ЭЛЕКТРОЛИЗОВАННАЯ ВОДА "TRIM" И СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ИЛИ ЛЕЧЕНИЯ РАЗРУШЕНИЯ ЗУБОВ Российский патент 2006 года по МПК A61K8/19 A61Q11/00 

Область изобретения

Данное изобретение предлагает композицию воды Trim, которая минимизирует кислотообразование, происходящее в полости рта, для лечения кариеса зубов. Вода Trim может быть представлена в форме составов для полоскания рта или для питья для лечения кариеса зубов.

Уровень техники

Зубной кариес (разрушение зубов) является одним из наиболее распространенных заболеваний рта. Зубной кариес часто возникает в виде белой меловой области на зубной эмали. Это происходит на зубе там, где существует микробный зубной налет. Ферментируемые углеводы, такие как сахара, в продуктах питания метаболизируются бактериями зубного налета до кислот, таких как молочная кислота, вызывая изменение рН на поверхности зуба. Если рН является достаточно кислым и не нейтрализован, зуб, который состоит главным образом из кристаллов фосфата кальция, таких как гидроксиапатит, будет растворяться или декальцифицироваться, образуя кариозное поражение. Эта область зуба затем размягчается до последующего разрушения структуры зуба с образованием полости. Если зуб не лечить на ранней стадии, это может распространиться до пульпы, и потребуется обширное лечение для того, чтобы спасти зуб.

Питание с высокой концентрацией сахара увеличивает риск разрушения зубов. После разового введения сахара будет иметь место некоторая декальцификация поверхности, но вред будет предотвращен (рекальцификация), если кислоту нейтрализовать за короткий период времени после введения сахара (в пределах 40-60 минут). Такая нейтрализация, или буферирование, осуществляется естественным путем продуцирующими аммиак бактериями зубного налета. Если сахар вводят часто, особенно у детей, которые часто едят сладости в течение дня, нейтрализация рН зубного налета и рекальцификация не происходят. Результатом будет образование полости в зубе, если последний процесс продолжается в течение нескольких месяцев. Частое введение сахара приводит также к сдвигу микробного состава зубного налета в сторону состава, который является более ацидогенным и закисленным. Величину рН при 5,5 или ниже обычно рассматривают как критическую для декальцификации.

Ограничение потребления сахара с пищей может понизить шанс возникновения зубного кариеса. Это, однако, весьма затруднительно для большинства детей, которые очень хотят сладкого. Другим подходом может быть улучшение нейтрализации зубного налета после вводов сахара. Это было проверено экспериментально на пациентах, жевавших не содержавшую сахара жевательную резинку после сладких закусок, что теоретически стимулирует слюноотделение и, тем самым, увеличивает концентрации бикарбоната слюны, основного буфера в слюне. Увеличенное слюноотделение и жевательное действие помогает также снизить концентрацию сахара во рту. Сообщалось о снижении зубного кариеса при использовании такой методики (Scheinin, Acta Odont Scan 33:267, 1975). Однако жевание резинки после приема сахара временами может быть неподходящим, и может потребоваться жевать резинку некоторое время для того, чтобы увеличить слюноотделение.

Краткое описание изобретения

Данное изобретение предлагает композицию воды Trim для предотвращения или лечения зубного кариеса путем предотвращения образования во рту подкисляющего раствора. Воду Trim (щелочную) используют как полоскание после приема сладостей, которое нейтрализует кислоты зубного налета и улучшает рекальцификацию зубов. Как таковое, полоскание водой Trim по существу предотвращает возникновение на зубах зубного кариеса. Вода Trim может быть представлена в различных формах, таких как полоскание для рта и напиток для питья.

Вода Trim может быть введена в кариостатическую композицию, которую вводят в области зуба. Вода Trim может быть кислой или щелочной. Время ввода в области зуба может быть в течение примерно одной минуты. Например, жидкостью для полоскания полости рта можно полоскать в течение примерно 1 минуты. Предпочтительно полоскание для рта или напиток по изобретению приводит к поддержанию рН выше 5,5 в области зубов.

Эти и другие цели изобретения будут более понятными из следующего описания изобретения, ссылок на прилагаемые чертежи и приложенной формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение должно стать более понятным из приведенного ниже подробного описания и прилагаемых чертежей, которые приведены только для иллюстрации и, таким образом, не являются ограничивающими настоящее изобретение.

Фиг.1 показывает рН Streptococcus mutans в простой воде или в воде Trim, содержащей 5% сахарозы.

Фиг.2 показывает рН после полоскания зуба 26 водой в течение одной минуты.

