Chlorine dioxide tooth whitening composition

【発明の詳細な説明】 二酸化塩素歯白色化組成物技術分野本発明は、改良された歯科用組成物及び歯を白くする方法に関する。 背景的技術白い歯は、長い間、美容的に望ましいと考えられてきた。 残念ながら、歯は手入れをしなければほとんど例外なく変色する。 一般的に汚れた外観を呈する原因となる歯の物質は、エナメル質、象牙質、及び獲得被膜である。 特に、歯のエナメル質は、主に無機物質から、ほとんどはヒドロキシアパタイロト結晶の形態で、形成され、そしてさらに約５％の有機物質を主にコラーゲンの形態で含む。 逆に、象牙質は、コラーゲンを含む約２０％の蛋白質と、エナメル質中に見出されるものと類似の無機物質、主にヒドロキシアパタイト結晶、を含むその残部とから構成されている。 一方、獲得被膜は、歯のエナメル質の表面上の蛋白質層であり、研磨性の大きい予防用ペーストで激しく歯を洗浄した後でさえ急速に再形成する。 歯の変色は、外部からの汚れと内部からの汚れの両方に起因する。 歯の表面の外部からの汚れは、獲得被膜内における（初めは無色であるが後で化学的に色原体に転化される色原体前駆体に加えて）様々な色原体物質（chromogenic substa nces）の蓄積の結果として生じる。 このタイプの汚れは、通常は機械的方法によって除去でき、その方法は、獲得被膜又はその一部を付着した色原体と共に除去する。 しかしながら、外部からの汚れの老化は、機械的手段による外部からの汚れの除去の効果を小さくすることが知られている。 これは、おそらく、外部からの汚れのエナメル質への浸透が、時間と共に深くなるからである。 従って、そのような汚れには、歯のエナメル質に浸透して深い場所にある色原体を酸化又は可溶化することができる酸化剤のような化学薬品が必要である。 これに対して、内部からの汚れは、歯内部にその起源を有するものに由来する色原体物質の結果として起こる。 このタイプの汚れは、歯の洗浄の機械的方法によっては除去されず、通常は上述の化学的な方法が必要である。 歯を白くする組成物は、一般に以下の２つのカテゴリーに入る。 (1)汚れた獲得被膜の研磨的浸食を通して歯の汚れを除去するために、汚れた歯の表面において機械的に攪拌され得る液体、ジェル、又は練り歯磨きを含むペースト、及び(2 )特定期間汚れた歯の表面と接触しながら、化学的プロセスによって歯の白色化効果を達成する液体、ジェル、又はペースト(その後その配合物は除去される)。 幾つかの場合においては、機械的プロセスは、補助的な化学的プロセス（これは酸化的でも酵素の作用によるものでもよい）によって補われる。 専門的にモニターされた家庭用の歯を白くする組成物の大部分は、酸化により作用する。 これらの組成物は、患者による直接的な使用のために注文製造された歯白色化トレイ中にて調合される。 典型的には、これらのトレイは、患者の口中に、しばしば約６０分間より長い期間、そして何らかの結果を得るためには時には８乃至１２時間のような長期間、保持されなければならない。 白色化のこの遅い速度は、主に、使用前の酸化組成物の安定性を維持するために開発された処方の結果である。 これらの酸化組成物は、過酸化水素の前駆体、例えば、過酸化カルバミドを含むことができ、これは、グリセリン及び／又はプロピレングリコール及び／又はポリエチレングリコールを含む無水又は低水分含有率の、吸湿性の粘稠なキャリヤーと混合される。 唾液中の水分と接触したとき、過酸化カルバミドは尿素と過酸化水素に分離する。 さらに、吸湿性キャリヤーを用いる白化の遅い速度のために、現在入手可能な過酸化カルバミドを含む歯白色化組成物は、多くの患者において歯の感作（tooth sensitization）を生じさせる可能性がある。 歯の感受性は、象牙質管（dentinal tubes）を通じて歯中の神経末端へ向かう、流体の移動によるものと信じられている。 