II Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ЗУБНЫХ ПАСТ
Эшмаков Г.Н.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 Содержание

Введение……………………………………………………………………………3

1. Теоретическая часть

  1.  
    1. Строение зуба………………………………..………………………...4-5

    2. История создания зубной пасты…….………………………………..5-6

    3. Состав зубных паст…………………………………………………...6-7

    4. Классификация зубных паст………………………………………......8

  1.  
    1. Результаты социологического опроса…………………………………9

2. Экспериментальная часть

2.1. Характеристика объекта исследования……………………………...10

2.2. Методика исследования………………………….................................10

2.3.Результаты эксперимента……………………………………………...11

  1. Выводы……………………………………………………………………….12

  2. Заключение……………………………………………………………………13

Список литературы………………………………………………………………14

Приложения………………………………………………………………………15-17

Введение

Все большее количество людей понимают, что красивые белые зубы – это элемент современной культуры, символ здоровья и преуспевания. Хорошо известен тот факт, что приятное впечатление от улыбки создается в первую очередь за счет цвета зубов. Неопрятность зубов отталкивает и не позволяет добиться желаемого.

Наиболее распространенным средством гигиены полости рта является зубная паста. Сегодня потребителю предлагается достаточный ассортимент зубных паст, и выбрать для себя наиболее подходящую бывает иногда сложно, тем более что все компании-производители преподносят свою продукцию, как самую лучшую! Сегодня отношение к рекламе стало более осторожным и многие задумываются: соответствует ли сказанное действительности? И что рекомендуют стоматологи?

Актуальность темы заключается в том, что здоровье зубов – важнейший фактор здорового и полноценного образа жизни. Основными средствами по уходу за зубами являются зубная щетка и паста. Правильный выбор зубной пасты во многом определяет здоровье зубов.

Цель работы: Исследовать состав и свойства зубных паст, провести их сравнительный анализ.

Задачи проекта:

  1. Определить состав зубных паст.

  2. Выяснить роль компонентов зубной пасты на состояние зубов.

  3. Смоделировать влияние пищевых продуктов на эмаль зуба на примере скорлупы куриного яйца.

  4. Доказать наличие ионов фтора, фосфат ионов, карбоната кальция в зубных пастах.

Объект исследования: зубные пасты разных марок.

Предмет исследования: состав, очищающие и защитные свойства зубных паст.

Выдвинем гипотезу: не стоит тратить больше денег на дорогую зубную пасту, которая защищает и очищает зубы также как и дешёвая.

  1. Теоретическая часть.

1.1. Строение зуба

Эмаль (enamelum) - это ткань, покрывающая коронку зуба, самая твердая ткань организма. На жевательной поверхности ее толщина 1,5 - 1,7 мм. На боковых поверхностях эмаль значительно тоньше и сходит на нет к шейке, к месту соединения с цементом корня. Она на 98% состоит из неорганических веществ. Основными компонентами кристаллов эмали являются кальций и фосфор.

Дентин (dentinum) - составляет основную массу зуба, менее обызвествлен, чем эмаль. В нем содержится 70% неорганических веществ и 30% органических веществ и воды. Основу неорганического вещества составляют фосфат кальция (гидроксиапатит), карбонат кальция и фторид кальция. В дентине имеются канальцы, содержащие окончания чувствительных волокон.Цемент (cementum) - это прослойка ткани, покрывающая корень зуба и состоящая из 68% неорганических и 32% органических веществ. По химическому составу цемент напоминает костную ткань. В отличие от кости цемент не имеет кровеносных сосудов.

Пульпа (pulpa) является самой чувствительной тканью зуба, состоящей из сплетения нервных волокон и кровеносных сосудов. Они проникают в зуб через отверстие, которое имеется на верхушке каждого корня. Воспаление пульпы носит название пульпит.

Между корнем зуба и стенкой лунки имеется щель, в которой располагаются связки, обеспечивающие фиксацию корня и распределяющие жевательное давление, а также большое количество сосудов и нервов. Это щелевидное пространство носит название периодонта. Воспаление периодонта - периодонтит.

