Kem đánh răng là gì? Các thành phần và kỹ thuật sản xuất

Bài viết sau đây, nhà thuốc Ngọc Anh xin trình bày về kem đánh răng là gì? Các thành phần và kỹ thuật sản xuất

Khái niệm

Chế phẩm làm sạch răng là các mỹ phẩm có khả năng tẩy rửa nhẹ nhàng trên răng để làm sạch, giúp loại bỏ các mảng bám, vết ố trên răng và tạo hơi thở thơm mát trên răng. Chúng còn bảo vệ răng khỏi sâu răng, cao răng và các vấn đề về răng lợi khác.

Chế phẩm làm sạch răng thường có các thành phần là các chất mài mòn, phẩm màu, hương liệu, chất tạo ngọt cũng như các thành phần khác để chế phẩm tạo được thể chất dạng bột nhão đồng nhất, tạo bọt và giữ ẩm.

Các vấn đề về răng

Răng có 3 phần chính từ trên xuống dưới là thân răng, cổ răng và chân răng ; từ ngoài vào trong lần lượt là men răng, ngà răng, tủy răng, nướu răng, xương ổ răng, ống tủy chân răng, thần kinh và mạch máu. Các vấn đề răng lợi thường liên quan đến các thành phần này.

• Mảng bám: là một lớp mỏng được hình thành do vi khuẩn hoặc các lớp đường hình thành bám trên răng. Đây là nguyên nhân chính gây sâu răng và viêm lợi. Các mảng này cứng dần theo thời gian và tạo thành cao răng nếu không được làm sạch hằng ngày.
• Sâu răng: là quá trình phá hủy lớp men răng do quá trình khử khoáng: mất canxi và phosphate. Các lớp đường thuận lợi cho vi khuẩn phát triển lên men và tạo ra môi trường acid ở đây (pH rơi xuống dưới 5.5). Điều này tạo điều kiện cho quá trình khử khoáng, phá hủy men răng và tạo tạo ra các hố đen trên răng.
• Cao răng: là tình trạng mà các mảng bám cứng lại ở trên răng hoặc dưới lợi. Điều này dẫn đến kích ứng lợi, răng bị ngả vàng và không thể chải sạch được.
• Bệnh về lợi: là tình trạng lợi bị nhiễm trùng, ảnh hưởng đến chân răng. Có thể làm lung lay và rụng răng.
• Răng nhạy cảm: là tình trạng răng bị ê buốt khi tiếp xúc nóng, lạnh, thức ăn và gió. Răng nhạy cảm do nhiều nguyên nhân khác nhau liên quan đến răng lợi.
• Hôi miệng: Do vệ sinh răng miệng kém, lợi bị viêm, hút thuốc, uống rượu hoặc do thức ăn…
• Màu răng: là tình trạng mà răng bị mất màu, có các vết đốm màu và loang lổ trên răng. Có thể do viêm, sâu răng, chấn thương, thuốc hoặc cũng có thể thừa flo trong giai đoạn phát triển răng, hút thuốc hoặc trà.
• Răng nhiễm flour: tình trạng này xảy ra ở trẻ em nhỏ hơn 8 tuổi do dùng quá nhiều kem đánh răng có chứa flo trong thời gian dài khi răng vĩnh viễn vẫn còn đang phát triển dưới lợi. Răng nhiễm độc flo không phải một bệnh vì không ảnh hưởng đến chất lượng của răng. Răng nhiễm fluor để lại các vết ngả màu vĩnh viễn hoặc có thể sậm màu hơn theo thời gian và ảnh hưởng đến thẩm mỹ.

Phân loại

• Bột nhão
• Gel
• Bột

Thành phần của chế phẩm làm sạch răng

Chế phẩm làm sạch răng thường gồm các thành phần:

