Разработка рецептуры зубной пасты с использованием натуральных ингредиентов из эхинацеи пурпурной, обеспечивающих дезинфицирующее, бакт

Подготовка зубных образцов

Образцы дентина

Отбор

В качестве субстрата используется корневой дентин удаленных постоянных зубов человека. Следует отбирать однокорневые зубы, бывшие при удалении витальными. Исключение, ввиду малых размеров, составляют нижнечелюстные резцы, от их использования следует отказаться. Образец должен иметь длину не менее 14 мм и ширину не менее 2 мм в узкой части. Все корни не должны быть поражены кариесом и должны быть лишены анатомических недостатков. После удаления корни должны храниться в нейтрализованном 4 -процентном растворе формальдегида.

 

Подготовка

Начисто соскоблить с корней все мягкие ткани и корешковую кору (цементное вещество зубов). Затем  удалить коронку и корневые верхушки, пользуясь сепарационным зубным диском под струей воды.

Облучние

К каждому комплекту, состоящему из восьми образцов, подлежащих облучению, добавить один или два дополнительных корня с целью их использовании при расчете поправочных коэффициентов. Законсервировать образцы в 4–процентном растворе формальдегида и подвергнуть воздействию ядерного реактора с целью облучения. Нейтронный поток должен быть достаточным для того, чтобы достигнуть интенсивности бета-излучения изотопа ³²Р, составляющей около 1 мКи. по истечении нескольких часов. Необходимо избегать повышенных температур в реакторе. Желательно также экранировать пробы от потока быстрых нейтронов и гамма-излучения.

Обращаться с облученными  образцами необходимо с осторожностью, пользуясь надежными лабораторными  методиками. Образцы не должны использовать в течение первого периода  полураспада вследствие избыточного  излучения, использовать их необходимо перед окончанием третьего периода  полураспада из-за потери на данной стадии радиоактивности. Период полураспада  изотопа ³²Р составляет 14,3 дня, таким образом, интервал использования комплекта зубов равен четырем неделям.

Монтаж образцов

Образцы необходимо монтировать  по отдельности в зубопротезном метилметакрилате, отверждающемся (твердеющем) в естественных условиях, тип используемой формы будет зависеть от держателя на щеточной машине. Образцы должны монтировать таким образом, чтобы они выступали над поверхностью зубопротезной пластмассы при щечной/язычной ориентации не менее чем на 2 мм. Поверхность корни, подлежащая очистке, должна быть при щечной/язычной ориентации параллельна пластмассодержатслю и должна располагаться таким образом, чтобы процесс чистки осуществлялся в направлении, перпендикулярном большему размеру корня. Смонтированные образцы должны хранить в 4–процентном растворе формальдегида.

Образцы зубной эмали

Отбор

Критерии для отбора образцов зубной эмали те же, что и для дентина. Образцы зубной эмали следует брать с верхнечелюстных резцов человека.

Подготовка 

После удаления корня используется вся губная поверхность образца. Очистку зубной эмали следует  производить тем же способом, что  и в случае с корнем.

Облучение

Метод облучения зубной эмали  идентичен методу, используемому для облучения корней. Корни и образны зубной эмали можно консервировать вместе с тем, чтобы подвергнуть воздействию реактора с целью обличения.

Монтаж 

Монтаж (установку) образцов зубной эмали следует производить  тем же способом, что и в случае корней. Губная поверхность должна выступать на 2 мм и быть параллельной поверхности зубопротезной пластмассы.

Зубные щетки

Используемые зубные щетки должны иметь нейлоновые щетинки средней жесткости. Концы щетинок должны лежать скорее в одной плоскости, чем иметь форму пилообразной или пучкообразной конструкции с приподнятыми концами. 50-пучковая среднетекстурная зубная щетка «Пепсодент» удовлетворяет критериям годности и имеется в продаже.

