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WO2000038643A1 - Mundpflegemittel, enthaltend sphärische mikropartikel auf basis linearer wasserunlöslicher polyglucane - Google Patents

Mundpflegemittel, enthaltend sphärische mikropartikel auf basis linearer wasserunlöslicher polyglucane Download PDF

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Publication number
WO2000038643A1
WO2000038643A1 PCT/EP1999/009296 EP9909296W WO0038643A1 WO 2000038643 A1 WO2000038643 A1 WO 2000038643A1 EP 9909296 W EP9909296 W EP 9909296W WO 0038643 A1 WO0038643 A1 WO 0038643A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
oral care
microparticles
care product
insoluble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1999/009296
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Holger Bengs
Silke Schuth
Jürgen Grande
Gitte Böhm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Celanese Ventures GmbH
Original Assignee
Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Celanese Ventures GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG, Celanese Ventures GmbH filed Critical Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Priority to AU18609/00A priority Critical patent/AU1860900A/en
Priority to EP99962187A priority patent/EP1139994A1/de
Priority to JP2000590597A priority patent/JP2002533374A/ja
Publication of WO2000038643A1 publication Critical patent/WO2000038643A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • A61K8/02—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0241—Containing particulates characterized by their shape and/or structure
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    • A61P1/00—Drugs for disorders of the alimentary tract or the digestive system
    • A61P1/02—Stomatological preparations, e.g. drugs for caries, aphtae, periodontitis
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    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/41—Particular ingredients further characterized by their size
    • A61K2800/412—Microsized, i.e. having sizes between 0.1 and 100 microns
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    • A61K2800/60—Particulates further characterized by their structure or composition
    • A61K2800/65—Characterized by the composition of the particulate/core
    • A61K2800/654—The particulate/core comprising macromolecular material

Definitions

  • Oral care products containing spherical microparticles based on linear water-insoluble polygiucans containing spherical microparticles based on linear water-insoluble polygiucans
  • the present invention relates to an oral care product which contains spherical microparticles based on linear water-insoluble polygiucans as an essential component.
  • polyglucans in oral care products, in particular toothpaste and chewing gums for dental hygiene, has long been known.
  • starch consists of two different polyglucans, amylose and amylopectin, the proportion of which varies
  • Amylose is a water-soluble linear 1,4-linked poly- ⁇ -glucan with a
  • amylopectin is water-insoluble and has a highly branched structure with 1, 4 and 1, 6 linkages with a molecular weight of 300,000 to 2,000,000.
  • Ceiiulose Another common polyglucan is Ceiiulose, which is insoluble in water and
  • Starch and its components are used in oral care products as
  • Gelling agent, filler, thickener or binder used for example, EP-B-0 502 895 describes a thickener for toothpastes which, in addition to a linear polymeric non-starch compound such as cellulose and its derivatives, for example carboxymethyl or hydroxyethyl cellulose, contains a branched starch.
  • Branched starch here means a starch which consists at least 70% of branched polyglucans and preferably has a molecular weight of 1,000,000 to 2,000,000. It is known to derivatize starch or its polyglucan components in order to achieve certain properties.
  • US Pat. No. 5,009,882 relates to the use of a carboxylated starch in oral care products such as toothpastes or mouthwashes to prevent plaque formation.
  • the starch molecule described here is composed of non-carboxylated glucan blocks and carboxylated glucan blocks with a degree of carboxylation of 1 to 3, the carboxylation taking place with the ring opening of the glucan unit.
  • EP-A-0 673 605 proposes a particulate matrix as a carrier for an aroma substance such as lemon oil, with which the storage stability of the aroma substance e.g. in toothpastes and chewing gums for oral hygiene.
  • the matrix consists of a mixture of a hydrogenated starch hydrolyzate and maltodextrose, the hydrolyzed starch hydrolyzate being a polyol with a
  • Degree of polymerization is at most 4, of which one terminal glucan unit is opened hydrolytically.
  • tooth cleaning agents such as tooth pastes, tooth powder and chewing gum should be cleaned gently without being abrasive to protect the tooth enamel. This presupposes that these agents do not contain any components that can have an abrasive effect.
  • a wide variety of active ingredients are often added to mouth care products to improve their nourishing properties. So that these active ingredients can be fully effective, it is advantageous to incorporate them into a suitable matrix that ensures optimal release at the target site.
  • spherical microparticles which consist wholly or partly of at least one water-insoluble linear polyglucan is essential for the oral care products according to the invention.
  • oral care means both agents that either serve only to clean the oral cavity and are therefore attributable to cosmetics, as well as agents that also have therapeutic purposes due to additional active ingredients with specific preventive and healing properties and are therefore to be regarded as medicinal products.
  • oral care products are mouthwashes, mouth powder, mouth pills, mouth sprays, denture, prosthetic and dental care products such as toothpastes, tooth gels, tooth cleaning powder and chewing gum to improve oral hygiene, but also plaque stain tablets to make dental plaque visible, e.g. B. as a control.
  • microparticles used in oral care products according to the invention are particularly notable for their multifunctionality and can be used and adapted for a large number of very different applications, so that they can be used to obtain targeted oral care products for a wide variety of uses.
  • microparticles can replace the conventional polygiucans previously used in oral care products and take on their function as thickeners, binders, fillers or gelling agents.
  • microparticles used according to the invention have very good dispersibility. It has been shown that they can also be used without the addition of other aids
  • Dispersing aids can form a stable dispersion that remains stable even over a long period of time.
  • This property is of particular importance for the production of suitable formulations for oral care products, since it is often possible to dispense with the addition of dispersing auxiliaries or the amount of dispersing auxiliaries can be reduced, as a result of which the production can be simplified and cheaper.
  • toothpastes in transparent form called gel, which optimize the plaque-removing effect of toothbrushes due to their content of cleaning and polishing bodies as well as surface-active substances and, if necessary, apply active ingredients such as fluorides to protect the tooth and tooth-holding apparatus.
  • the microparticles used according to the invention do not have an abrasive effect and can therefore be used advantageously in dental care products.
  • microparticles are an excellent carrier material for active ingredients such as healing or nourishing substances, flavorings, etc.
  • the active ingredient can be added to the starting compounds used for the production of the microparticles, so that the microparticles are present from a mixture of starting compound and active ingredient.
  • the active ingredient can be encapsulated in the microparticles, the usual ones
  • Encapsulation techniques can be used. Suitable examples are emulsion processes or spray drying processes. The last term also includes spray processes in which the particles are sprayed with a solution of the active ingredient in a fluidized bed or in an analogous process. Furthermore, the active ingredient can be absorbed and / or adsorbed on the microparticle surface by z. B. the active ingredient and the microparticles suspended in a suitable medium, allowed to stand until equilibrium is reached and then the particles loaded with active ingredient are separated.
  • microparticles used according to the invention can be designed for the controlled release of active substance.
  • Controlled release of active substance is understood to mean that the active substance is not released immediately and all at once, but that the release takes place via a certain one
  • the release rate can be chosen arbitrarily depending on the intended use. It can be constant over time, or it can be large initially, followed by slow release. Controlled release of active ingredient can e.g. B. advantageous for dentition and
  • Prosthesis cleaning agents that act on the denture or prosthesis for a longer period of time, for chewing gum to achieve a uniform effect and long-lasting taste, or for targeted local administration in the oral cavity, throat, teeth, etc., the can also be summarized under the terms "mucosal” or “buccal” applications, for example also in the form of so-called drug delivery systems.
  • Microparticles as agents for the controlled release of active substances are the unpublished German application of the applicant with the official file number 198 16 070.4 “prolonged-release tablet, made from linear water-insoluble polysaccharides ", to which express reference is made here in this connection.
  • mouth sprays can advantageously be applied to the microparticles used according to the invention
  • Aerosol base can be obtained.
  • Spherical microparticles are to be understood as microparticles which have approximately spherical shape. When a sphere is described by axes of the same length that start from a common origin and are directed into space
  • the spherical particles can deviate from the ideal length of the sphere by 1% to 40%.
  • the deviation is preferably 25% or less, particularly preferably 15% or less.
  • the microparticles can have an average diameter Dn (number average) of 1 nm to 100 ⁇ m, preferably 100 nm to 15 ⁇ m, and particularly preferably 300 nm to 3 ⁇ m.
  • the average diameter can vary depending on the type of oral care product.
  • Small microparticles with an average diameter of 15 ⁇ m or less are particularly suitable for use in oral care products.
  • the surface of the spherical particles can be compared macroscopically with a raspberry, the depth of irregularities on the particle surface, such as indentations or cuts, being a maximum of 20%, preferably 10%, of the mean diameter of the spherical microparticles.
  • the specific surface area of the microparticles is in general from 1 m 2 / g to 100 m 2 / g, preferably 1.5 m 2 / g to 20 m 2 / g and particularly preferably 3 m / g to 10 m 2 / g. Furthermore, the particles used according to the invention preferably show one
  • Dispersity D weight average of the diameter (d w ) / number average of the
  • Diameter (d n ) from 1.0 to 10.0, in particular from 1.5 to 5.0 and particularly preferably from 2.0 to 3.0.
  • weight means a weighted average, which means that the larger diameters are more important.
  • Microparticles whose surface has been modified can also be used for the present invention, for example by derivatization of functional groups such as the hydroxyl groups of the starting polyglucan compound.
  • Linear water-insoluble polygiucans for the purposes of the present invention are polysaccharides which are composed of glucans as monomeric building blocks in such a way that the individual building blocks are always linked to one another in the same way.
  • Each basic unit or building block defined in this way has exactly two links, one each to a different monomer. The only exception are the two basic units that form the beginning and the end of the polysaccharide. These have only one link to another monomer and form the end groups of the linear polyglucan.
  • branching If the basic unit has three or more links, this is referred to as branching.
  • the number of hydroxyl groups per 100 results Basic units that are not involved in the construction of the linear polymer backbone and form the branches, the so-called degree of branching.
  • the linear water-insoluble polygiucans have a degree of branching of at most 8%, i.e. they have a maximum of 8 branches per 100 basic units.
  • the degree of branching is preferably less than 4% and in particular a maximum of 2.5%.
  • polygiucans whose degree of branching in the 6-position is less than 4%, preferably at most 2% and in particular at most 0.5%, and in the other positions, e.g. B. in 2- or 3-position, preferably at most 2
  • Polygiucans with a branching in the 6-position of less than 0.5% are also particularly preferred. Polygiucans which are not suitable are particularly suitable for the invention
  • Examples of preferred water-insoluble linear polygiucans are linear poly-D-glucans, the type of linkage being immaterial as long as there is linearity in the sense of the invention.