Chất mài mòn hay mài sạch: thường chiếm tỉ lệ từ 15 đến 50% trong công thức, chúng thường là các chất vô cơ không tan, có khả năng tạo ma sát, chải miết để làm sạch và đánh bóng cho răng. Các yếu tố cần được xem xét với các chất mài mòn như độ cứng, độ trơ về mặt hóa học, kích thước và hình dạng của các tiểu phân; các chất mài mòn này còn không được làm hỏng lợi, men răng và ngà răng (độ cứng của chất mài mòn phải nhỏ hơn độ cứng của ngà và men răng). Mức độ mài mòn và làm sạch của các chất này bị ảnh hưởng bởi kích thước và hình dạng của hạt. Các hạt lớn tạo ra cảm giác có sạn trong miệng cho người dùng, có thể dẫn đến hỏng răng và tạo men răng. Các chất mài mòn thường là hình cầu và không có sắc cạnh là tối ưu cho răng. Ngoài ra, độ mài mòn cũng thay đổi theo lực tác động từ bên ngoài bao gồm các các lực chà mài bàn chải và các đặc điểm của răng người dùng. Các chất mài mòn hay được sử dụng là Silica hydrat hóa; Calci phosphat: dicalcium phosphate .2H2O, dicalcium phosphat khan, Calci pyrophosphat, Calci carbonat, Dinatri pyrophosphate và có thể có Natri bicacbonat (tác nhân tạo bọt khí).

Chất diện hoạt: các chất này có vai trò tạo bọt và làm sạch. Tỷ lệ sử dụng của chúng trong công thức là từ 1.0 đến 3.0 %. Các chất diện hoạt hay được sử dụng là các anion vì khả năng làm sạch mạnh và tương thích với các thành phần khác trong chế phẩm. Các chất diện hoạt hay được sử dụng như Natri lauryl sulfat, Natri laureth phosphate, natri dodecyl benzen sulfonat, Natri lauroyl sarcosinate, Dioctyl sulfosuccinate, Monoglyceride sulfat…

Các chất làm đặc: thường dùng tỉ lệ từ 1- 2% trong công thức. Các chất làm đặc giúp duy trì sự ổn định cho bột nhão, tăng độ nhớt ngăn ngừa sự lắng đọng của các chất mài mòn (các chất không tan), tạo cho chế phẩm các đặc tính lưu biến thích hợp, chế phẩm bám dính tốt trên bàn chải để làm sạch răng. Các chất làm đặc hay được sử dụng như các polyme dẫn chất cellulose: Na CMC, HEC; Natri alginat, Gôm: gôm xanthan; carrageenan, Carbomer, Các polyacrylate và có thể là đất xét (các chất vô cơ tự nhiên bentonite).

Các chất điều chỉnh pH: vai trò trung hòa các chất làm đặc (với các polymer của acid acrylic) và điều chỉnh pH thích hợp cho chế phẩm thuận lợi quá trình tái khoáng.

Các chất giữ ẩm: thường chiếm tỉ lệ lớn từ 20 đến 70% trong chế phẩm. Các chất giữ ẩm hay được sử dụng như Glycerin, Dung dịch sorbitol 70%, Propylene glycol. Ngoài ra các chất này còn làm tăng độ tan của một số thành phần khó tan như chất bảo quản hoặc các cao dược liệu.

Các chất bảo quản: Parabens (nipagin, nipasol), Natri benzoat, Kali sorbat, Phenoxyethanol hoặc có thể là một số tinh dầu. Chất bảo quản ức chế và ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn hoặc vi nấm.

Các chất làm ngọt: do dùng ở miệng nên không tránh khỏi người dùng sẽ nuốt phải và do có các dây thần kinh vị giác ở đây. Các chất làm ngọt hay được sử dụng là Natri saccharin, Acesulfame, Aspartame và sorbitol.

Các chất làm thơm: tạo cảm giác dễ chịu cho người dùng, tăng hấp dẫn cho chế phẩm. Các chất làm thơm thường là các tinh dầu như: tinh dầu bạc hà, thymol, menthol, vanillin, eugenol, anethol, tinh dầu hồi, tinh dầu khuynh diệp và tinh dầu quế. Các chất làm thơm thường được dụng tỉ lệ từ 1 đến 2 %.

Các chất màu: tạo màu cho chế phẩm, tăng hấp dẫn với người sử dụng đặc biệt ở trẻ em. Các chất màu sử dụng cần tương thích với loại chất thơm dùng. Các chất màu hay được sử dụng là các chất màu vô cơ như TiO2, mica và các chất màu hữu cơ (blue 1, red 33).

Nước: có vai trò là môi trường hòa tan, phân tán các thành phần và trương nở gel (các chất làm đặc).

Các chất có hoạt tính:

Hạn chế sâu răng: các chất này có khả năng kháng khuẩn, củng cố men răng và tái khoáng cho răng.