Зубные щетки с вечера поместить в воду перед их первым употреблением и затем держать  в воде до тех пор, пока они не выйдут из употребления. Для каждого комплекта зубов использовать новый комплект зубных щеток. Не вынимать щетки из машины между рабочими циклами, а отводить пучки от образин нужно таким образом, чтобы не сгибать щетинки. В начале каждого цикла используй пружинный манометр Шатильона или эквивалентное ему устройство установить давление щетки на образен до 150 г. Это давление должно перепроверяться, но крайней мере, дважды в день. Метод настройки давления будет меняться в зависимости от типа механизма на щеточной машине.

Эталонный разбавитель 

Разбавителем является 0.5 - процентный раствор карбоксиметил-целлюлозы (КМЦ) (7МЕ) в 10 - процентном глицерине. Чтобы приготовить 1 дм³ разбавителя, следует нагреть 50 см³ глицерина до 60 °С и добавить, перемешивая, 5 г КМЦ. После того, как смесь станет гомогенной, добавить еще 50 см³ подогретого глицерина и непрерывно перемешивать смесь в течение 60 мин. Перелить раствор в сосуд емкостью 1 дм³, добавить 900 см³ дистиллированной воды. Дать возможность охладиться, но при этом продолжать медленное помешивание в течение всей ночи. Стабилизировать вязкость, перед использованием дать раствору возможность выдержаться на протяжении ночи. Данный раствор используется для составления суспензий эталонного абразива или любого испытуемого порошка.

Суспензия эталонного абразива

Эталонным материалом является материал, описанный выше. Развести 10 г абразива в 50 см³ разбавителя. Для всех порошков используется одно и то же соотношение. Для эталонного абразива существует возможность его использования в качестве средства для чистки зубов. Если предполагается это сделать, то оно должно быть составлено как 40 % абразивного средства для чистки зубов с остальными составляющими, представляющими собой традиционные компоненты средств для чистки зубов. После этою готовится суспензия из 25 г эталонного средства для чистки зубов и 40 см³ воды.

 

2.3 Методы планирования

Для оптимизации рецептуры  зубной пасты  с экстрактами из эхинацеи пурпурной был применен метод симплексных решеток Шеффе [3]. При изучении свойств смеси, зависящих только от соотношений компонентов, факторное пространство представляет собой правильный (q-1)-мерный симплекс. Для систем выполняется соотношение:

 

где  х_i³0 – концентрация компонента,

q – количество компонентов.

При q=3 правильный симплекс – равносторонний треугольник. Каждая точка треугольника отвечает оному отдельному составу тройной системы и

наоборот, каждый состав представляется одной определенной точкой. Вершины  треугольника соответствуют чистым веществам, стороны – 

двойным системам (рисунок  2.1).

 

Рисунок 2.1 – Графическое  изображение матрицы планирования эксперимента

При планировании эксперимента для решения задач на диаграммах состав – свойства предполагается, что изучаемое свойство является непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом. Использование методов планирования эксперимента позволяет значительно сократить объем эксперимента при изучении многокомпонентных систем, отпадает необходимость в пространственном представлении сложных поверхностей, так как свойства можно определять из уравнений. При этом сохраняется возможность графической интерпретации результатов. В настоящее время наибольшее применение получили симплекс – решетчатые планы Шеффе, с помощью которых и была построена матрица планирования экспериментов в данной работе (для полинома третьего порядка). Эти планы обеспечивают равномерный разброс экспериментальных точек по (q-1)-мерному симплексу.

 

3.Экспериментальная часть

 

3.1 Разработка и оптимизация рецептуры зубной пасты с экстрактами эхинацеи пурпурной

Задача состояла в разработке рецептуры зубной пасты, обладающей дезинфицирующим, бактерицидным и противовоспалительным действием. За основу была взята рецептура лечебно- профилактической зубной пасты со вкусом апельсина.

Была предложена рецептура  зубной пасты с водно-спиртовым экстрактом эхинацеи пурпурной, CO₂-экстрактом эхинацеи пурпурной и эфирным маслом мяты. БАВ экстрактов эхинацеи пурпурной и эфирного масла мяты, входящие в состав зубной пасты, способствуют быстрому заживлению десен, предотвращают развитие микроорганизмов и придают свежесть дыханию.

