牙膏的化学成分
发布时间：2022-02-23 15:40:02
牙膏的化學成分是通過查閱字典和科普知識資料來分類的
在牙膏問世之前，人們用牙粉刷牙。牙粉是碳酸鈣和肥皂粉的混合物。它的功能是保持牙齒清潔和去除污漬。高pH值的牙粉會引起口腔組織炎症。第二次世界大戰後，具有治療作用的牙膏相繼上市。特别是，用合成洗滌劑月桂酰肌氨酸鈉代替肥皂的牙膏受到公衆的青睐。這種清潔劑不僅能顯著減輕口腔炎症，還能使牙膏散發出香味，抑制引起蛀牙的牙菌斑酸。
氟化物用于預防和治療齲齒
20世紀50年代初，一些流行病學研究指出氟化物可以預防齲齒。因此，在1955年，添加了含氟化亞錫（SNF2）的牙膏。後來，單氟磷酸鈉（MFP）取代了氟化亞錫，成爲世界上研究最廣泛的氟化物。如今，爲預防齲齒而添加到牙膏中的氟化物還包括氟化鈉和氟化胺。專家們普遍認爲，當提供的氟離子濃度相等時，所有這些氟化物在預防和治療齲齒方面的作用是相同的。齲齒是由牙釉質脫礦或牙釉質下的牙本質引起的。脫礦是指有機酸滲透到牙釉質表面，溶解牙齒礦物質mdash羟基磷灰石。這些酸在葡萄糖代謝或可發酵碳水化合物代謝期間由口腔細菌釋放。由于細菌在牙齒表面形成一層粘附膜&牙菌斑（或牙菌斑），細菌産生的酸可以與牙齒表面長時間緊密接觸。因此，羟基磷灰石被酸溶解，生成磷酸氫離子和鈣離子，這些離子擴散出牙齒，并被唾液沖走
。然而，即使脫礦酸存在于牙齒表面的菌斑中，也有證據表明齲齒開始于牙齒的釉質表面之下。
飲用水、食品和牙膏中的氟離子會與羟基磷灰石反應形成氟磷灰石
溶解度研究表明，氟磷灰石比羟基磷灰石更耐酸蝕。據研究，牙釉質表層60μm厚的氟磷灰石含量是牙釉質内層的10倍。細菌分泌的酸通過小孔進入牙釉質，導緻含氟磷灰石較少的牙齒内層脫礦。在X射線照片上，礦化地下區域顯示一個不透明的白點。臨床觀察表明，含氟牙膏可通過沉積氟磷灰石使白斑再礦化。氟離子還可以減少蛀牙，因爲它在磷灰石的晶體結構中比較大的羟基離子更匹配，并且可以抑制口腔細菌的産酸。含氟牙膏使全世界數百萬人減少了齲齒，并使他們的牙齒更長。不幸的是，老年人會出現牙龈萎縮，暴露牙根，導緻牙根表面出現更多的齲齒。這種齲齒可以通過使用含氟牙膏，然後讓醫生使用一種含氟膠水來阻止。
預防牙齒過敏
牙膏化學的第二個進展是預防牙齒過敏引起的疼痛。牙本質過敏症是由于熱、滲透、沖擊或吸入空氣刺激暴露的牙本質（羟基磷灰石和膠原）表面而引起的疼痛。根部通常覆蓋着牙龈。但當牙龈萎縮時，牙龈下的牙根就會暴露出來。由于牙本質的生長，覆蓋在牙根表面的薄牙骨質外層會暴露出來。食物和口腔細菌的酸性會使牙骨質表面的牙本質微孔或小管張開，導緻過敏。牙骨質小管充滿液體。冷和熱的刺激會使液體的熱量上升和收縮，刺激其下方的牙髓神經，引起疼痛。含有鉀和锶鹽的牙膏可以起到預防治療的作用。锶鹽會封閉毛孔的開口，以防止疼痛。據研究，硝酸鉀等藥物可以改變牙髓神經的興奮阈值，降低神經活動。同時含有硝酸鉀和含氟共聚物的牙膏能夠很好地粘附在牙齒表面，可以起到這一作用。從電子顯微鏡照片可以看出，用這種牙膏進行的體外試驗确實關閉了打開的牙本質小管。缺點是這種治療需要2-4周才能産生顯著效果。因此，仍然有必要尋找一種快速有效的材料來預防牙齒過敏。
去除牙垢
