г порошка. Поскольку порошок использовали в том виде, в котором он был получен (предварительно не сушили), количество свободной влаги, содержащейся в порошке, использовали для расчета "значения водопоглощения AbC с коррекцией на количество влаги" с помощью приведенного ниже уравнения.Water absorption values were determined using a rotary rheometer with an absorbance "C" meter manufactured by C.W. Brabender Instruments Inc. Approximately 1/3 cup of the silica sample was placed in the kneading chamber of the absorbance meter and mixed at a speed of 150 rpm. Water was then added at a rate of 6 ml/min and the torque needed to stir the powder was recorded. Since water is absorbed by the powder, the maximum torque is reached when the free-flowing powder turns into a paste. Then, the total volume of water added to provide the maximum torque value was normalized to the amount of water that can be absorbed with 100 g of powder. Since the powder was used as received (not previously dried), the amount of free moisture contained in the powder was used to calculate the "AbC water absorption value corrected for the amount of moisture" using the equation below.

Измеритель абсорбции обычно используют для определения маслоемкости сажи в соответствии со стандартом ASTM D 2414, методики В и С, и стандартом ASTMD 3493.An absorbance meter is typically used to determine the oil absorption of soot according to ASTM D 2414, Methods B and C, and ASTM 3493.

Значения рН, раскрытые в настоящем изобретении (рН 5% раствора), определяли в водной системе, содержащей 5 мас. % твердых веществ в деионизированной воде, с использованием рН-метра.The pH values disclosed in the present invention (pH 5% solution) were determined in an aqueous system containing 5 wt. % solids in deionized water, using a pH meter.

Количество остатка образца диоксида кремния на сите 325 (мас. %) определяли с использованием стандартного сита США №325 с отверстиями размером 44 мкм или 0,0017 дюйма (сетка из проволоки, изготовленной из нержавеющей стали) путем отвешивания 10,0 г образца с точностью до 0,1 г в чашку смесителя Hamilton объемом в 1 кварту (модель №30), добавления 170 мл дистиллированной или деионизированной воды и перемешивания суспензии в течение не менее 7 мин. Смесь переносили на сито 325 меш и непосредственно на сито распыляли воду при давлении, равном 20 фунт-сила/дюйм² и.д., в течение 2 мин, при этом распылительную головку держали на расстоянии от сита, равном примерно от 4 до 6 дюймов. Затем полученный остаток переносили на часовое стекло, сушили в сушильном шкафу при 150°С в течение 15 мин, затем охлаждали и взвешивали на аналитических весах.The amount of residual silica sample on a 325 sieve (wt %) was determined using a standard 44 µm or 0.0017 inch US #325 sieve (stainless steel wire mesh) by weighing 10.0 g of the sample to an accuracy of to 0.1 g in a 1 quart Hamilton mixer cup (Model #30), adding 170 ml of distilled or deionized water, and stirring the suspension for at least 7 minutes. The mixture was transferred to a 325 mesh sieve and water was sprayed directly onto the sieve at a pressure of 20 lbf/in ² i.d. for 2 minutes, while the spray head was kept at a distance from the sieve of about 4 to 6 inches . Then the resulting residue was transferred to a watch glass, dried in an oven at 150°C for 15 min, then cooled and weighed on an analytical balance.

ПРИМЕР 1АEXAMPLE 1A

Частицы диоксида кремния неправильной формы В таблице I приведены некоторые характеристики сравнительного кремнийоксидного материала 1А, который обладает неправильной и несферической морфологией частиц. Материал примера 1А представляет собой обычный кремнийоксидный материал, выпускающийся фирмой Huber Engineered Materials.Irregular Shaped Silica Particles Table I lists some of the characteristics of comparative silica material 1A, which has an irregular and non-spherical particle morphology. Example 1A is a conventional silica material available from Huber Engineered Materials.

