MX2012009042A

MX2012009042A - Compuestos de silice antimicrobiano.

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Publication number: MX2012009042A
Application number: MX2012009042A
Authority: MX
Inventors: Michael S Darsillo; Fitzgerald Sinclair
Original assignee: Huber Corp J M
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-11-30
Also published as: KR20130018274A; EP2549975A2; CN102770028A; WO2011119954A2; US20110236444A1; WO2011119954A3; BR112012021104A2; DE11716102T1; ES2402118T1; JP2013523654A

Abstract

Los compuestos dados a conocer en este documento comprenden sílice y un óxido de metal antimicrobiano. Los compuestos son útiles en la inhibición del crecimiento microbiano y por lo tanto son útiles en una variedad de aplicaciones, incluyendo, por ejemplo, como componentes en composiciones dentríficas.

Description

COMPUESTO DE SÍLICE ANTIMICROBIANO Campo y Antecedentes de la Invención Se sabe que ciertos metales tienen propiedades antimicrobianas. Los ejemplos de tales metales incluyen plata, cobre, y zinc. Se cree que el zinc, por ejemplo, se puede enlazar a las membranas de microorganismos y prolongar la fase de latencia del ciclo de crecimiento de un microbio y/o incrementar el tiempo requerido para completar la división celular microbiana. El zinc y otros compuestos antimicrobianos se han incorporado en productos para el cuidado oral para proporcionar efectos anti-placa. Se cree que la actividad anti-placa del zinc, por ejemplo, surge a través de la liberación de iones de zinc por la acción ácida de los ácidos de la placa en los compuestos de zinc atrapados en la placa. Se cree además que los iones de zinc se liberan de ciertos compuestos atrapados en la placa cuando las bacterias en la placa metabolizan azúcares y liberan ácidos. Se cree que estos iones de zinc inhiben la nucleación de los cristales de fosfato de calcio y evitan de esta manera que se forme el sarro.

A menudo, los productos para el cuidado oral que comprenden zinc u otros compuestos de metal antimicrobiano son desagradables al sabor y tiene una textura indeseable en la boca, que limita su uso entre los consumidores. El sabor desagradable y la textura se cree que resultan de la astringencia de los compuestos de metal antimicrobiano. La astringencia de los compuestos de metal antimicrobiano también impone algunas restricciones en los sabores y otros componentes que se pueden incorporan exitosamente en un metal antimicrobiano que contiene la composición oral.

Los compuestos de metal antimicrobiano también pueden impartir un sabor indeseable a una composición para el cuidado oral. Por ejemplo, se ha descubierto que las sales de zinc más solubles dan origen a un peor sabor que las sales de zinc menos solubles. Sin embargo, también se descubrió que el zinc debe estar en forma soluble para ser eficaz contra las bacterias y placa. En consecuencia, cuando se usan compuestos de zinc en las composiciones para el cuidado oral, existe un equilibrio entre la eficacia y el sabor, con más compuestos de zinc solubles que producen mayor eficacia antimicrobiana y astringencia, y formas menos solubles que favorecen a una menor eficacia antimicrobiana con sabor y sensación a la boca menos desagradable.

Por lo tanto se han hecho muchos intentos para reducir la astringencia de los compuestos de metal antimicrobiano, tales como zinc y plata, en composiciones orales, especialmente en composiciones dentífricas. Muchos de estos intentos, sin embargo, no han sido exitosos en proporcionar buenas propiedades antimicrobianas de la composición en presencia de condiciones que favorecen al crecimiento microbiano aunque también reducen la astringencia. Por lo tanto existe una necesidad por materiales y composiciones mejoradas que tratan estos problemas .

Breve Descripción de la Invención Se dan a conocer en este documento compuestos de sílice antimicrobiana que comprende sílice y un óxido de metal de plata, zinc, cobre, o una mezcla de los mismos; en donde el compuesto se prepara a partir de partículas de sílice que tienen un tamaño de partícula medio de 1 a 100 mieras y partículas de óxido de metal que tienen un tamaño de partícula medio que es hasta 30% del tamaño de partícula medio de las partículas de sílice.

También se dan a conocer composiciones dentífricas que comprenden los compuestos y al menos otro componente dentífrico .

También se dan a conocer métodos para preparar los compuestos, que comprenden: a) mezclar un óxido de metal de plata, zinc, cobre, o una mezcla de los mismos con una suspensión acuosa que comprende de 1% a 10% en peso de sílice, proporcionar una suspensión de sílice/óxido de metal acuosa que comprende de 0.01% a 1% en peso del óxido de metal; en donde la suspensión acuosa está en un pH ácido constante antes del mezclado; b) reajustar el pH de la suspensión de sílice/óxido de metal acuosa a un pH ácido constante; y c) secar la suspensión de sílice/óxido de metal acuosa para proporcionar el compuesto de sílice antimicrobiana .

Breve Descripción de las Figuras La Figura 1 es una gráfica del potencial zeta (mV) versus pH para una suspensión acuosa de partículas de sílice (Si02) y una suspensión acuosa de partículas de ZnO.

La Figura 2 es una gráfica del potencial zeta (mV) versus pH para una suspensión acuosa de partículas de sílice sin ZnO enlazado, una suspensión acuosa de partículas de sílice que tienen 2% en peso, relativas con las partículas de sílice, ZnO enlazado a las mismas, y una suspensión acuosa de partículas de sílice que tienen 10% en peso, relativas con las partículas de sílice, ZnO enlazado a las mismas .