  • Examples are poly-alpha-D-glucans, in particular poly (1,4-alpha-D-glucan), and poly (1,3-beta-D-glucans)
  • polygiucans used according to the invention can be of any origin as long as the conditions given above with regard to the terms “linear” and “water-insoluble” are met. They can be obtained naturally or by biotechnological means.
  • they can be obtained from natural plant or animal sources by isolation and / or purification.
  • Sources can also be used which have been genetically manipulated in such a way that they contain a higher proportion of non-or comparatively slightly branched polyglucans compared to the unmanipulated source.
  • Non-linear polyglucans which contain branches can be treated with an enzyme in such a way that the branches are split, so that linear polygiucans are present after their separation.
  • enzymes can be, for example, amylases, isoamylases, gluconohydrolases, cyclomaltodextrin glucanotransferases or pullulanases.
  • Biotechnical methods include biocatalytic, also biotransformatory, or fermentative processes.
  • Linear polygiucans produced by biocatalysis also: biotransformation
  • the linear polyglucan is obtained by catalytic reaction of monomeric building blocks such as oligomeric saccharides, e.g. of mono- and / or disaccharides, is produced by using a so-called biocatalyst, usually an enzyme, under suitable conditions.
  • biocatalyst usually an enzyme
  • Linerar polygiucans from fermentations are, in the parlance of the invention, linear polygiucans which are obtained by fermentative processes using organisms which occur in nature, such as fungi, algae, bacilli, bacteria or protists, or which do not occur in nature
  • Organisms but modified with the help of genetic engineering methods of general definition, modified natural organisms, such as fungi, algae, bacilli, bacteria or protists, or can be obtained with the help of fermentative processes.
  • modified natural organisms such as fungi, algae, bacilli, bacteria or protists
  • microorganisms are Piichia pastoris, Trichoderma Reseii, Straphylokkus Camosus, Escherichia Coli or Aspergillus Niger.
  • amylosucrases are used for the production of linear water-insoluble polyglucans such as poly-1, 4- ⁇ -D-glucan by means of a biocatalytic process.
  • Suitable enzymes are polysaccharide synthases, starch synthases, glycol transferases, 1, 4- ⁇ -D-glucan transferases, glycogen synthases or else
  • Modified water-insoluble linear polygiucans can also be used, the polygiucans not participating in the linear linkage, for example, by esterification and / or etherification in one or more
  • Positions may have been chemically modified.
  • the modification can take place in the 2-, 3- and / or 6-position.
  • Modification can be made water-insoluble.
  • water-insoluble linear polygiucans are preferably used which have been produced in a biotechnical, in particular in a biocatalytic or a fermentative, process, with biocatalytically produced polyglucan being particularly preferred.
  • the linear water-insoluble polygiucans obtained in this way have a particularly homogeneous profile of properties, e.g. B. in relation to the
  • Comparatively homogeneous products can also be obtained with chemical or enzymatic branching. However, remains in many
  • Biotechnical and especially biocatalytic methods have the advantage that directly water-insoluble linear polygiucans can be obtained, such as. B. the preferred poly-1, 4- ⁇ -D-glucans, which contain no branches, or whose degree of branching is below the detection limit of conventional analytical methods.
  • the polygiucans can also be more resistant in the form of so-called alpha-amylase
  • Polygiucans are used as they are described using the example of poly-1, 4- ⁇ -D-glucan in the not previously published German patent application with official file number 198 30 618.0 of the applicant.
  • Alpha-amylase-resistant polygiucans can be prepared by preparing a suspension or dispersion of water-insoluble polyglucans and water, heating the suspension or dispersion to a temperature in the range from 50 to 100 ° C, and allowing the resulting paste-like mixture to cool to a temperature in the range from 50 ° C to the freezing point, preferably 35 to 15 ° C, 27 to 22 ° C, 16 to 0 ° C or 6 to 2 ° C, over a period of 1 to 72 h, preferably 1 to
  • the polyglucan can also be used as a thermoplastic polyglucan, which is obtainable by melting linear water-insoluble polyglucan and Adding at least 20% by weight, preferably at least 30% by weight, of one
  • Plasticizers such as sorbitol, glycerin, their condensation products and oligomers,
  • thermoplastic polyglucans using the example of the preferred linear water-insoluble poly (1,4- ⁇ -D-glucan) is given by the unpublished German
  • Gel permeation chromatography in comparison to a calibration using pullulin standard) of the linear polygiucans used according to the invention can vary within a wide range from 0.75 x 10 2 g / mol to 10 7 g / mol.
  • the molecular weight M w is preferably in a range from 10 3 g / mol to 10 6 g / mol and particularly preferably from 10 3 g / mol to 10 5 g / mol.
  • Another advantageous range is from 2 x 10 3 to 8 x 10 3 .
  • Corresponding ranges apply to the preferred poly-1, 4-D-glucan.
  • the molecular weight distribution or polydispersity M w / M n can also vary widely depending on the manufacturing process of the polyglucan. Preferred
  • Values are from 1.01 to 50, especially from 1.01 to 15, with small polydispersity values being particularly preferred, e.g. from 1.01 to 2.5.
  • the polydispersity increases with a bimodal distribution of the molecular weights.
  • a single polyglucan in particular, can be used to produce the microparticles
  • Poly-1, 4-D-glucan and very particularly poly-1, 4- ⁇ -D-glucan or mixtures of two or more representatives can be used.
  • a water-insoluble branched polysaccharide preferably a polyglucan, in particular a poly-1, 4-alpha-D-glucan, or a poly-1, 3-beta-D-glucan can be added.
  • a polyglucan in particular a poly-1, 4-alpha-D-glucan, or a poly-1, 3-beta-D-glucan
  • Mixtures of two or more branched polysaccharides can also be added.
  • the branched polysaccharides can be of any origin. In this
  • Starch analogues such as glycogen. If necessary, the proportion of linear structures in the branched polysaccharides can be determined by suitable ones
  • the molecular weight may also be higher for the branched polysaccharides, e.g. B. values up to preferably 10 9 g / mol and more.
  • polymers in particular biocompatible or biodegradable polymers, can also be added.
  • the amount of the other polymer (s) that are added without changing the spherical shape and / or other properties of the microparticles to be produced always depends on the polymer added.
  • the proportion of linear water-insoluble polyglucan should be at least 70% by weight, in particular 80
  • % By weight and preferably 90% by weight, based on the total content of linear water-insoluble polyglucan, including optionally branched polysaccharide and optionally further polymers.
  • the microparticles consist of 100% by weight of linear water-insoluble polyglucan, in particular linear water-insoluble poly-1, 4- ⁇ -D-glucan, which has preferably been obtained biocatalytically.
  • Examples of processes for producing the microparticles are the precipitation process or
  • the spherical microparticles can be prepared by dissolving the water-insoluble linear polyglucan or a mixture of several of these and, if appropriate, further polymers in a solvent, for. B. DMSO,
  • a precipitant e.g. B. water, preferably at a
  • the process of dissolving the polygucan used as the starting material can take place at room temperature or higher temperatures.
  • the concentration of linear water-insoluble polyglucan including branched polysaccharide and other polymers in the solvent can vary within wide limits as required. It is preferably in a range from 0.02 g / ml to 1.0 g / ml, in particular from 0.05 g / ml to 0.8 g / ml and particularly preferably from 0.3 g / l to 0.6 g / l.
  • precipitants are water, dichloromethane, a mixture of water and dichloromethane, mixtures of water and alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, water and a mixture of water and dichloromethane being particularly preferred.
  • the ratio of solvent to precipitant is preferably selected in a range from 1: 1000 to 1: 4 (part solvent / part precipitant), preferably 1: 100 to 1:10 and in particular 1:70 to 1.30.
  • the order in which the solvent and the precipitant are brought together is irrelevant, e.g. whether the precipitant is added to the solvent or vice versa. However, it is important that rapid mixing is ensured.
  • the precipitation process can be carried out relatively slowly at low temperature overnight.
  • Means of payment remains liquid and does not solidify.
  • the properties of the microparticles such as size, surface structure, porosity, etc., as well as the
  • Suitable additives are e.g. B. surfactants such as sodium dodecyl sulfate, N-methylgluconamide, polysorbates (e.g. Tween (registered trademark)), alkyl polyglycol ethers, ethylene oxide-propylene oxide block polymers (e.g. Pluronic (registered trademark)), alkyl polyglycol ether sulfates, generally alkyl sulfates and
  • surfactants such as sodium dodecyl sulfate, N-methylgluconamide, polysorbates (e.g. Tween (registered trademark)), alkyl polyglycol ethers, ethylene oxide-propylene oxide block polymers (e.g. Pluronic (registered trademark)), alkyl polyglycol ether sulfates, generally alkyl sulfates and
  • Fatty acid glycol esters and sugars such as e.g. B. fructose, sucrose, glucose, water-soluble Ceiiulose or hot water-soluble poly-alpha-D-glucan such as. B. native or chemically modified starches, poly-alpha-D-glucans obtained from these starches and starch-analogous compounds.
  • sugars such as e.g. B. fructose, sucrose, glucose, water-soluble Ceiiulose or hot water-soluble poly-alpha-D-glucan such as. B. native or chemically modified starches, poly-alpha-D-glucans obtained from these starches and starch-analogous compounds.
  • additives are usually added to the precipitant.
  • the amount used depends on the individual case and the desired particle properties, the determination of the respectively advantageous amount being familiar to the person skilled in the art.
  • water-soluble cellulose derivatives are cellulose esters and cellulose ethers, their mixed forms such as e.g. Hydroxypropylmethyl celluloses, hydroxyethyl celluloses, carboxymethyl celluloses, cellulose acetates, cellulose butyrates, cellulose propionates, cellulose acetobutyrates, cellulose acetopropionates, cellulose nitrates, ethyl celluloses, benzyl celluloses,
  • Methyl celluloses etc.
  • the concentration of the water-soluble cellulose derivative in the precipitant is no longer critical. The upper limit inevitably results from the resulting viscosity and thus the processability of the resulting solution.
  • the proportion of particularly small particles with an average diameter of 1 nm to 2 ⁇ m can be increased by adding hot water-soluble poly-alpha-D-glucan to the precipitant.
  • poly-alpha-D-glucan compounds can be used for this as they have also been mentioned in connection with the linear water-insoluble polyglucan, insofar as they fulfill the feature that is soluble in hot water.
  • Preferred examples are native or chemically modified starches, poly-alpha-D-glucans obtained from these starches and starch-analogous compounds.
  • Starch-analogous compounds are understood to mean compounds which consist of poly-alpha-D-glucans but are of non-vegetable origin.
  • glycogen or dextran An example of this is glycogen or dextran.
  • the hot water-soluble poly-alpha-D-glucans can be used as a mixture of a linear and a branched portion, such as is present in starch.