Фиг.3 показывает рН после полоскания зуба 26 водой Trim в течение одной минуты.

Фиг.4 показывает рН после полоскания зуба 27 водой в течение одной минуты.

Фиг.5 показывает рН после полоскания зуба 27 водой Trim в течение одной минуты.

Фиг.6 показывает рН после полоскания зуба 28 водой в течение одной минуты.

Фиг.7 показывает рН после полоскания зуба 28 водой Trim в течение одной минуты.

Фиг.8 показывает рН после полоскания зуба 29 водой в течение одной минуты.

Фиг.9 показывает рН после полоскания зуба 29 водой Trim в течение одной минуты.

Фиг.10 показывает рН зуба 26 в воде Trim, содержащей 5% сахарозы.

Фиг.11 показывает рН зуба 27 в воде Trim, содержащей 5% сахарозы.

Фиг.12 показывает рН зуба 28 в воде Trim, содержащей 5% сахарозы.

Фиг.13 показывает рН зуба 29 в воде Trim, содержащей 5% сахарозы.

Фиг.14А-14L показывают последовательную рентгенографию зубов, подвергнутых воздействию Streptococcus mutans и Lactobacillus casei.

Подробное описание изобретения

Как описано в данной заявке, термины «Trim» и «вода Trim» используют взаимозаменяемо. Кроме того, вода Trim описана в патенте США 5938915, который включен в описание ссылкой во всей его полноте в части описания того, как получают воду Trim в ее кислой или щелочной форме.

Один способ, по которому может быть приготовлена вода Trim, включает стадии обеспечения аппарата для электролитической обработки воды, включающего катодную камеру с катодом и анодную камеру с анодом, в котором камеры разделены диафрагмой, и далее ввода сырой воды в катодную камеру и анодную камеру, воздействия тока в интервале от примерно 0,16 мА/см² до примерно 3,2 мА/см² на каждую пару электродов и диафрагму между катодом и анодом в течение времени от примерно 0,5 секунд до примерно 5 секунд для электролиза сырой воды, и затем извлечения электролизованной воды из катодной камеры с получением тем самым воды Trim.

В некоторых случаях ток может быть в интервале от примерно 0,224 мА/см² до примерно 1,6 мА/см². В другом осуществлении извлеченную электролизованную воду можно кипятить или дополнительно отфильтровать. Вода Trim включает кипяченую и фильтрованную воду, если только через воду был пропущен ток, как обсуждено выше.

В другом осуществлении извлеченную электролизованную воду можно вскипятить или дополнительно отфильтровать. Вода Trim включает кипяченую и фильтрованную воду, если только через воду был пропущен ток, как обсуждено выше. Таким образом, было найдено, что вода Trim богата электронами.

Ниже описаны эксперименты по оценке буферного потенциала воды Trim и три эксперимента с использованием кариесогенного зубного налета in vitro. Эксперименты были предназначены для исследования антикариогенного потенциала Trim в качестве: 1) полоскания после приема сахара, 2) основы для сладких напитков, и 3) кариостатического агента для активных кариозных повреждений.

Поскольку при полоскании in vivo вода Trim подвергается воздействию человеческой слюны, которая содержит бикарбонатную буферную систему, рН воды Trim измеряли после полоскания рта в течение различных периодов времени (таблица 1). 3-минутное полоскание либо кислой, либо щелочной водой Trim показало забуферивание слюны с изменением рН от 11,2 (щелочной) или 2,94 (кислый) до величины между 6 и 7. При более коротких временах полоскания вплоть до одной минуты щелочная Trim остается при рН выше 9, даже когда присутствует сахароза.

Используя эксперименты на модели кариеса, можно видеть следующие преимущества способа по изобретению:

1. Одноминутное полоскание щелочной водой Trim вызывает быстрое забуферивание подвергнутых действию сахарозы экспериментальных кариогенных зубных налетов. Величина рН остается выше 5,5, обычно принимаемой за ту величину рН, при которой начинается декальцификация зубной эмали, в течение по меньшей мере 25 минут. Обычно большинство сахарсодержащих сладостей или напитков вымывается изо рта за 25 минут. Полоскание водой не обеспечивало надлежащего антикислотного эффекта (фиг.2-9).

2. По сравнению с содержащей сахарозу водой Trim плюс сахароза поддерживает рН выше 5,5 в течение по меньшей мере 25 минут. Когда Trim плюс сахарозу смывали с зубного налета 1-минутным полосканием водой, рН продолжал оставаться выше 5,5 в течение дополнительных 25 минут. Вода плюс сахароза не могли поддерживать рН зубного налета в защитном интервале.