この流体の移動は、過酸化カルバミド用のキャリヤーによって増加する。 実際に、グリセリン、プロピレングリコール、及びポリエチレングリコールの各々が、歯を熱さ、冷たさ、過度に甘い物質、及びその他の誘因剤にさらした後に、様々な程度の歯の感受性を生じさせる可能性があることが判明した。 産業界において現在実施されているような白色化組成物への歯の長時間の暴露は、歯の感受性に加えて多数のその他の悪影響を有している。 これらには、(i) 無機質脱落を伴う５.５未満のpHにおけるエナメル質層からのカルシウムの可溶化、（ii）生体の歯の髄腔に達し、それにより歯髄組織を損傷させる恐れのあるような、完全なエナメル質と象牙質の白色化剤による浸透、及び（iii）唾液による白色化組成物の希釈（これは歯科用トレイからの浸出とその後のその後の消化をもたらす）が含まれる。 さらに、過酸化物系歯白色化組成物中の過酸化水素のその場での分解は、ヒドロキシルラジカル種及びペルヒドキシルラジカル種のようなフリー・ラジカルの形成をもたらす可能性があり、これらは、癌細胞の形成にかかわっている非常に反応性の分子である。 口内ケア製品中における３重量％までの濃度での過酸化水素の使用は、最近、米国内において、毎日の使用に関して安全であると見なされているが、世界中の多くの規制機関は、そのような用途に関して許される過酸化水素の量について、上限を設けている。 例えば、様々な製品中における添加剤の許容可能な量を規制しているEuropean Community Cosmetic Directiveは、口内ケア組成物の０.１重量％において、過酸化水素の上限を定めた。 この濃度は、 ほどほどの期間内において歯を白くする効果を達成するには不十分である。 過酸化物を有する歯白色化剤への長時間の暴露に通常は関係する悪影響を避けながら、歯を白くすることについての美容上の要望が存在するので、適度に短期間の内に歯を白くすることができる、非過酸化物歯白色化組成物を提供することが望ましい。 発明の概要本発明は、歯を汚している色原体を急速にかつ安全に酸化して歯を白くすることができる、非過酸化物歯白色化組成物に対する要望を満たすための二酸化塩素（ＣｌＯ ₂ ）の使用に関する。 二酸化塩素は、水溶性で強い酸化剤である緑黄色の気体である。 水の処理及び殺菌のような低体積の用途においては、二酸化塩素は、通常、亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ ₂ ）の水溶液の酸性化によって製造される。 二酸化塩素は、オキシダントとして、塩素化をほとんどか又は全く伴わずに有機物と反応し、そのため、水処理の用途において、塩素ガス（Ｃｌ ₂ ）よりも安全に使用される。 この転化反応から得られる二酸化塩素の水溶液は、その色が緑黄色であり、３６０ナノメーター（ｎｍ）当たりに極大吸収を有する。 一般に、二酸化塩素の水溶液は、 熱と光に対して比較的不安定であり、使用の時点で、亜塩素酸アルカリ金属塩又は塩素酸アルカリ金属塩から現場で製造される。 二酸化塩素は、フェノール性化合物のオキシダントとして特に有効であり、そして紙及びパルプ産業においても特別の有用性を有する。 さらに、二酸化塩素は、口内ケア配合物中において、抗菌成分として使用されてきた。 しかしながら、二酸化塩素は、歯白色化成分としては使用されていなかったと確信する。 本発明の１つの態様によれば、歯白色化組成物中に含まれるか又は歯白色化組成物によって放出されるとき、比較的低濃度、好ましくは（組成物の総重量に基づいて）１乃至５００ｐｐｍの範囲内、の二酸化塩素が、歯を白くするのに有効であり有用である。 歯白色化組成物中に含まれるか又は歯白色化組成物によって放出される二酸化塩素は、歯の表面と接触させられたとき、歯の汚れを急速に酸化して、接触後に処理された歯の表面を相対的により白くするのが観察される。 