小蘇打牙膏的功效及配方穩(wěn)定性研究

余琦瑩 范 宇 俞 鋒 楊 葉

(杭州納美智康科技有限公司，浙江 杭州 311305)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們的日常飲食習(xí)慣也發(fā)生了改變，牙齒的健康日益成為了人們重視的問(wèn)題，而清潔口腔、保護(hù)牙齒最基本的方法就是進(jìn)行刷牙。牙膏是日常生活中常用的清潔用品，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種類(lèi)型的牙膏相繼問(wèn)世，在用料上各種牙膏有了不同程度的改變和講究。小蘇打即碳酸氫鈉，是一種弱堿性的無(wú)機(jī)化合物，呈白色結(jié)晶性粉末，并且小蘇打的安全性十分可靠，被廣泛地應(yīng)用于日化、食品和醫(yī)藥中。盡管小蘇打在牙膏中應(yīng)用的研究直到20世紀(jì)70年代才開(kāi)始，但是這幾十年對(duì)小蘇打牙膏的研究層見(jiàn)迭出。小蘇打在口腔護(hù)理各個(gè)方面的優(yōu)良作用，使小蘇打牙膏成為了日常生活中清潔牙齒、健康口腔的必不可少的物品。小蘇打牙膏能在牙膏歷史長(zhǎng)河中脫穎而出，主要是因?yàn)樾√K打?qū)呱锬ず脱例l炎的有效作用，另外它與其它牙膏功效成分有良好的兼容配伍性(氟化物)[1]。小蘇打相對(duì)于其它磨料的純機(jī)械磨擦作用，還有其他生化作用，能給牙齒帶來(lái)更好的清潔護(hù)理作用。

口腔問(wèn)題十分常見(jiàn)，并且有高發(fā)病率的特點(diǎn)，被世界衛(wèi)生組織列為需重點(diǎn)防治疾病之一。常見(jiàn)的牙齒問(wèn)題有：蛀牙、牙齦出血、牙周炎、牙菌斑以及口腔異味等。小蘇打無(wú)特殊氣味，口感咸味，溶于水后表現(xiàn)為弱堿性。這種弱堿性物質(zhì)對(duì)于人們的口腔衛(wèi)生有著一定的殺菌清潔作用,它可以很好地解決人們對(duì)于口腔問(wèn)題的困擾。楊翠林[3]等人研究了在酸性條件下真菌迅速生長(zhǎng)的規(guī)律，并采用2.5%碳酸氫鈉的水溶液進(jìn)行口腔護(hù)理，有效抑制了真菌的發(fā)生，并有效消除口腔異味，降低口腔真菌感染的發(fā)生，效果明顯優(yōu)于生理鹽水組。

1 小蘇打牙膏對(duì)解決口腔問(wèn)題的有益性

1.1 小蘇打牙膏對(duì)減輕牙齦炎的作用

1.1.1 牙齦炎的發(fā)病機(jī)制

人的口腔中有多種多樣的微生物群，包括細(xì)菌、病毒、真菌等，原生菌可附著在牙齒表面、牙齦上、黏膜表面和唾液中[3]。這些細(xì)菌主要包括變異鏈球菌、乳酸桿菌、放線(xiàn)菌、葡萄球菌、雙歧桿菌、梭形桿菌、消化鏈球菌、螺旋體菌和韋榮球菌等。在這些細(xì)菌中，變異鏈球菌、乳酸桿菌、放線(xiàn)菌等參與齲病的發(fā)病和進(jìn)展；葡萄球菌、消化鏈球菌等參與牙髓炎、根尖周炎的發(fā)病和進(jìn)展；梭形桿菌、乳桿菌、螺旋體等參與牙周疾病的發(fā)病和進(jìn)展；此外，還有較多細(xì)菌和病毒在醫(yī)學(xué)上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其功能和作用。在常規(guī)狀態(tài)下，口腔內(nèi)細(xì)菌的種類(lèi)和數(shù)量會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定平衡的狀態(tài)，不會(huì)引發(fā)疾病，但在機(jī)體免疫功能下降時(shí)會(huì)誘發(fā)相應(yīng)疾病，產(chǎn)生各種各樣的口腔疾病，如齲病、牙周炎、根尖周炎、牙髓炎等。