ПРИМЕР 2АEXAMPLE 2A

Сферические частицы диоксида кремнияSpherical silica particles

Частицы диоксида кремния примера 2А получали с помощью методики с использованием петлевого реактора с непрерывной циркуляцией (см. например, патенты U.S. №№8945517 и 8609068), частицы обладали сферической морфологией и более узким распределением частиц по размерам (например, меньшее количество остатка конечного кремнийоксидного продукта на сите 325 меш). Стадию размола не проводили.Example 2A silica particles were prepared using a continuous loop reactor technique (see e.g. U.S. Patent Nos. 8945517 and 8609068), the particles had a spherical morphology and a narrower particle size distribution (e.g., less residue of the final silica product on a 325 mesh sieve). The milling step was not carried out.

Для получения частиц примера 2А в контур рециркуляции добавляли 1,5 кг осажденного диоксида кремния, 1,34 кг сульфата натрия, 11,1 л силиката натрия (МО (массовое отношение)=3,32, 13,3%) и 20 л воды, затем нагревали до 83°С при скорости рециркуляции, равной 80 л/мин, и при работе смесителя Сильверсона при 60 Гц (3485 об/мин). В контур одновременно добавляли силикат натрия (МО=3,32, 13,3%) и серную кислоту (11,4%) при скорости добавления силиката, равной 2,1 л/мин, и при скорости добавления кислоты, достаточной для поддержания значения рН, равным 7,5. При необходимости для поддержания необходимого значения рН соответствующим образом регулировали скорость добавления кислоты. Кислоту и силикат добавляли при этих условиях в течение 40 мин для вывода нежелательного диоксида кремния из системы, затем собирали искомый материал. Через 40 мин сосуд для сбора опорожняли и его содержимое отбрасывали. Затем кремнийоксидный продукт собирали в сосуд при перемешивании при скорости, равной 40 об/мин, поддерживая температуру равной примерно 80°С. После сбора необходимого количества продукта добавление кислоты и силиката прекращали и содержимому контура предоставляли возможность циркулировать по контуру. Значение рН находящегося в сосуде для сбора кремнийоксидного продукта устанавливали равным 6,0 путем проводимого вручную добавления серной кислоты и затем фильтровали и промывали до обеспечения электропроводности, равной ~1500 мкСм. Затем значение рН суспензии повторно устанавливали равным 6,0 с помощью серной кислоты и подвергали распылительной сушке.To obtain particles of example 2A, 1.5 kg of precipitated silica, 1.34 kg of sodium sulfate, 11.1 L of sodium silicate (MO (mass ratio)=3.32, 13.3%) and 20 L of water were added to the recirculation loop. , then heated to 83° C. with a recirculation rate of 80 l/min and with the Silverson mixer running at 60 Hz (3485 rpm). Sodium silicate (MO = 3.32, 13.3%) and sulfuric acid (11.4%) were simultaneously added to the circuit at a silicate addition rate of 2.1 l/min and at an acid addition rate sufficient to maintain the value pH equal to 7.5. If necessary, to maintain the desired pH, the acid addition rate was adjusted accordingly. Acid and silicate were added under these conditions over a period of 40 minutes to remove unwanted silica from the system, then the desired material was collected. After 40 minutes, the collection vessel was emptied and its contents discarded. The silica product was then collected in a vessel with stirring at 40 rpm while maintaining the temperature at about 80°C. After collecting the required amount of product, the addition of acid and silicate was stopped and the contents of the loop were allowed to circulate around the loop. The silica product in the collection vessel was adjusted to pH 6.0 by manual addition of sulfuric acid and then filtered and washed until a conductivity of ~1500 μS was obtained. The slurry was then re-adjusted to pH 6.0 with sulfuric acid and spray dried.