3. Полоскание Trim не сильно изменяло рН внутри активных экспериментальных кариозных поражений, которые оставались практически постоянно при рН около 4.

Таким образом, частое воздействие на полость рта Trim в форме напитка или полоскания для рта может иметь предотвращающий кариес эффект, в особенности, если применять ее непосредственно после приема сахара.

Поэтому использование Trim в качестве основы для сладких напитков кажется предпочтительным, чем использование в качестве основы воды. Однако поскольку могут иметь место некоторые остаточные кариогенные эффекты сахара после того, как Trim вымыт изо рта или забуферен слюной, рекомендуется его использование в не содержащих сахар напитках. Это должно сделать их некариогенными и может также вызвать антикариесный эффект, поскольку щелочной рН улучшает рекальцификацию зубов.

В дополнение, применение Trim для остановки активных кариесных повреждений или предотвращения ацидогенеза внутри повреждений не кажется приемлемым.

Следующие примеры предложены для иллюстрации настоящего изобретения, а не для его ограничения.

Примеры

Пример 1. Влияние воды Trim на Streptococcus mutans, подвергнутый воздействию сахарозы

Цель данного эксперимента - определить, может ли Trim понижать ацидогенность S. mutans.

В качестве контроля промытые клетки Streptococcus mutans (GEM), основного патогена кариеса зубов человека, инкубировали в воде, содержащей 5% сахарозы, в течение 35 минут. Изменения величины рН контролировали рН-метром. Такое же количество клеток инкубировали в Trim воде, содержащей 5% сахарозы, в течение 35 минут и контролировали рН.

Вода, содержащая 5% сахарозы, показала понижение рН от 5,02 до 4,06 в течение 35 минут воздействия на S. mutans. При использовании воды Trim, содержащей 5% сахарозы, рН понизился с 10,4 до 9,15. Последний интервал рН полностью находился в интервале безопасных значений для целостности зубов. (Декальцификация обычно происходит при рН ниже 5,5).

Пример 2. Полоскание рта in vivo Trim или Trim плюс сахароза

Целью данного эксперимента являлось: 1) исследовать влияние на рН орального воздействия Trim с сахарозой и без нее, и 2) определить, может ли Trim оказывать буферное воздействие на ацидогенез бактерий слюны в течение продолжительного периода времени.

Trim, содержащий 10% сахарозы, использовали для полоскания in vivo в течение 3 минут и затем сплевывали в контейнер, который инкубировали при 37°С в течение 110 минут. За величиной рН следили с помощью рН-метра. Подобным образом исследовали контрольный раствор с водой, содержащей 10% сахарозы.

Trim использовали для полоскания in vivo в течение 5, 10, 15 и 30 секунд. После каждого полоскания его сплевывали в контейнер и измеряли рН. Такой же эксперимент повторяли с водой.

Trim, содержащий 10% сахарозы, использовали для полоскания in vivo в течение 5, 15, 30 и 60 секунд. После каждого полоскания его сплевывали в контейнер и измеряли рН. Такой же эксперимент повторяли с водой.

Трехминутное полоскание Trim, содержащим 10% сахарозы, in vivo вызвало падение рН от 10,33 (первоначальный рН Trim плюс сахароза) до 6,25. После инкубации сплюнутого полоскания, содержащего слюну, в течение 110 мин при 37°С рН понизился до 5,59.

Такой же эксперимент с водой плюс 10% сахарозы привел к изменению рН от 5,61 до 6,45 после трехминутного полоскания in vivo. Во время 110-минутной инкубации сплюнутого полоскания рН упал от 6,45 до 5,95.

Такой же эксперимент, повторенный с кислым Trim, изменил рН от 2,94 до 5,45 после 3-минутного полоскания и до 5,53 после 110-минутной инкубации сплюнутого полоскания для рта.

Эти данные показывают сильный буферный потенциал слюны, когда Trim держали во рту в течение 3 минут. Если применяли более короткие полоскания Trim (до 1 минуты), значение рН оставалось высоким (таблица 1).