Весь комплекс тканей, удерживающих зуб – корень, лунка, периодонт, десна - носит название пародонта. Воспаление пародонта - пародонтит. (Не путать с периодонтитом и пародонтозом!!!).

С химической точки зрения, эмаль зрелого зуба состоит из неорганического (около 95% по весу), органического (1-1,5%) компонента и воды (4%). Органический компонент представлен преимущественно коллагеновыми белками, которые (вместе с другими органическими компонентами – углеводами) образуют органическую матрицу – коллагеновые волокна. Эти и другие белки, кроме каркасной, выполняют защитную и регуляторную функцию в процессе реминерализации. Неорганическим компонентом является фосфат кальция в виде апатита, фтор, хлор.

 

Минеральные вещества

Органические вещества

Вода

Эмаль

95%

1 – 1,5%

4%

Дентин

70%

20%

10%

Цемент

50%

27%

13%

Кость

45%

30%

25%

Развитию кариеса в значительной степени способствует избыточное потребление продуктов, содержащих большое количество углеводов. Речь идет не только о сахаре и конфетах, но и о хлебе, печенье и т.п.

Данный факт можно объяснить тем, что глюкоза C6H12O6, содержащаяся во всех сладостях или образующаяся при гидролизе сахарозы C12H22O11 или крахмала (C6H10O5)n, легко подвергается процессу молочнокислого брожения:

(C6H10O5)n+ nH2O ФЕРМЕНТЫ nC6H12O6

Крахмал Глюкоза

C12H22O11 + H2O t◦, Н+ C6H12O6 + C6H12O6

Сахароза Глюкоза Фруктоза

C6H12O6 ФЕРМЕНТЫ 2CH3−CHOH−COOH

Глюкоза Молочная кислота

Таким образом, остатки сладкой пищи в полости рта превращаются в молочную кислоту, которая растворяет зубную эмаль.

Еще одним фактором, способствующим разрушению эмали, является воздействие непосредственно кислот, содержащихся в ягодах и фруктах. Об этом свидетельствует ощущение оскомины после их употребления, что приводит к повышению чувствительности зубов к горячей и холодной пище. Сильный урон эмали способны нанести фруктовый чай, соки, бальзамический уксус, напитки типа кока-колы и фрукты, в которых много кислот.

1.2. История создания зубной пасты

В 1873 году американская компания Colgate-Palmolive представила первую в мире зубную пасту — пока еще в банке. Но уже в 1890 году компания впервые выпустила зубную пасту в тюбиках, подобных тем, которые используются сегодня. Эта паста обладала не только более высокой гигиеничностью и безопасностью, но и бесспорными бытовыми преимуществами: компактностью и портативностью. Все большую популярность приобретали не только зубные пасты, но и средства для полоскания. Они часто содержали хлорофилл для придания свежего зеленого цвета. В 1915 году в состав средств начинают вводить экстракты из некоторых деревьев, растущих в Юго-Восточной Азии, например, эвкалипта. А также используются «натуральные» зубные пасты, содержащие мяту, клубнику и другие растительные экстракты. Развитие технологий позволило существенно расширить спектр действия зубной пасты. Кроме своего основного предназначения — очищать зубы от налета и освежать дыхание — они приобретают лечебно-профилактические свойства благодаря включению в состав специальных добавок. Первая зубная паста расширенного действия появилась в начале XX века. Она содержала фермент пепсин, который, по утверждению производителей, способствовал отбеливанию зубов и растворению зубного налета. В пятидесятые годы начинается производство зубных паст с соединениями фтора. Это было, пожалуй, наиболее важным открытием XX века в области гигиены полости рта. Первой зубной пастой с противокариозным действием стала выпущенная в 1955 году компанией Procter & Gamble паста Crest with Fluoristat. Пасты с содержанием фторидов считаются сегодня наиболее эффективным. Неслучайно во многих странах фторируется до 95 процентов всех поступающих в продажу паст. Лечебные свойства фтора заключаются в том, что он способствуют фиксации ионов кальция в твердых тканях, делает устойчивее к воздействию кислот зубную эмаль и уничтожает бактерии, вызывающие кариес. Но совершенствование рецептуры паст на этом не остановилось. В 70-80-е годы фторированные зубные пасты начинают обогащать растворимыми солями кальция, укрепляющими ткани зубов. А в 1987 году в зубные пасты стал включаться антибактериальный компонент триклозан.