在人的口腔中由細(xì)菌、病毒、真菌和原生動(dòng)物等組成了牙齒生物膜，細(xì)菌最初附著在牙齒表面的唾液分子上，分裂增殖并分泌聚合物，提供生物膜形成基質(zhì)或支架，進(jìn)而其它細(xì)菌可以附著其上，增加了生物膜的多樣性和復(fù)雜性。健康牙齦的生物膜以鏈球菌和放線(xiàn)菌為主，而在缺乏口腔衛(wèi)生的情況下，生物膜中革蘭氏陰性菌和螺旋體的比例增加，其釋放各種生物活性產(chǎn)物，包括脂多糖、趨化肽、蛋白毒素和有機(jī)酸。這些分子擴(kuò)散到牙齦上皮，引發(fā)宿主反應(yīng)，最終導(dǎo)致牙齦炎。如果不進(jìn)行治療，牙齦炎可能會(huì)導(dǎo)致牙齒支持組織的破壞，進(jìn)一步惡化最終會(huì)導(dǎo)致牙齒松動(dòng)或脫落[4]。

1.1.2 小蘇打牙膏對(duì)口腔細(xì)菌的影響

在電子顯微鏡下觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌及微生物接觸小蘇打會(huì)破壞細(xì)菌的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的完整性。Srinivas R.Myneni等人[5]比較了含有20%至65%小蘇打、三氯生和共聚物、氟化亞錫或氟化鈉和二氧化硅的各種潔牙劑，在參與測(cè)試的270多名患者中，來(lái)自5個(gè)部位獨(dú)立單刷臨床試驗(yàn)的結(jié)果表明，用一致方式刷牙，其中小蘇打潔牙劑刷牙可顯著降低整個(gè)口腔平均斑塊評(píng)分14%至71%(P<0.005)。該研究還提出了劑量與反應(yīng)的關(guān)系：小蘇打濃度越高，潔牙劑去除斑塊生物膜方面的效果越好。在為期4周的研究中，采用隨機(jī)雙盲法，對(duì)207名受試者進(jìn)行測(cè)試，對(duì)比含小蘇打潔牙劑與含三氯生潔牙劑抗斑塊生物膜效果，使用含小蘇打潔牙劑的單次刷牙，斑塊生物膜減少量約是三氯生潔牙劑的2.0倍。在小蘇打牙膏和普通不含小蘇打牙膏對(duì)致齲菌群影響的體外研究中，67%的小蘇打牙膏對(duì)致齲菌群的抗菌活性顯著性增強(qiáng)。小蘇打牙膏一般呈堿性，進(jìn)一步探究證明，無(wú)論如何調(diào)整pH值，其抗菌活性都持續(xù)存在[6]。小蘇打溶解性較普通摩擦劑高，可以更好地去除牙列不易接觸的牙菌斑，改善牙齦的健康，這也是小蘇打牙膏可以減輕牙齦炎癥的作用機(jī)制之一。

1.2 小蘇打牙膏對(duì)減輕牙菌斑的作用

1.2.1 牙菌斑的形成

牙菌斑是基質(zhì)包裹的互相粘附、或粘附于牙面、牙間或修復(fù)體表面的軟而未礦化的聚集性細(xì)菌生物膜，該生物膜是細(xì)菌的多層積累，不能被水沖去或漱掉。在牙菌斑形成的初始階段，牙菌斑仍然未完全附著在牙齒上，牙齒與牙菌斑的粘附是通過(guò)弱的范德華力相互作用發(fā)生的[7]，由靜電和疏水性驅(qū)動(dòng)的弱分子間連接。在這個(gè)階段，斑塊的形成被認(rèn)為是可逆的，然而如果任其積累，細(xì)菌斑塊和表膜之間形成更強(qiáng)的結(jié)合，就容易導(dǎo)致不可逆的結(jié)合。刷牙可以輕松地去除可逆的牙菌斑，但是更加成熟的斑塊需要專(zhuān)業(yè)的干預(yù)。

1.2.2 小蘇打牙膏對(duì)牙菌斑的影響：

小蘇打比其它晶體具有更大的晶形，增加了對(duì)牙菌斑的機(jī)械磨擦；溶解的小蘇打可以破壞牙菌斑的微生物多糖基質(zhì)，使其用牙刷更易刷除；而碳酸氫根離子可能破壞細(xì)菌的附著，從而更容易去除菌斑生物膜[5]。理論上，磨料越硬，RDA值越大，磨蝕性越強(qiáng)，去除牙菌斑的效果越好，但是一些磨料除了具有純機(jī)械磨擦作用外，還存在一些意想不到的功效。例如：水合硅石、氧化鋁和焦磷酸鈣在生物學(xué)上是惰性的，僅具有機(jī)械清潔作用，而小蘇打不僅具有物理清潔作用，它已被證明有助于減少病理性微生物菌群并減弱口腔酸堿度。納美小蘇打牙膏的臨床研究結(jié)論表明：使用含小蘇打的納美牙膏刷牙對(duì)健康人群進(jìn)食后的口腔酸堿度有調(diào)節(jié)作用。