  • the proportion of linear poly-alpha-D-glucan should be more than 15% by weight, preferably 50 to 99.5% by weight, in particular 60 to 90% by weight and very particularly preferably 65 to 80% by weight, based on the total amount of poly-alpha-D-glucan in the precipitant.
  • they can also consist of branched structures, such as those in
  • Amylopectin or in glycogen are examples of Amylopectin or in glycogen.
  • hot water-soluble means that the poly-alpha-D-glucans are essentially insoluble at room temperature, preferably the same scale as for the term “water-insoluble” in connection with linear polysaccharides.
  • solution or “solubility” is understood in particular to also mean suspensions or the formation of suspensions as described in the
  • hot water-soluble starches preferred according to the invention show virtually no solubility in water at room temperature, while the so-called cold water-soluble starches are more readily soluble under these conditions.
  • the hot water-soluble starches are characterized in particular by the fact that when heated under their own pressure, e.g. in an autoclave, to a temperature in the range of about 100 to about 160 ° C, where the respective
  • potato starch can be cooked at around 100 ° C until completely dissolved, while corn starch requires a temperature of around 125 ° C.
  • the hot water-soluble poly-alpha-D-glucans are preferably added to the precipitant in maximum concentration, i.e. a saturated solution is prepared.
  • a saturated solution is prepared.
  • suitable ranges are from more than 0.001% by weight to 10% by weight, preferably from 0.01 to 2% by weight and in particular from 0.05% by weight to 0.5% by weight, based on the amount used Precipitant.
  • the additives can advantageously be used as plasticizers or in addition to the plasticizers thermoplastic mixture are mixed so that a dry
  • Powder mixture is present, which can then be processed into the microparticles, the microparticle formation process also being able to take place only in the final recipe, with the thermoplastic polygiucans mixed in.
  • microparticles used according to the invention are distinguished by high biocompatibility.
  • the nature-identical character of the water-insoluble linear polygiucans used for the preparation and of their degradation products is of particular importance.
  • the percentages by weight for the composition of the oral care products relate to the total weight of the
  • the oral care products according to the invention can, depending on the type and field of application, up to 90% by weight, in particular up to 70% by weight, preferably 2% by weight to 50% by weight, in particular 15% by weight to 45% by weight and particularly preferably 20% by weight to 25% by weight of microparticles, based on the total composition.
  • composition of the oral care products according to the invention is explained in more detail below.
  • the frame structure of a toothpaste essentially contains 15-60% by weight of cleaning material, up to 40% by weight of humectant, which should prevent drying out, and up to approx. 2% by weight of binder, which determine the viscosity and creamy consistency of the strand. up to approx. 0.2% by weight of preservative to prevent the bacterial decomposition, in particular of binders and humectants, up to approx. 2.0% by weight of surfactants, and further additives, such as sweeteners (up to approx. 0.1% by weight) to improve taste, flavoring agents (up to approx. 1% by weight). -%) and special active ingredients.
  • Tooth powders differ from toothpastes primarily in that they do not contain any humectants, but their percentage of cleaning agents can be up to 90% by weight.
  • cleaning bodies which can be used in addition to the microparticles according to the invention are aluminum hydroxide, calcium carbonate, calcium hydrogenphosphate dihydrate, calcium hydrogenphosphate, silicic acid, sodium aluminum silicates with, for example, zeolite structure (Na- ⁇ 2 (AI0 2 ) ⁇ 2 (Si0) ⁇ x 27 H 2 0), insoluble sodium metaphosphate (Na P0 3 ) n and hydroxylapatite.
  • humectants are polyols such as glycerol, propylene glycol, sorbitol and xylitol.
  • the ratio of microparticles to the oral care product according to the invention is
  • examples of binders are cellulose derivatives, carageen and silicas.
  • preservatives are 4-hydroxybenzoic acid ester or sodium benzoate.
  • sweeteners are saccharin, sodium and calcium cyclamate, sorbitol and other sweeteners that are not cariogenic.
  • flavoring agents are peppermint oil, spearmint oil, wintergreen oil, myrrh and fruit flavors, in particular for children's toothpastes.
  • Special active ingredients can, for example, fluorine compounds for the
  • Tooth decay prevention such as sodium fluorophosphate, alkali fluoride, zinc fluoride and
  • Quartz ammonium fluoride Quartz ammonium fluoride. Active ingredients can also be used to care for the inflamed
  • Gums can be added, such as azulene, allantonin and bisabolol, as well as plant extracts (chamomile, myrrh etc.)
  • Strontium salts, potassium nitrates and citrates can be added to reduce sensitivity.
  • the toothpaste or the tooth powder is supposed to work against colored deposits and stains on the teeth, they can contain a particularly high abrasive content.
  • the toothpaste is whitened by the microparticles according to the invention itself or when required, for example if the microparticles are only added in small amounts, for example to act as a carrier for active ingredients
  • the oral care product according to the invention can be a mouthwash.
  • mouthwashes serve less for cleaning the teeth and the oral cavity, but rather for refreshment and
  • the microparticles therefore preferably serve as a carrier material for additives such as flavorings, sweeteners and special nourishing active ingredients.
  • Mouthwashes contain essentially 20: 1 to about 2: 1 of a water-ethyl
  • Alcohol solution and other additives such as flavors, sweeteners, humectants and surfactants, such as have been described above, for example.
  • surfactants are sodium lauryl sulfate, sodium lauroyl sarcosinate, medicinal salts, palm kernel fatty acid tauride, sodium lauryl sulfoacetate, coconut fatty acid monoglyceride sulfonate and betaines.
  • the frame structure of a mouthwash usually contains from about 5% by weight to about 60% by weight of ethyl alcohol, to about 20% by weight of a humectant, to about 2.0% by weight of a dispersing aid, up to about 0.5% by weight of sweetener, up to about 0.3% by weight of flavoring agent and the rest water.
  • the mouthwashes according to the invention are particularly well suited for use as a mouth spray in compressed gas packs.
  • the oral care products according to the invention can be lozenges and chewing gums for oral hygiene.
  • Pastilles are particularly used to impart a fresh bad breath.
  • the microparticles can be used as tablet binders and also act as a carrier material for additives, such as flavors, etc.
  • Chewing gums for oral care are particularly useful for quick cleaning, as long as cleaning with a toothbrush is not possible, for example on the go, and at the same time to conceal bad breath.
  • the microparticles can act in particular as a cleaning agent and as a carrier material for additives, such as flavorings and other additives, as are customary in such chewing gums.
  • Chewing gums usually contain homo- and copolymers, such as polyethylene ether, polyvinyl isobutyl ether, polyisobutylene, polyvinyl acetates and others.
  • Denture cleaners are usually effervescent tablets and powders for dissolving in water. They usually contain surfactants, complexing agents,
  • Per compounds agents for adjusting the pH value, carbon dioxide releasers and other additives, such as enzymes, which promote cleaning by splitting proteins.
  • microparticles When used in denture cleaners, the microparticles can be used in particular as
  • Particles are separated by decantation.
  • the sediment is slurried and centrifuged (RC5C ultracentrifuge: 5 minutes at 5,000 revolutions per minute).
  • the solid residue is slurried three times with bidistilled water and centrifuged.
  • the solids are collected and the still moist suspension of approx. 1000 ml freeze-dried (Christ Delta 1-24 KD). 176 g of white solid are isolated (yield 88%).
  • the surface of the particles is spherical in shape. The majority of the particle diameters are in the range of 2-3 ⁇ m. The specific surface is 3.75 m 2 / g (method: Sorptomatic 1990 (from Fisons Instruments)).
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • the DMSO solution is added dropwise in 100 ml of double-distilled water with stirring and the solution is kept at 5 ° C. overnight.
  • the fine milky suspension is centrifuged for 15 minutes at 3500 revolutions per minute and the supernatant is decanted off.
  • the sediment is slurried with double-distilled water and centrifuged again. The process is repeated two more times. The suspension is then freeze-dried. 311 mg of white poly-1,4- ⁇ -D-glucan particles are obtained.
  • Component content (% by weight)

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Mundpflegemittel, die als wesentlichen Bestandteil sphärische Mikropartikel enthalten, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.

Description

Mundpflegemittel enthaltend sphärische Mikropartikel auf Basis linearer wasserunlöslicher Polygiucane
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mundpflegemittel, das als essentiellen Bestandteil sphärische Mikropartikel auf Basis linearer wasserunlöslicher Polygiucane enthält.
Die Verwendung von Polyglucanen in Mundpflegemittel, insbesondere Zahnpasta und Kaugummis für die Zahnhygiene, ist seit langem bekannt.
Polygiucane sind jedoch eine sehr heterogene Verbindungsklasse, deren einzelne
Vertreter die unterschiedlichsten Eigenschaften aufweisen. Ein bekanntes in der Natur weit verbreitetes Beispiel für Polyglucan ist Stärke. Stärke besteht aus zwei verschiedenen Polyglucanen, Amylose und Amylopektin, deren Anteil je nach
Herkunft der Stärke stark variiert.
Amylose ist ein wasserlösliches lineares 1 ,4-verknüpftes Poly-α-glucan mit einem
Molekulargewicht von etwa 50.000 bis 150.000, Amylopektin dagegen ist wasserunlölich und hat eine hochverzweigte Struktur mit 1 ,4 und 1 ,6 Verknüpfungen mit einem Molekulargewicht von 300.000 bis 2.000.000.
Ein weiteres häufiges Polyglucan ist Ceiiulose, die wasserunlöslich und im
Gegensatz zu Stärke ß-1 ,4 verknüpft ist.
Stärke sowie deren Bestandteile werden in Mundpflegemitteln unter anderem als
Gelierungsmittel, Füllstoff, Verdickungsmittel oder Bindemittel eingesetzt. Beispielsweise ist in der EP-B-0 502 895 ein Verdickungsmittel für Zahnpasten beschrieben, das neben einer linearen polymeren Nichtstärkeverbindung wie Ceiiulose und deren Derivate, z.B. Carboxymethyi- oder Hydroxyethylcelluiose, eine verzweigte Stärke enthält. Verzweigte Stärke bedeutet hierbei eine Stärke, die wenigstens zu 70 % aus verzweigten Polyglucanen besteht und vorzugsweise ein Molekulargewicht von 1.000.000 bis 2.000.000 hat. Es ist bekannt, Stärke oder deren Polyglucanbestandteile zur Erzielung bestimmter Eigenschaften zu derivatisieren.
So betrifft das US-Patent 5,009,882 die Verwendung einer carboxylierten Stärke in Mundpflegemitteln wie Zahnpasten oder Mundwässer zur Verhinderung der Plaquebildung. Das hier beschriebene Stärkemolekül setzt sich aus nicht carboxylierten Glucanblöcken und carboxylierten Glucanblöcken mit einem Carboxylierungsgrad von 1 bis 3 zusammen, wobei die Carboxylierung unter Ringöffnung der Glucaneinheit erfolgt.
