Zahnaufheller

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Hintergrund

Zahnaufheller sind Produkte, die entwickelt wurden, um das Aussehen der Zähne zu verbessern, indem sie Flecken entfernen und die Helligkeit verbessern. Diese Weißmacher enthalten typischerweise Bleichmittel wie Wasserstoffperoxid oder andere Chemikalien vom Persauerstofftyp, die organische Rückstände entfernen und Flecken oxidieren, sodass sie weniger sichtbar sind. Während Zahnaufheller seit vielen Jahren von Zahnärzten verwendet werden, sind sie erst seit Mitte der 1990er Jahre im Handel erhältlich. Diese Produkte sind in zwei Hauptformen erhältlich:als Zahnpasten, die die Zähne beim Reinigen aufhellen, und als Spezialflüssigkeiten, die getrennt vom Zähneputzen auf die Zähne aufgetragen werden.

Verlauf

Zahnaufhellungsformulierungen wurden zuerst für den Einsatz in Prothesenreinigungsmitteln entwickelt. Von da an wurden sie bei Zahnärzten für die allgemeine Zahnaufhellung beliebt. Die ersten klinischen Behandlungen, die von Zahnärzten durchgeführt wurden, erforderten mehrere langwierige Sitzungen, bei denen die Zähne mit einem Schleifmittel oder einer Säure geätzt und dann mit einer 30-33 %igen Wasserstoffperoxidlösung und Hitze gebleicht wurden. Schließlich wurden die Zähne poliert, um eine glänzende Oberfläche wiederherzustellen. Zahnärzte berechneten für jeden dieser klinischen Eingriffe normalerweise 50-150 US-Dollar.

In den 1990er Jahren kamen kommerzielle Zahnaufheller für die breite Öffentlichkeit auf den Markt. Diese Produkte enthielten einige der gleichen Wirkstoffe wie die professionellen Produkte, jedoch in geringeren Konzentrationen. Um eine signifikante Aufhellung zu erzielen, müssen sie vier bis sechs Wochen lang täglich mehrere Minuten lang verwendet werden. Obwohl sie das allgemeine Erscheinungsbild der Zähne verbessern können, sind diese Produkte bei der Entfernung tieferer Verfärbungen, wie sie durch Tetracyclin, Fluorose, Gelbsucht oder innere Blutungen verursacht werden, nicht wirksam. In den späten 1990er Jahren stieg der Umsatz mit Zahnaufhellern auf 33,7 Millionen US-Dollar. Im Vergleich dazu gaben die Verbraucher 2,43 Milliarden US-Dollar für die gesamte Kategorie der Mundhygiene aus, zu der auch Zahnpasten und Mundspülungen gehören.

Obwohl die derzeit auf dem Markt erhältlichen Produkte allgemein als weniger wirksam angesehen werden als professionelle Behandlungen, gibt es immer noch Bedenken, dass sie das Mundgewebe schädigen können. Daher sind Zahnaufheller die Quelle einiger Kontroversen. Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat Bedenken geäußert, dass diese Produkte eher als Medikamente denn als Kosmetika betrachtet werden sollten, und die American Dental Association (ADA) sagt, dass eine übermäßige Verwendung dieser Produkte Gewebe schädigen, Zellveränderungen verursachen oder Dentin und Zahnschmelz schädigen kann. Obwohl die Produkte auf dem Markt bleiben, ist ihre Zukunft noch nicht klar, und es könnte zu einer extremen Verschiebung kommen, wenn die FDA schließlich festlegt, dass Weißmacher nicht mehr als Kosmetika verkauft werden dürfen.

Rohstoffe

Wasser macht den größten Teil der Formel aus und wird als Verdünnungsmittel für die anderen Inhaltsstoffe verwendet. Es wird entionisiertes oder entmineralisiertes Wasser verwendet, da die in hartem Wasser enthaltenen Metallionen die Wirkung der anderen Rohstoffe stören können.

Die Fleckentfernung kann chemisch mit Bleichmitteln wie Wasserstoffperoxid und physikalisch mit Schleifmitteln wie Carbonaten erreicht werden. Chemische Bleichmittel umfassen Wasserstoffperoxid, Natriumpercarbonat und Natriumperborat. Schleifmaterialien, die in Weißmachern verwendet werden, umfassen Calcium- oder Magnesiumcarbonat, Calciumphosphate, unlösliches Natriummetaphosphat, Siliciumdioxid-Xerogele oder -Aerogele und hydratisierte Aluminiumoxide.

Reinigungsmittel werden in Zahnaufhellern verwendet, um Schaum zu erzeugen und die Reinigung zu unterstützen. Diese Chemikalien sind Tenside wie Natriumlaurylsulfat, Natriumlaurylsarcosinat, Natriumlaurylsulfoacetat oder Dioctylnatriumsulfosuccinat.

Bindemittel und Verdickungsmittel erhöhen die Viskosität des Produktes. Einige, die typischerweise verwendet werden, sind Carboxymethylcellulose, Carrageenan, Tragantgummi, Karayagummi, irisches Moos, Natriumalginat, Carbopolharze, Magnesiumaluminiumsilikate und Blockcopolymere.

