不同型號二氧化硅和微晶纖維素Ra值的對比應用研究

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惰性和熱力學穩定性,其作為磨擦劑在牙膏中使用已有較長的歷史,目前市面上絕大多數牙膏中使用的磨擦劑均為二氧化硅,而二氧化硅的型號種類繁多,其粒徑分布和形態對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,近年來也有對于其在藥物、食品、橡膠等領域內的應用研究,而對其作為磨擦劑應用研究報道比較少見。研究表明磨擦劑的磨擦性能過低,則對牙漬、牙結石、牙菌斑等清潔效果不佳;若磨擦性能過高,則對牙釉質會造成一定程度的磨損[1]。因此在產品開發配方設計時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具有較高的硬度,正常刷牙或咀嚼過程中釉質對磨耗有著較大的抵抗力,但隨著年齡的增長,刷牙或咀嚼不當,磨擦作用會使牙釉質不斷磨耗而暴露出牙本質,從而容易導致牙齒敏感。人體乳牙一般在出生后6個月左右開始生長,至2歲半左右長齊,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,恒牙釉質硬度最大,乳牙釉質次之,牙本質硬度最低[2]。乳恒牙對磨耗的抵抗能力不同,因此開發不同年齡階段的牙膏應考慮磨擦劑其磨擦性能對牙齒磨損的影響。

本研究旨在了解不同型號間二氧化硅以及微晶纖維素的磨擦性能,對不同牙膏產品開發時磨料的選擇和應用提供理論依據。

1 實驗部分

1.1 主要原料與儀器

原料:山梨(糖)醇,山東天力藥業有限公司;

黃原膠,鄂爾多斯市中軒生化股份有限公司;

Zeodent 165,青島贏創二氧化硅材料有限公司;

Zeodent 113, 青島贏創二氧化硅材料有限公司;

Zeodent103 , 青島贏創二氧化硅材料有限公司;

Zeodent 115,青島贏創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;

設備和材料:①ME3002E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 牙膏試驗配方

按表1牙膏配方進行牙膏制備。

表1 牙膏配方

1.3 測試原理

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材料進行體外試驗,在一定的刷磨速度、刷磨載荷的條件下對牙膏試樣進行刷磨測試。刷磨測試后用表面粗糙度儀測定PMMA磨塊的磨擦值,以刷磨試驗后8塊PMMA磨塊上Ra值的平均值評價牙膏試樣對PMMA磨塊的磨損性。有研究結果表明使用該方法的測試結果在一定程度上,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試結果均具有良好的相關性[3],其Ra值測試結果能夠在一定程度上表示牙膏對人體牙齒的磨損程度。

2 結果分析

從表2測試結果可以看出,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。數據結果基本和實驗前預期的一致,表明高磨擦型二氧化硅具有較高的磨擦性能,標準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值測試結果

3 結論

①型號為Spherilex 148、Zeodent103、SORBOSIL AC43的二氧化硅Ra值較高,具有較好的磨擦性能,適合應用于美白高清潔牙膏產品的開發。

②Zeodent 113、Zeodent 115、二氧化硅MII的Ra值較低,適合應用于常規牙膏產品的開發。

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用于乳牙階段兒童牙膏產品的開發,以及抗敏牙膏的應用。

4 展望

本研究為產品開發人員在磨料的選擇上提供了一定的理論依據,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有關外,還和添加比例、刷磨時間等因素有關。設計配方時不應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,產品開發過程應進行應用研究和驗證使得產品既能做到較好的清潔效果又能盡量減少對牙釉質和牙本質的磨損。