La Figura 3 es una imagen SEM de partículas de sílice ZEODENT 103 sin ZnO enlazado a las mismas.

La Figura 4 es una imagen SEM de partículas de sílice ZEODENT 103 que comprenden 20% en peso de ZnO enlazado a las mismas.

La Figura 5 es una imagen SEM mapeada en EDS de partículas de sílice ZEODENT 103 que comprenden 20% en peso de ZnO, relativas con las partículas de sílice, ZnO, que se enlaza a las mismas. Las áreas más claras en la imagen son indicativas de zinc.

La Figura 6 es una imagen SEM de partículas de sílice ZEODENT 103 que comprenden 2% en peso de ZnO enlazado a las mismas (aumento de 2,000 veces).

La Figura 7 es una imagen de SEM partículas de sílice ZEODENT 103 que comprenden 2% en peso de ZnO enlazado a las mismas (aumento de 10,000) .

La Figura 8 es una imagen SEM de partículas de sílice ZEODENT 103 y ZnO (control) (aumento de 2,000 veces).

La Figura 9 es una imagen de SEM de partículas de sílice ZEODENT 103 sin ZnO (control) (aumento de 10,000 veces .

La Figura 10 es una imagen SEM mapeada en EDS de partículas de sílice ZEODENT 103 que comprenden 2% en peso de ZnO enlazado a las mismas; (A) imagen de electrones; (B) mapeo de Si; (C) mapeo de Zn.

La Figura 11 es una imagen SEM mapeada con EDS de partículas de sílice ZEODENT 103 sin ZnO; (A) imagen de electrones; (B) mapeo de Si; (C) mapeo de Zn.

La Figura 12 es una gráfica de la concentración de Zn a través del tiempo en el Estudio de Liberación de Saliva Artificial planteado a continuación.

La Figura 13 es una gráfica de la concentración de Zn versus pH para un material compuesto y un material físicamente mezclado comparativo.

Descripción Detallada de la Invención Como se usa en este documento, "un", "una", "el" y "la" incluyen referentes plurales a menos que el contexto lo indique claramente de otra manera.

"Comprenden" , o variaciones tales como "comprende" o "que comprende", implican la inclusión de un número entero establecido o conjunto o grupo de números enteros o pasos pero no la exclusión de ningún otro número entero o paso o grupo de números enteros o pasos .

Los compuestos dados a conocer en este documento son útiles en inhibir el crecimiento microbiano. En general, los compuestos de la invención son capaces de generar iones de metal, tales como iones de zinc de compuestos de metal menos solubles, tal como óxido de zinc. Los compuestos por lo tanto son útiles en una variedad de aplicaciones, incluyendo, por ejemplo, como componentes en composiciones dentífricas .

El compuesto de la invención comprende sílice que tiene una o más partículas de un compuesto de metal antimicrobiano, tal como un compuesto de metal que comprende zinc, plata, o cobre, enlazados a una superficie del mismo. El compuesto de metal antimicrobiano se puede enlazar no covalentemente a las partículas de sílice. Sin que se desee ser limitado por la teoría, se cree que los compuestos del metal antimicrobiano se pueden enlazar electrostáticamente, enlazar al hidrógeno y/o absorber físicamente una superficie de las partículas de sílice.

Los ejemplos de compuestos de metal antimicrobiano adecuados incluyen sin limitación zinc, cobre y compuestos de plata. Un compuesto de metal antimicrobiano preferido es un compuesto de zinc, tal como óxido de zinc. Otros compuestos de metal antimicrobiano conocidos en la técnica también se pueden usar.

Una suspensión acuosa del compuesto muestra un incremento en el potencial zeta a través del intervalo de pH de 5.0 a 8.0, relativo con una suspensión acuosa de partículas de sílice puras sin tener las partículas antimicrobianas (por ejemplo, partículas de óxido de zinc) enlazadas a la superficie, es decir, partículas de sílice que de otra manera son idénticas a las partículas de sílice presentes en el compuesto.

Por ejemplo, una suspensión acuosa del compuesto puede mostrar por lo menos un 10% de incremento en el potencial zeta relativo con la suspensión acuosa de las partículas de sílice puras. Un aspecto adicional, una suspensión acuosa del compuesto muestra al menos un 15% de incremento en el potencial zeta relativa con la suspensión acuosa de las partículas de sílice puras. En un aspecto adicional, una suspensión acuosa del compuesto muestra al menos un 20% de incremento en el potencial zeta relativo con la suspensión acuosa de las partículas de sílice puras. En un aspecto adicional, una suspensión acuosa del compuesto muestra al menos un 25% de incremento en el potencial zeta relativo con la suspensión acuosa de las partículas de sílice puras. En un aspecto adicional, una suspensión acuosa del compuesto muestra al menos un 30% de incremento en el potencial zeta relativo con la suspensión acuosa de las partículas de sílice puras. En aspectos adicionales, una suspensión acuosa del compuesto muestra un 35% o un incremento aún mayor en el potencial zeta relativa con la suspensión acuosa de las partículas de sílice puras.