In der EP-A-0 673 605 ist eine partikuläre Matrix als Träger für einen Aromastoff wie ZitronenÖl vorgeschlagen mit dem die Lagerstabilität des Aromastoffes z.B. in Zahnpasten und Kaugummis für die Mundhygiene, verbessert werden soll. Die Matrix besteht aus einer Mischung aus einem hydrierten Stärkehydrolysat und Maltodextrose, wobei das hydrolysierte Stärkehydrolisat ein Polyol mit einem
Polymerisationsgrad von maximal 4 ist, dessen eine endständige Glucaneinheit hydrolytisch geöffnet ist.
Obwohl bereits eine Vielzahl unterschiedlicher Mundpflegemittel zur Verfügung steht, ist die Entwicklung neuer verbesserter Produkte von großer Bedeutung, da immer noch der wirksamste Schutz gegen Karies und Parodontose eine sorgfältige Zahnpflege mit geeigneten Mitteln ist.
So sollten Zahnreinigungsmittel wie Zahnpasten, Zahnpulver und Kaugummis, schonend reinigen ohne abrasiv zu wirken, um den Zahnschmelz zu schützen. Dies setzt voraus, daß in diesen Mitteln keine Komponenten enthalten sind, die abrasiv wirken können.
Zur Verbesserung der pflegenden Eigenschaften werden Mund Pflegemittel häufig die unterschiedlichsten Wirkstoffe zugesetzt. Damit diese Wirkstoffe voll wirksam werden können, ist es von Vorteil, diese in eine geeignete Matrix einzubringen, die eine optimale Freisetzung am Zielort sicherstellt.
Ganz allgemein sollten derartige Mittel auch über einen längeren Lagerzeitraum ihre
Konsistenz und Wirksamkeit beibehalten. Wesentlich für die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel ist die Verwendung von sphärischen Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.
Für die vorliegende Erfindung bedeutet Mundpflegemittel sowohl Mittel, die entweder allein der Reinigung der Mundhöhle dienen und somit den Kosmetika zuzurechnen sind, als auch Mittel, die aufgrund zusätzlicher Wirkstoffe mit spezifischen vorbeugenden und heilenden Eigenschaften zugleich noch therapeutische Zwecke verfolgen und daher als Arzneimittel anzusehen sind.
Beispiele für Mundpflegemittel sind Mundwässer, Mundpulver, Mundpillen, Mundsprays, Gebiß-, Prothesen- und Zahnpflegemittel wie Zahnpasten, Zahngele, Zahnreinigungspulver und Kaugummis zur Verbesserung der Mundhygiene, aber auch Plaqueanfärbetabletten zur Sichtbarmachung von Zahnbelägen, z. B. als Kontrolle.
Die erfindungsgemäß in Mundpflegemittel verwendeten Mikropartikel zeichnen sich insbesondere durch ihre Multifunktionalität aus und können für eine Vielzahl von unterschiedlichsten Anwendungen eingesetzt und angepaßt werden, so daß mit ihnen gezielt Mundpflegemittel für die unterschiedlichsten Anwendungszwecke erhalten werden können.
So können die Mikropartikel ganz allgemein die bisher in Mundpflegemitteln verwendeten herkömmlichen Polygiucane ersetzen und deren Funktion als Verdickungsmittel, Bindemittel, Füllstoff oder Gelierungsmittel übernehmen.
Weiter besitzen sie eine hervorragende Reinigungs- und Polierwirkung und eignen sich daher besonders gut als Putz- und Poliermittel, z. B. für die mechanische Zahn-, Gebiß- und Prothesenreinigung. Die erfindungsgemäß verwendeten Mikropartikel besitzen neben ihrer regelmäßigen sphärischen Gestalt eine sehr gute Dispergierbarkeit. Es hat sich gezeigt, daß sie auch ohne Zusatz weiterer Hilfsmittel wie
Dispergierhilfsmitteln eine stabile Dispersion ausbilden können, die selbst über einen längeren Zeitraum stabil bleibt.
So können sie z. B. stabile Emulsionen, Aerosole oder Suspensionen ausbilden.
Diese Eigenschaft ist von besonderer Bedeutung für die Herstellung geeigneter Formulierungen für Mundpfiegemittel, da häufig auf den Zusatz von Dispergierhilfsmitteln verzichtet werden kann oder die Menge an Dispergierhilfsmittel verringert werden kann, wodurch die Herstellung vereinfacht und verbilligt werden kann.
Besondere Bedeutung für die Zahnhygiene haben Zahnpasten, in transparenter Form als Gel bezeichnet, die durch ihren Gehalt an Putz- und Polierkörpern sowie oberflächenaktiven Substanzen die plaqueentfernende Wirkung von Zahnbürsten optimieren und gegebenenfalls dem Schutz von Zahn und Zahnhalteapparat dienende Wirkstoffe wie Fluoride aufbringen.
Aufgrund ihrer gleichförmigen sphärischen Gestalt mit keinen oder nur geringfügigen Oberflächenrauhigkeiten ohne große Unregelmäßigkeiten wie Vorsprünge, Ecken oder Kanten, wirken die erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel nicht abrasiv und können daher vorteilhaft in Zahnpflegemittel eingesetzt werden.
Zusätzlich stellen die Mikropartikel ein ausgezeichnetes Trägermaterial für Wirkstoffe, wie heilende oder pflegende Substanzen, Aromastoffe etc. dar.
Der Wirkstoff kann hierzu den für die Herstellung der Mikropartikel verwendeten Ausgangsverbindungen zugesetzt werden, so daß die Mikropartikel aus einer Mischung aus Ausgangsverbindung und Wirkstoff vorliegen.
Der Wirkstoff kann in den Mikropartikeln verkapselt vorliegen, wobei übliche
Verkapselungstechniken eingesetzt werden können. Geeignete Beispiele sind Emulsionsverfahren oder Sprühtrocknungsverfahren. Dabei fallen unter den letzten Begriff auch Sprühverfahren, bei denen die Partikel im Wirbelbett oder analogen Verfahren mit einer Lösung des Wirkstoffs besprüht werden. Weiter kann der Wirkstoff auf der Mikropartikeloberfläche absorbiert und/oder adsorbiert vorliegen, indem z. B. der Wirkstoff und die Mikropartikel in einem geeigneten Medium suspendiert, bis zur Gleichgewichtseinstellung stehengelassen und anschließend die mit Wirkstoff beladenen Partikel abgetrennt werden.
Bei Bedarf können die erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel zur kontrollierten Wirkstoffabgabe ausgestaltet werden.
Unter kontrollierter Wirkstoffabgabe wird verstanden, daß der Wirkstoff nicht sofort und auf einmal freigesetzt wird, sondern daß die Freisetzung über einen bestimmten
Zeitraum und/oder nach Ablauf einer bestimmten Zeitperiode erfolgt. Die Freisetzungsgeschwindigkeit kann beliebig in Abhängigkeit des erwünschten Verwendungszwecks gewählt werden. Sie kann über den Zeitraum konstant sein, oder sie kann zu Beginn groß sein, gefolgt von einer langsamen Freisetzung. Kontrollierte Wirkstoffabgabe kann z. B. von Vorteil für Gebiß- und
Prothesenreinigungsmittel sein, die über einen längeren Zeitraum auf das Gebiß oder die Prothese einwirken, für Kaugummis, um eine gleichmäßige Wirkung und langdauernden Geschmack zu erzielen, oder für die gezielte lokale Verabreichung in der Mundhöhle, im Rachen, an den Zähnen, usw., die auch unter den Begriffen „mucosale" oder „buccale" Anwendungen zusammengefaßt werden können, z.B. auch in Form von sogenannten Drug Delivery Systemen.
Es versteht sich, daß die Freisetzungsgeschwindigkeit und die Abbaugeschwindigkeit der Mikropartikel stark von der Art der Ausgangsmaterialien des eingesetzten Wirkstoffs, der Partikelgröße und dem Herstellverfahren abhängen.
Je nach Bedarf kann der Fachmann durch einfache routinemäßige Variationen dieser Parameter ein für seinen speziellen Verwendungszweck maßgeschneidertes System erzeugen.
Eine ausführliche Beschreibung der Verwendung der erfindungsgemäß eingesetzten
Mikropartikel als Mittel zur kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen gibt die nicht- vorveröffentlichte deutsche Anmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen 198 16 070.4 „Retardtablette, hergestellt aus linearen wasserunlöslichen Polysacchariden", auf die hier in diesen Zusammenhang ausdrücklich verwiesen wird.
Aufgrund ihrer guten Dispergierbarkeit und Eignung als Trägermaterial können mit den erfindungsgemäß verwendeten Mikropartikeln vorteilhaft Mundsprays auf
Aerosolbasis erhalten werden.
Unter sphärischen Mikropartikeln sind Mikropartikel zu verstehen, die annähernd Kugelform besitzen. Bei Beschreibung einer Kugel durch von einem gemeinsamen Ursprung ausgehende, in den Raum gerichtete Achsen gleicher Länge, die den
Radius der Kugel in alle Raumrichtungen definieren, ist für die sphärischen Partikel eine Abweichung der Achsenlängen vom Idealzustand der Kugel von 1 % bis 40 % möglich. Bevorzugt beträgt die Abweichung 25 % oder weniger, besonders bevorzugt 15 % oder weniger.
Die Mikropartikel können einen mittleren Durchmesser Dn (Zahlenmittelwert) von 1 nm bis 100 μm, vorzugsweise von 100 nm bis 15 μm, und besonders bevorzugt von 300 nm bis 3 μm aufweisen.
Es versteht sich, daß je nach Art des Mundpflegemittels der mittlere Durchmesser variieren kann.
Für die Anwendung in Mundpflegemittel besonder geeignet sind kleine Mikropartikel mit einem mittleren Durchmesser von 15 μm oder weniger.
Die Oberfläche der sphärischen Partikel kann makroskopisch mit einer Himbeere verglichen werden, wobei die Tiefe von Unregelmäßigkeiten auf der Partikeloberfläche, wie Eindellungen oder Einschnitte, maximal 20 %, vorzugsweise 10 %, des mittleren Durchmessers der sphärischen Mikropartikel beträgt.
Die spezifische Oberfläche der Mikropartikel beträgt im allgemeinen von 1 m2/g bis 100 m2/g, vorzugsweise 1 ,5 m2/g bis 20 m2/g und besonders bevorzugt 3 m /g bis 10 m2/g. Weiter zeigen die erfindungsgmäß eingesetzten Partikel vorzugsweise eine
Dispersität D = Gewichtsmittelwert des Durchmessers (dw) / Zahlenmittelwert des
Durchmessers (dn) von 1 ,0 bis 10,0, insbesondere von 1,5 bis 5,0 und besonders bevorzugt von 2,0 bis 3,0.