1.3 小蘇打牙膏對(duì)降低牙菌斑酸度的作用

小蘇打通過(guò)中和牙菌斑產(chǎn)生的有機(jī)酸起到抗齲齒的作用，促進(jìn)含氟或其他功效成分對(duì)初期齲齒的再礦化。未進(jìn)食前，牙菌斑內(nèi)礦物質(zhì)通常相對(duì)于牙齒是過(guò)飽和的，這意味著礦物質(zhì)傾向于從牙菌斑中沉淀出來(lái)，牙齒牙釉質(zhì)上的羥基磷灰石沒(méi)有溶解脫礦的趨勢(shì)[8]。在臨界pH值5.1～5.5時(shí)，牙菌斑液的牙齒礦物質(zhì)趨近于飽和狀態(tài)(即牙齒不溶解，礦物質(zhì)也不傾向于沉淀出來(lái))。然而，當(dāng)斑塊的pH值低于臨界pH值時(shí)，斑塊液體就會(huì)變得不飽和，牙齒開(kāi)始溶解，從而引發(fā)齲齒。當(dāng)pH值恢復(fù)到臨界pH值范圍以上時(shí)，早期的病變齲齒將趨于再礦化，特別是在氟化物存在的情況下(氟化物包含于大多數(shù)小蘇打牙膏中)，因?yàn)樾√K打可以降低牙菌斑的酸度，對(duì)于促進(jìn)牙齒的再礦化和去礦化的影響是顯著的[8]。進(jìn)食富含碳水化合物的食物后，口腔內(nèi)的pH值會(huì)迅速降低至4.5～5.0，通常需要1～2小時(shí)后才可恢復(fù)正常，餐后半小時(shí)采用含小蘇打的牙膏刷牙，小蘇打可以發(fā)揮顯著的緩沖效果，使口腔內(nèi)的pH值恢復(fù)至正常狀態(tài)，中和牙菌斑的酸性，降低患齲齒的風(fēng)險(xiǎn)[8]。小蘇打也有與氟化物很好的生物相容性，氟化物與小蘇打協(xié)同作用，可以更加有效的提升對(duì)牙菌斑酸性的緩沖能力，在抑制致齲細(xì)菌變形鏈球菌，減少齲齒方面更有效。

1.4 小蘇打牙膏美白牙齒的作用

小蘇打?qū)儆谒苄运崾教妓猁}，溶于水后具有很好的擴(kuò)散性。同時(shí)，小蘇打代替方解石和水合硅石作為磨擦劑，以微粒磨擦，可以很好地刷除牙齒面上累計(jì)的牙垢與色素，達(dá)到除漬美白牙齒的作用[1]。溶解后的堿性小蘇打，具有良好的滲透性，可以深層地清潔齒縫和游離牙齦溝。

2 小蘇打牙膏的應(yīng)用問(wèn)題及解決方案

2.1 小蘇打牙膏的穩(wěn)定性問(wèn)題

牙膏是由磨擦劑、保濕劑、增稠劑、發(fā)泡劑、水、香精和一些其他添加物混合組成的膏狀物，是一個(gè)很復(fù)雜的混合體系。小蘇作為磨擦劑的牙膏添加量一般為：10%～65%[10]。小蘇打牙膏屬于高鹽體系，同時(shí)基于碳酸氫根的活潑不穩(wěn)定性，一般從以下方面來(lái)制備穩(wěn)定的小蘇打牙膏。