含氟牙膏在預防和治療齲齒方面的成功将藥物牙膏的研究重點轉移到其他問題上，例如如何防止牙垢在牙齒表面形成。酒石，也稱爲結石，主要由CA3（PO4）2和middot2h2o組成。根據國家牙科疾病預防控制研究所的統計，34%的學齡兒童和20%-30%的成年人牙垢位于牙龈線以上，而60%-65%的成年人牙垢位于牙龈線以下。如今，去除牙垢的唯一方法仍然是機械刮除，這既耗時又痛苦。
令人驚訝的是，磷酸鈣沉積隻發生在口腔中。盡管許多人體體液，如血液、唾液和其他分泌物中都含有飽和的鈣和磷酸鹽，但其中一個原因可能是其他體液中含有一種天然抑制劑，可防止磷酸鈣沉積。
早在1923年，Robert Robinson就提出防止磷酸鈣沉積的天然抑制劑是磷酸酯，如葡萄糖磷酸鹽。然而，這一聲明後來沒有得到證實。20世紀60年代初，赫伯特·弗萊什（Herbert fleish）和沃爾特·紐曼（Walter Neuman）指出，含有P-O-P鍵的焦磷酸鹽是磷酸鈣晶體生長的抑制劑。蘇黎世的Hans muhlemann做了大量的研究工作來評估焦磷酸鹽鹽水或錠劑的包衣效果，發現效果非常小。他指出，這是因爲該化合物會被口腔細菌産生的磷酸酶分解，這些磷酸酶包括mdash焦磷酸酶、堿金屬磷酸酶和酸性磷酸酶。研究表明，用P-C-P取代P-O-P的焦磷酸鹽類似物更穩定，但不幸的是，它們會幹擾人體骨骼生長，無法付諸實踐。因此，研究人員一直緻力于開發安全有效的酶抑制劑，以防止焦磷酸鹽分解。早期研究表明氟離子能抑制酸性磷酸酶和焦磷酸酶，但不能有效抑制堿金屬磷酸酶。最近的研究指出，除非堿金屬磷酸酶被抑制，否則會形成酒石。酶活性越高，酒石形成的趨勢越強。直到去年才開發出一種有效的堿金屬磷酸酶抑制劑&mdash乙烯基甲醚和馬來酸共聚物（PVM/MA）
。這種聚合物還具有以下優異的性能：它是安全的，因爲它已被用作牙科粘合劑，其在口腔中的保留時間與焦磷酸鹽相同，甚至更長。聚合物能很好地粘附在潮濕的牙齒表面。核磁共振研究表明，該聚合物能與堿金屬磷酸酶活性中心的Zn2+和Mg2+離子螯合。臨床研究表明，焦磷酸鹽、聚合物和氟化物的組合是人體酒石的有效抑制劑，使用3個月後可減少30%-50%的酒石。爲什麽這種混合物能抑制酒石的形成？這是因爲唾液是鈣和磷酸鹽的來源。當這些離子到達牙菌斑或牙齒表面時，就會形成牙垢種子。在羟基磷灰石成熟晶體形成之前，晶種會生長到50納米的臨界尺寸。牙垢的化學成分與牙齒相似，因此不可能用化學方法溶解。在牙膏中加入焦磷酸鹽、共聚物和氟化鈉後，它們會攻擊酒石的晶種，并将其溶解以回收磷酸鈣。現在，這種混合物被添加到世界各地的牙膏中，以防止牙垢的形成。此外，在牙膏中添加鋅鹽也可以防止牙垢。它們可以取代磷酸鈣中的鈣，抑制酒石晶體的生長。
殺菌劑
牙膏化學的第四個方面是殺菌劑。早在1683年，安東尼·範·列文虎克就第一個指出口腔中存在細菌。口腔細菌形成的牙菌斑具有高度有序的結構，每克含有1012個濃縮細菌、多糖、磷脂和蛋白質。雖然細菌通常不會傷害牙齒組織，但它們的産品會引起病變。1890年，牙科微生物學之父W.D.mi11er指出，爲了預防和治療牙科疾病，應該使用殺菌劑殺死口腔中的細菌。過去牙膏中添加的殺菌劑品種包括抗生素、防腐劑和消炎藥，但效果不好，且有明顯的副作用。總之，他說，它們會擾亂口腔微生物的正常生态環境。事實上，如果你每天刷牙兩次，99%的細菌