Die hier benutzten Mittelwerte sind wie folgt definiert:
dn = Summe nj x dj / Summe nj = Zahlenmittelwert dw = Summe nj x dj 2/Summe nj x dj = Gewichtsmittelwert nf = Anzahl der Partikel mit Durchmesser dj, dj = ein bestimmter Durchmesser, i = fortlaufender Parameter.
In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff Gewicht ein gewichtetes Mittel, wodurch die größeren Durchmesser einen höheren Stellenwert erhalten.
Für die vorliegende Erfindung können auch Mikropartikel eingesetzt werden, deren Oberfläche modifiziert worden ist, beispielsweise durch Derivatisierung von funktionellen Gruppen wie den Hydroxylgruppen der Polyglucanausgangsverbindung.
Lineare wasserunlösliche Polygiucane im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Polysaccharide, die aus Glucanen als monomeren Bausteinen derart aufgebaut sind, daß die einzelnen Bausteine stets in der gleichen Art miteinander verknüpft sind. Jede so definierte Grundeinheit oder Baustein hat genau zwei Verknüpfungen, jeweils eine zu einem anderen Monomer. Davon ausgenommen sind lediglich die beiden Grundeinheiten, die den Anfang bzw. das Ende des Polysaccharids bilden. Diese haben nur eine Verknüpfung zu einem weiteren Monomer und bilden die Endgruppen des linearen Polyglucans.
Besitzt die Grundeinheit drei oder mehr Verknüpfungen, wird von Verzweigung gesprochen. Dabei ergibt sich aus der Anzahl der Hydroxylgruppen pro 100 Grundeinheiten, die nicht am Aufbau des linearen Polymerrückgrats beteiligt sind und die Verzweigungen ausbilden, der sogenannte Verzweigungsgrad.
Erfindungsgemäß weisen die linearen wasserunlöslichen Polygiucane einen Verzweigungsgrad von maximal 8 % auf, d.h. sie haben maximal 8 Verzweigungen auf 100 Grundeinheiten. Vorzugsweise ist der Verzweigungsgrad kleiner 4 % und insbesondere maximal 2,5 %.
Besonders bevorzugt sind Polygiucane deren Verzweigungsgrad in 6-Position kleiner 4 %, vorzugsweise maximal 2 % und insbesondere maximal 0,5 %, und in den anderen Positionen, z. B. in 2- bzw. 3-Position, vorzugsweise jeweils maximal 2
% und insbesondere 1 % ist.
Besonders bevorzugt sind auch Polygiucane mit einer Verzweigung in 6-Position von kleiner 0,5 %. Für die Erfindung sind insbesondere Polygiucane geeignet, die keine
Verzweigungen aufweisen, bzw. deren Verzweigungsgrad so minimal ist, daß er mit herkömmlichen Methoden nicht mehr nachweisbar ist
Beispiele für bevorzugte wasserunlösliche lineare Polygiucane sind lineare Poly-D- glucane, wobei die Art der Verknüpfung unwesentlich ist, solange Linearität im Sinne der Erfindung vorliegt. Beispiele sind Poly-alpha-D-glucane, insbesondere Poly(1 ,4- alpha-D-Glucan), und Poly(1 ,3-beta-D-Glucane)
Für die vorliegende Erfindung beziehen sich die Präfixe "alpha", "beta" oder "D" allein auf die Verknüpfungen, die das Polymerrückgrat ausbilden und nicht auf die
Verzweigungen.
Unter dem Begriff "wasserunlösliches Polyglucan" werden für die vorliegende Erfindung Verbindungen verstanden, die nach der Definition des Deutschen Arzneimittelbuches (DAB = Deutsches Arzneimittelbuch, Wissenschaftliche
Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag, Frankfurt, Auflage, 1987) entsprechend den Klassen 4 bis 7 unter die Kategorien "wenig lösliche", "schwer lösliche", "sehr schwer lösliche" bzw. "praktisch unlösliche" Verbindungen fallen. Im Fall der erfindungsgemäß verwendeten Polygiucane bedeutet dies, daß mindestens 98 % der eingesetzten Menge, insbesondere mindestens 99,5 %, unter
Normalbedingungen (T = 25 °C +/- 20 %, p= 101325 Pascal +/- 20 %) in Wasser unlöslich ist (entsprechend den Klassen 4 bzw. 5).
Für die vorliegende Erfindung sind schwer lösliche bis praktisch unlösliche
Verbindungen, insbesondere sehr schwer lösliche bis praktisch unlösliche
Verbindungen, bevorzugt.
"Sehr schwer löslich" entsprechend Klasse 6 kann durch folgende
Versuchsbeschreibung veranschaulicht werden:
Ein Gramm des zu untersuchenden Polyglucans werden in 1 I entionisierten Wasser auf 130° C unter einem Druck von 1 bar erhitzt. Die entstehende Lösung bleibt nur kurzzeitig über wenige Minuten stabil. Beim Erkalten unter Normalbedingungen fällt die Substanz wieder aus. Nach Abkühlung auf Raumtemperatur und Abtrennung mittels Zentrifugation können unter Berücksichtigung der experimentellen Verluste mindestens 66 % der eingesetzten Menge zurückgewonnen werden.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Polygiucane können beliebigen Ursprungs sein, solange die vorstehend angegebenen Bedingungen in bezug auf die Begriffe "linear" und "wasserunlöslich" erfüllt sind. Sie können natürlich oder auf biotechnischen Wege gewonnen sein.
Beispielsweise können sie aus natürlichen pflanzlichen oder tierischen Quellen durch Isolierung und/oder Aufreinigung erhalten werden.
Es können auch Quellen zum Einsatz kommen, die gentechnisch derart manipuliert worden sind, daß sie im Vergleich zu der unmanipulierten Quelle einen höheren Anteil an nicht oder vergleichsweise geringfügig verzweigten Polyglucanen enthalten.
Sie können auch durch enzymatische oder chemische Entzweigung aus nichtlinearen Polyglucanen hergestellt worden sein. Dabei können nicht-lineare Polygiucane, die Verzweigungen enthalten, derart mit einem Enzym behandelt werden, daß es zur Spaltung der Verzweigungen kommt, so daß nach ihrer Abtrennung lineare Polygiucane vorliegen. Bei diesen Enzymen kann es sich beispielsweise um Amylasen, iso-Amylasen, Gluconohydrolasen, Cyclomaltodextrin-glucanotransferasen oder Pullulanasen handeln.
Biotechnische Methoden umfassen biokatalytische, auch biotransformatorische, oder fermentative Prozesse.
Lineare Polygiucane hergestellt durch Biokatalyse (auch: Biotransformation) im
Rahmen dieser Erfindung bedeutet, daß das lineare Polyglucan durch katalytische Reaktion von monomeren Grundbausteinen wie oligomeren Sacchariden, z.B. von Mono- und/oder Disacchariden, hergestellt wird, indem ein sogenannter Biokatalysator, üblicherweise ein Enzym, unter geeigneten Bedingungen verwendet wird. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von „in vitro Biokatalyse".
Linerare Polygiucane aus Fermentationen sind im Sprachgebrauch der Erfindung lineare Polygiucane, die durch fermentative Prozesse unter der Verwendung in der Natur vorkommende Organismen, wie Pilzen, Algen, Bazillen, Bakterien oder Protisten oder unter der Verwendung von in der Natur nicht vorkommender
Organismen, aber unter Zuhilfenahme von gentechnischen Methoden allgemeiner Definition modifizierten natürlichen Organismen, wie Pilzen, Algen, Bazillen, Bakterien oder Protisten gewonnen werden oder unter Einschaltung und Mithilfe von fermentativen Prozessen gewonnen werden können. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von „in vivo Biokatalyse".
Beispiele für derartige Mikroorganismen sind Piichia pastoris, Trichoderma Reseii, Straphylokkus Camosus, Escherichia Coli oder Aspergillus Niger.
Vorteilhafte Verfahren für die biotechnische Gewinnung sind z. B. in der WO
95/31553 oder der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit amtlichen Aktenzeichen 198 27 978.5 beschrieben. Gemäß der WO 95/31553 werden Amylosucrasen zur Herstellung von linearen wasserunlöslichen Polyglucanen wie Poly-1 ,4-α-D-glucan mittels eines biokatalytischen Verfahrens verwendet.
Weitere geeignete Enzyme sind Polysaccharidsynthasen, Stärkesynthasen, Glycoltransferasen, 1 ,4-α-D-Glucantransferasen, Glykogensynthasen oder auch
Phosphorylasen.
Es können auch modifizierte wasserunlösliche lineare Polygiucane eingesetzt werden, wobei die Polygiucane beispielsweise durch Veresterung und/oder Veretherung in einer oder mehreren nicht an der linearen Verknüpfung beteiligten
Positionen chemisch modifiziert worden sein können. Im Fall der bevorzugten 1 ,4 verknüpften Polygiucane kann die Modifizierung in 2-, 3- und/oder 6-Position erfolgen.
Modifikation im Sinne der Erfindung bedeutet, daß die vorhandenen
Hydroxylgruppen, die nicht an der Verknüpfung beteiligt sind, chemisch verändert werden. Dies schließt eine Ringöffnung der Glucaneinheiten aus wie sie z.B. bei der oxidativen Carboxylierung oder der Hydrolyse erfolgt. Maßnahmen für derartige Modifizierungen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt. So können lineare Polygiucane wie Pulluiane, die an sich wasserlöslich sind, durch
Modifizierung wasserunlöslich gemacht werden.
Für die vorliegende Erfindung werden bevorzugt wasserunlösliche lineare Polygiucane eingesetzt, die in einem biotechnischen, insbesondere in einem biokatalytischen oder einem fermentativen, Prozeß hergestellt worden sind, wobei biokatalytisch hergestelltes Polyglucan besonders bevorzugt ist.
Im Gegensatz zu Polyglucanen, die aus natürlichen Quellen, wie Pflanzen, isoliert werden, weisen die hierbei erhaltenen linearen wasserunlöslichen Polygiucane ein besonders homogenes Eigenschaftsprofil auf, z. B. in bezug auf die
Moiekulargewichtsverteilung, sie enthalten keine oder allenfalls nur in sehr geringen Mengen unerwünschte Nebenprodukte, die aufwendig abgetrennt werden müssen oder allergene Reaktionen auslösen könnten, und lassen sich exakt spezifiziert auf einfache Weise reproduzieren.
Zwar können auch mit der chemischen oder enzymatischen Entzweigung vergleichsweise homogene Produkte erhalten werden. Jedoch verbleibt in vielen
Fällen ein Rest an nicht oder nur unzureichend entzweigten Ausgangsmaterial, das nur schwer abgetrennt werden kann.