Con referencia a la Figura 1, una dispersión acuosa de un compuesto que comprende 2% en peso de óxido de zinc sobre una superficie de las partículas de sílice muestra un incremento en el potencial zeta, relativas con las mismas partículas de sílice puras (sin óxido de metal) , a través de un intervalo de pH de 5.0 a 8.0. Del mismo modo, un compuesto que comprende 10% en peso óxido de zinc muestra un incremento a un mayor en el potencial zeta a través del mismo intervalo de pH.

La cantidad de óxido de metal antimicrobiano presente en el compuesto puede variar, pero variará en general del aproximadamente 0.1 a aproximadamente 30% en peso del compuesto (es decir, el compuesto de sílice y metal antimicrobiano compuestos) . En un aspecto adicional, la cantidad de compuesto antimicrobiano varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 20% en peso del compuesto .

Los compuestos de la invención pueden comprender además cationes de metal, que se pueden formar durante la preparación de los compuestos o se pueden formar como el compuesto que está siendo usado en la composición para el cuidado oral. Un ejemplo específico son iones Zn2+, que pueden resultar del proceso para hacer los compuestos como será planteado a continuación. Los iones de Zn2+ también se pueden enlazar no covalentemente a la superficie de las partículas de sílice.

El tamaño de las partículas de sílice del compuesto variará dependiendo del uso final deseado. Para algunos usos, por ejemplo como espesantes o abrasivos en composiciones dentífricas, las partículas de sílice del compuesto tienen en general tamaños de partículas medios que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 mieras. En otros aspectos, las partículas de sílice tienen un tamaño de partícula medio que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 50 mieras, de aproximadamente 1 a aproximadamente 40 mieras, de aproximadamente 1 a aproximadamente 30 mieras, de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 mieras, o de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 mieras.

Una variedad de tipos de productos de sílice se pueden usar en los compuestos, por ejemplo, productos de sílice comercialmente disponibles usados típicamente como abrasivos o espesantes en composiciones dentífricas, tales como productos de sílice ZEODENT disponibles de J. . Huber Corporation. En un aspecto adicional, la partícula de sílice usada en el compuesto es una sílice amorfa precipitada preparada mediante la adición de un agente acidulante a un silicato de metal alcalino para precipitar el producto de sílice. Métodos para preparar sílice amorfa precipitada son conocidos en la técnica. En otros aspectos, la sílice ahumada, geles de sílice, sílice coloidal y similares se pueden usar en los compuestos .

De manera similar, se puede usar una variedad de compuestos de metal antimicrobiano (por ejemplo, partículas de óxido de zinc) . El tamaño de la partícula de metal antimicrobiano dependerá en general en el tipo de aplicación deseada del compuesto. En general, el tamaño de partícula de metal antimicrobiano será menor que aquel de la partícula de sílice. En algunos aspectos, se pueden usar partículas de metal antimicrobiano de tamaño submicra, por ejemplo partículas de óxido de zinc que tienen un tamaño de partícula de hasta una miera. En otros aspectos, se pueden usar partículas de óxido de zinc más pequeñas, por ejemplo partículas que tienen un tamaño que varía de aproximadamente 1 a aproximadamente 500 nm, de aproximadamente 1 a aproximadamente 400 nm, de aproximadamente 1 a aproximadamente 200 nm, de aproximadamente 1 a aproximadamente 100 nm. En un ejemplo específico, las partículas de óxido de zinc tienen un tamaño de partícula medio de menor que aproximadamente 100 nm. Tales partículas son comercialmente disponibles de SIGMA ALDRICH (3050 Spruce St., St. Louis, MO 63103).

Como se usa en este documento, "tamaño de partícula medio" se refiere al tamaño de partícula por el cual 50% de la muestra en número tiene un tamaño más pequeño y 50% de la muestra en número tiene un tamaño más grande.

En un aspecto adicional de la invención, el compuesto se prepara mediante un proceso que comprende: (a) proporcionar una suspensión acida de partículas de sílice en agua o una solución acuosa; (b) combinar el compuesto de metal antimicrobiano (por ejemplo, óxido de zinc, óxido de plata, óxido de cobre, etc.) con la suspensión ácida; (c) de ajustar el pH de la suspensión a un pH ácido; y (d) secar la suspensión para obtener el compuesto que comprende partículas de metal antimicrobiano metal enlazadas (no covalentemente) al menos una porción de la superficie de las partículas de sílice.

Los pasos (a) y (b) se llevan a cabo de manera preferente bajo condiciones de alto esfuerzo cortante, tal como a través del uso de una mezcladora adecuada. La suspensión del paso (a) se puede proporcionar al agregar las partículas de sílice a una solución acuosa, o simplemente agua, en una cantidad adecuada. Típicamente, la suspensión del paso (a) será un suspensión diluida de partículas de sílice en agua, por ejemplo, 20% en peso de sílice o menos, 10% en peso de sílice o menos, 5% en peso de sílice o menos, o 3% en peso de sílice o menos. En algunos aspectos, la suspensión del paso (a) comprende aproximadamente 3% en peso sílice.

La suspensión se acidifica de manera preferente a un pH de menor que aproximadamente 6.5 antes de mezclarse con el compuesto de metal antimicrobiano. En algunos aspectos, la suspensión se puede acidificar a un pH de aproximadamente 6.5 o menos antes del paso (b) . La suspensión se puede acidificar con un ácido adecuado, tal como una solución de ácido sulfúrico u otros ácidos minerales .