В таблице I приведено сопоставление некоторых характеристик частиц диоксида кремния, полученных в примере 2А, с соответствующими характеристиками частиц примера 1А. Частицы примера 2А обладают медианным размером частиц d50, равным 3,1 мкм, размером частиц d95, равным 6,0 мкм, маслоемкостью, равной 68 см³/100 г, и насыпной плотностью после уплотнения, равной 40 фунт/фут³. На фиг. 1 представлено типичное полученное с помощью СЭМ изображение, из которого в случае частиц примера 2А видны узкое распределение частиц по размерам и сферическая морфология частиц. Коэффициент сферичности (S₈₀) для частиц примера 2А составлял более 0,9.Table I compares some characteristics of the particles of silica obtained in example 2A, with the corresponding characteristics of the particles of example 1A. Example 2A particles have a median particle size d50 of 3.1 µm, a d95 particle size of 6.0 µm, an oil absorption of 68 cm ³ /100 g, and a bulk density after compaction of 40 lb/ft ³ . In FIG. 1 is a typical SEM image showing a narrow particle size distribution and spherical particle morphology for Example 2A particles. The sphericity coefficient (S ₈₀ ) for the particles of example 2A was greater than 0.9.

ПРИМЕРЫ 1В-2ВEXAMPLES 1B-2B

Композиции зубной пасты и исследование окклюзии канальцевToothpaste compositions and tubular occlusion studies

Образцы диоксидов кремния 1А-2А использовали для получения композиций зубной пасты 1В-2В, представленных в таблице II. Поскольку насыпная плотность обладающих размером, равным 3,1 мкм, сферических частиц примера 2А примерно 6 превышала насыпную плотность частиц примера 1А, к композиции 2В добавляли дополнительное количество сферического диоксида кремния для обеспечения примерно одинакового количества частиц диоксида кремния в композиции (5 мас. % обладающих размером, равным 3,1 мкм, сферических частиц диоксида кремния в композиции примера 2В и 0,8 мас. % частиц диоксида кремния примера 1А в композиции примера 1В).Silica samples 1A-2A were used to prepare toothpaste compositions 1B-2B shown in Table II. Because the bulk density of the 3.1 µm spherical particles of Example 2A was about 6 greater than that of Example 1A, additional silica spherical particles were added to composition 2B to provide approximately the same amount of silica particles in the composition (5 wt. % having 3.1 µm spherical silica particles in the composition of example 2B and 0.8 wt.% silica particles of example 1A in the composition of example 1B).

Для исследования окклюзии канальцев использовали бычьи резцы, которые получали от местной скотобойни. Зубы промывали водой и стерилизовали в автоклаве, затем промывали водой для удаления любых оставшихся тканей и хранили в изопропиловом спирте.To study tubular occlusion, bovine incisors were used, which were obtained from a local slaughterhouse. The teeth were rinsed with water and sterilized in an autoclave, then rinsed with water to remove any remaining tissue and stored in isopropyl alcohol.

На фиг. 2А представлен бычий резец до приготовления срезов. Режущую поверхность зуба удаляли с помощью алмазного дискового ножа инструмента фирмы Dremel (фиг. 2Б). Срезы готовили путем проводимого сначала отрезания проксимальных поверхностей (фиг. 2В) и затем оставшийся зуб разрезали вдоль в направлении от проксимальной поверхности к корню, параллельно лабиальной поверхности зуба (фиг. 2Г). В заключение срез зуба извлекали путем отрезания лабиальной поверхности до продольного разреза (фиг. 2Д).In FIG. 2A shows a bovine incisor prior to sectioning. The cutting surface of the tooth was removed using a Dremel diamond disc blade (Fig. 2B). Sections were prepared by first cutting off the proximal surfaces (FIG. 2B) and then the remaining tooth was cut lengthwise in the direction from the proximal surface to the root, parallel to the labial surface of the tooth (FIG. 2D). Finally, the tooth section was removed by cutting off the labial surface to a longitudinal incision (Fig. 2E).

Срез зуба помещали в изготовленную из тефлона форму размером 3/4 дюймах 1/2 дюймах 1/2 дюйма содержащей эмаль стороной вниз. Метакрилатную смолу (Yates Motloid, Chicago, IL) перемешивали и выливали в форму, содержащую срез зуба, и отверждали в течение 35 мин. Окруженный смолой зуб извлекали и затем полировали с помощью шлифовального станка с прецизионной притиркой Unipol-810 (MTI Corporation of Richmond, CA) с использованием алмазного шлифовального круга, зерно 2000, при скорости, равной 150 об/мин.The tooth section was placed in a 3/4 inch 1/2 inch 1/2 inch Teflon mold with the enamel side down. Methacrylate resin (Yates Motloid, Chicago, IL) was mixed and poured into a mold containing the tooth section and cured for 35 minutes. The resin-enclosed tooth was extracted and then polished with a Unipol-810 Precision Lapping Grinder (MTI Corporation of Richmond, CA) using a 2000 grit diamond wheel at a speed of 150 rpm.