1.3. Состав зубных паст

Основные компоненты зубных паст:

  1. Абразивные вещества.

  2. Детергенты (ПАВ), раньше использовали мыло, сейчас лаурилсульфат натрия, лаурилсаркозинат натрия, от этого компонента зависит пенистость зубной пасты и поверхность соприкасающихся веществ.

  3. Разбавители (глицерин, полиэтиленгликоль) - эластичность, вязкость.

  4. Связующие вещества (гидроколлоиды, альгинат натрия, крахмал, густые соки, декстран, пектин и т.п.).

  5. Различные добавки (БАВ, экстракты растений, соли, отдушки и т.п.).

Итак, несколько слов об основных компонентах, широко используемых в производстве современных паст:

Синтетический гидроксиапатит.

Он обладает высокой биосовместимостью, лишен иммуногенной и аллергической активности.

Гидроксиапатиты стимулируют рост костной ткани (остеогенез), обеспечивают микрообработку ионами кальция и фосфора костной и зубной тканей, "замуровывая" микротрещины в них. Понижая чувствительность зубов, защищая поверхностные участки эмали, он еще и обладает противовоспалительными свойствами, адсорбируя микробные тельца и препятствуя развитию гнойно-воспалительных процессов.

Триклозан.

Главные причины успешного применения:

  • Высокая эффективность, даже в очень низких концентрациях.

  • Немедленный и длительный эффект в борьбе со всеми видами бактерий.

  • Безопасность для человека и окружающей среды.

  • Крайне низкая аллергичность, нетоксичность.

  • Действует на антибиотико-резистентные бактерии.

  • Способствует предотвращению пародонтитов, гингивитов, препятствует возникновению воспалительных процессов слизистой оболочки полости рта.

  • Снижает образование зубного налета и зубного камня.

Карбамид.

Оказывает нейтрализующее действие на кислоту, главным образом на молочную, вырабатываемую бактериями зубного налета путем ферментации углеводов, содержащихся в пищевых продуктах и напитках.

Бактериями вырабатываются, хотя и в гораздо меньшей степени, и другие кислоты, такие как уксусная, пропионовая и масляная. Выработка кислот приводит к снижению показателя рН зубного налета. Процесс деминерализации зубной эмали начинается при снижении рН меньше 5,5. Чем длительнее период такой деминерализации, тем выше опасность возникновения кариеса. Может пройти 40 минут, прежде чем критический уровень рН 5,5 восстановится вновь, и процесс реминерализации.

Проникая в зубной налет, карбамид расщепляется бактериями с использованием фермента уреазы на СО2 и NH3. Поскольку NH3 имеет щелочную реакцию, он сразу же нейтрализует кислоту.

Абразив.

В 20-х годах нашего столетия начинаются поиски замены мелу как зубному абразиву (до сих пор в некоторых пастах в качестве абразива используется мел с пониженным содержанием окислов Al, Fe и микроэлементами, но с повышенной стирающей способностью). Поиски эти привели к использованию диоксида кремния, хорошо совместимого с соединениями фтора и другими активными компонентами, обладающего контролируемой абразивностью, позволяющей создавать пасты с широким диапазоном заданных свойств. И, наконец, оптимальный показатель рН=7.

Абразивность диоксида кремния может варьировать в десятки и сотни раз, поэтому диоксид кремния может входить в состав любой зубной пасты.

Другой, казалось бы, неактивный компонент — пенообразователь. Раньше считалось, что для обеспечения качественной очистки зубная паста должна сильно пениться. Пенящиеся вещества способствуют лучшему растворению и вымыванию зубного налета и пищевых остатков (ведь есть разница, как мыть руки, с мылом или без?). Но кроме грязи могут вымываться и полезные добавки самой зубной пасты (эфирные масла, экстракты растений). Кроме того, обильная пена приводит к пересушиванию и как следствие к шелушению, покраснению слизистой оболочки

1.4. Классификация зубных паст (С.Б. Улитовский c 1999)

1.5. Результаты социологического опроса

1. Наибольшее число опрошенных пользуются зубными пастами марок:

  • Blend-a-med (21%).