Các florid: thường dùng với tỉ lệ (0.1%) như natri monofluorophosphat, natri florid, thiếc florid. Các chất này khi ở pH lớn hơn 5.5 có khả năng khởi động và tăng tốc độ khử khoáng đồng thời làm chậm quá trình khử khoáng cho răng. Các ion flo sẽ thay thế vị trí của các ion hydroxyd trong cấu trúc của canxi hydroxyapatite và tạo thành canxi floroapatit. Các canxi floroapatit có độ tan thấp, phân li kém hơn nên giảm quá trình khử khoáng cho răng. Vì độ tan thấp nên nồng độ bão hòa của nó cũng thấp hơn tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tái khoáng trên răng.

Các chất không chứa flo: các chất chứa canxi và phosphate: trimetaphosphate, pyrophosphat và glycerophosphat. Các chất này bổ sung canxi và phosphate- là thành phần của canxi hydroxyapatite của răng. Hoặc một số hợp chất của các ion kim loại như kẽm, thiếc, nhôm, sắt, mangan và molypden.

Các chất hạn chế mảng bám và viêm lợi: các chất này cần có khả năng sát khuẩn, hạn chế vi khuẩn phát triển trên men răng, Các chất hay được dùng như SnF2, chlorhexidine, kẽm nitrat, triclosan (chú í nồng độ nhỏ hơn 0.3%).

Các chất giảm mẫn cảm cho răng:

Các chất có chứa ion K+ như kali nitrat (dưới 5%), kali clorid, kali citrat. Các ion k+ có khả năng giảm mẫn cảm ngọn thần kinh của răng (duy trì điện thế nghỉ cho các noron thần kinh và giảm dẫn truyền).

Các thành phần khác: các chất này làm giảm tính thấm của ngà răng và chống lại kích thích ngọn thần kinh răng. Các chất hay dùng là thiếc clorid (nhỏ hơn 4.54%) và canxi natri phosphosilicate.

Hạn chế cao răng: các chất này có khả năng ngăn sự hình thành các mảng vôi hóa trên bề mặt răng thông qua quá trình kiểm soát khoáng hóa và vi khuẩn trên răng. Các chất hay được sử dụng như: tetranatri pyrophosphat, tetrakali pyrophosphate, dinatri dihydrogen pyrophosphate, natri hexametaphosphate, kẽm citrat, kẽm clorua, kẽm lactat.

Các chất làm trắng răng: các peroxide như hydrogen peroxide, carbamid peroxid.

Các chất khử mùi hôi như chất thơm và các chất kháng khuẩn.

Kỹ thuật sản xuất bột nhão đánh răng

Pha chế gel: phân tán, hòa tan và ngâm trương nở tạo gel. Có thể sử dụng nhiệt độ nếu cần thiết.

Các chất mài mòn (bột mịn) được phân tán vào gel. Có thể thực hiện kĩ thuật trộn đồng lượng để thu được hệ gel đồng nhất. Tùy theo mức độ thân hoặc sư nước của các chất mài mòn, có thể cần kết hợp với các chất giữ ẩm hoặc các chất diện hoạt với các chất mài mòn trước khi phối hợp với gel để tăng phân tán của các chất vô cơ này.

Phối hợp các thành phần khác: tùy theo khả năng hòa tan trong nước hay các dung môi trong công thức của các thành phần này để quyết định trình tự hòa tan và phối hợp.

Trong quá trình pha chế nguy cơ tạo bọt do quá trình nhào trộn là rất lớn. Do đó, cần chú ý trình tự vào thao tác pha chế hoặc có thể thực hiện ở điều kiện áp suất giảm.

Yêu cầu chất lượng

• An toàn
• Hiệu quả
• Hạn dụng: cần tối thiểu 1 năm
• Hình thức: đồng nhất, không bị lồng bọt khí. Có màu sắc và mùi vị thích hợp
• Tạo được cảm giác thư giãn và sạch sẽ sau mỗi lần sử dụng
• Loại bỏ được các mảnh vụn và mảng bám vết bẩn trên răng
• Tạo bọt tốt
• Cảm giác miệng dễ chịu: không dính và dễ được loại bỏ trên răng
• Có đặc tính lưu biến thích hợp: kem đánh răng cần được dính trên bàn chải và dễ dàng được lấy ra khỏi tuýp

Một số nghiên cứu về chế phẩm làm sạch răng

Tên nghiên cứu: khả năng tái khoáng men răng tiềm năng của việc phối hợp giữa arginine và kem đánh răng có chứa flo.