El paso (b) se lleva a cabo al mezclar las partículas de mental antimicrobiano con la suspensión. En algunos aspectos, esto se puede lograr al agregar partículas de metal antimicrobiano a la suspensión proporcionada en el paso (a) . En algún punto durante o poco tiempo después del mezclado de las partículas de metal antimicrobiano con la suspensión de sílice, el pH de la suspensión se ajusta de manera preferente (o se mantiene) abajo de 6.5. En un aspecto, el paso (b) se lleva a cabo mientras que se mantiene un pH de aproximadamente abajo de 6.5.

Usando el óxido de zinc como un ejemplo y con referencia a la Figura 2, el punto isoeléctrico del óxido de zinc (ZnO) está entre 9 y 10, indicando que el pH en el cual la carga superficial en la partícula es 0. En pH menores que 9, la carga superficial del ZnO es catiónica mientras que en los pH arriba de 10, la carga superficial es aniónica. El punto isoeléctrico del dióxido de silicio es Si02 se acerca a 2.2. La sílice por lo tanto se carga negativamente sobre casi el intervalo de pH completo con pH altos que muestran la carga superficial negativa más alta. De esta manera, durante el paso (b) , a fin de afectar la atracción de las dos superficies y tener que combinar las partículas de óxido de zinc y sílice, un pH de suspensión que maximiza la magnitud de las cargas superficiales opuestas entre las dos partículas (óxido de zinc y sílice) producirán una energía de enlace más altas de las partículas. Adicionalmente, el mantenimiento de un pH de abajo de 6.5 durante el paso (b) asegura una dispersión óptima del óxido de zinc sobre la superficie de sílice mientras que reduce cualquier crecimiento de partículas de óxido de zinc debido a la auto-aglomeración o agrupamiento, que tiene a suceder conforme se aproxima el punto isoeléctrico del óxido de zinc. Durante el paso (b) o poco después del paso (b) (después de que se han combinado el óxido de zinc y la sílice) , es deseable ajustar o mantener un pH de suspensión de aproximadamente 2.0 a aproximadamente 6.5, y de manera preferente de aproximadamente 4.5 a aproximadamente 5.5. El paso (b) también puede dar por resultado la formación de iones de Zn2+, como se plantea brevemente en lo anterior, que pueden estar presentes en el compuesto. Estos iones, cuando se usan en una formulación dentífrica, pueden proporcionar una rápida liberación del Zn2+ a un área en la cavidad oral de la boca, mientras que las partículas de sílice-óxido de zinc pueden servir como una fuente de iones de zinc a través del tiempo .

Después de que las partículas de metal antimicrobiano y las partículas de sílice se han combinado, la suspensión se puede secar usando técnicas conocidas, tal como secado por pulverización, secado instantáneo, secado por cinta y otros métodos de secado conocidos por aquellos expertos en la técnica.

Los compuestos de la invención son útiles en inhibir el crecimiento microbiano. De esta manera, los compuestos pueden prevenir o reducir la formación bacteriana sobre una variedad de superficies, incluyendo en o sobre un sujeto vivo. Como un ejemplo específico, los compuestos de la invención son útiles en inhibir el crecimiento microbiano en la cavidad oral de la boca de un sujeto, tal como un humano. Los compuestos de la invención pueden inhibir el crecimiento de, ínter alia, Pseudomonas Aeruginosa , Escherichia-Coli , Staphyloccus Aureus, y Salmonella. Los compuestos de la invención también pueden reducir la astringencia.

La presente invención también se refiere a dentífricos que comprenden los compuestos dados a conocer, que se pueden mezclar conjuntamente, dispersar en, o de otra manera combinar con otros componentes dentífricos. Como se usa en este documento, una "composición dentífrica" se refiere a una composición que se puede usar para mantener la higiene oral, por ejemplo al limpiar las superficies accesibles de los dientes. Ejemplo incluyen pastas de dientes, dentífricos líquidos, dentífricos en pasta, dentífricos en polvo y similares.

Ejemplos de dentífricos son aquellos que, además del compuesto de sílice de la invención, comprenden agua, detergente, humectante, aglutinante, agentes saborizantes , abrasivo en polvo diferente al compuesto, o combinaciones de los mismos como los ingredientes. Las formulaciones dentífricas también pueden comprender ingredientes que se deben disolver antes de la incorporación en la formulación dentífrica (por ejemplo agentes anti-caries tales como fluoruro de sodio, fosfatos de sodio, agentes saborizantes tal como sacarina) .

El compuesto de sílice de la invención puede estar presente en la composición dentífrica en una cantidad que varía en general de 0.01 a 50%, de 0.01 a 30%, o de 0.01 a 25% en peso relativa con la composición dentífrica completa. Cuando el compuesto de sílice de la invención es abrasivo en carácter, la cantidad puede ser de 0.05 a aproximadamente 25% en peso, y de manera preferente de aproximadamente 10 a aproximadamente 25% en peso. Si el compuesto de sílice es un modificador de viscosidad (agente espesante) , la cantidad puede ser de 0.05 a aproximadamente 15% en peso.

En un aspecto adicional, la composición dentífrica comprende al menos otro componente tal como un abrasivo diferente al compuesto, al menos un agente espesante diferente al compuesto, al menos un solvente, al menos un conservador, al menos un surfactante, o una combinación de los mismos, en donde el compuesto de sílice de la invención está presente como un agente abrasivo, agente espesante, o ambos, dentro del dentífrico.