二酸化塩素は、長期間に亘っては安定でない可能性があるので、本発明の歯白色化組成物を、２つの別々に配合された部分に分けて製造し、包装し、そして貯蔵する必要がある。 本発明の１つの態様においては、一方の部分は塩化ナトリウムのような二酸化塩素前駆体（ＣＤＰ）を含み、そして他方は酸味料(acidulant )（ＡＣＤ）を含む。 ＣＤＰ部分は、貯蔵中に二酸化塩素が早まって生成するのを防ぐために、一般に７.０を越えるｐＨを有するように処方される。 一方、Ａ ＣＤ部分は、二酸化塩素前駆体と組み合わされたとき又は接触したときに、当該前駆体から二酸化塩素が放出され、得られる組成物又は界面が７.０未満のｐＨ を有するように、一般に処方される。 本発明の歯白色化組成物の１つの例は、５ ０００ｐｐｍの亜塩素酸ナトリウムを含むゲル化された水性ＣＤＰ部分、及び２ .０％の無水クエン酸を含むゲル化されたＡＣＤ部分を含む。 これら２つの部分の混合物から形成される組成物は、白色化を行うために、汚れた歯の表面と接触させられ得る。 歯を白くするために、本発明の方法の１つの態様に従って、２つの配合された部分が徹底的に混合され、その後、注文製造されたエチレン酢酸ビニル製の歯科用トレイ中に、その完全に混合された組成物が入れられ得る。 そのようなトレイは、本発明者の名前で１９９５年９月２５日に出願された“Dental Tray”という標題の米国特許出願番号０８／５３３,１４８に開示されており、これは引用によって本明細書中に組み入れられている。 本発明の組成物の入ったこの歯科用トレイは、その後、口中に予め決められた時間入れられる。 この間に、歯の獲得被膜、エナメル質、及び象牙質構造内部に捕らえられた色原体への二酸化塩素の酸化作用によって、歯の表面は白くなる。 予め決められた期間の後、トレイは取り出され、過剰の混合ゲル組成物が歯の表面から除去される。 あるいは、２つの部分が混合され、汚れた歯（１本又は複数本）の上で直接的にブラシでこすられることができる。 本発明の方法のもう１つの態様によれば、歯の白色化を行なうため、ＣＤＰ部分とＡＣＤ部分の間に界面を、その界面において二酸化塩素を発生させるために設ける。 例えば、汚れた歯の表面は、初めにＣＤＰ部分とＡＣＤ部分の一方と接触させられ、続いて残りの部分と接触させられ、それにより、両方の部分が汚れた歯の表面と接触したままであるか又は隣接したままである境界において、界面が形成されてもよい。 歯の表面は、その後、界面内で発生した二酸化塩素の酸化作用によって白色化される。 ＣＤＰ部分とＡＣＤ部分の各々の連続的な適用は、 仮に、例えばこれらの部分が歯磨き剤（即ち、ペースト又は粉末）又はジェルの形態であるならば、歯科用トレイの使用又はブラッシングによって成し遂げることができる。 一方、仮に、ＣＤＰ部分とＡＣＤ部分の両方又は少なくとも一方が液体（即ち、マウス・リンス）であるならば、連続的な適用は、少なくとも部分的にはすすぎによって成し遂げることができる。 発明の詳細な説明本発明の組成物は、２つの別々の部分に分けて製造し、包装し、そして貯蔵することが必要であるので、各々の部分の成分と特徴を初めに個々に説明する。 組み合わされた部分の特徴と適用の態様の説明がその後に続く。 本発明の組成物の二酸化塩素前駆体（ＣＤＰ）部分は、酸味料（ＡＣＤ）部分との接触又は混合時に二酸化塩素を生成又は放出することができる安定な化合物を含む。 好ましい態様においては、二酸化塩素前駆体は、亜塩素酸アルカリ金属塩及び塩素酸アルカリ金属塩から成る群から選択され、亜塩素酸アルカリ金属塩が好ましい。 亜塩素酸アルカリ金属塩の一例は、亜塩素酸ナトリウムである。 亜塩素酸ナトリウムは、８０％純度の物質として市販されており、その中には安定性及び取り扱いの容易さのために、塩化ナトリウムのようなその他の塩が様々な量で含まれている。 The American Water Works Associationは、飲料に適した水の処理において使用すべき亜塩素酸ナトリウムについて仕様を定めた。 