Способ получения средства профилактики кариеса зубов у детей

Изобретение относится к области медицины, а именно детской стоматологии, и может быть использовано для профилактики кариеса зубов у детей в возрасте от 3 до 15 лет.

На современном этапе развития профилактической стоматологии применяются соединения фтора и реминерализующие кальцийфосфатсодержащие средства.

Наиболее часто для консервативной терапии кариеса используются фторид натрия или калия, фторид олова, аминофторид, монофторфосфат, фторид циркония, фторид меди в составе ополаскивателей, лаков или гелей. Высокую эффективность при профилактике кариеса зубов и лечении начальных его проявлений демонстрируют гели на основе агар-агара и карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), содержащие 1-2% NaF [1, 2]. Важно, что на сегодняшний день использование препаратов фтора является одним из основных методов профилактики и лечения кариеса зубов, однако существуют ограничения, связанные с допустимой дозировкой элемента в возрастном аспекте. Так, для домашнего применения детям могут назначаться средства, содержащие не более 200-500 ppm ионов фтора. При этом до трех лет не рекомендуется использовать какие-либо фтористые пасты, гели или бальзамы.

Возрастных ограничений по назначению не имеют реминерализующие средства, в состав которых входят ионы кальция и фосфаты. В настоящее время они также широко используются. Установлено, что минерализующее действие этих добавок осуществляется либо при непосредственном контакте с эмалью зубов, либо через слюну. Данные препараты особенно результативны при назначении детям в период формирования твердых тканей зуба.

В ряде работ демонстрируется значительный кариесстатический эффект средств на основе нескольких активных реминерализующих компонентов. Предложены препараты, включающие в состав соединения кальция, фосфора, фтора, цинка и магния. Сообщается [3] о кариесстабилизирующем влиянии таких комплексов, как фторид + цитрат цинка + гидроксид алюминия, фторид + хлорид кальция + гидрофосфат натрия, фторид + лимонная кислота + цитрат цинка и др.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является способ получения состава, содержащего свободный кальций, фосфор и 1% фтора, для лечения начального кариеса зубов (патент №2280432). В прототипе для получения геля готовили 2%-ный водный раствор хлорида кальция, 1%-ный водный раствор дигидрофосфата калия и 1%-ный водный раствор фторида натрия, к каждому раствору добавляли горячий 4.5%-ный коллоидный раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ), растворы охлаждали, затем смешивали гели CaCl₂ + КМЦ и КН₂РО₄ + КМЦ, корректировали рН смеси до 6.90-7.15 при помощи насыщенного раствора КОН, после чего в полученную систему вводили гель NaF + КМЦ и контролировали конечную величину рН. В результате получают продукт, в котором кальций, фосфор и фтор содержатся в массовом соотношении 2:1:1 и при рН=7.05 массовая доля активного фтора составляет 4.75% от введенного количества фтора, активного кальция - 2.52% от введенного кальция.

К недостаткам данного технического решения можно отнести высокое исходное содержание фтора в геле (1% или 10000 ppm), что делает возможным его применение только на стоматологическом приеме под контролем врача, поскольку для домашнего самостоятельного использования разрешены средства, в состав которых входит не более 1500 ppm фтора для взрослых и 500 ppm фтора для детей. Также в геле фиксируются относительно низкие активные концентрации кальция и фтора из-за объединения ионов с образованием малорастворимого фторапатита (Ca₁₀(PO₄)₆F₂).