En un aspecto, los compuestos de sílice dados a conocer se pueden usar solos como el abrasivo en la composición dentífrica, o como un aditivo o co-abrasivo con otros materiales abrasivos planteados en este documento o conocidos en la técnica. Cualquier variedad de otros tipos convencionales de aditivos abrasivos pueden estar presentes dentro de las composiciones dentífricas de la invención. Otras partículas abrasivas incluyen, por ejemplo, carbonato de calcio precipitado (PCC) , carbonato de calcio molido (GCC) , tiza, bentonita, fosfato de dicalcio o sus formas dihidratadas, gel de sílice (solo, y de cualquier estructura) , sílice precipitada, sílice precipitada amorfa (sola, y de cualquier estructura también) , perlita, dióxido de titanio, fosfato de dicalcio, fosfato de calcio, alúmina, alúmina hidratada, alúmina calcinada, silicato de aluminio, metafosfato de sodio insoluble, metafosfato de potasio insoluble, carbonato de magnesio insoluble, silicato de zirconio, resinas termoendurecibles particuladas y otros materiales abrasivos adecuados. Tales materiales se pueden introducir en las composiciones dentífricas para adaptarse a las características de pulido de la formulación objetivo.

Además del componente abrasivo, el dentífrico también puede contener uno o más agentes mejoradores organolépticos. Agentes mejoradores organolépticos incluyen humectantes, edulcorantes, surfactantes, saborizantes , colorantes y agentes espesantes (algunas veces también conocidos como aglutinantes, gomas, o agentes estabilizantes) .

Los humectantes sirven para agregar cuerpo o "textura a la boca" a un dentífrico así como también evitar que el dentífrico se seque. Humectantes adecuados incluyen polietilenglicol (en una variedad diferentes de pesos moleculares), propilenglicol , glicerina, (glicerol) , eritritol, xilitol, sorbitol, manitol, lactitol, e hidrolizados de almidón hidrogenado, y mezclas de los mismos. En ejemplos específicos, los humectantes están presentes en una cantidad de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 50% en peso de la composición dentífrica, por ejemplo 40% en peso.

Los edulcorantes se pueden agregar a la composición dentífrica (por ejemplo, pasta de dientes) para impartir un sabor agradable al producto. Edulcorantes adecuados incluyen sacarina (como sacarina de sodio, potasio o calcio) , ciclamato (como una sal de sodio, potasio o calcio) , acesulfame-K, taumatina, dihidrocalcona de neohesperidina, glicirrizia amoniacada, dextrosa, levulosa, sacarosa, mañosa y glucosa.

Se pueden usar surfactantes en las composiciones dentífricas de la invención para hacer las composiciones más cosméticamente aceptables. El surfactante es de manera preferente un material detergentes que imparte a la composición propiedades detergentes y espumantes. Los surfactantes adecuados son cantidades seguras y efectivas de surfactantes aniónicos, catiónicos, no iónicos, zwitteriónicos, anfotéricos y de betaína tales como laurilsulfato de sodio, dodecilbenceno sulfonato de sodio, sales de metal alcalino o amonio de sarcosinato de lauroilo, sarcosinato de miristoilo, sarcosinato de palmitoilo, sarcosinato de estearoilo y sarcosinato de oleoilo, monoestearato de polioxietilen-sorbitan, isostearato y laurato, laurilsulfoacetato de sodio, N-lauroil-sarcosina, las sales de sodio, potasio y etanolamina de N-lauroilo, N-miristoilo, o N-palmitoil-sarcosina, condensados de óxido de polietileno de alquil-fenoles, cocoamidopropil-betaína, lauramidopropil-betaína, palmitil-betaína y similares. El laurilsulfato de sodio es un surfactante preferido. El surfactante está típicamente presente en las composiciones para el cuidado oral de la presente invención en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 15% en peso, de manera preferente de aproximadamente 0.3% a aproximadamente 5% en peso, tal como de aproximadamente 0.3% a aproximadamente 2.5%, en peso.

También se pueden agregar agentes saborizantes a las composiciones dentífricas. Agentes saborizantes a las composiciones dentífricas. Agentes saborizantes adecuados incluyen, pero no se limitan a, aceite de gaulteria, aceite de yerbabuena, aceite de menta verde, aceite de sasafrás, y aceite de clavo, canela, anetol, mentol, timol, eugenol, eucaliptol, limón, naranja y otros compuestos de sabor para agregar notas de frutas, notas de especies, etc. estos agentes saborizantes comprenden en general mezclas de aldehidos, cetonas, ásteres, fenoles, ácidos, y alcoholes alifáticos, aromáticos y otros.

Se pueden agregar colorantes para mejorar la apariencia estética del producto. Los colorantes adecuados incluyen sin limitación esos colorantes aprobados por cuerpos reguladores apropiados tales como la FDA y aquellos listados en las Directivas Europeas de Alimentos y Farmacéuticos e incluyen pigmentos, tales como Ti02, y colores tales como tintes FD&C y D&C.