Таблица 1
Полоскания in vivo 20 мл Trim или водными растворамиВремя полосканиярН
Trim+10% сахарозырН
воды+10% сахарозырН
кислого Trim+10% сахарозырН TrimрН водыПервоначально10,337,382,9411,206,965 сек9,546,62 10,346,8710 сек   10,246,7815 сек(6,98)6,36 9,816,7030 сек9,046,19 9,276,6360 сек7,336,06   3 мин6,516,255,45  После полоскания     5 мин6,456,215,45  10 мин6,536,305,46  15 мин6,496,275,48  20 мин6,556,315,49  35 мин6,486,255,51  50 мин 6,366,195,52  110 мин5,955,595,53  

Пример 3. Модель in vitro зубного кариеса

Согласно Dentinal Caries Model System (Minah, Pediat. Dent 20:345, 1998) коронки экстрагированных неповрежденных первичных зубов монтировали в акриловые основания, сформованные так, чтобы они входили в держатель цифрового рентгенографического аппарата, что позволяло точно позиционировать их для последующих экспозиций. После того, как эмаль покрывали слоем отверждаемой на холоде акриловой смолы, обнажали дентин круговыми отверстиями диаметром 1,0 мм, проделанными вращающимся зубным буром #330. Зубные кариесоподобные повреждения вызывали путем воздействия в течение 6 недель Streptococcus mutans GEM, биотипом I клинического изолята (S.m.), и Lactobacillus casei (ATCC 11578) (L.c.) согласно следующему протоколу: вмонтированные зубы помещали в бульон Brain Heart Infusion broth (BHI; Difco, Detroit, MI), содержащий 5,0% мас./об. сахарозы, который был инокулирован S.m. Среду меняли ежедневно и проводили инкубирование при 37°C в течение 7 суток на воздухе, содержащем 10% CO₂. На 8-е сутки вмонтированные зубы помещали в бульон MRS broth (Difco), содержащий 5,0% сахарозы, который был инокулирован L.c. Эту среду заменяли ежедневно раствором 0,85% NaCl (обычный физиологический раствор) и 5,0% мас./об. сахарозы. Инкубация протекала в течение дополнительных 97 суток. Развитие возрастающего кариеса оценивали с помощью последующей рентгенографии. Проводили культивирование микробов повреждений точечным методом.

Зубы инкубировали с чистыми культурами кариогенных бактерий в течение 105 суток. Кариесоподобные поражения дентина появились на зубах и прогрессировали во времени (фиг.14A-14L).

Пример 4. Влияние одноминутного полоскания Trim или водой на ацидогенез экспериментального зубного налета (косвенные измерения рН зубного налета). См. фиг.2-9.

Целью данного эксперимента является моделирование влияния на ацидогенез зубного налета после 1-минутного полоскания Trim.

Смонтированные зубы, содержащие кариогенные бляшки, удаляли из инкубационной среды и промывали в 0,85% солевом растворе (обычный физиологический раствор) для того, чтобы удалить субстраты и дать возможность прекратиться гликолизу. Затем смонтированные зубы помещали в 2 мл воды с 5% сахарозы на 25 минут при 37°С. Такая процедура моделирует типичное пищевое воздействие на кариогенный субстрат. В течение этого времени рН воды измеряли рН-метром (Orion 420A, Fisher Scientific) с комбинированным микроэлектродом Ross'a (Orion, Fisher). Затем зубы погружали на 1 минуту или в Trim (испытуемый раствор), или в воду (контрольный раствор), после чего их помещали в 2 мл воды и контролировали рН в течение дополнительных 25 минут.

У зубов, подвергнутых экспозиции 5% сахарозы в воде в течение 25 минут, рН зубного налета понижался от примерно 6,5 до 4,00. После 1-минутного полоскания водой рН возвращался к величине примерно 5,00 и падал до 4,00 после дополнительных 25 минут инкубации.

После 1-минутного полоскания Trim рН возрастал до примерно 7,5 и затем падал до примерно 5,5 после дополнительных 25 минут инкубации.

Кажется, что Trim оказывает защитный эффект на кариогенный зубной налет после 1-минутного полоскания, поскольку кислотность немедленно повышается до безопасного уровня и остается выше критического рН 5,5 в течение вплоть до 25 минут.

Пример 5. Влияние Trim или воды, содержащей 5% сахарозы, на ацидогенез экспериментального кариогенного зубного налета (косвенные измерения рН налета). См. фиг.10-13.

Целью данного эксперимента являлось исследование ацидогенеза зубного налета во время воздействия Trim, содержащей кариостатический субстрат.

Повторяли стадии, описанные выше в примере 2, за исключением того, что во время первой инкубации вместо Trim, содержащей 5% сахарозы, использовали 5% сахарозы в воде. Затем все зубы полоскали водой в течение 1 минуты и следили за рН в течение дополнительных 25 минут.