在牙膏问世之前，人们用牙粉刷牙。牙粉是碳酸钙和肥皂粉的混合物。它的功能是保持牙齿清洁和去除污渍。高pH值的牙粉会引起口腔组织炎症。第二次世界大战后，具有治疗作用的牙膏相继上市。特别是，用合成洗涤剂月桂酰肌氨酸钠代替肥皂的牙膏受到公众的青睐。这种清洁剂不仅能显著减轻口腔炎症，还能使牙膏散发出香味，抑制引起蛀牙的牙菌斑酸。
氟化物用于预防和治疗龋齿
20世纪50年代初，一些流行病学研究指出氟化物可以预防龋齿。因此，在1955年，添加了含氟化亚锡（SNF2）的牙膏。后来，单氟磷酸钠（MFP）取代了氟化亚锡，成为世界上研究最广泛的氟化物。如今，为预防龋齿而添加到牙膏中的氟化物还包括氟化钠和氟化胺。专家们普遍认为，当提供的氟离子浓度相等时，所有这些氟化物在预防和治疗龋齿方面的作用是相同的。龋齿是由牙釉质脱矿或牙釉质下的牙本质引起的。脱矿是指有机酸渗透到牙釉质表面，溶解牙齿矿物质mdash羟基磷灰石。这些酸在葡萄糖代谢或可发酵碳水化合物代谢期间由口腔细菌释放。由于细菌在牙齿表面形成一层粘附膜&牙菌斑（或牙菌斑），细菌产生的酸可以与牙齿表面长时间紧密接触。因此，羟基磷灰石被酸溶解，生成磷酸氢离子和钙离子，这些离子扩散出牙齿，并被唾液冲走
。然而，即使脱矿酸存在于牙齿表面的菌斑中，也有证据表明龋齿开始于牙齿的釉质表面之下。
溶解度研究表明，氟磷灰石比羟基磷灰石更耐酸蚀。据研究，牙釉质表层60μm厚的氟磷灰石含量是牙釉质内层的10倍。细菌分泌的酸通过小孔进入牙釉质，导致含氟磷灰石较少的牙齿内层脱矿。在X射线照片上，矿化地下区域显示一个不透明的白点。临床观察表明，含氟牙膏可通过沉积氟磷灰石使白斑再矿化。氟离子还可以减少蛀牙，因为它在磷灰石的晶体结构中比较大的羟基离子更匹配，并且可以抑制口腔细菌的产酸。含氟牙膏使全世界数百万人减少了龋齿，并使他们的牙齿更长。不幸的是，老年人会出现牙龈萎缩，暴露牙根，导致牙根表面出现更多的龋齿。这种龋齿可以通过使用含氟牙膏，然后让医生使用一种含氟胶水来阻止。
预防牙齿过敏
牙膏化学的第二个进展是预防牙齿过敏引起的疼痛。牙本质过敏症是由于热、渗透、冲击或吸入空气刺激暴露的牙本质（羟基磷灰石和胶原）表面而引起的疼痛。根部通常覆盖着牙龈。但当牙龈萎缩时，牙龈下的牙根就会暴露出来。由于牙本质的生长，覆盖在牙根表面的薄牙骨质外层会暴露出来。食物和口腔细菌的酸性会使牙骨质表面的牙本质微孔或小管张开，导致过敏。牙骨质小管充满液体。冷和热的刺激会使液体的热量上升和收缩，刺激其下方的牙髓神经，引起疼痛。含有钾和锶盐的牙膏可以起到预防治疗的作用。锶盐会封闭毛孔的开口，以防止疼痛。据研究，硝酸钾等药物可以改变牙髓神经的兴奋阈值，降低神经活动。同时含有硝酸钾和含氟共聚物的牙膏能够很好地粘附在牙齿表面，可以起到这一作用。从电子显微镜照片可以看出，用这种牙膏进行的体外试验确实关闭了打开的牙本质小管。缺点是这种治疗需要2-4周才能产生显著效果。因此，仍然有必要寻找一种快速有效的材料来预防牙齿过敏。
去除牙垢
含氟牙膏在预防和治疗龋齿方面的成功将药物牙膏的研究重点转移到其他问题上，例如如何防止牙垢在牙齿表面形成。酒石，也称为结石，主要由CA3（PO4）2和middot2h2o组成。根据国家牙科疾病预防控制研究所的统计，34%的学龄儿童和20%-30%的成年人牙垢位于牙龈线以上，而60%-65%的成年人牙垢位于牙龈线以下。如今，去除牙垢的唯一方法仍然是机械刮除，这既耗时又痛苦。
