Oral Care  (Toothpaste)

Introduction

The  major  requirement of  oral  preparations, especially toothpastes, is  to  clean  the  teeth  and  to  remove  the  adhering  layers  as  much as  possible, without  causing  damage  to  the  surface  so  as  to improve  or  maintain  an  indevidual`s  oral  health. When  a toothpaste  is  used   with  an  efficient  toothbrush, it  should  clean  the  teeth adequately, that  is,  remove  food  debris, plaque  and  stains . it should  leave  the  mouth  with  a  fresh  and  clean  sensation .

Structure  and  composition  of  the  teeth

The tooth is composed essentially of the following parts:

    1. Crown (corona dentis)

    2. Neck   (collum dentis)

    3. Root    (radix dentis)

    4. Dental enamel (enamelum, substantia adamantina dentis)

    5. Dentin (dentinum,  substantia  eburnea  dentis)

    6. Dental pulp (pulpa dentis)

    7. Cementum (substantia  ossea  dentis)

Inside  the  tooth  is  the  pulp  cavity,  containing  the  dental pulp (connective  tissue  rich  in  vessels  and  nerves) .  The  continuation of  the  pulp  cavity  is  the  root  canal ( canalis  radicis  dentis) . The dentin,  the  hard  structure  of   the  tooth,  is  a  modified  bone tissue  which  surrounds  the  pulp  cavity  and  the  root  canal .

In the area of the crown the dentin is covered by dental enamel, which  is  even  harder  than  the  dentin,  while  in  the  area  of  the root  the  dentin  is  surrounded  by  the  cementum, which  is  turn covered  by  the  periodontal  membrane ( periodontium )

Dental caries:

Dental  caries  can  be  defined  as “disease  resulting  in  the breakdown  and  destruction  of  the  hard  tissue  of  the  tooth structure  via  demineralization”.  In  order  for  caries  to  occur, three  parameters  must  be  fulfilled  simultaneously :

     1. caries-producing bacteria must be present.

     2. the  host  teeth  be  susceptible  to  the  development  of  decay.

     3. Foods with caries-producing potential (sugars, carbohydrates) 

     must be present.

Tooth  decay  or  dental  caries, which  is  also  known  simply  as caries,  as  the  more  or  less  rapid  destruction  of  the  hard substance  of  the  teeth ( enamel, cementum, dentin ) by  the chemical  action  of  acids  formed  as  a  result  of  the  enzymatic degradation, by  oral  bacteria, of  food  residue  on  the  teeth .A cavity  forms  when  local  demineralization  occurs  in  tooth  enamel and  possibly  the  underlying  dentine .  Demineralization, or dissolving  of  the  tooth – mineral ( hydroxyapatite), results  when organic  acids  penetrate  the  surface  of  the  enamel . Under  acidic conditions, hydroxyapatite  dissolves  and  calcium  and  phosphate ions  diffuse  out  of  the  tooth  and  are  washed  away  by  saliva. Even  though  the  demineralizing  acids  are  found  in  plaque coating  the  tooth  surface, there  is  evidence  that  tooth  decay beings  below  the  surface  of  the  enamel .

Dental calculus (tartar):

Calculus  is  the  result  of  the  thickening  and  hardening  of  dental plaque  which  is  not  removed  daily . It  accumulates  on  the  tooth surface  mainly at  the  gingival  margin  opposite  the  salivary ducts. It  is  a  hard  mineral  deposit, containing  predominantly  calcium and  phosphate, very  tightly  bound  to  the  tooth  surface .  Once  it has  formed, it  is  virtually  impossible  to  remove  it  except  by a dental  hygienist . Calculus  can   become  unsightly  if  growth  is  left  unimpeded  and  elimination  is  desirable  for  various  reasons . One  of  these  is  that  the  porous  surface  of  the  calculus  will  also be  covered  by  a  thin  layer  of  unmineralized  plaque  which  can cause  constant  irritation  of  the  gums  and  could  trigger  off other problems, especially  once  calculus  is  formed  below  the  gumline .

Toothpaste Ingredients

1. Cleaning and polishing agents (abrasives):

 Clearly  the  main  purpose  of  the  cleaning  and  polishing  agents  is  to  remove  any  adherent  layer  on  the  teeth . the  most commonly  used  abrasives   are calcium  carbonate,  dicalcium phosphate  dihydrate,  aluminium  hydroxide  and  dental  grade silicas.

2. Gelling and thickening   agents:

 Gelling  or  binding  agents  are  hydrophilic ( water – loving ) colloids  which  disperse  and  swell  in  the  water  phase  of  the toothpaste  and  are  necessary  to  maintain  the  integral  stability  of the  paste  and  prevent  separation  into  component  phases . Commonly  used  binding  agents  include  sodium  carboxymethyl  cellulose, hydroxyethylcellulose,  silica  and  xanthan  gum .

3. Anticavity agents:

 Fluoride–containing  compounds  such  as  sodium  fluoride  and sodium  monofluorophosphate   have  been  demonstrated  in  clinical  trials  to  effectively  reduce  tooth  decay . Fluoride  from sources  such  as  drinking  water, food, and  toothpaste  reacts  with  hydroxyapatite  to  form  fluorapatite,  which  is  most  cocentrated  at  the  surface  of  the  enamel . Solubility  studies  show  that  fluorapatite  is  more  resistant  to  acid  attack  than  hydroxyapatite.

4. Antitartar agents:

The  addition  of  pyrophosphate  and  zinc  ions  to  toothpaste  is  the  most  common  method for  inhibiting  mineralization  processes.