Полировку проводили до тех пор, пока не оголялись дентинные канальцы. Затем полированные срезы помещали в 50 мМ раствор молочной кислоты, содержащий 0,1 мас. % полиакриловой кислоты, на 30 мин (как это описано в публикации Karlinsky, et. al., Journal of Dentistry and Oral Hygiene, Vol. 3(2) pp. 22-29, February 2011, во всей ее полноте включенной в настоящее изобретение в качестве ссылки) для удаления органического материала и деминерализации поверхности дентина. После промывки кислотой образцы в течение 20 с промывали деионизированной водой для удаления любого остаточного количества кислоты, затем сушили при температуре окружающей среды в течение ночи. После полного высушивания закрепленных срезов зубов на них наносили метки и их фотографировали с помощью оптического микроскопа при увеличении, равном 100х (см. типичное изображение на фиг. 3). Закрепленные срезы зубов помещали в держатель UHMW Delrin и для исследований с использованием чистки щеткой использовали прибор для испытания на истирание Byk Gardner Model 5400. Прибор для испытания на истирание модифицировали таким образом, чтобы можно было использовать зубные щетки Oral-B.Polishing was carried out until the dentinal tubules were exposed. Then polished sections were placed in a 50 mm lactic acid solution containing 0.1 wt. % polyacrylic acid, for 30 minutes (as described in Karlinsky, et. al., Journal of Dentistry and Oral Hygiene, Vol. 3(2) pp. 22-29, February 2011, incorporated herein in its entirety as a reference) to remove organic material and demineralize the dentin surface. After the acid wash, the samples were washed for 20 seconds with deionized water to remove any residual acid, then dried at ambient temperature overnight. After complete drying of the fixed sections of the teeth, they were marked and photographed using an optical microscope at a magnification of 100x (see typical image in Fig. 3). The mounted tooth sections were placed in a UHMW Delrin holder and a Byk Gardner Model 5400 abrasion tester was used for brushing studies. The abrasion tester was modified to allow the use of Oral-B toothbrushes.

Сначала исследовали обладающие размером, равным 3,1 мкм, сферические частицы диоксида кремния примера 2А. Для проводимых с помощью чистки щеткой исследований композицию зубной пасты примера 2В разбавляли в соотношении 1:3 раствором, содержащим 1 мас. % глицерина и 0,1 мас. % Cekol 2000 (С.Р. Kelco, Atlanta, GA). Раствор зубной пасты перемешивали в течение 2 мин в смесителе Сильверсона с большим сдвиговым усилием, модель L4RT-A. Включали щеточную электрическую машину и раствор зубной пасты прокачивали над срезами зубов при скорости, равной 15 мл/мин, с использованием перистальтического насоса Masterflex. После 300 протираний щеткой чистку щеткой прекращали и срезы зуба промывали деионизированной водой в течение 20 с для удаления остаточных количеств зубной пасты. После сушки при температуре окружающей среды в течение ночи с помощью оптического микроскопа получали фотографии при увеличении, равном 100х (см. типичное изображение на фиг. 4) и определяли влияние чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты (пример 2В), содержащей обладающие размером, равным 3,1 мкм, сферические частицы диоксида кремния (пример 2А).First, the 3.1 µm spherical silica particles of Example 2A were examined. For brushing studies, the toothpaste composition of Example 2B was diluted 1:3 with a solution containing 1 wt. % glycerol and 0.1 wt. % Cekol 2000 (C.P. Kelco, Atlanta, GA). The toothpaste solution was mixed for 2 minutes in a high shear Silverson mixer, model L4RT-A. The electric brushing machine was turned on and the toothpaste solution was pumped over the tooth sections at a rate of 15 ml/min using a Masterflex peristaltic pump. After 300 brushings, brushing was stopped and the tooth sections were rinsed with deionized water for 20 seconds to remove residual toothpaste. After drying at ambient temperature overnight, photographs were taken with an optical microscope at 100x magnification (see typical image in Fig. 4) and the effect of brushing was determined using a toothpaste composition (Example 2B) containing toothpaste having a size equal to 3.1 µm, spherical silica particles (Example 2A).