Los agentes espesantes son útiles en las composiciones dentífricas para proporcionar una estructura gelatinosa que estabiliza la pasta de dientes contra la separación de fase. Los agentes espesantes adecuados incluyen espesante de sílice; almidón; glicerilo de almidón; gomas tales como goma de caralla (goma sterculia) , goma de tragacanto, goma arábiga, goma Gatti, goma de acacia, goma de xantano, goma de xantano, goma de guar y goma de celulosa; silicato de aluminio de magnesio (Veegum) ; carragenano; alginato de sodio; agar-agar; pectina; gelatina; compuestos de celulosa tales como celulosa, carboximetilcelulosa, hidroxietil-celulosa, hidroxipropil-celulosa, hidroximetilcelulosa, hidroximetil-carboxipropil-celulosa, metil-celulosa, etil-celulosa, y celulosa sulfatada; arcillas naturales y sintéticas tales como arcilla de hectorita; y mezclas de los mismos. Los niveles típicos de agentes espesantes o aglutinantes son de aproximadamente 0% en peso a aproximadamente 15% en peso de una composición de pasta de dientes.

Espesantes de sílice útiles para el uso dentro de una composición de pasta de dientes, por ejemplo, incluyen, como un ejemplo no limitante, una sílice precipitada amorfa tal como sílice ZEODENT 165. Otros espesantes de sílice preferidos (aunque no limitantes) son sílices de ZEODENT 153, 163 y/o 167 y ZEOFREE, 177, y/o 265, todos disponibles de J. M. Huber Corporation.

También se pueden usar agentes terapéuticos en las composiciones para proporcionar la prevención y tratamiento de caries dentales, enfermedad periodontal y sensibilidad a la temperatura. Ejemplos de agentes terapéuticos, sin proponer ser limitantes, son fuentes de fluoruro, tal como fluoruro de sodio, monofluorofosfato de sodio, monofluorofosfato de potasio, fluoruro estañoso, fluoruro de potasio, fluorosilicato de sodio, fluorosilicato de amonio y similares; fosfatos condensados tales como pirofosfato de tetrasodio, pirofosfato de tetrapotasio, pirofosfato de hidrogeno de disodio, pirofosfato de monohidrógeno de trisodio; tripolifosfatos , hexametofosfatos , trimetafosfatos y pirofosfatos ; agentes antimicrobianos tales como triclosan, bisguanidas, tales como alexidina, clorhexidina y gluconato de clorhexidina; enzimas tales como papaína, bromelaína, glucoamilasa, amilasa, dextranasa, mutanasa, lipasas, pectinasa, tannasa, y proteasas; compuestos de amonio cuaternario, tales como cloruro de benzalconio (BZK) , cloruro de benzetonio (BZT) , cloruro de cetilpiridinio (CPC) , y bromuro de domifeno; sales de metal, tales como citrato de zinc, cloruro de zinc, y fluoruro estañoso; extracto de sanguinaria y sanguinarina; aceites volátiles, tales como eucaliptol, mentol, timol, y salilato de metilo; fluoruros de amina; peróxidos y similares. Pueden usar agentes terapéuticos en las formulaciones dentífricas individualmente o en combinación en un nivel terapéuticamente seguro y efectivo.

También se pueden agregar conservadores a las composiciones de la presente invención para prevenir el crecimiento bacteriano. Los conservadores adecuados aprobados para el uso en las composiciones orales tales como metilparabeno, propilparabeno y benzoato de sodio se pueden agregar en cantidades seguras y efectivas.

Los dentífricos dados a conocer en este documento también pueden contener una variedad de ingredientes adicionales tales como agentes desensibilizantes, agentes de sanación, otros agentes preventivos de caries, agentes quelantes/secuestrantes , vitaminas, aminoácidos, proteínas, otros agentes antiplaca/anticálculos, opacificantes , antibióticos, antienzimas, enzimas, agentes de control de pH, agentes oxidantes, antioxidantes y similares.

El agua proporciona típicamente el balance de la composición además de los aditivos mencionados en lo anterior. El agua se desioniza de manera preferente y está libre de impurezas. El dentífrico comprenderá usualmente de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 70% en peso de agua, por ejemplo 5% en peso a 35% en peso, tal como 11% en peso de agua.

Los compuestos de sílice de la invención también se pueden incorporar en una variedad de dentífricos y otras composiciones para el cuidado oral, incluyendo tiras para el aliento, chicles, tales como chicles para mascar, lavados bucales, enjuagues bucales, confecciones (por ejemplo, pastillas, tabletas prensadas, dulces duros, etc.), películas comestibles, rocíos bucales, y tiras blanqueadoras de dientes. Los compuestos o composiciones dados a conocer en este documento se pueden usar para reducir el crecimiento microbiano al administrar el compuesto o composición a la boca de un sujeto, tal como un humano.

Ej emplos Los siguientes ejemplos se sugieren para proporcionar aquellos de experiencia ordinaria en la técnica con una divulgación completa y descripción de como los compuestos, composiciones, artículos, dispositivos y/o métodos reclamados en este documento se hacen y se valúan, y se proponen para ser puramente ejemplares de la invención y no se proponen para limitar el alcance de lo que los inventores consideran como su invención. Se han hecho esfuerzos para asegurar la precisión con respecto a los números (por ejemplo, cantidades, temperatura, etc.), pero algunos errores y desviaciones deben tomarse en cuenta. A menos que se indique de otra manera, las partes son partes en peso, temperatura es en °C o es a temperatura ambiente, y presión es en o cerca a la atmosférica.