在增稠劑的選擇方面采用纖維素膠(CMC)與黃原膠復(fù)配的方法。CMC是一種天然纖維經(jīng)過(guò)化學(xué)改性后所獲得的水溶性較好的聚陰離子纖維素化合物，其溶解在水中解集分散形成三維網(wǎng)狀聚合結(jié)構(gòu)的膠態(tài)溶液，具有增稠和穩(wěn)定膏體的作用。因?yàn)槠鋵儆陉庪x子型，單獨(dú)以CMC制作出來(lái)的牙膏，其抗高鹽性能較差(無(wú)機(jī)鹽的陽(yáng)離子阻止-COONa的Na+解離)，高溫穩(wěn)定性欠佳(高溫下分子鏈的溶劑化作用明顯減弱，使CMC高分子鏈變彎曲)，此外膏體細(xì)膩度、分散性和穩(wěn)定性往往都不能達(dá)到最佳[11]。因此采用CMC和黃原膠復(fù)配，來(lái)克服CMC在一些性能方面的不足[12]。黃原膠有突出的高黏性和水溶性，溶于水也形成穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)還具有優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性(-18℃～80℃基本保持原有的黏度及性能)、耐酸堿穩(wěn)定性(pH=1～13能保持原有性能)和令人滿(mǎn)意的兼容性(與各種鹽類(lèi)有著良好的兼容性，與高濃度的糖或鹽類(lèi)共存時(shí)能形成穩(wěn)定的增稠系統(tǒng)，保持原有的流變性)。

在原料的選擇方面，選用純度較高的食品級(jí)小蘇打，因?yàn)榧兌炔桓叩男√K打中含有少量的金屬離子(如亞鐵離子)，在低價(jià)態(tài)時(shí)顏色不明顯，但在堿性和溫度稍高的條件下，會(huì)被牙膏中的空氣緩慢地氧化成高價(jià)態(tài)的深色離子，導(dǎo)致牙膏變色[13]。另一方面，粒徑越細(xì)的小蘇打穩(wěn)定性越好，因粒徑小的小蘇打易分散在膠體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，當(dāng)小蘇打粒徑達(dá)到10um以下時(shí)，小蘇打穩(wěn)定性能得到很大的提升。小蘇打?yàn)槿鯄A性，pH值偏低時(shí)易分解產(chǎn)生二氧化碳，引起膏體不穩(wěn)定，可以加入適量的焦磷酸四鈉緩沖鹽來(lái)控制其酸堿度，增強(qiáng)小蘇打牙膏的穩(wěn)定性。

2.2 小蘇打牙膏的口感問(wèn)題

消費(fèi)者對(duì)牙膏的依從性或選擇性，其中牙膏的味道有很大的影響。Sebastian G.Ciancio等人對(duì)牙膏口感展開(kāi)研究[14]，將受試者被分為3個(gè)組：第一組人員使用小蘇打和鹽的混合物刷牙，第二組人員用清水刷牙，第三組人員使用具有良好味道的牙膏刷牙。在這項(xiàng)研究中將菌斑含量作為口腔衛(wèi)生的考察指標(biāo)，其中菌斑含量最高的為用水刷牙的小組。在該項(xiàng)研究進(jìn)程中，第一組使用小蘇打和鹽的混合物刷牙的受試者有20%退出測(cè)試，第二組用水刷牙的受試者有46%退出測(cè)試，而第三組使用具有良好味道的牙膏刷牙的受試者只有5%退出測(cè)試，表明牙膏的口味也是消費(fèi)者持續(xù)使用的關(guān)鍵因素。

小蘇打牙膏味咸，在香精方面可以選擇清涼型的薄荷香精，來(lái)減少咸味的刺激，并且選用的香精應(yīng)耐堿度，以免引發(fā)牙膏膏體的變味；另外也可以適當(dāng)?shù)厥褂梦队X(jué)改良劑來(lái)改善牙膏的味道。

3 總結(jié)

牙膏中含有小蘇打，消費(fèi)者容易與清潔和美白功效聯(lián)系在一起，此外高濃度小蘇打牙膏的RDA可以控制在35～134之間，這也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于ISO建議的250的安全限度。小蘇打是目前大多數(shù)牙膏中最軟的研磨劑之一，所以小蘇打牙膏適用于牙齒酸蝕風(fēng)險(xiǎn)較高的患者。因?yàn)檫@種牙膏的磨蝕程度較低，可以最大限度地減少磨料對(duì)軟化或酸蝕的牙齒表面的磨損；這種牙膏同樣適用于由機(jī)械力摩擦引起的牙本質(zhì)過(guò)敏癥狀暴露患者的牙根表面。小蘇打的高溶解度，可以更好地去除牙列不易接觸的牙菌斑，它具有的弱堿性可以降低細(xì)菌的活性，作為緩沖劑，可以降低菌斑的酸性，來(lái)降低患齲齒的風(fēng)險(xiǎn)。小蘇打具有生物相容性，與氟化物相容，可以更好地減少齲齒的形成，并且小蘇打具有價(jià)格便宜的優(yōu)勢(shì)。綜合上所述，小蘇打牙膏值得廣泛的推廣和應(yīng)用。