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке способа, позволяющего получать гелевое средство, содержащее кальций и допустимое для детских стоматологических препаратов количество фтора, при этом обеспечивающее наличие в своем составе активных (несвязанных форм) ионов, способных участвовать в процессах минерализации эмали зубов.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ получения гелевого средства для профилактики кариеса зубов у детей, включающий приготовление водных растворов солей кальция и фторида с добавкой гидроксида натрия, смешение их с горячим водным раствором натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и, после охлаждения, друг с другом, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов используют обезвоженный хлорид кальция, фторид натрия, на их основе получают водные растворы хлорида кальция и фторида натрия из того расчета, чтобы в готовом гелевом средстве содержание CaCl₂ составляло 1.40%, содержание NaF составляло 0.044%, или 0.077%, или 0.11%, при этом используют водный раствор NaF с добавкой NaOH, обеспечивающей рН=6.5±0.1 в готовом геле, каждый из растворов смешивают с горячим 4%-ным водным раствором КМЦ, охлаждают, объединяют, добавляя фторид к кальцию, хорошо перемешивают.

Хлорид кальция, фторид натрия и гидроксид натрия - хорошо растворимые соединения, образующие их ионы относятся к естественным компонентам ротовой жидкости человека. Натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы в заявленном изобретении используется в качестве гелеобразующего вещества. Она не ферментируется микрорганизмами, что обеспечивает длительный срок хранения препарата и исключает необходимость дополнительного введения в его состав консервантов. Количество КМЦ подобрано опытным путем и обеспечивает оптимальную консистенцию геля.

Заявленная концентрация хлорида кальция в гелевом средстве обеспечивает избыток ионов Са²⁺, по сравнению с их содержанием в слюне, для активизации процессов минерализации эмали зубов. Содержание фтора в гелевом средстве (0.044% NaF, или 0.02% F^-, или 200 ppm F^-; 0.077% NaF, или 0.035% F^-, или 350 ppm F^-; 0.11% NaF, или 0.05% F^-, или 500 ppm F^-) соответствует количеству фторидов в профилактических средствах, разрешенных для использования в детском возрасте (200-500 ppm).

Введение гидроксида натрия в исходный раствор фторида натрия, концентрация которого рассчитана для достижения содержания NaF в готовом гелевом средстве 0.044% или 0.077% или 0.11%, позволяет избежать процедуры корректировки рН итогового геля, содержащего CaCl₂, NaF и КМЦ.

Величина рН=6.5±0.1 выбрана на основании данных [3], согласно которым фторид-ионы более активно встраиваются в структуру эмали зубов при слабо кислой реакции среды.

Растворы солей CaCl₂ и NaF смешивают с горячим раствором КМЦ для получения гомогенных смесей CaCl₂ + КМЦ и NaF + КМЦ и предотвращения расслаивания частей системы. Объединение гелей CaCl₂ + КМЦ и NaF + КМЦ проводят охлажденными, добавляя фторид к кальцию, для снижения степени взаимодействия ионов Са²⁺ и F^- и их дезактивации за счет образования малорастворимого CaF₂.

Существенные отличительные признаки заявляемого технического решения заключаются в том, что:

- в качестве исходных компонентов используют обезвоженный хлорид кальция, фторид натрия, на их основе получают водные растворы хлорида кальция и фторида натрия из того расчета, чтобы в готовом гелевом средстве содержание CaCl₂ составляло 1.40%, содержание NaF составляло 0.044%, или 0.077%, или 0.11%;

- используют водный раствор NaF с добавкой NaOH, обеспечивающей рН=6.5±0.1 в готовом геле;

- каждый из растворов смешивают с горячим 4%-ным раствором КМЦ, охлаждают, объединяют, добавляя фторид к кальцию.

Благодаря совокупности отличительных признаков заявляемым способом получают слабокислые гели, содержащие активные ионы кальция и фтора в количестве не менее 3% и 0.5% (массовая доля активной (несвязанной) формы от исходно введенного количества элемента), которые могут быть использованы в качестве кариеспрофилактических средств для домашнего применения при чистке зубов детьми в возрасте от 3 до 15 лет (в зависимости от дозировки фтора в геля).

Заявляемый способ подтверждается следующими примерами.