Ejemplo 1. Preparación del Compuesto de ZnO-Sílice A 3000 mL de agua desionizada, se agregaron 80 g de ZEODENT 103 (disponible de J.M. HUBER) bajo condiciones de esfuerzo cortante extremadamente alto (30,000 rpm usando una mezcladora ULTRA TURREX) . Se agregó ácido sulfúrico (17%) gota a gota para obtener un pH de 6.0. Después, se agregaron 0.5-20 g de nanopolvo de óxido de zinc (<100nm, comercialmente disponible de SIGMA ALDRICH) bajo esfuerzo cortante similar. La suspensión posteriormente se reajustó a un pH constante de 0.5 a 6.5 y de manera preferente de 4.5 a 5.5 usando 17% de ácido sulfúrico. Después, la suspensión se secó por pulverización en un secador de pulverización de escala de laboratorio Niro.

Una imagen SEM del compuesto de ZnO-Sílice se muestra en la Figura 4. Para comparación, a la Figura 3 es una imagen SEM de las mismas partículas de sílice sin ZnO enlazado a las mismas. La Figura 5 es una imagen mapeada por EDS que muestra la distribución de ZnO a través de la superficie de las partículas de sílice, que se indica por áreas más claras en la imagen.

También se hicieron compuestos adicionales usando la sílice ZEODENT 103 Sílice. Las Figuras 6-7 muestran las imágenes SEM de los compuestos de sílice ZEODENT que comprenden 2% en peso de ZnO. La Figura 10 es una imagen SEM mapeada por EDS de partículas de sílice ZEODENT 103 que comprenden 2% en peso de ZnO enlazado a las mismas; (A) imagen de electrones; (B) mapeo de Si; (C) mapeo de Zn. Por el contrario, las Figuras 8-9 muestran las imágenes SEM de la sílice ZEODENT 103 sin ZnO enlazado a la misma. La Figura 11 también muestra imágenes de electrones comparativas, mapeo de Si y mapeo de Zn.

Ejemplo 2. Inhibición del crecimiento microbiano usando Compuestos de ZnO-Sílice Procedimiento para la determinación de crecimiento microbiano El crecimiento microbiano se caracterizó usando la prueba USP61 estándar. Una muestra de 10 g de material compuesto de ZnO-Sílice se pesó en 90mL de ya sea un Caldo de Soya Tríptico (TSB) o Caldo de Lactosa. El cultivo bacteriológico indicará el tipo de caldo usado. Se agitó la muestra de compuesto de Caldo/ZnO-sílice, y 10 mL de la muestra se colocó por pipeta en un tubo de prueba. Se rehidrataron cultivos de bacterias de segunda generación de ya sea Staphylococcus aureus-ATCC 6538, Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, Escherichia coli ATCC 8739, o Salmonella choleraesuis ATCC 10708, y 100 µ? de cada cultivo se colocó por pipeta en el tubo de prueba que contiene el compuesto de TSB/Caldo de Lactosa/ZnO-sílice . Después, el tubo y sus contenidos se incubaron a 30-35°C durante 2 días. Se llevaron a cabo transferencias adicionales en caldo de Tetra-tionato y caldo de Selenita-Cistina para la prueba de Salmonella con incubación a 30-35°C durante 24 horas. Directamente de todos los caldos se transfirió el cultivo de ZnO-Sílice a agar diferencial/selectivo apropiado y se incubó adicionalmente a 30-35°C durante 2 días después de lo cual las placas se volvieron a leer. El crecimiento microbiano para los controles y los ejemplos comparativos se determinó análogamente al procedimiento descrito en lo anterior .

Resultados de las pruebas de crecimiento microbiano Los compuestos de sílice-ZnO se sometieron a prueba para la capacidad inhibidora contra los microbios planteados en lo anterior. Con referencia a la tabla 1 no se observó crecimiento microbiano. Con referencia a la Tabla 1, no se observó crecimiento microbiano en presencia de partículas de óxido de zinc puro. Algún crecimiento al crecimiento significativo se observó en presencia de compuestos de ZnO-sílice que tienen 2-20% en peso de ZnO, relativo con las partículas de sílice, que se prepararon usando una suspensión ligeramente básica de pH, pH 7.3. En contraste, poco nada de crecimiento microbiano se observo en presencia de compuestos de ZnO-sílice que tiene 2-20% en peso ZnO, relativos con las partículas de sílice, que se prepararon usando una suspensión ácida de pH, pH 5.5.

Con referencia a la Tabla 2, los compuestos de ZnO- sílice se compararon con las mezclas de sílice y ZnO, en donde las partículas de sílice no comprenden el ZnO enlazado. El crecimiento microbiano se observó en presencia de partículas de ZEODENT-103 ("Z-103") puras sin ningún ZnO agregado. El crecimiento de Pseudomonas aeruginosa se observó en presencia de mezclas de ZnO y ZEODENT-103, mientras que solamente se observó crecimiento traza en presencia del compuesto de ZnO-sílice. Estos resultados indican que los materiales compuestos de la invención llevan a cabo mejor esas mezclas de sílice y ZnO.