Các tác giả: Mohammed Nadeem Ahmed Bijle ¹, Manikandan Ekambaram ², Edward Cm Lo ³, Cynthia Kar Yung Yiu ⁴

Mục đích nghiên cứu: nghiên cứu đánh giá tiềm năng tái khoáng của arginine (ARG) trong kem đánh răng có chứa NaF.

Phương pháp nghiên cứu: 50 mẫu răng đã bị sâu được chia thành 5 nhóm (n= 10). Một chu kì 10 ngày được thực hiện để xử lý các mẫu men ở mỗi nhóm: nhóm 1 2% Arg – NaF, nhóm 2 4% Arg – NaF, nhóm 3 8% Arg – NaF, nhóm 4 chỉ có NaF  và nhóm 5 chỉ có mỗi nước khử khoáng. Các dung dịch thử được đo pH, tính toán lượng flo, phân tích nguyên tố Na-cl bằng cách sử dụng phân tích ICP-EOS và FTIR (đo phổ hồng ngoại). Mật độ khoáng của các mẫu men được đánh giá bằng micro-CT; trong khi tỷ lệ Ca / P và nồng độ flo trên bề mặt được xác định bằng phương pháp quang phổ tia X tán xạ năng lượng (EDS) và sự hấp thụ fluor trong men (EFU) bằng phương pháp axit-etch.

Kết quả thí nghiệm: giá trị pH, nồng độ fluor và tỷ lệ Na- Cl đã minh họa sự khác biệt đáng kể giữa các nhóm (p< 0.001). Phân tích phổ hồng ngoại thể hiện răng sự hiện diện của các amino acid trong các nhóm I và II.  Nồng độ khoáng trung bình là 0.40 +/- 0.07 g/ m3 và phần trăm tái khoáng là 27.91 +/- 4.66% với nhóm I là cao hơn đáng kể so với  4 nhóm khác (p< 0.001). Tỉ số Ca/P trung bình cho nhóm I (1.6) là cao hơn đáng đáng kể với nhóm 5 với chỉ 1.53 (p= 0.029). Nồng độ florua bề mặt trung bình của các mẫu men được xử lý với 2% Arg – NaF (1.51 +/- 0.14 %) là cao hơn đáng kể so với xử lý băng NaF (nhóm 4) (1.02 +/- 0.28%) (p< 0.001). Sự hấp thụ Fluor của nhóm I (6.84+/- 1.59 μg/cm²) là cao hơn đáng kể nhóm 4 (5.22 +/- 1.88 μg/cm²) (p< 0.001).

Kết luận: việc phối hợp 2 % arginine trong các kem đánh răng có chứa NaF đã tăng đáng kể việc tái khoáng của các vị trí tổn thương của sâu răng khi so với kem đánh răng NaF; trong khi 4% và 8% arginine ở kem đánh răng NaF là không hiệu quả trong việc tái khoáng của các mẫu men.

Ý nghĩa lâm sàng: các bệnh nhân có nguy cơ cao, việc sử dụng hàng ngày của kem đánh răng có chứa 2 % arginine trong kem đánh răng NaF có thể tạo các tác dụng tổng hợp chống sâu răng nhờ những lợi ích của prebiotic đã được chứng minh của arginine trong việc ngăn ngừa sâu răng và khả năng tái khoáng đã được chứng minh trong nghiên cứu này.

Một số công thức chế phẩm làm sạch răng

Thành phần:

• Canxi cacbonat bột mịn
• Calci hydrophosphate bột mịn
• Sorbitol  (dung dịch 90%)
• Natri lauryl sulfat (dung dịch 30%)
• Cocoamido propyl betain
• Carboxymethyl cellulose
• Natribenzoate
• Natri saccarin
• Menthol
• Tinh dầu bạc hà
• Tinh dầu quế
• PG
• Natri florid
• Nước tinh khiết vừa đủ

Phân tích vai trò các thành phần

Canxi carbonat bột mịn, Calci hydrophosphate bột mịn: 2 thành phần là các chất mài mòn, có khả năng trà xát trên răng để loại đi các vết bẩn và mảng bám trên răng.

Sorbitol  (dung dịch 90%): là đường, tạo ngọt và điều vị cho chế phẩm. Đồng thời nó cũng làm tăng độ nhớt cho chế phẩm, giảm sa lắng cho các tiểu phân bột mịn.