Tetrasodium pyrophosphate, which  contains  p-o-p  bonds  is  an  effective  inhibitor  of  calcium  phosphate  crystal  growth . Saliva, which  is  continuously  secreted  in  the  mouth, is  a  source  of  calcium  and  phosphate.  When  the  ions  reach  the  plaque  or  tooth  surface, a  small  seed  of  tartar  forms. When  pyrophosphate  is  added, it  attacks  the  tartar  seed, which  dissolves  and  the  calcium  phosphate  is  recycled . In addition  zinc  salts  have  also  been  introduced  to  control  tartar, they  replace  calcium  in  the  hydroxyapatite  matrix  and  also  act  as  a crystal  growth  inhibitor.

 5. Detergents: 

 Detergents  are  used  in  the  toothpaste  to  aid  in  the  penetration  of  the  surface  film  on  the  tooth  by  lowering  the  surface  tension.

They  also  provide  the  secondary  benefits  of  providing  foam  to  suspend  and  remove  the  debris  and  the  subjective  perception  of  toothpaste  performance. Sodium  lauryl  sulphate, sodium  lauryl  sarcosinate  and  sodium  methyl  cocoyl  taurate  are  the  most  commonly  used  detergents  in  toothpaste.

6. Antibacterial agents:

 The  other  major  oral  health  problem, apart  from  caries, is  periodontal  or  gum  disease  which  is  caused  by  plaque. It  is  obvious  that  plaque  control  beyond  normal  brushing  is  a  desirable  objective  for  a  toothpaste. Thus, compounds  with  antibacterial  properties  have  been  tested  in  toothpastes  in  order  to  develop  products  which  can  retard  plaque  formation  and  perhabs  prevent  gingivitis . An  effective  antibacterial  agent  is  triclosan  which  it`s  properties  are  a  broad  spectrum  activity  and  retention  on  the  surface  of  teeth  and  oral  surfaces . Triclosan  is  effective against  both  Gram – positive  and  Gram – negative  microorganisms .The  toothpaste  containing  triclosan  is  caused  fresh  breath.

7. Humectants:

 Humectants  such  as  glycerin, sorbitol  and  propylene  glycol, are  used  to  prevent  the  paste  from  drying  out  and  hardening  to  an  unacceptable  level . At the  same  time  they  give  shine  and  some  plasticity  to the  paste.

8. Sweeteners:

Sodium  saccharin  is  the  sweetening  agent  in  widest  commercial  use, and  is  generally  used  at  levels  between  0.05 and  0.5% by  weight .This  salt  is  300 times  sweeter  than  sucrose.

9. Preservatives:

It  used  to  be  common  practice  to  add  preservatives  to  the  formulation  of  toothpaste  to  protect  it  from  the  effect  of  micro-organisms . Esters  of  p- hydroxy benzoic  acid  and  sodium  benzoate  are  commonly  used  for  this  purpose .

p- hydroxy benzoates  are  effective  at  neutral  pH  values, thus, they  are  most  suitable  preservative  used  in  the  toothpaste.

10. Flavours:

Flavours  are  probably  the  most  crucial  part  of  toothpaste  because  of  consumer  performance . They  are  also  the  most  proprietary  part  of  the  formulation  and  leaves  a  fresh  sensation  in  the  mouth  and  a  lasting  awareness  that  the  mouth  has  been  cleansed .

Oral Care  (Mouth Wash)

Introduction

The  primary  function  of  a  mouthwash, like  that  of  a  dentifrice,  is  to  freshen  the  mouth  and  breath  by  swilling  the  product  around  the  mouth,  followed  by  expectoration . It  achieves  this  by  a  combination  of  three  factors:          

     1. The mechanical effect of rinsing debris from the mouth.

    2. The effect of the flavour.

    3. The effect of any agent specifically added to deliver the  required  end  benefit (anti-bacterial).

Mouthwash Ingredients:

1. Humectants:

The  presence  of  a  humectant  prevents  drying  out  of  mouthwash  preparations  since  they  are  moisture  binding  materials. Glycerin,  sorbitol  and  propylene  glycol  are  most  commonly  used.

2. Sweeteners:

Sodium  saccharin  is  commonly  used  as  sweetener  and  this  salt  is  300  times  sweeter  than  sucrose.

3. Flavours:

Flavours  is  an  important  feature  in  a  mouthwash  to  impart  a  clean  fresh  sensation  after  use. Mint  oils  are  popular  as  they  freshen  breath  and  leave  a  cooling  sensation  in  the  mouth.

4. Solubilizers:

Ethoxylated  sorbitan  esters  and  ethoxylated  triglycerides,  such as  PEG-40  hydrogenated  castor  oil,  can  be  used  to  aid  solubilization  of  the  flavour  oils  at  0.5 – 3.0%.

5. Preservatives:

The  addition  of  preservatives  to the  formulation  of  mouthwash  is  for  protecting  it  from  the  effect  of  micro-organisms. Esters  of 

p- hydroxy benzoic  acid, and  sodium  benzoate  are  commonly  used  for  this  purpose. p-hydroxy  benzoates  are  effective  at  neutral  pH values, thus,  they  are  most  suitable  preservative  used  in  the  mouthwash.

6. Anticavity agents:

Sodium  fluoride,  a  source  of  fluoride  ions,  is  often  incorporated  because  it  has  been  shown  to  significantly  reduce  tooth  decay.

7. Antibacterial agents:

An  effective  antibacterial  agent  is  triclosan  which  it`s  properties  are  a  broad  spectrum  activity  and  retention  on  the  surface  of  teeth  and  oral  surfaces. The mouthwash containing triclosan is caused fresh breath.