Biotechnische und insbesondere biokatalytische Methoden haben den Vorteil, daß direkt wasserunlösliche lineare Polygiucane erhalten werden können, wie z. B. die bevorzugten Poly-1 ,4-α-D-glucane, die keine Verzweigungen enthalten, bzw. deren Verzweigungsgrad unterhalb der Nachweisgrenze herkömmlicher analytischer Methoden liegt.
Weiter können die Polygiucane in Form sogenannter alpha-amylaseresistenter
Polygiucane eingesetzt werden wie sie am Beispiel von Poly-1 ,4-α-D-glucan in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung mit amtlichen Aktenzeichen 198 30 618.0 der Anmelderin beschrieben sind.
Alpha-amylaseresistente Polygiucane können durch Herstellung einer Suspension oder Dispersion aus wasserunlöslichen Polyglucanen und Wasser, Erwärmen der Suspension oder Dispersion auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 100 °C, Abkühlenlassen der erhaltenen kleisterartigen Mischung auf eine Temperatur im Bereich von 50 °C bis an den Gefrierpunkt, vorzugsweise 35 bis 15 °C, 27 bis 22 °C, 16 bis 0 °C oder 6 bis 2°C, über einen Zeitraum von 1 bis 72 h, vorzugsweise 1 bis
36 h und insbesondere 15 bis 30 h und Retrogradation der kleisterartigen Mischung bei einer gegenüber der Temperatur der erwärmten kleisterartigen Mischung erniedrigten Temperatur in einem Temperaturbereich von 90 bis 4 °C sowie gegebenenfalls Trocknung oder Entwässerung des erhaltenen Produktes, erhaltenen werden.
Das Polyglucan kann auch als thermoplastisches Polyglucan eingesetzt werden, das erhältlich ist durch Aufschmelzen von linearem wasserunlöslichen Polyglucan und Hinzufügen von mindestens 20 Gew.%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.%, eines
Weichmachers wie Sorbitol, Glycerin, deren Kondensationsprodukte und Oligomere,
DMSO, Bernsteinsäure, Citronensäure-Monohydrat, Apfelsäure, Weinsäure etc. bei ca. 170 °C. Eine Beschreibung von geeigneten Maßnahmen und Eigenschaften von thermoplastischen Polyglucanen am Beispiel des bevorzugten linearen wasserunlöslichen Poly(1 ,4-α-D-Glucan)s gibt die nicht vorveröffentlichte deutsche
Patentanmeldung der Anmelderin mit amtlichen Aktenzeichen 198 30 618.0, auf die hierfür ausdrücklich bezug genommen wird. Die Molekulargewichte Mw (Gewichtsmittel, bestimmt mittels
Gelpermeationschromatographie im Vergleich zu einer Eichung mit Pullulanstandard) der erfindungsgemäß verwendeten linearen Polygiucane können in einem weiten Bereich von 0,75 x 102 g/mol bis 107 g/mol variieren. Bevorzugt liegt das Molekulargewicht Mw in einem Bereich von 103 g/mol bis 106 g/mol und besonders bevorzugt von 103 g/mol bis 105 g/mol. Ein weiterer vorteilhafter Bereich ist von 2 x 103 bis 8 x 103. Entsprechende Bereiche gelten für das bevorzugt eingesetzte Poly-1 ,4-D-glucan.
Die Moiekulargewichtsverteilung bzw. Polydispersität Mw/Mn kann ebenfalls in weiten Bereichen je nach Herstellungsverfahren des Polyglucans variieren. Bevorzugte
Werte sind von 1 ,01 bis 50, insbesondere von 1 ,01 bis 15, wobei kleine Polydispersitätswerte besonders bevorzugt sind, z.B. von 1 ,01 bis 2,5. Dabei nimmt die Polydispersität mit einer bimodalen Verteilung der Molekulargewichte zu.
Für die Herstellung der Mikropartikel kann ein einziges Polyglucan, insbesondere
Poly-1 ,4-D-glucan und ganz besonders Poly-1 ,4-α-D-glucan oder Mischungen aus zwei oder mehreren Vertretern verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann ein wasserunlösliches verzweigtes Polysaccharid, vorzugsweise ein Polyglucan, insbesondere ein Poly-1 ,4-alpha-D- glucan, oder ein Poly-1 ,3-beta-D-glucan, zugesetzt werden. Es können auch Gemische aus zwei oder mehreren verzweigten Polysacchariden zugegeben werden. Die verzweigten Polysaccharide können beliebigen Ursprungs sein. In diesem
Zusammenhang wird auf die diesbezüglichen Erläuterungen für die linearen wasserunlöslichen Polygiucane verwiesen. Bevorzugte Quellen sind Stärke und
Stärkeanaloga wie Glykogen. Falls erforderlich, kann in den verzweigten Polysacchariden der Anteil an linearen Strukturen durch geeignete
Anreicherungsverfahren erhöht werden.
Für die Wasserunlöslichkeit gelten die gleichen Angaben wie für das lineare wasserunlösliche Polyglucan. Das Molekulargewicht kann für die verzweigten Polysaccharide auch höher liegen, z. B. Werte bis vorzugsweise 109 g/mol und mehr aufweisen.
Es können auch andere Polymere, insbesondere biokompatible oder bioabbaubare Polymere, beigemischt werden. Dabei hängt die Menge des oder der anderen Polymeren, die beigemengt werden, ohne daß die sphärische Gestalt und/oder sonstige Eigenschaften der herzustellenden Mikropartikel verändert werden, stets von dem zugesetzten Polymer ab.
Zur Sicherstellung der gewünschten Eigenschaften der Mikropartikel sollte der Anteil an linearen wasserunlöslichen Polyglucan mindestens 70 Gew.%, insbesondere 80
Gew.% und vorzugsweise 90 Gew.%, bezogen auf den Gesamtgehalt an linearem wasserunlöslichen Polyglucan inkl. ggf. verzweigtes Polysaccharid und gegebenenfalls weitere Polymere, betragen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen die Mikropartikel zu 100 Gew.% aus linearem wasserunlöslichen Polyglucan, insbesondere linearen wasserunlöslichen Poly-1 ,4-α-D-glucan, das vorzugsweise biokatalytisch erhalten worden ist.
Beispiele für Verfahren zur Herstellung der Mikropartikel sind der Fällprozeß oder
Sprühtrocknungsverfahren. Die Herstellung der sphärischen Mikropartikel kann durch Lösen des wasserunlöslichen linearen Polyglucans oder einer Mischung von mehreren davon sowie gegebenenfalls weiterer Polymere in einem Lösungsmittel , z. B. DMSO ,
Einbringen der Lösung in ein Fällmittel , z. B. Wasser, vorzugsweise bei einer
Temperatur von 20° C bis 60° C, bei Bedarf Kühlen der Lösung auf eine Temperatur von minus 10° C bis plus 10° C und Abtrennen der dabei gebildeten Teilchen erfolgen.
Hierbei kann der Lösevorgang des als Ausgangsmaterial verwendetem Polylgucans bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen erfolgen.
Die Konzentration an linearem wasserunlöslichem Polyglucan inkl. ggfs. verzweigtem Polysaccharid und weiteren Polymeren in dem Lösungsmittel kann je nach Bedarf in weiten Grenzen variieren. Vorzugsweise liegt sie in einem Bereich von 0,02 g /ml bis 1 ,0 g/ml, insbesondere von 0,05 g/ml bis 0,8 g/ml und besonders bevorzugt von 0,3 g/l bis 0,6 g/l.
Beispiele für Fällmittel sind Wasser, Dichlormethan, ein Gemisch aus Wasser und Dichlormethan, Gemische aus Wasser und Alkoholen wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, wobei Wasser sowie ein Gemisch aus Wasser und Dichlomethan besonders bevorzugt sind.
Vorzugsweise wird das Verhältnis Lösungsmittel zu Fällmittel in einem Bereich von 1 : 1000 bis 1 : 4 (Teil Lösungsmittel / Teile Fällmittel), vorzugsweise 1 : 100 bis 1 : 10 und insbesondere 1 : 70 bis 1 : 30, ausgewählt.
Im allgemeinen ist es dabei unerheblich, in welcher Reihenfolge das Lösungsmittel und das Fällmittel zusammengebracht werden, z.B. ob das Fällmittel zum Lösungsmittel oder umgekehrt gegeben wird. Wichtig ist jedoch, daß eine schnelle Durchmischung gewährleistet wird.
Der Fällprozeß kann relativ langsam bei tiefer Temperatur über Nacht durchgeführt werden.
Er kann durch Variation der Temperatur und des Fällmittels beeinflußt und gesteuert werden. Falls gekühlt wird, sollte sichergestellt sein, daß das Gemisch aus Lösungsmittel und
Fällmittel liquide bleibt und nicht erstarrt.
Durch Mitverwendung geeigneter Zusatzstoffe läßt sich auf die Eigenschaften der Mikropartikel wie Größe, Oberflächenstruktur, Porosität etc. sowie auf die
Prozeßführung Einfluß nehmen.
Geeignete Zusatzstoffe sind z. B. oberflächenaktive Stoffe wie Natriumdodecylsulfat, N-Methylgluconamid, Polysorbate (z. B. Tween (eingetragene Marke)), Alkylpolyglycolether, Ethylenoxid-Propylenoxid-Blockpolymere (z. B. Pluronic (eingetragene Marke)), Alkylpolyglycolethersulfate, generell Alkylsulfate und
Fettsäureglycolester, und Zucker wie z. B. Fructose, Saccharose, Glucose, wasserlösliche Ceiiulose oder heißwasserlösliches Poly-alpha-D-glucan wie z. B. native oder chemisch modifizierte Stärken, aus diesen Stärken gewonnene Poly-alpha-D- glucane sowie stärkeanaloge Verbindungen.
Üblicherweise werden diese Zusatzstoffe dem Fällmittel zugesetzt. Die verwendete Menge hängt von dem jeweiligen Einzelfall sowie den erwünschten Partikeleigenschaften ab, wobei die Bestimmung der jeweils vorteilhaften Menge dem Fachmann geläufig ist.
Durch Zusatz von wasserlöslichen Cellulosederivaten zu dem Fällmittel lassen sich Mikropartikel mit besonders glatter Oberfläche erhalten, wobei die Tiefe der Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Mikropartikel im allgemeinen nicht mehr als 10 % des mittleren Durchmessers beträgt.
Beispiele von wasserlöslichen Cellulosederivaten sind Celluloseester und Celluloseether, deren Mischformen wie z.B. Hydroxypropylmethylcellulosen, Hydroxyethylcellulosen, Carboxymethylcellulosen, Celluloseacetate, Cellulosebutyrate, Cellulosepropionate, Celluloseacetobutyrate, Celluloseacetopropionate, Cellulosenitrate, Ethylcellulosen, Benzylcellulosen,
Methylcellulosen etc.