特に、工業用の固体塩化ナトリウムは、ＮａＣｌＯ ₂含有率が７８.０％未満であってはならない。 さらに、８０％の純度の亜塩素酸ナトリウムの不純物の限度は、塩化ナトリウムについては１７.０％、炭酸ナトリウムについては３.０％、硫酸ナトリウムについては３.０％、及び砒素については０．０００３％を越えてはならない。 溶液グレードの亜塩素酸ナトリウムも入手可能であり、それは、同様に、安定化のための補助的な塩及び緩衝剤を様々な量で含む。 適用の態様により、ＣＤＰ部分は、安定化、増粘、又は歯を白くするその性能を改良するための、様々な補助的成分を含むことができる。 そのような成分は、 二酸化塩素前駆体との相溶性に関して注意深く選別されなければならない。 風味付剤及び甘味料は、ＣＤＰ部分においては一般に必要とされない。 しかしながら、注意深く選別された風味付剤及び甘味料は、本発明の組成物において有用性を見出すかもしれない。 さらに、二酸化塩素前駆体の抗菌特性のために、防腐剤は一般的に必要とされない。 ＣＤＰ部分用の安定剤は、アルカリ金属塩化物及び炭酸のアルカリ金属塩を含むが、これらに限定されるものではない。 増粘剤は、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコール、及びポリオキシエチレンを含むが、これらに限定されるものではない。 性能改良剤は、（エチレンオキシド−プロピレンオキシド）ブロック・コポリマーのような非イオン性界面活性剤を含むが、これに限定されるものではない。 ＡＣＤ部分は、基本水準において、水性キャリヤーと水溶性酸味料とを含む。 適する水溶性酸味料は、クエン酸、リンゴ酸、フマル酸、及びその他の非毒性で口腔用に許容可能な酸味料を含む。 水溶性酸味料は、カルボキシポリメチレンのようなポリマー性の化合物でもよく、これらは同時に粘度改良剤としても機能することができる。 １００,０００を越える分子量を有するポリマー性の酸味料は、それらのより低分子量の対応物よりも好ましい。 なぜならば、分子量が高ければ高いほど、観察されるエナメル質のカルシウムの可溶化が減少するからである。 ＡＣＤ部分も、増粘剤、性能改良剤、及び防腐剤を含む補助的成分を含むことができる。 適する増粘剤は、部分的に中和されたカルボキシポリメチレン、ポリオキシエチレン、キサンタンガム、及びその他の酸安定ポリマーを含む。 ＡＣＤ 部分に含まれる全ての補助的成分が、二酸化塩素による酸化に対して比較的抵抗性であるのが好ましい。 なぜならば、ＣＤＰ部分とＡＣＤ部分の混合又は接触の後の二酸化塩素による組成物の成分の酸化は、二酸化塩素の有効性を減少させるであろうからである。 このために、二酸化塩素による歯の汚れの色原体の酸化及び／又は可溶化の機会も減少する。 ＣＤＰ部分は、約７.０を越えるｐＨに処方されるのが好ましく、約７.５乃至約９.０の範囲内のｐＨに処方されるのが最も好ましい。 ＡＣＤ部分は、約６.０ 未満のｐＨに処方されるのが好ましく、約３.０乃至約４.５の範囲内のｐＨに処方されるのが最も好ましい。 混合された部分（均一に混合されたか又は２つの部分の間の接触界面において）のｐＨは、約６.０未満であるのが好ましく、約３. ０乃至約４.５の範囲内であるのが最も好ましい。 本発明の組成物の例を以下に示す。 実施例１ ＣＤＰ部分

上記ＣＤＰ部分は、ＨＤＰＥ(高密度ポリエチレン)容器中の脱イオン水に亜塩素酸ナトリウムを添加し、透明な溶液が得られるまで一定の攪拌を行うことによって製造された。 結果として得られた溶液は、透明で且つ約８.２のｐＨを有しており、それは、塗るタイプ(dauber-type)の圧力で作動される蓋付きの１／２ オンスの耐光性ＨＤＰＥボトルに、詰められ且つ保存された。