Первоначальная рецептура  лечебно- профилактической зубной пасты  со вкусом апельсина, взятая за основу, приведена в таблице 3.1

 

Т а б л и ц а 3.1 – Рецептура лечебно- профилактической зубной пасты со вкусом апельсина зубной пасты

Наименование компонента	Массовая доля компонента, %
мел химический	36,0
масло апельсиновое	0,10
глицерин	13,0
натрий лаурилсульфат	1,0
натрий фосфорнокислый, однозамещенный	0,4
монофторфосфат натрия	0,35
сахринат натрия	0,2
ДМДМ-гидантоин	0,4
отдушка	0,6
пропил-парабен	0,05
ксантановая камедь	0,6
кальция глицерофосфат	0,05
диоксид кремния	1,0
вода питьевая	46,25

 

Зубную пасту предлагается производить в пластиковой тубе. Масло апельсиновое заменяем на водно-спиртовый  экстракт и CO₂-экстракт эхинацеи пурпурной и дополнительно вводим эфирное масло мяты. Разработанная рецептура зубной пасты приведена в таблице 3.2.

 

Т а б л и ц а 3.2 – Рецептура зубной пасты с экстрактами эхинацеи пурпурной

Наименование компонента	Массовая доля компонента, %
мел химический	36,0
CO2-экстракт эхинацеи	0,3
водно-спиртовый экстракт эхинацеи	0,7
глицерин	13,0
натрий лаурилсульфат	1,0
натрий фосфорнокислый, однозамещенный	0,4
монофторфосфат натрия	0,35
сахринат натрия	0,2
ДМДМ-гидантоин	0,4
эфирное масло мяты	0,3
отдушка	0,6
пропил-парабен	0,05
ксантановая камедь	0,6
кальция глицерофосфат	0,05
диоксид кремния	1,0
вода питьевая	54,95

 

Провели оптимизацию рецептуры  варьированием массовой доли основных компонентов: водно-спиртового экстракта эхинацеи, CO₂-экстракта эхинацеи и эфирного масла мяты, суммарная их концентрация в рецептуре составила один %. Остальные компоненты были взяты в общепринятых пределах концентраций.

В настоящее время для  разработки рецептур и оптимизации  содержания в них компонентов  наибольшее распространение получили симплекс – решетчатые планы, предложенные Шеффе. Они отражают связь состава со свойствами исследуемой системы, поэтому носят название «состав-состояние». Методика планирования приведена в п. 2.3.

Уровни варьирования факторов, их максимальное, промежуточное и  минимальное значения приведены  в таблице 3.3.

 

Т а б л и ц а 3.3 – Уровни варьирования компонентов

Обозначение	Исследуемые факторы	Уровни факторов
		0	0,5	1
X1	CO2-экстракт эхинацеи	0	0,5	1
X2	Водно-спиртовый экстракт эхинацеи	0	0,5	1
X3	Эфирное масло мяты	0	0,5	1

 

Для определения опытов была составлена матрица на основе симплексных  решеток Шеффе, которая включает 7 опытов. Матрица планирования представлена в таблице 3.4.

 

Т а б л и ц а 3.4 – Матрица планирования эксперимента и значения функций отклика

№ опыта	Факторы в кодированных величинах			Факторы в натуральных  величинах, %			Функция отклика, %
	X1	X2	X3	Z1	Z2	Z3	Y1	Y2
1	+1	0	0	1	0	0	4,0	4,0
2	0	+1	0	0	1	0	3,5	3,5
3	0	0	+1	0	0	1	0,0	0,0
4	0,5	0,5	0	0,5	0,5	0	4,0	5,0
5	0	0,5	0,5	0	0,5	0,5	4,2	4,2
6	0,5	0	0,5	0,5	0	0,5	4,0	4,0
7	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	0,33	5,0	5,0