Когда Trim, содержащий 5% сахарозы, инкубировали с кариогенными зубными налетами в течение 25 минут, рН понижался от примерно 10,0 до 6,2. После 1-минутного полоскания водой рН продолжал падать до приблизительно 5,0 при инкубировании в воде в течение дополнительных 25 минут.

Эти результаты показывают, что если, например, Trim является основой сладкого питья, рН зубного налета не будет понижаться до кариогенного уровня, когда питье с Trim присутствует во рту. Однако ацидогенез зубного налета будет продолжаться после того, как полость рта будет промыта водой или, может быть, глотанием.

Пример 6. Влияние одноминутного полоскания Trim или водой на ацидогенез экспериментального зубного налета (прямые измерения рН налета)

Целью данного эксперимента являлось моделирование влияния на ацидогенез налета после одноминутного полоскания Trim.

Следовали стадиям, описанным выше в примере 2, за исключением того, что рН зубного налета измеряли непосредственно микроэлектродом (Wpi Inc. касательный микроэлектрод MEPH-3, Londonderry, NH).

В данном эксперименте рН измеряли непосредственно в экспериментальных поражениях. Во время 25-минутной инкубации с 5% сахарозы рН лишь слабо снижался с приблизительно 4,2 до 4,0. После 1-минутного полоскания Trim рН возрастал до примерно 7,0 в 3 из 4 зубов и снижался до примерно 4,5 во время второй 25-минутной инкубации. Когда зубные налеты полоскали контрольным раствором, водой и затем инкубировали в течение дополнительных 25 минут, рН оставался на уровне примерно 4,0. Данный эксперимент показывает, что буферная способность Trim не будет очень эффективной в глубоких кариесных повреждениях. Результаты сведены в таблицу 2.

Таблица 2
Влияние одноминутного полоскания Trim или водой на ацидогенез искусственных кариесных пораженийИнкубации26272829Инкубации26272829Первоначальное рН3,913,854,044,10Первоначальное рН3,913,573,753,42Контроль    Тест    Вода +5% сахарозы    Вода+5% сахарозы    0 мин4,043,974,054,320 мин4,104,414,294,2012 мин4,024,034,104,1212 мин4,034,054,204,2825 мин4,034,034,144,1025 мин3,934,104,173,971 мин полоскание водой    1 мин полоскание Trim    Вода    Вода    0 мин3,923,884,234,130 мин6,754,727,257,1912 мин3,943,984,194,1512 мин4,834,584,535,2725 мин4,063,994,114,0325 мин4,654,264,344,72

Все цитированные здесь источники включены ссылкой во всей их полноте.

Специалисту в данной области будут понятны или он будет способен выявить, используя не более чем обычное экспериментирование, многие эквиваленты конкретных осуществлений подробно описанного здесь изобретения. Имеется в виду, что такие эквиваленты охватываются объемом следующей формулы изобретения.

Изобретение относится к области стоматологии и касается применения электролизованной воды «Trim» для профилактики и лечения кариеса зубов. Электролизованную воду «Trim» получают воздействием тока в интервале от 0,16 до 3,2 мА/см². Применяется она в виде напитка, полоскания полости рта или кариостатического агента и может быть кислой или щелочной. Способ предотвращения или лечения разрушения зубов включает стадию доставки эффективного количества электролизованной воды во время или после принятия пищи, где рН в области полости рта увеличивается до 5,5 или выше в течение по крайней мере 25 минут. Применение воды «Trim» и способ нейтрализует кислоты зубного налета и улучшает рекальцификацию зубов и предотвращает возникновение на зубах кариеса. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл., 14 ил.

1. Применение электролизованной воды «Trim», полученной воздействием тока в интервале 0,16-3,2 мА/см² для предотвращения или лечения зубного кариеса.2. Применение по п.1, где электролизованная вода может быть в виде напитка, полоскания для полости рта или кариостатического агента.3. Применение по п.1, где электролизованная вода является кислой.4. Применение по п.1, где электролизованная вода является щелочной.5. Способ предотвращения или лечения разрушения зубов, включающий стадию доставки эффективного количества электролизованной воды, полученной воздействием тока в интервале 0,16-3,2 мА/см², к зубам во время или после принятия пищи, где рН в области полости рта увеличивается до 5,5 или выше в течение по крайней мере 25 мин.6. Способ по п.5, в котором электролизованная вода доставляется в течение примерно 1 мин.7. Способ по п.5, в котором стадия доставки эффективного количества электролизованной воды включает полоскание рта электролизованной водой или питье электролизованной воды.8. Способ по п.5, в котором электролизованная вода является кислой.9. Способ по п.5, в котором электролизованная вода является щелочной.