Tabla 2 Ejemplo 3. Suministro de Zn en Saliva Artificial Se evaluó el suministro y liberación de zinc en la siguiente formulación de saliva artificial: 2.2 g/L de Mucina Gástrica; 0.381 g/L de NaCl ; 0.213 g/L de CaCl2-2H20; 0.738 g/L de K2HP04-3H20; 1.114 g/L de KCl . Con referencia a la Figura 12, se puede observar que el material abrasivo de óxido de zinc-sílice compuesto agotó la mayor parte de su zinc en la primera hora y después mantuvo un nivel extremadamente bajo de la liberación de zinc por hasta 4 horas. Esto es una ventaja en formulaciones para el cuidado oral que requieren la rápida liberación de iones de zinc para primero exterminar y posteriormente controlar las bacterias en la boca puesto que el sistema de suministro reside en la cavidad oral por menos de 5 minutos y posteriormente se expele. El material de mezcla física de 2% de óxido de zinc y abrasivo de sílice se lleva a cabo comparable a largo plazo pero su liberación inicial de zinc es significativamente menor.

Un estudio de escala de pH de zinc lixiviable se llevó a cabo en estas muestras para determinar el perfil de solubilidad de Zn. Estos estudios también se llevaron a cabo en saliva artificial. Con referencia a la Figura 13, se puede observar que en pH de la boca común de 6.0-7.5, la liberación de Zn es mayor para el material de composición que aquel de la mezcla física. Es solo en los pH de 5.2 o menos que una liberación comparable de Zn en ambas especies se observa. Puesto que en ambos casos el óxido de zinc se cree que reside externamente y aún más lo hace en la mezcla física, la curva sugiere que la forma de zinc en el material compuesto es mucho más soluble que aquella del 2% de mezcla física y puesto que el perfil para el material compuesto es diferente, esto sugiere que actúa una especie soluble diferente .

Varias modificaciones y variaciones se pueden hacer a los compuestos, combinaciones, equipos, artículos, dispositivos, composiciones, y métodos descritos en este documento. Otros aspectos de los compuestos, combinaciones, equipos, artículos, dispositivos, composiciones, y métodos descritos en este documento serán evidentes a partir de la consideración de la especificación y práctica de los compuestos, combinaciones, equipos, artículos, dispositivos, composiciones, y métodos dados a conocer en este documento. Se propone que la especificación de ejemplos sea considerada como ejemplar.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un compuesto de sílice antimicrobiana, caracterizado porque comprende sílice y óxido de metal de plata, zinc, cobre, o una mezcla de los mismos; en donde el compuesto se prepara de partículas de sílice que tienen un tamaño de partícula medio de 1 a 100 mieras y partículas de óxido de metal que tienen un tamaño de partícula medio que es hasta 30% del tamaño de partícula medio de las partículas de sílice.

2. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el óxido de metal se enlaza no covalentemente a la superficie de la sílice.

3. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión acuosa del compuesto muestra un incremento en el potencial zeta a través del intervalo de pH de 5.0 a 8.0, relativo con una suspensión acuosa de las partículas de sílice usadas para preparar el compuesto.

4. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende de 0.1% a 30% en peso del óxido de metal.

5. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de sílice usadas para preparar el compuesto tienen un tamaño e partícula medio de 1 20 mieras.

6. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de óxido de metal usadas para preparar el compuesto tienen un tamaño de partícula medio de 1 a 100 nm.

7. El compuesto de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el óxido de metal es óxido de zinc .

8. Una composición dentífrica, caracterizada porque comprende un compuesto de sílice antimicrobiana, el compuesto que comprende sílice y un óxido de metal de plata, zinc, cobre, o una mezcla de los mismos en donde el compuesto se prepara de partículas de sílice que tienen un tamaño de partícula medio de 1 a 100 mieras y partículas de óxido de metal que tienen un tamaño de partícula medio que es hasta 30% del tamaño de partícula medio de las partículas de sílice; y al menos otro componente dentífrico.

9. El dentífrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el oxido de metal se enlaza no covalentemente a la superficie de la sílice.

10. El dentífrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque una suspensión acuosa de un compuesto muestra un incremento en el potencial zeta a través del intervalo de pH de 5.0 a 8.0, relativo con una suspensión acuosa de las partículas de sílice usadas para preparar el compuesto .

11. El dentífrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque comprende de 0.1% a 30% en peso del óxido de metal.

12. El dentífrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque las partículas de sílice usadas para preparar el compuesto tienen un tamaño de partícula medio de 1 a 20 mieras.

13. El dentífrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque las partículas de óxido de metal usadas para preparar el compuesto tiene un tamaño de partícula medio de 1 a 100 nm.

14. El dentífrico de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el óxido de metal es óxido de zinc .

15. Un método para preparar un compuesto de sílice antimicrobiana, caracterizado porque comprende: a) mezclar un óxido de metal de plata, zinc, cobre, o una mezcla de los mismos, con una suspensión acuosa que comprende de 1% a 10% en peso de sílice, para proporcionar una suspensión de sílice/óxido de metal acuosa que comprende de 0.01% a 1% en peso del óxido de metal; en donde la suspensión acuosa está en un pH ácido constante antes del mezclado; b) reajustar el pH de la suspensión de sílice/óxido de metal acuosa a un pH ácido constante; y c) secar la suspensión de sílice/óxido de metal acuosa para proporcionar el compuesto de sílice antimicrobiana .

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la suspensión acuosa está en un pH de 6.5 o menor antes del mezclado.

17. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el pH se ajusta de 4.5 a 5.5 en el paso (b) .

18. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la sílice tiene un tamaño de partícula medio de 1 a 20 mieras.

19. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el óxido de metal tiene un tamaño de partícula de 1 a 100 nm.

20. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el óxido de metal es óxido de zinc.