Как видно из фиг. 4, неожиданно обнаружено, что обладающие размером, равным 3,1 мкм, сферические частицы диоксида кремния остаются внутри дентинных канальцев, см. находящиеся на изображении белые области. На фиг. 5 представлено полученное с помощью СЭМ изображение того же самого дентина зуба, изображения которого представлены на фиг. 3-4, после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 2В, которая содержит обладающие размером, равным 3,1 мкм, сферические частицы диоксида кремния. Как видно на полученной с помощью СЭМ микрофотографии, представленной на фиг. 5, неожиданно обнаружено, что большинство канальцев окклюдированы с помощью обладающих размером, равным 3,1 мкм, сферических частиц диоксида кремния.As can be seen from FIG. 4 surprisingly found that 3.1 µm spherical silica particles remain inside the dentinal tubules, see white areas in the image. In FIG. 5 is an SEM image of the same tooth dentin as shown in FIG. 3-4 after brushing with the toothpaste composition of Example 2B, which contains 3.1 µm spherical silica particles. As seen in the SEM micrograph shown in FIG. 5 surprisingly found that most of the tubules were occluded with 3.1 µm spherical silica particles.

На фиг. 6А-6В представлены полученные путем картирования с помощью ЭДС (энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия, Oxford Instruments Inca, снабженный Penta FET) фотографии поверхности дентина после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 2В, которая содержит обладающие размером, равным 3,1 мкм, сферические частицы диоксида кремния (пример 2А). Темные пятна на фиг. 6А (фосфор) и фиг. 6Б (кальций) представляют собой канальцы, в которых не содержится фосфор и кальций соответственно. Белые пятна на фиг. 6В указывают на то, что кремний (содержащийся в обладающих размером, равным 3,1 мкм, сферических частицах диоксида кремния) находится в канальцах.In FIG. 6A-6B are EMF (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy, Oxford Instruments Inca, equipped with Penta FET) mapping photographs of the surface of dentin after brushing using the toothpaste composition of Example 2B, which contains 3.1 µm spherical particles. silicon dioxide (example 2A). Dark spots in Fig. 6A (phosphorus) and FIG. 6B (calcium) are tubules that do not contain phosphorus and calcium, respectively. White spots in Fig. 6B indicate that silicon (contained in 3.1 µm spherical silica particles) is present in the tubules.

Для сравнения исследовали композицию зубной пасты примера 1В, которая содержит обладающие размером, равным 3,3 мкм, частицы диоксида кремния примера 1А, обладающие несферической и неправильной морфологией, таким же образом, как композицию зубной пасты примера 2В. Частицы примера 1А представляют собой мелкодисперсные частицы диоксида кремния, для которых ранее показано, что они в некоторых случаях окклюдируют дентинные канальцы.For comparison, the toothpaste composition of Example 1B, which contains the 3.3 µm silica particles of Example 1A having a non-spherical and irregular morphology, was examined in the same manner as the toothpaste composition of Example 2B. The particles of example 1A are finely dispersed silica particles, which have previously been shown to occlude dentinal tubules in some cases.