  • Colgate(69%).

  • Лесной бальзам (5%).

  • Жемчуг (5%).

2. Какой процент опрошенных знает, как правльно нужно чистиь зубы:

3. Что привлекает покупателей при выборе зубной пасты:

  1. Экспериментальная часть

Было изучено влияние агрессивных сред на разрушение яичной скорлупы, а также защитных свойств наиболее популярных зубных паст.

Поводом для проведения эксперимента послужила серия рекламных роликов, указывающих на идентичный состав яичной скорлупы и зубной эмали, а также их схожие химические свойства.

  1.  
    1. Характеристика объектов исследования.

Для исследования состава и свойств взяли марки зубных паст, которые продаются в магазинах д. Новая Монья: «Новый жемчуг», «Блендамед», «Колгейт», «Лесной бальзам»

2.2. Исследование состава зубных паст

Состав зубных паст исследовали путем изучения информации, указанной на упаковках ЗП и определения с помощью качественных реакций наличие ионов Ca2+, PO43-, F-.

Методика исследования:

А) Внимательно изучили состав ЗП по надписям на упаковке. Сравнительный анализ представлен в таблице 1(Приложение1)

Б) Для качественных реакций 3 см зубной пасты растворили в 50 мл воды; отмеряли способность к пенообразованию; фильтровали, засекая время фильтрации; в фильтрате определяли наличие ионов Ca2+, PO43-, F-.

2.3 Исследование защитного действия зубных паст

Моделировали влияние кофе и кислотной среды на защищённую и незащищённую яичную скорлупу.

Методика исследования:

А) Покрыли 4 яйца образцами зубных паст + одно контрольное яйцо (необработанное), через 15 минут смыли пасту. Прилили 1%-ный раствор лимонной кислоты и оставили на сутки.

Б) ) Покрыли 4 яйца образцами зубных паст + одно контрольное яйцо(необработанное), через 15 минут смыли пасту. Прилили раствор кофе и оставили на 20 минут.

2.4. Результаты экспериментов:

  1. Сравнительный анализ зубных паст (Приложение2)

Пасты

Растворимость

Пенообразование

Фильтрация

F-

Po43-

CaCo3

1

Blend-a-med

хорошая

хорошее

быстрая

+

++

+++

2

Природный бальзам

хорошая

плохое

медленная

+

+

+

3

Colgate

самая хорошая

самое хорошее

медленная

+

++

++++

4

Жемчуг

хорошая

хорошее

медленная

+

++

++

  1. Защитное действие зубных паст.(Приложение 3)

А) Влияние кислой среды на скорлупу яйца.

Наилучшую защиту проявили пасты «Blend-a-med», «Colgate», «Природный бальзам» - даже по истечении одних суток заметных изменений толщины скорлупы не наблюдалось, что говорит о неоспоримом преимуществе этих паст в вопросе защиты от воздействия кислой среды. Наиболее подвержены разрушению оказались необработанный образец, а также образец, обработанный зубной пастой «Жемчуг».

Б) Влияние кофе на скорлупу яйца.

Визуальное определение интенсивности окраски скорлупы показало, что уже через 20 минут после погружения в раствор кофе скорлупа приобретает желто-коричневый цвет. Интенсивность окраски увеличивалась у яиц, обработанных зубными пастами «Blend-a-med», «Жемчуг» и необработанного образца. Исключение составили зубные пасты «Colgate» и «Природный бальзам», которые «продлили жизнь белизне зубов».

  1. Вывод

  1.  
    1. В результате опроса жителей деревни Новая Монья более используемые зубные пасты: Blend-a-med, Colgate, Новый Жемчуг, Лесной бальзам.

    2. По итогам анкетирования, 69% опрошенных выбирают пасту «Colgate».