Пример 1. Для получения 100 мл геля готовят по 25 мл водных растворов хлорида кальция и фторида натрия из того расчета, чтобы массовые доли CaCl₂ и NaF в готовом средстве составляли 1.40% и 0.044%, соответственно. Каждый раствор объединяют с 25 мл горячего 4-ного водного раствора КМЦ. Смеси охлаждают до комнатной температуры и объединяют, добавляя фторид к кальцию. Продукт хорошо перемешивают и оставляют при комнатной температуре для установления равновесия в гелевой среде. Полученный гель имеет рН=6.5±0.1 и содержит активные ионы кальция и фтора в количестве не менее 5% и 1% (массовая доля активной (несвязанной) формы от исходно введенного количества элемента), соответственно.

Пример 2. Для получения 100 мл геля готовят по 25 мл водных растворов хлорида кальция и фторида натрия из того расчета, чтобы массовые доли CaCl₂ и NaF в готовом средстве составляли 1.40% и 0.077%, соответственно. В раствор NaF вводят 75 мкмоль NaOH для корректировки рН будущего геля. Каждый раствор объединяют с 25 мл горячего 4%-ного водного раствора КМЦ. Смеси охлаждают до комнатной температуры и объединяют, добавляя фторид к кальцию. Продукт хорошо перемешивают и оставляют при комнатной температуре для установления равновесия в гелевой среде. Полученный гель имеет рН=6.5±0.1 и содержит активные ионы кальция и фтора в количестве не менее 4.5% и 0.65%, соответственно.

Пример 3. Для получения 100 мл геля готовят по 25 мл водных растворов хлорида кальция и фторида натрия из того расчета, чтобы массовые доли CaCl₂ и NaF в готовом средстве составляли 1.40% и 0.11%, соответственно. В раствор NaF вводят 110 мкмоль NaOH для корректировки рН будущего геля. Каждый раствор объединяют с 25 мл горячего 4-ного водного раствора КМЦ. Смеси охлаждают до комнатной температуры и объединяют, добавляя фторид к кальцию. Продукт хорошо перемешивают и оставляют при комнатной температуре для установления равновесия в гелевой среде. Полученный гель имеет рН=6.5±0.1 и содержит активные ионы кальция и фтора в количестве не менее 3% и 0.5%, соответственно.

Предлагаемый способ получения средства профилактики кариеса зубов у детей основан на формировании геля, содержащего ионы Са²⁺ и F^-, которые способны участвовать в процессах минерализации эмали. В заявляемом решении удается достичь близких к прототипу значений долей активных форм ионов кальция и фторидов при меньших исходных концентрациях хлорида кальция и фторида натрия, вводимых в гель. Это обеспечивается исключением из состава препарата источника фосфат-ионов, которые в значительной степени дезактивируют Са²⁺ и F^- за счет образования в геле малорастворимого соединения фторапатита (ПР = 10^-120) по реакции: 10 Са²⁺ + 6 PO₄^3- + 2 F^- → Ca₁₀(PO₄)₆F₂. Высокие содержания фосфат-ионов в пелликуле зуба позволяют не вводить ионы РО₄^3- в состав профилактических средств без ожидаемой потери их эффективности. Так, в заявляемом средстве при объединении кальций- и фторсодержащих гелей возможна реакция Са²⁺ + 2 F^- → CaF₂, при которой ввиду малого ПР (4⋅10^-11) связывается меньшая доля ионов Са²⁺ и F^- и, соответственно, большее их количество сохраняется в активном состоянии и может участвовать в процессах минерализации эмали зубов.

Литература

1. Сунцов, В.Г. Применение лечебно-профилактических гелей в стоматологической практике: руководство для студентов и врачей / ред. В.Г. Сунцов // Омск, 2004. - 164 с.

2. Сунцов. В.Г. Стоматологическая профилактика у детей / В.Г. Сунцов, В.А. Дистель, В.К. Леонтьев // Омск, 2009. - 420 с.

3. Хоменко, Л.А. Современные средства экзогенной профилактики заболеваний полости рта / Л.А. Хоменко, Н.В. Биденко, Е.И. Остапко, В.И. Шматко // Практическое руководство. - К.: Книга плюс, 2001. - 208 с.