На фиг. 7 представлено полученное с помощью СЭМ изображение дентина зуба после чистки щеткой с использованием композиции зубной пасты примера 1В, которая содержит обладающие размером, равным 3,3 мкм, обладающие несферической и неправильной формой частицы диоксида кремния. В отличие от полученной с помощью СЭМ микрофотографии, представленной на фиг. 5, обнаружено, что намного меньшее количество канальцев окклюдировано с помощью частиц диоксида кремния примера 1А, несмотря на то, что в обеих композициях зубной пасты содержится примерно одинаковое количество частиц диоксида кремния. Композиция зубной пасты примера 1В, несомненно, обеспечивает минимальную окклюзию канальцев и является не такой эффективной, как композиция зубной пасты примера 2 В.In FIG. 7 is an SEM image of tooth dentin after brushing with the toothpaste composition of Example 1B, which contains 3.3 µm, non-spherical and irregularly shaped silica particles. In contrast to the SEM micrograph shown in Fig. 5, much fewer tubules were found to be occluded with the silica particles of Example 1A, despite the fact that both toothpaste compositions contained approximately the same amount of silica particles. The toothpaste formulation of Example 1B clearly produced minimal tubular occlusion and was not as effective as the toothpaste formulation of Example 2B.

Из полученной путем картирования с помощью ЭДС фотографии, представленной на фиг. 8, также видно, что композиция примера 1В обеспечивает меньшую окклюзию канальцев, где белые пятна указывают на содержание кремния (в отличие от фиг. 6В). Кроме того, из фиг. 7-8 видно, что, в отличие от частиц примера 2А, обладающих узким распределением по размерам, диоксид кремния примера 1А обладает более широким распределением частиц по размерам.From the EMF-mapped photograph shown in FIG. 8 also shows that the composition of example 1B provides less tubular occlusion, where white spots indicate silicon content (in contrast to FIG. 6B). In addition, from FIG. 7-8 that, in contrast to the particles of example 2A having a narrow size distribution, the silica of example 1A has a broader particle size distribution.

В заключение следует отметить, что результаты неожиданно указывают на то, что композиция зубной пасты примера 2В (содержащая обладающие размером, равным 3,1 мкм, сферические частицы диоксида кремния примера 2А) с большей вероятностью окклюдирует дентинные каналы после чистки щеткой. Если не ограничиваться теоретическими соображениями, то можно предположить, что небольшой размер частиц, узкое распределение частиц по размерам и чрезвычайно сферичная морфология частиц диоксида кремния являются существенными характеристиками, которые приводят к увеличению окклюзии канальцев. В отличие от этого, композиция зубной пасты примера 1В (содержащая обладающие размером, равным 3,3 мкм несферические и обладающие неправильной формой частицы диоксида кремния примера 1А) является совсем не такой эффективной для окклюзии канальцев, вероятно, вследствие несферической природы частиц (по аналогии с невозможностью "заталкивания квадратного колышка в круглую дырку") и более широкого распределения частиц по размерам (большее выраженное в процентах количество крупных частиц). Кроме того, диоксид кремния примера 2А может обеспечить чистящие характеристики, превосходящие характеристики диоксида кремния примера 1А, по крайней мере вследствие более низкого значения маслоемкости и более высоких значений насыпной плотности после уплотнения и насыпной плотности.In conclusion, the results surprisingly indicate that the toothpaste composition of Example 2B (comprising the 3.1 µm silica spherical particles of Example 2A) is more likely to occlude dentinal canals after brushing. Without being limited by theoretical considerations, it can be assumed that the small particle size, narrow particle size distribution and extremely spherical morphology of silica particles are essential characteristics that lead to increased tubular occlusion. In contrast, the toothpaste composition of Example 1B (comprising the 3.3 µm non-spherical and irregularly shaped silica particles of Example 1A) is not at all as effective for tubular occlusion, likely due to the non-spherical nature of the particles (similar to the impossibility of "pushing a square peg into a round hole") and a wider particle size distribution (greater percentage of large particles). In addition, the silica of example 2A can provide cleaning performance superior to that of the silica of example 1A, at least due to the lower oil absorption value and higher values of the after compaction bulk density and bulk density.

Claims

1. Particles of silicon dioxide and/or silicate, characterized by:

(i) a median particle size d50 ranging from 1 to 5 µm;

(ii) particle size d95 less than or equal to 8 microns;

(iii) an oil absorption ranging from 40 to 100 cm ³ /100 g;

(iv) a bulk density after compaction ranging from 20 to 60 lb/ft ³ ;

(v) a sphericity coefficient (S ₈₀ ) greater than or equal to 0.9;

(vi) water absorption (AbC) ranging from 55 to 115 cm ³ /100 g; and

(vii) a BET surface (specific surface area determined by the Brunauer-Emmett-Teller method) ranging from 25 to 100 m ² /g.