Dem Produkt können auch therapeutische Mittel zugesetzt werden. Dazu gehören Natriumcitrat, das die Stoffwechselaktivität pathogener Bakterien stört und Gingivitis reduziert; und Pyrophosphat, das ein wirksames Mittel zur Bekämpfung von Zahnstein ist.

Feuchthaltemittel wie Sorbit, Glycerin und Propylenglycol werden in den Formeln verwendet, um den Feuchtigkeitsverlust des Produkts zu reduzieren; dies verhindert "Verkrusten", wenn die Kappe längere Zeit von der Verpackung entfernt wird. Aromen sind enthalten, um die Attraktivität des Verbrauchers zu verbessern. Übliche Geschmacksrichtungen sind Pfefferminze, Grüne Minze, Wintergrün, Sassafras und Anis. Darüber hinaus werden Süßstoffe wie Saccharin zugesetzt, um den Geschmack des Produkts weiter zu verbessern. Konservierungsstoffe wie Methyl- und Propylparaben und Natriumbenzoat werden verwendet, um das Bakterienwachstum im Produkt zu verhindern. Schließlich Titandioxid, das zur Zahnaufhellung beiträgt; Natriumbicarbonat, das den pH-Wert kontrolliert; und zertifizierte Farben sind weitere gängige Zutaten.

Design

Zahnaufheller für den Heimgebrauch sind sorgfältig formuliert, um wirksam und sicher zu sein. Die größte Herausforderung bei der Entwicklung dieser Produkte besteht darin, eine potenzielle Inkompatibilität zwischen den Persauerstoff-Bleichmitteln (z. B. Wasserstoffperoxid) und den anderen Inhaltsstoffen in der Formulierung zu beseitigen. Anfänglich wurde diese Herausforderung durch die Entwicklung eines dualen Abgabesystems überwunden, bei dem geliertes Wasserstoffperoxid mit einer Doppelkammerverpackung vom Rest der Formulierung getrennt gehalten wurde. Mit diesem Ein Beispiel für Zahnaufheller. Verfahren wurden beide Portionen des Produkts zum Zeitpunkt der Verwendung auf die Zahnbürste coextrudiert. Schließlich wurden stabile Formulierungen entwickelt, die Wasserstoffperoxid durch ein festes Persauerstoff-Bleichmittel (entweder Natriumpercarbonat oder Calciumperoxid) in einer wasserfreien Formulierung ersetzten. Dieser Ansatz ermöglicht auch die Einarbeitung anderer Wirkstoffe wie Backpulver und Zahnsteinbekämpfungsmittel. Bei sorgfältiger Auswahl kompatibler Verdickungsmittel und kontrollierter Kontamination aus anderen Quellen können diese Formulierungen die Haltbarkeit des Produkts über die gesamte Lebensdauer aufrechterhalten.

Ästhetische Überlegungen wirken sich auch auf das Rezepturdesign aus. Beispielsweise müssen Geschmack, Aussehen und Konsistenz nach den Wünschen des Verbrauchers gestaltet werden, bevor diese Produkte kommerziell akzeptabel sind. Auch in der Designphase der Produktentwicklung muss auf die richtige Verpackung geachtet werden. Zahnaufheller können als Pasten konzipiert sein, die mit einer einfachen Zahnbürste aufgetragen werden können, oder als Flüssigkeiten in Verbindung mit Kofferdam aus Kunststoff oder Gummi, die die Lösung nahe an der Zahnoberfläche halten. Dieser Anwendungsprozess trägt zu einer besseren Leistung des Produkts bei. Darüber hinaus sind einige Zahnaufheller mit einer Vorspülbehandlung ausgestattet, die einen Teil der Rückstände auf der Zahnoberfläche entfernt.

Eine Reihe von Herstellern haben erfolgreiche Produkte zur Zahnaufhellung auf den Markt gebracht. Proctor and Gamble's Crest hat beispielsweise Ende der 90er Jahre seine Zahnpasta MultiCare Plus Extra Whitening auf den Markt gebracht. Andere beliebte Marken sind Aquafresh Whitening Advanced Freshness von Smith Beacham; Rembrandt Daily Whitening Gel mit Safe Peroxide von Den-mat Corporation; und Mentadent Advanced Whitening von Cheseborough Ponds, um nur einige zu nennen.

Der Herstellungsprozess

Rohstoffbereitstellung

• 1 Rohstoffe werden zunächst analysiert, um sicherzustellen, dass sie allen relevanten Spezifikationen entsprechen. Nach der Freigabe werden sie vorgewogen und im Fertigungsbereich zur Vorbereitung auf die Produktion bereitgestellt.