令人惊讶的是，磷酸钙沉积只发生在口腔中。尽管许多人体体液，如血液、唾液和其他分泌物中都含有饱和的钙和磷酸盐，但其中一个原因可能是其他体液中含有一种天然抑制剂，可防止磷酸钙沉积。
早在1923年，Robert Robinson就提出防止磷酸钙沉积的天然抑制剂是磷酸酯，如葡萄糖磷酸盐。然而，这一声明后来没有得到证实。20世纪60年代初，赫伯特·弗莱什（Herbert fleish）和沃尔特·纽曼（Walter Neuman）指出，含有P-O-P键的焦磷酸盐是磷酸钙晶体生长的抑制剂。苏黎世的Hans muhlemann做了大量的研究工作来评估焦磷酸盐盐水或锭剂的包衣效果，发现效果非常小。他指出，这是因为该化合物会被口腔细菌产生的磷酸酶分解，这些磷酸酶包括mdash焦磷酸酶、碱金属磷酸酶和酸性磷酸酶。研究表明，用P-C-P取代P-O-P的焦磷酸盐类似物更稳定，但不幸的是，它们会干扰人体骨骼生长，无法付诸实践。因此，研究人员一直致力于开发安全有效的酶抑制剂，以防止焦磷酸盐分解。早期研究表明氟离子能抑制酸性磷酸酶和焦磷酸酶，但不能有效抑制碱金属磷酸酶。最近的研究指出，除非碱金属磷酸酶被抑制，否则会形成酒石。酶活性越高，酒石形成的趋势越强。直到去年才开发出一种有效的碱金属磷酸酶抑制剂&mdash乙烯基甲醚和马来酸共聚物（PVM/MA）
。这种聚合物还具有以下优异的性能：它是安全的，因为它已被用作牙科粘合剂，其在口腔中的保留时间与焦磷酸盐相同，甚至更长。聚合物能很好地粘附在潮湿的牙齿表面。核磁共振研究表明，该聚合物能与碱金属磷酸酶活性中心的Zn2+和Mg2+离子螯合。临床研究表明，焦磷酸盐、聚合物和氟化物的组合是人体酒石的有效抑制剂，使用3个月后可减少30%-50%的酒石。为什么这种混合物能抑制酒石的形成？这是因为唾液是钙和磷酸盐的来源。当这些离子到达牙菌斑或牙齿表面时，就会形成牙垢种子。在羟基磷灰石成熟晶体形成之前，晶种会生长到50纳米的临界尺寸。牙垢的化学成分与牙齿相似，因此不可能用化学方法溶解。在牙膏中加入焦磷酸盐、共聚物和氟化钠后，它们会攻击酒石的晶种，并将其溶解以回收磷酸钙。现在，这种混合物被添加到世界各地的牙膏中，以防止牙垢的形成。此外，在牙膏中添加锌盐也可以防止牙垢。它们可以取代磷酸钙中的钙，抑制酒石晶体的生长。
杀菌剂
牙膏化学的第四个方面是杀菌剂。早在1683年，安东尼·范·列文虎克就第一个指出口腔中存在细菌。口腔细菌形成的牙菌斑具有高度有序的结构，每克含有1012个浓缩细菌、多糖、磷脂和蛋白质。虽然细菌通常不会伤害牙齿组织，但它们的产品会引起病变。1890年，牙科微生物学之父W.D.mi11er指出，为了预防和治疗牙科疾病，应该使用杀菌剂杀死口腔中的细菌。过去牙膏中添加的杀菌剂品种包括抗生素、防腐剂和消炎药，但效果不好，且有明显的副作用。总之，他说，它们会扰乱口腔微生物的正常生态环境。事实上，如果你每天刷牙两次，99%的细菌
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本文标题：牙膏的化学成分