2. Particles according to claim. 1, where the median particle size d50 is in the range from 1.5 to 4 microns.

3. Particles according to claim. 1, where the median particle size d50 is in the range from 2 to 4.5 microns.

4. Particles according to any one of paragraphs. 1-3, where the particle size d95 is less than or equal to 7 microns.

5. Particles according to any one of paragraphs. 1-3, where the particle size d95 is less than or equal to 6 microns.

6. Particles according to any one of paragraphs. 1-5, where the oil absorption is in the range from 50 to 85 cm ³ /100 g.

7. Particles according to any one of paragraphs. 1-5, where the oil absorption is in the range from 60 to 80 cm ³ /100 g.

8. Particles according to any one of paragraphs. 1-7, where the bulk density after compaction is in the range of 30 to 50 lb/ft ³ .

9. Particles according to any one of paragraphs. 1-7 where the bulk density after compaction is in the range of 35 to 45 lb/ft ³ .

10. Particles according to any one of paragraphs. 1-9, where the silica and/or silicate particles further differ in an Einlechner abrasion value ranging from 1 to 10 mg loss/100,000 revolutions.

11. Particles according to any one of paragraphs. 1-9, where the silica and/or silicate particles are further characterized by an Einlechner abrasion value ranging from 2 to 7 mg loss/100,000 revolutions.

12. Particles according to any one of paragraphs. 1-11, wherein the silica and/or silicate particles have a BET surface ranging from 40 to 90 m ² /g.

13. Particles according to any one of paragraphs. 1-12, wherein the silica and/or silicate particles have a water absorption (AbC) ranging from 70 to 100 ^cc /100 g.

14. Particles according to any one of paragraphs. 1-13, where the particles of silicon dioxide and/or silicate further differ in the amount of residue on a sieve 325 mesh, less than or equal to 0.5 wt. %.

15. Particles according to any one of paragraphs. 1-13, where the particles of silicon dioxide and/or silicate further differ in the amount of residue on a sieve 325 mesh, less than or equal to 0.2 wt. %.

16. Particles according to any one of paragraphs. 1-15, where the coefficient of sphericity (S ₈₀ ) is greater than or equal to 0.92.

17. Particles according to any one of paragraphs. 1-15, where the coefficient of sphericity (S ₈₀ ) is greater than or equal to 0.94.

18. Particles according to any one of paragraphs. 1-17, wherein the silica and/or silicate particles are precipitated silica and/or silicate particles.

19. Particles according to any one of paragraphs. 1-18, where the silica and/or silicate particles are amorphous.

20. Particles according to any one of paragraphs. 1-19, wherein the silica and/or silicate particles comprise precipitated silica particles.

21. Particles according to any one of paragraphs. 1-20, wherein the silica and/or silicate particles include sodium aluminosilicate particles, sodium magnesium aluminosilicate particles, calcium silicate particles, magnesium silicate particles, or any combination thereof.

22. Composition for cleaning teeth containing particles of silicon dioxide and/or silicate according to any one of paragraphs. 1-21.

23. Composition for caring for teeth containing particles of silicon dioxide and/or silicate according to any one of paragraphs. 1-21.

24. Composition for caring for teeth according to claim 23, containing from 0.5 to 50 wt. % particles of silicon dioxide and/or silicate.

25. Composition for caring for teeth according to claim 23, containing from 5 to 35 wt. % particles of silicon dioxide and/or silicate.

26. Composition for caring for teeth according to any one of paragraphs. 23-25, wherein the composition further comprises at least one of the following: a humectant, a solvent, a binder, a therapeutic agent, a chelating agent, a thickener other than silica and/or silicate particles, a surfactant, an abrasive material other than particles of silicon dioxide and/or silicate, sweetener, coloring agent, flavoring agent and preservative, or any combination thereof.