Natri lauryl sulfat (dung dịch 30%), Cocoamido propyl betain: là các chất diện hoạt, có khả năng làm sạch do làm tăng việc hòa tan (nồng độ lớn hơn micell tới hạn)và dễ thấm với nước của các vết bẩn trên răng và dễ dàng loại đi. Việc kết hợp 2 thành phần này còn giảm lượng sử dụng các chất diện hoạt giảm được độc tính và kích ứng của các chất diện hoạt anion nhưng vẫn đảm bảo được yêu cầu làm sạch. Việc kết hợp 2 thành phần này còn thay đổi cấu trúc micell, làm các micell trở nên dẹp hơn, ít cầu do đó chế phẩm sẽ đặc hơn.

Carboxymethyl cellulose: trường nở tạo gel, tạo đặc tính lưu biến thích hợp cho chế phẩm, dễ dàng lấy ra và bám được trên bàn chải. Ngoài ra, tạo gel còn giảm sự sa lắng của các bột mịn, phân tán đều các thành phần này. Các gel này có nhược điểm là dễ bị nhiễm khuẩn, nấm và dễ mất nước. Do đó thường cần các chất bảo quản và các polyalcol để giữ ẩm cho chế phẩm.

Natri Benzoat: chất bảo quản, có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn và vi nấm.

Natri saccarin: chất điều vị, tạo vị ngọt cho chế phẩm, giảm khó chịu cho người dùng khi dùng trong miệng hoặc nuốt phải.

Menthol, tinh dầu bạc hà, tinh dầu quế: là các tinh dầu có khả năng điều hương cho chế phẩm, tạo mùi hương dễ chịu cho người dùng. Ngoài ra, các tinh dầu này còn có khả năng sát khuẩn, khử mùi hôi của răng miệng.

PG: là dung môi hòa tan các thành phần khó tan như tinh dầu trước khi phân tán vào gel. PG còn giữ ẩm cho gel, và nếu được dùng với nồng độ đủ lớn chúng còn có khả năng bảo quản.

Natri florid: là chất hạn chế sâu răng. Có khả năng kháng khuẩn, củng cố men răng và tái khoáng cho răng. Tuy nhiên cần chú ý thành phần này khi dùng cho trẻ em dưới 8 tuổi, do răng vĩnh viễn vẫn còn đang phát triển dưới lợi và để lại các vết sậm màu vĩnh viễn theo thời gian. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến thẩm mỹ.

Kỹ thuật bào chế

Hòa tan natribenzoat, natri floride và natri saccarin trong nước tinh khiết, sau đó cho thêm CMC vào phân tán đều và để trương nở tạo gel hoàn toàn.

Nghiền mịn calci carbonat và Calci hydrophosphate và rây qua rây 125.

Trộn đồng lượng bột mịn trên với gel CMC và một phần dung dịch sorbitol, nghiền kỹ thành bột nhão đồng nhất.

Phối hợp bột nhão trên với phần dung dịch sorbitol còn lại, nghiền trộn đến khi đồng nhất.

Hòa tan mentol, tinh dầu bạc hà hoặc tinh dầu quế vào propylen glycol và phối hợp dung dịch này vào bột nhão và trộn đều.

Phối hợp từ từ dung dịch natri lauryl sulfat và cocoamido propyl betain vào bột nhão, trộn nhẹ nhàng, tránh tạo bọt khí đến khi đồng nhất hoàn toàn. Đóng bột nhão vào tuýp nhôm đã xử lý và đậy nắp kín và đóng nhãn đúng quy chế.

Các lưu ý khi bào chế chế phẩm này:

Nghiền mịn Canxi carbonat Calci hydrophosphate để thu được các chất mài mòn có kích thước và hình dạng thích hợp vừa làm sạch răng vừa hạn chế kích ứng với răng lợi. Ngoài ra, việc nghiền mịn các bột này cũng giúp quá trình trộn đồng đều hơn.

Phối hợp các chất diện hoạt ở giai đoạn cuối cùng, để giảm nguy cơ lồng bọt khí ở các giai đoạn đầu.

Công dụng: làm sạch răng.

Đối tượng sử dụng: người lớn.

Bảo quản: để nơi thoáng mát, tránh ánh sáng.

Tài liệu tham khảo

1. Slide bài giảng học phần “mỹ phẩm”-  PGS.TS Vũ Thị Thu Giang
2. Link https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29935996/
3. “sách thực tập bào chế”- Bộ môn bào chế- Trường Đại học Dược Hà Nội- bài 4 “bột nhão làm sạch răng”

Xem thêm: Kem dưỡng ẩm: Định nghĩa, thành phần và kỹ thuật bào chế