Es können auch Mischungen von verschiedenen wasserlöslichen Cellulosederivaten eingesetzt werden. Unter dem Begriff "wasserlösliche Cellulosederivate" werden für die vorliegende
Erfindung Verbindungen verstanden, die nach der Definition des Deutschen
Arzneimittelbuches (DAB = Deutsches Arzneimittelbuch, Wissenschaftliche
Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Govi-Verlag GmbH, Frankfurt, 9. Auflage, 1987) unter die Kategorie sehr leicht löslich bis schwer löslich fallen.
Die Konzentration des wasserlöslichen Cellulosederivats in dem Fällmittel ist nicht weiter kritisch. Die Obergrenze ergibt sich zwangsläufig aus der resultierenden Vikosität und damit der Verarbeitbarkeit der entstehenden Lösung.
Als vorteilhaft haben sich Konzentrationen von 2 g (Cellulosederivat)/l (Fällmittel) bis 150 g/l, vorzugsweise von 5 g/l bis 80 g/l und insbesondere 8 g/l bis 20 g/l, erwiesen. Der Anteil an besonders kleinen Partikeln mit einem mittleren Durchmesser von 1 nm bis 2 μm kann gesteigert werden, indem dem Fällmittel heißwasserlösliches Poly-alpha-D-glucan zugesetzt wird.
Es können hierfür dieselben Poly-alpha-D-glucanverbindungen eingesetzt werden wie sie auch im Zusammenhang mit dem linearen wasserunlöslichen Polyglucan genannt worden sind, soweit diese das Merkmal heißwasserlöslich erfüllen.
Bevorzugte Beispiele sind native oder chemisch modifizierte Stärken, aus diesen Stärken gewonnene Poly-alpha-D-glucane sowie stärkeanaloge Verbindungen.
Unter stärkeanalogen Verbindungen werden Verbindungen verstanden, die aus Poly-alpha-D-glucanen bestehen, aber nicht-pflanzlichen Ursprungs sind. Ein
Beispiel hierfür ist Glykogen oder Dextran.
Die heißwasserlöslichen Poly-alpha-D-glucane können als Mischung aus einem linearen und einem verzweigten Anteil eingesetzt werden, wie sie z.B. in Stärke vorliegt. In diesem Fall sollte der Anteil an linearem Poly-alpha-D-glucan mehr als 15 Gew.%, vorzugsweise 50 bis 99,5 Gew.%, insbesondere 60 bis 90 Gew.% und ganz besonders bevorzugt 65 bis 80 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge Poly-alpha- D-glucan im Fällmittel, betragen. Sie können aber auch aus verzweigten Strukturen bestehen, wie sie z.B. im
Amylopektin oder im Glykogen vorliegen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet "heißwasserlöslich", daß die Poly- alpha-D-glucane bei Raumtemperatur im wesentlich unlöslich sind, wobei vorzugsweise der gleiche Maßstab wie für den Begriff "wasserunlöslich" in Zusammenhang mit linearen Polysacchariden gilt.
Unter dem Begriff "Lösung" bzw. "Löslichkeit" werden insbesondere auch Suspensionen bzw. die Ausbildung von Suspensionen verstanden wie sie bei der
Lösung von Stärke auftreten.
Beispielsweise zeigen die erfindungsgemäß bevorzugten heißwasserlöslichen Stärken bei Raumtemperatur so gut wie keine Löslichkeit in Wasser, während die sogenannten kaltwasserlöslichen Stärken unter diesen Bedingungen leichter löslich sind.
Die heißwasserlöslichen Stärken sind insbesondere dadurch charakterisert, daß sie bei Erhitzen unter Eigendruck, z.B. in einem Autoklaven, auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis etwa 160 °C Lösungen bilden, wobei die jeweilige
Temperatur von der Art der Stärke abhängt.
Beispielsweise kann Kartoffelstärke bei ca. 100 °C bis zur völligen Auflösung gekocht werden, während Maisstärke eine Temperatur von ca. 125 °C erfordert.
Für das erfindungsgemäße Verfahren werden die heißwasserlöslichen Poly-alpha-D- glucane dem Fällmittel vorzugsweise in maximaler Konzentration zugesetzt, d.h. es wird eine gesättigte Lösung hergestellt. Weitere geeignete Bereiche sind von mehr als 0,001 Gew.% bis 10 Gew.%, bevorzugt von 0,01 bis 2 Gew.% und insbesondere von 0,05 Gew.% bis 0,5 Gew.%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Fällmittel.
Im Fall von thermoplastischen Polyglucanen können die Zusatzstoffe vorteilhafterweise als Weichmacher oder in Ergänzung der Weichmacher in die thermoplastische Mischung eingemischt werden, so daß eine trockene
Pulvermischung vorliegt, die dann zu den Mikropartikeln verarbeitet werden kann, wobei der Bildungsprozeß der Mikropartikel auch erst in der endgültigen Rezeptur unter Einmischung der thermoplastischen Polygiucane erfolgen kann.
Eine ausführliche Beschreibung der hier verwendeten Mikropartikel, ihrer Herstellung und der dafür einsetzbaren wasserunlöslichen linearen Polygiucane findet sich in den prioritätsälteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldungen der
Anmelderin mit Aktenzeichen 197 37481.6, 198 03 415.6, 198 16 070.4, 198 30 618.0, 198 27 978.7, 198 39 216.8, 198 39 214.1 und 198 39 212.5 auf die für die vorliegende Beschreibung bezug genommen wird.
Weiter zeichnen sich die erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel durch eine hohe Biokompatibilität aus. Für die Biokompatibilität der erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel ist insbesondere der naturidentische Charakter der für die Herstellung verwendeten wasserunlöslichen linearen Polygiucane sowie von deren Abbauprodukten von hoher Bedeutung.
Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich die Gewichtsprozentangaben für die Zusammensetzung der Mundpflegemittel auf das Gesamtgewicht des
Mund Pflegemittels.
Die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel können je nach Art und Anwendungsgebiet bis zu 90 Gew.-%, insbesondere bis zu 70 Gew.%, vorzugsweise 2 Gew.-% bis 50 Gew.-%, insbesondere 15 Gew.-% bis 45 Gew.-% und besonders bevorzugt 20 Gew.-% bis 25 Gew.-% Mikropartikel, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung enthalten.
Im folgenden wird die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Mundpflegemittel näher erläutert.
Der Rahmenaufbau einer Zahnpasta enthält im wesentlichen 15 - 60 Gew.-% Putzkörper, bis 40 Gew.-% Feuchthaltemittel, die das Austrocknen verhindern sollen, bis ca. 2 Gew.-% Bindemittel, welche die Viskosität und cremige Konsistenz des Stranges bedingen, bis ca. 0,2 Gew.-% Konservierungsmittel zur Verhütung der bakteriellen Zersetzung insbesondere von Binde- und Feuchthaltemitteln, bis ca. 2,0 Gew.-% Tenside, und weitere Zusatzstoffe, wie Süßungsmittel (bis ca. 0,1 Gew.-%) zur Geschmacksverbesserung, Aromatisierungsmittel (bis ca. 1 Gew.-%) und spezielle Wirkstoffe.
Zahnpulver unterscheiden sich von den Zahncremes vor allem dadurch, daß sie keine Feuchthaltemittel enthalten, dafür kann ihr Putzkörperanteil bis zu 90 Gew.-% betragen.
Beispiele für Putzkörper, die neben den erfindungsgemäßen Mikropartikeln eingesetzt werden können, sind Aluminiumhydroxid, Kalziumcarbonat, Kalzium- hydrogenphosphat-Dihydrat, Kalziumhydrogenphosphat, Kieselsäure, Natrium- Aluminium-Silicate mit beispielsweise Zeolithstruktur (Na-ι2 (AI02)ι2 (Si0 )ι x 27 H20), unlösliches Natriummetaphosphat (Na P03)n und Hydroxylapatit.
Beispiele für Feuchthaltemittel sind Polyole, wie Glycerol, Propylenglycol, Sorbitol und Xylitol.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform beträgt in dem erfindungsgemäßen Mundpflegemittel das Verhältnis Mikropartikel zu
Feuchhaltemittel - soweit Feuchthaltemittel zugesetzt werden - 4 : 1 bis 1 : 4, vorzugsweise 3 : 1 bis 1 : 3 und insbesondere 2 : 1 bis 1 : 2.
Beispiele für Bindemittel sind neben den erfindungsgemäßen Mikropartikeln Cellulosederivate, Carageen und Kieselsäuren.
Beispiele für Konservierungsmittel sind 4-Hydroxybenzoesäureester oder Natriumbenzoat.
Beispiele für Süßungsmittel sind Saccharin, Natrium- und Kalziumcyclamat, Sorbit und andere Süßstoffe, die nicht kariogen sind.
Beispiele für Aromatisierungsmittel sind Pfefferminzöl, Kraußminzeöl, Wintergrünöl, Myrrhe sowie insbesondere für Kinderzahnpasten Fruchtaromen. Spezielle Wirkstoffe können zum Beispiel Fluorverbindungen für die
Kariesprophylaxe sein, wie Natriumfluorphosphat, Alkalifluoride, Zinkfluorid und
Quarzammoniumfluoride. Weiter können Wirkstoffe zur Pflege des entzündeten
Zahnfleisches zugegeben werden, wie Azulen, Allantonin und Bisabolol, sowie Pflanzenextrakte (Kamille, Myrrhe etc.)
Zur Verminderung der Empfindlichkeit können Strontiumsalze, Kaliumnitrate und Citrate zugesetzt werden.
Soweit die Zahnpasta oder das Zahnpulver gegen farbige Belege und Flecken auf den Zähnen wirken soll, können sie einen besonders hohen Abrasivanteil enthalten.
Eine Weißung der Zahnpasta wird durch die erfindungsgemäßen Mikropartikel selbst oder bei Bedarf, wenn zum Beispiel die Mikropartikel nur in geringen Mengen zugesetzt werden, um beispielsweise als Träger für Wirkstoffe zu wirken, durch
Zusatz von Titandioxid bewirkt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Mundpflegemittel ein Mundwasser sein. Allgemein dienen Mundwässer weniger der Reinigung der Zähne und der Mundhöhle, sondern vielmehr der Erfrischung und
Maskierung von Mundgeruch. In erfindungsgemäßen Mundwässern dienen daher die Mikropartikel vorzugsweise als Trägermaterial für Zusätze wie Aromastoffe, Süßstoffe und spezielle pflegende Wirkstoffe.
