不同型號(hào)二氧化硅和微晶纖維素Ra值的對(duì)比應(yīng)用研究

左祖輝 李 陽

(克勞麗化妝品股份有限公司,江蘇 蘇州 215500)

引言

由于二氧化硅良好的化學(xué)惰性和熱力學(xué)穩(wěn)定性,其作為磨擦劑在牙膏中使用已有較長(zhǎng)的歷史,目前市面上絕大多數(shù)牙膏中使用的磨擦劑均為二氧化硅,而二氧化硅的型號(hào)種類繁多,其粒徑分布和形態(tài)對(duì)磨擦性能都有較大影響。微晶纖維素由于其植物來源,具有較好的生物安全性,近年來也有對(duì)于其在藥物、食品、橡膠等領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用研究,而對(duì)其作為磨擦劑應(yīng)用研究報(bào)道比較少見。研究表明磨擦劑的磨擦性能過低,則對(duì)牙漬、牙結(jié)石、牙菌斑等清潔效果不佳;若磨擦性能過高,則對(duì)牙釉質(zhì)會(huì)造成一定程度的磨損[1]。因此在產(chǎn)品開發(fā)配方設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮磨料的磨擦性能,選擇合適的磨擦劑。

人天然牙表面的牙釉質(zhì)具有較高的硬度,正常刷牙或咀嚼過程中釉質(zhì)對(duì)磨耗有著較大的抵抗力,但隨著年齡的增長(zhǎng),刷牙或咀嚼不當(dāng),磨擦作用會(huì)使牙釉質(zhì)不斷磨耗而暴露出牙本質(zhì),從而容易導(dǎo)致牙齒敏感。人體乳牙一般在出生后6個(gè)月左右開始生長(zhǎng),至2歲半左右長(zhǎng)齊,在6歲左右開始脫落,恒牙開始萌出,研究表明不同階段乳恒牙的硬度值不同,恒牙釉質(zhì)硬度最大,乳牙釉質(zhì)次之,牙本質(zhì)硬度最低[2]。乳恒牙對(duì)磨耗的抵抗能力不同,因此開發(fā)不同年齡階段的牙膏應(yīng)考慮磨擦劑其磨擦性能對(duì)牙齒磨損的影響。

本研究旨在了解不同型號(hào)間二氧化硅以及微晶纖維素的磨擦性能,對(duì)不同牙膏產(chǎn)品開發(fā)時(shí)磨料的選擇和應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料與儀器

原料:山梨(糖)醇,山東天力藥業(yè)有限公司;

黃原膠,鄂爾多斯市中軒生化股份有限公司;

Zeodent 165,青島贏創(chuàng)二氧化硅材料有限公司;

Zeodent 113, 青島贏創(chuàng)二氧化硅材料有限公司;

Zeodent103 , 青島贏創(chuàng)二氧化硅材料有限公司;

Zeodent 115,青島贏創(chuàng)二氧化硅材料有限公司;

Spherilex 148,Evonik Silica Finland Oy Telakkatie 5|49460 Hamina|Finland

SORBOSIL AC43, PQ silicas UK Limited;

二氧化硅MII, 江蘇名帆生物科技有限公司;

微晶纖維素,JRS PHARMA GMBH +CO.KG;

設(shè)備和材料:①M(fèi)E3002E電子天平(精確至0.0001 g),梅特勒-托利多儀器有限公司。

②L8-Ⅱ型刷磨儀,上海美加凈日化有限公司。

③PS10 型表面粗糙度儀,德國Mahr 公司。

④聚甲基丙烯酸甲酶( PMMA 磨塊) ,上海精見新材料有限公司。

⑤MP43 型牙刷,上海美加凈日化有限公司。

1.2 牙膏試驗(yàn)配方

按表1牙膏配方進(jìn)行牙膏制備。

表1 牙膏配方

1.3 測(cè)試原理

利用具有刷磨載荷全程可控功能的刷磨儀作為刷磨儀器,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為代替牙齒的試驗(yàn)材料進(jìn)行體外試驗(yàn),在一定的刷磨速度、刷磨載荷的條件下對(duì)牙膏試樣進(jìn)行刷磨測(cè)試。刷磨測(cè)試后用表面粗糙度儀測(cè)定PMMA磨塊的磨擦值,以刷磨試驗(yàn)后8塊PMMA磨塊上Ra值的平均值評(píng)價(jià)牙膏試樣對(duì)PMMA磨塊的磨損性。有研究結(jié)果表明使用該方法的測(cè)試結(jié)果在一定程度上,與ISO11609 中附錄A 放射性示蹤法RDA 值及附錄B 表面輪廓法磨損深度的測(cè)試結(jié)果均具有良好的相關(guān)性[3],其Ra值測(cè)試結(jié)果能夠在一定程度上表示牙膏對(duì)人體牙齒的磨損程度。

2 結(jié)果分析

從表2測(cè)試結(jié)果可以看出,1#牙膏、3#牙膏、4#牙膏具有較高的Ra值,2#牙膏、5#牙膏、7#牙膏Ra值為中等程度,6#牙膏Ra值最低。數(shù)據(jù)結(jié)果基本和實(shí)驗(yàn)前預(yù)期的一致,表明高磨擦型二氧化硅具有較高的磨擦性能,標(biāo)準(zhǔn)磨擦型二氧化硅具有中等磨擦性能,微晶纖維素的磨擦性能最低。

表2 Ra值測(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

①型號(hào)為Spherilex 148、Zeodent103、SORBOSIL AC43的二氧化硅Ra值較高,具有較好的磨擦性能,適合應(yīng)用于美白高清潔牙膏產(chǎn)品的開發(fā)。

②Zeodent 113、Zeodent 115、二氧化硅MII的Ra值較低,適合應(yīng)用于常規(guī)牙膏產(chǎn)品的開發(fā)。

③微晶纖維素由于極低的Ra值和溫和無刺激的口感適合應(yīng)用于乳牙階段兒童牙膏產(chǎn)品的開發(fā),以及抗敏牙膏的應(yīng)用。

4 展望

本研究為產(chǎn)品開發(fā)人員在磨料的選擇上提供了一定的理論依據(jù),但值得注意的是磨擦劑的磨擦性能除了和磨擦劑的種類型號(hào)有關(guān)外,還和添加比例、刷磨時(shí)間等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)配方時(shí)不應(yīng)僅僅只考慮某種磨擦劑其磨擦性能的高低,也需注意牙膏整體的清潔能力是否滿足牙膏基本的清潔功能,產(chǎn)品開發(fā)過程應(yīng)進(jìn)行應(yīng)用研究和驗(yàn)證使得產(chǎn)品既能做到較好的清潔效果又能盡量減少對(duì)牙釉質(zhì)和牙本質(zhì)的磨損。