    3. По результатам физико-химического анализа можно сделать следующие выводы:

3.1. Зубная паста «Colgate» имеет хорошее пенообразование и большую растворимость.

3.2. Лучшими защитными свойствами обладают зубная паста «Colgate»

  1.  
    1. От действия кислой среды, кофе лучше всего защищает паста

«Colgate». Она является по нашим исследованиям лучшей зубной пастой.

  1.  
    1. Зубная паста «Жемчуг» не защищает от кислой среды.

  1. Заключение

Здоровые и красивые зубы хотят иметь все. Ослепительная улыбка способна творить чудеса. Каждый здравомыслящий человек заботится о своих зубах и дёснах в меру своих возможностей и знаний.

Однако каждый должен быть достаточно просвещён в вопросах личной гигиены, тем более что в большинстве случаев предметы и средства ухода за своим здоровьем мы выбираем самостоятельно. Если в выборе мыла, шампуня, геля для душа и других средств гигиены мы руководствуемся исключительно личными предпочтениями, то при выборе средств ухода за полостью рта надо помнить, что мы выбираем для себя лекарство. Это касается, прежде всего, зубной пасты, неправильный выбор которой не только не решит существующие проблемы, но создаст новые.

Красивая улыбка – это одна из составляющих вашего здоровья и уверенности в себе. Поэтому не оставляйте уход за зубами на потом. Уделяйте зубам должное внимание, чистите их утром и вечером, а также полощите рот после каждого приема пищи. Перефразируя известную поговорку, можно сказать: Здоровые зубы не те, которые хорошо лечат, а те, за которыми постоянно и хорошо ухаживают. Тогда и каждый визит к стоматологу не будет для вас чем-то ужасным, ассоциирующимся с болезненными ощущениями.

Здоровые зубы и шикарная белоснежная улыбка в ваших руках!

Список литературы:

  1. Ярыгин В.Н., Биология, М.: Просвещение, 2007. - 334с.

  2. Борисенко А.В., Кариес зубов, М.: Медицина, 2000. - 269с.

  3. Артеменко А.И. Органическая химия, Л.: Химия, 2002. - 317с.

  4. Третьякова Ю.Д. Неорганическая химия, М.: Просвещение 2007. - 283с.

  5. Николаев А.Я. Биологическая химия, М.: Мир, 2004. - 565с.

  6. материалы сети Интернет

  7. http://www.claw.ru/a-med/240-2745/Index.html

Приложение 1 Состав зубных паст представленных в магазинах д. Новая Монья

Название / фирма-производитель

Основные ингредиенты

Тип абразива

Показания

Природный Бальзам/Калина Концерн (Россия)

монофторфосфат натрия, экстракты масла кедровых орешков, ромашки, тысячелистника, зверобоя, чистотела и крапивы

диоксид кремния

профилактика кариеса; снимает кровоточивость дёсен

Новый Жемчуг Фтор/ Невская косметика (Россия)

монофторфосфат натрия, фторид натрия

карбонат кальция, диоксид кремния

профилактика кариеса, восстанавливает и укрепляет эмаль поверхности зуба

Blend-a-med Complete/ Procter&Gamble (США)

фторид натрия, триклозан

диоксид кремния

профилактика кариеса и заболеваний пародонта

Colgate тройнаязащита/Colgate-Palmolive Co, США

монофторфосфат натрия, фторид натрия

карбонат кальция, диоксид кремния

профилактика кариеса, восстанавливает и укрепляет эмаль поверхности зуба

Приложение 2. Сравнительный анализ зубных паст

А) Определение пенообразования

Б) Определение фосфат-ионов фторид-ионов

В) Определение карбоната кальция

Условные обозначения:

  1. Blend-a-med

  2. Природный Бальзам

  3. Colgate

  4. Жемчуг

Приложение 3. Защитное действие зубных паст.

А) Влияние кислой среды на скорлупу яйца.

Б)Влияние кофе на скорлупу яйца.

Условные обозначения:

  1. Blend-a-med

  2. Природный Бальзам

  3. Colgate

  4. Жемчуг

 

19