Mundwässer enthalten im wesentlichen 20 : 1 bis etwa 2 : 1 einer Wasser-Ethyl-
Alkohol-Lösung und weitere Zusätze wie Aromen, Süßungsmittel, Feuchhaltemittel und Tenside, wie sie zum Beispiel vorstehend beschrieben worden sind. Beispiele für Tenside sind Natriumlaurylsulfat, Natriumlauroylsarcosinat, medizinische Salze, Palmkemfettsäuretaurid, Natriumlaurylsulfoacetat, Kokosfettsäuremonoglyceridsulfonat und Betaine.
Der Rahmenaufbau eines Mundwassers enthält üblicherweise von etwa 5 Gew.-% bis etwa 60 Gew.-% Ethylalkohol, bis etwa 20 Gew.-% eines Feuchthaltemittels, bis etwa 2,0 Gew.-% eines Dispergierhilfsmittels, bis etwa 0,5 Gew.-% Süßstoff, bis etwa 0,3 Gew.-% Aromastoff und der Rest Wasser.
Aufgrund der guten Dispergierbarkeit der erfindungsgemäß eingesetzten Mikropartikel eignen sich die erfindungsgemäßen Mundwässer besonders gut auch für die Anwendung als Mundspray in Druckgaspackungen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel Pastillen und Kaugummis für die Mundhygiene sein.
Pastillen dienen insbesondere der Vermittlung eines frischen Mundgeruchs. In diesem Fall können die Mikropartikel als Tablettenbindemittel eingesetzt werden und zudem als Trägermaterial für Zusätze, wie Aromen etc., wirken.
Kaugummi für die Mundpflege dienen insbesondere der schnellen Reinigung, soweit eine Reinigung mit der Zahnbürste nicht möglich ist, zum Beispiel unterwegs, und gleichzeitig zur Kaschierung von Mundgeruch. In diesem Fall können die Mikropartikel insbesondere als Putzmittel wirken und als Trägermaterial für Zusätze, wie Aromastoffe und weitere Zusätze, wie sie in derartigen Kaugummis üblich sind. Kaugummis enthalten üblicherweise Homo- und Copolymere, wie Polyethylether, Polyvinylisobutylether, Polyisobutylen, Poiyvinylacetate und andere.
Ein weiteres Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel ist die Gebiß- und Prothesenpflege. Mittel hierfür werden im folgenden als „Gebißreiniger" zusammengefaßt. Gebißreiniger sind üblicherweise Brausetabletten und Pulver zum Auflösen in Wasser. Sie enthalten üblicherweise Tenside, Komplexbildner,
Perverbindungen, Mittel zur Einstellung des Ph-Wertes, Kohlendioxidabspalter und weitere Zusätze, wie zum Beispiel Enzyme, die durch Eiweißspaltung die Reinigung fördern.
Bei der Anwendung in Gebißreiniger können die Mikropartikel insbesondere als
Träger von Wirkstoffen wirken, die diese allmählich freisetzen. Dies ist von besonderer Bedeutung für Langzeitreinigungsprodukte, in denen das Gebiß oder die Prothese mehrere Stunden, zum Beispiel über Nacht, verbleiben müssen. Es versteht sich, daß für die erfindungsgemäßen Mundpflegemittel auch weitere
Bestandteile und Formulierungen verwendet werden können, wie sie zahlreich in der
Literatur beschrieben sind. Beispielsweise wird in diesem Zusammenhang auf die
Monographie „Kosmetik, Entwicklung, Herstellung und Anwendung kosmetischer Mittel", herausgegeben von Wilfried Umbach, Seiten 181 bis 223, (1988) Georg
Thieme Verlag Stuttgart, New York, und „Kosmetische Mittel zur Zahn- und
Mundpflege" in Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis, 5. Auflage, Seiten
191 bis 197, verwiesen.
In diesen Literaturstellen sind weitere Beispiele für die vorstehend genannten Komponenten von Mundpflegemitteln sowie Rezepturbeispiele gegeben, wie sie prinzipielle auch für die vorliegende Erfindung angewendet werden können.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand einzelner Ausführungsbeispiele beschrieben, wobei diese Beispiele der Veranschaulichung der Erfindung dienen sollen und die vorliegende Erfindung nicht beschränken.
Beispiel 1
In-vitro-Produktion eines linearen wasserunlöslichen Poly-1 ,4-α-D-glucan in einem biokatalytischen Prozeß mit Amylosucrase.
In ein sterilisiertes (Dampfsterilisation) 25 I-Gefäß werden 15 I einer 20 %-igen Saccharose Lösung gegeben. 120 ml des Enzymextrakts, Amylosucrase enthaltend, wird in einer Portion zugegeben. Die Enzymaktivität beträgt in diesem Experiment 20 units (1 unit = 1 μmol Saccharose x min"1 x mg Enzym). Die Apparatur wird mit einem ebenfalls sterilisierten KPG-Rührer versehen. Das Gefäß wird verschlossen, bei 39° C aufbewahrt und gerührt. Bereits nach einer Zeit von wenigen Stunden bildet sich ein weißer Niederschlag. Die Reaktion wird nach einer Zeitdauer von 54 Stunden beendet. Der Niederschlag wird abfiltriert und zur Abtrennung niedermolekularer Zucker zweimal mit Wasser gewaschen. Der im Filter verbleibende Rückstand wird bei 38° C im Trockenschrank unter Anlegung eines
Vakuums mit Hilfe einer Membranpumpe (Firma Vacuubrand GmbH & Co., CVC 2) getrocknet. Die Masser beträgt 893 g (Ausbeute 59 %). (Molekulargewichte: Mw = 9.000 g/mol; Mn = 4.400 g/mol; Mw/Mw = 2,05; GPC, Lösungsmittel DMSO, Eichung mit Pullulanstandards).
Beispiel 2 Herstellung von Mikropartikeln aus Poly-1 ,4-α-D-glucan
200 g Poly-1 ,4-α-D-glucan werden in etwa 1 I Dimethylsulfoxid (DMSO, p. a. von Ridel-de-Haen) bei 50° C innerhalb schnell gelöst. Die Lösung wird in 8 I bidestilliertem Wasser unter Rühren durch einen Tropftrichter langsam hinzugegeben. Der Ansatz wird über Nacht 4° C gelagert. Die feine Suspension der
Partikel wird durch Dekantierung abgetrennt. Der Bodensatz wird aufgeschlämmt und zentrifugiert (Ultrazentrifuge RC5C: je 5 Minuten bei 5.000 Umdrehungen pro Minute). Der feste Rückstand wird insgesamt drei Mal mit bidestilliertem Wasser aufgeschlämmt und zentrifugiert. Die Feststoffe werden gesammelt und die noch feuchte Suspension von ca. 1000 ml gefriergetrocknet (Christ Delta 1-24 KD). Es werden 176 g weißer Feststoff isoliert (Ausbeute 88 %). Die Oberfläche der Partikel ist sphärischer Gestalt. Die Partikeldurchmesser liegen in der Mehrheit im Bereich von 2-3 μm. Die spezifische Oberfläche beträgt 3,75 m2/g (Methode: Sorptomatic 1990 (Fa. Fisons Instruments)).
Beispiel 3
500 mg Poly-1 ,4-α-D-glucan werden in 2,5 ml Dimethylsulfoxid (DMSO, p.a. von Riedel-de-Haen) bei ca. 70° C gelöst. Die DMSO-Lösung wird in 100 ml bidestilliertem Wasser unter Rühren eingetropft und die Lösung über Nacht bei 5° C aufbewahrt. Die feine milchige Suspension wird für 15 Minuten bei 3500 Umdrehungen pro Minute zentrifugiert und der Überstand abdekantiert. Der Bodensatz wird mit bidestilliertem Wasser aufgeschlämmt und erneut zentrifugiert. Der Vorgang wird noch zwei Mal wiederholt. Die Suspension wird im Anschluß gefriergetrocknet. Es werden 311 mg weißer Poly-1 ,4-α-D-glucanpartikel erhalten.
Dies entspricht einer Ausbeute von 62 % farbloser Mikropartikel.
Beispiel 4
Herstellung von Zahnpasten unter Verwendung der Mikropartikel nach Beispiel 2
Zwei Zahnpasten mit der Zusammensetzung gemäß der folgenden Tabelle wurden bewertet.
Beide Zahnpasten zeigten ausgezeichnete Putzergebnisse, veränderten auch nach längerer Öffnungszeit ihre Konsistenz nicht und wurden bei einer subjektiven Bewertung durch Testpersonen in bezug auf ihre sensorische Eigenschaften, z.B.
Anfühlen beim Zähneputzen, sehr positiv bewertet.
Komponente Gehalt (Gew.%)
Beispiel a Beispiel b
Carboxymethylcellulose 1.5 1 ,5
Glycerin 40,0 30,0
Titandioxid 2,0 2,0
Calciumcarbonat 5,0 7,5
Natriumdodecylsulfat 1 ,0 1 ,0
(SDS)
Mikropartikel 20,0 17,5
Rest Wasser

Claims

Patentansprüche
1. Mundpflegemittel, die als wesentlichen Bestandteil sphärische Mikropartikel enthalten, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.
2. Mundpflegemittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die sphärische Mikropartikel einen mittleren Durchmesser von 1 nm bis 100 μm haben.
3. Mundpflegemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe von Unregelmäßigkeiten auf der Partikeloberfläche maximal 20 % des mittleren Durchmessers der sphärischen Mikropartikel beträgt.
4. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel in dem Mundpflegemittel in einer Menge von bis zu 90 Gew. % enthalten sind, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mundpflegemittels.
5. Mund Pflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine wasserunlösliche Polyglucan Poly- 1 ,4-α-D-glucan und/oder Poly-1 ,3-ß-D-glucan, insbesondere Poly-1 ,4-α-D- glucan, ist.
6. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine wasserunlösliche lineare Polyglucan nach einer biotechnischen Methode erhalten worden ist.
7. Mundpfiegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine wasserunlösliche Polyglucan biokatalytisch erzeugt worden ist.
8. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an wasserunlöslichen linearen Polyglucan in den Mikropartikeln mindestens 70 % beträgt, bezogen auf den Gesamtgehalt an Polyglucan inkl. gegebenenfalls verzweigtem Polysaccharid und weiteren Polymeren.
9. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikropartikel zu 100 % aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen.
10. Mundpflegemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundpflegemittel ausgewählt ist unter Mundwässer,
Mundpulver, Mundpillen, Mundsprays, Gebiß-, Prothesen und Zahnpflegemittel und Plaquefärbetabletten.
11. Mundpflegemittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnpflegemittel ausgewählt ist unter Zahnpasten, Zahngelen,
Zahnreinigungspulver Kaugummis.
12. Verwendung von Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus mindestens einem wasserunlöslichen linearen Polyglucan bestehen, in Zahnpflegemitteln.
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