ＡＣＤ部分 ＡＣＤ部分は、プラスチック又はガラス容器に脱イオン水(最後の中和工程において水酸化ナトリウムを溶かすための、３０.０ｇより少ない量)を量り分け、 その後、一定の攪拌をしながら、メチルパラベン、グリセリン及び無水クエン酸を連続的に添加することによって製造された。 透明な溶液が得られたとき、カーボポール９７４Ｐ−ＮＦが、乳白色の分散物が得られるまで、攪拌された液体の渦の中に、篩を通してゆっくりと落とされた。 その結果得られた混合物は、ロス・ダブル・プラネタリー・ミキサー（Ross Double Planetary Mixer）に移された。 水酸化ナトリウムは、残りの水に溶解され、この溶液は、混合羽根による一定の撹拌下に、ロス中の混合物にゆっくりと添加された。 水酸化ナトリウム溶液すべてが添加されたとき、２８インチ水銀柱の真空にされ、且つ、結果として得られたゲルは脱気された。 最終的に得られたゲルは、透明で且つ約３.７のｐＨ を有していたが、それは、耐光性積層軟質チューブに詰められた。 実施例１の本発明の組成物の歯を白くする能力を測定するために、一連の体外（イン・ビトロ）での試験が行われた。 ウシ(bovine)の門歯であって、口の表面がそれら自体を一番上の表面上に提供するようにアクリル性マトリクス中に埋め込まれた門歯が、ヒトの体内（イン・ビボ）で観察された歯の汚れを真似た方法で汚された（空気と、摂氏３７℃において、タイプタイケース(typticase)の大豆スープ、紅茶、コーヒー、ムシン、ＦｅＣｌ

₃ 、及びサルチナ・ルテア(Sarcin a lutea)を含む汚染用スープに、交互に約４日間曝された）。 汚されたウシの門歯それぞれには、番号がつけられ、且つ、初めの汚れの程度（ＣＩＥＬＡＢプロトコルによる色）が、ミノルタ（Ｍｉｎｏｌｔａ）５０３１分光光度計（レンズ光径：３ ｍｍ、８回の露光を平均化した、異常な値は捨てた）で測定された。 ＣＩＥＬＡ Ｂプロトコルは、Ｌ、ａ及びｂと呼ばれている色球体の三つの軸に換算して、色を評価する。 「Ｌ」値は、０（黒）から１００（白）の目盛での、明るさ及び暗さに関する色球体における軸である。 「ａ」値は、黄から青までの目盛での色に関する軸であり、これには、球体の中央の０値、黄に向う正の値及び青に向う負の値がある。 「ｂ」値は、赤から緑までの目盛での色に関する軸であり、これには、球体の中央の０値、赤に向う正の値及び緑に向う負の値がある。 一旦、ウシの門歯が汚されたら、そのウシの門歯は、歯の表面が湿ったように見えるまで、各門歯の表面に道具（アプリケーター）を用いて塗布を行うことにより、ＣＤＰ部分溶液と接触しておかれた。 湿った門歯の表面は、その後、軟質チューブから出されたＡＣＤ部分のゲルで、完全に被覆された。 すべてのゲルにつき、約５分間、門歯の表面との接触が保持され、それから、歯は、蒸留水できれいにすすがれてゲルの残渣が洗い落とされ、且つ、歯に、（前もって集められ且つ４℃に貯蔵されていた）唾液が塗られた。 汚れの除去の程度は、上に示した方法で、最後の色について門歯の表面を測定し、且つ、この最後の色を、その門歯について前もって記録しておいた初めの色と比べることにより、その後直ちに決定された。 各門歯についての歯の色の変化は、以下の表１に、ΔＥとして記録されている。 絶対的な色の変化は、すべての色成分（Ｌ、ａ、ｂ）の変化の二乗の合計の平方根として定義される。 √［（ΔＬ）

² ＋（Δａ）

² ＋（Δｂ）

² ］＝ΔＥ ウシの二本の門歯は、また、ＣＤＰ部分とＡＣＤ部分のいずれかのみで処理された。 すべての処理された門歯についての結果は、以下の表１に記録されている。 この表は、本発明の組成物は、上記のように使用されたときに、体外(vitro) での汚れたウシのエナメル質モデルにおいて、歯の汚れを除去するのに有効であることを示す。 観察された歯を白くする効果は、ＣＤＰ部分とＡＤＰ部分とが共に使用されるときには、ＣＤＰ部分とＡＣＤ部分のいずれかのみが使用されるときと比べて、ずっと大きい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