Laden des Batch-Tanks

• 2 Zahnpastaähnliche Zahnaufheller werden normalerweise in Edelstahl-Anfülltanks hergestellt, die mit Planetenmischern ausgestattet sind, die die Charge rühren, ohne übermäßig viel Luft einzuschlagen. Diese Tanks sind versiegelt und mit einer Vorrichtung ausgestattet, die ein Vakuum verwendet, um eingeschlossene Luft abzusaugen. Dies verhindert die Bildung von Blasen im fertigen Produkt. Dosiertanks haben eine Größe von 25-625 gal (100-2.500 L)

Mischen

• 3 Zuerst werden die Feuchthaltemittel (Glycerin und Sorbitol) zugegeben und die pulverförmigen Verdickungsmittel in der Flüssigkeit dispergiert. Durch Dispergieren der Pulver in den nichtwässrigen Lösungsmitteln verklumpen sie nicht, wenn sie mit Wasser in Kontakt kommen.
• 4 Nachdem die Pulver dispergiert sind, wird das Wasser zugegeben, um die Charge zu verdünnen. Die Charge wird etwa 20 Minuten lang gemischt, wobei die wasserlöslichen Bestandteile vollständig hydratisiert werden.
• 5 Dann wird ein Vakuum angelegt, um überschüssige Luft aus der Charge zu ziehen. Die Süßstoffe, Tenside und anderen Bestandteile werden eingemischt und der Ansatz wird für weitere 15 Minuten gemischt.
• 6 Schließlich werden die Aromachemikalien zugegeben und der Ansatz wird weitere 10 Minuten gerührt, bis er eine glatte, blasenfreie Konsistenz erreicht hat.

Abfüllung und Verpackung

• 7 Das fertige Produkt wird über Hochdruckpumpen an eine Abfüllmaschine übergeben. Die Füllmaschine besteht aus Düsen, die an ein dosiertes Dosiersystem angeschlossen sind. Die Verpackung, meist Kunststofftuben, wird über ein Förderband unter die Fülldüsen geführt. Jedes Rohr bewegt sich auf dem Förderband nach unten, und während es unter dem Füllkopf vorbeiläuft, gibt die Düse eine voreingestellte Produktmenge in das offene Ende des Rohrs ab. Das Rohr bewegt sich dann das Förderband hinunter zu einer Versiegelungsmaschine, die das Rohr festklemmt und den Kunststoff mit Hitze oder Ultraschallvibrationen versiegelt. Jede Tube ist mit einem Chargencode bedruckt, um die Verfolgung jeder Charge zu ermöglichen. Die versiegelten Tuben werden dann zum Versand in Kartons überführt.

Qualitätskontrolle

Wie bei anderen Körperpflegeprodukten wird die Qualität von Zahnaufhellern während der Produktion sorgfältig überwacht. Vor Produktionsbeginn werden alle Rohstoffe auf Einhaltung der festgelegten Spezifikationen geprüft. Nach Abschluss der Charge wird das fertige Produkt auf Qualität einschließlich grundlegender chemischer Parameter wie pH und Viskosität überprüft. Beide Faktoren können die Stabilität des Produkts sowie seine Ästhetik beeinflussen. Wenn beispielsweise der pH zu niedrig ist, können die Löslichkeit und Wirksamkeit der Weißmacher beeinträchtigt werden. Außerdem wird die Charge auf mikrobielle Kontamination überprüft.

Die Qualität dieser Produkte kann durch Maßnahmen der FDA beeinträchtigt werden. Im Februar 1994 veröffentlichte die FDA eine Mitteilung über vorgeschlagene Regelsetzungen (NPRM) in Form einer vorläufigen abschließenden Monographie für orale antiseptische Arzneimittel. Diese Monographie listet Wirkstoffe auf und legt Test- und Wirksamkeitsanforderungen für Zahnaufheller fest. Wirkstoffe werden in Kategorie II (nicht allgemein als sicher oder wirksam anerkannt) oder Kategorie III (mehr Daten erforderlich, um Sicherheit und Wirksamkeit zu beweisen) eingestuft. Bis Ende 2000 hat die FDA noch nicht festgelegt, wann sie die endgültige Monographie zu dieser Kategorie herausgeben wird, und sie reguliert diese Produkte weiterhin als Kosmetika und nicht als Arzneimittel. Die National Tooth Whitener Coalition, eine Handelsorganisation von Herstellern von Zahnaufhellern, kämpft dafür, dass die FDA diese Produktkategorie nicht überreguliert.

Die Zukunft

Der Hauptfaktor, der die zukünftigen Zahnaufhellerprodukte beeinflusst, ist das regulatorische Umfeld. Abhängig von zukünftigen Maßnahmen der FDA werden diese Produkte möglicherweise weiterhin als Kosmetika verkauft oder als Arzneimittel reguliert. Die Tatsache, dass die meisten dieser Produkte Wasserstoffperoxid enthalten, gibt weiterhin Anlass zur Sorge. Darüber hinaus entwickeln Chemiker ständig verbesserte Formulierungen. Während sich Änderungen des regulatorischen Umfelds auf die Zukunft von Zahnaufhellungsprodukten auswirken werden, ist es wahrscheinlich, dass Fortschritte in der Chemie zu Produkten mit verbesserter Leistung, Geschmack und Stabilität führen werden.