Дополнительный материал для учителя «Зубная паста: не верьте, что это будет просто» История зубной пасты Упоминание об уходе за зубами и соответствующих средствах встречается уже в письменных источниках Древнего Египта. Так, например, в одном из найденных манускриптов описывается рецепт некоего средства, в состав которого входили следующие ингредиенты: пепел внутренностей быка, миро, растертая яичная скорлупа и пемза. К сожалению, способ применения данного средства остался загадкой, но, по предположениям ученых, полученная смесь должна была втираться в зубы пальцами, так как, насколько известно, специальные палочки, предшественницы зубных щеток, к тому времени еще не были изобретены. Но начало было положено. Заслуга дальнейшего совершенствования непосредственно зубной пасты принадлежит самым образованным в те время народам – грекам и римлянам. Внимание уделялось и таким моментам, как свежесть дыхания, для поддержания которого рекомендовалось употреблять козье молоко. Позднее свой вклад в совершенствование зубной пасты внесли персы. Найденные инструкции по уходу за полостью рта предостерегали против использования слишком жестких зубных порошков и рекомендовали применение порошка из оленьего рога, размельченных раковин улиток и моллюсков, а также обожженного гипса. Другие персидские рецепты включали составы из различных сушеных частей животных, трав, меда, минералов, ароматического масла и др. Петр I велел боярам чистить зубы толченым мелом и влажной тряпочкой. А в народе был известен иной способ: угли из березовой древесины отлично отбеливают зубы. Вот только рот полоскать после такой чистки следует особенно тщательно. Зубной порошок, а затем и зубная паста, наиболее похожие на современные, впервые появились в конце 18 века в Великобритании. Богатые англичане имели возможность использовать для его нанесения специальную щетку, а бедные люди делали это при помощи пальцев. Порошки часто содержали чрезмерно абразивные вещества, которые могли нанести вред зубам: кирпичную пыль, размельченный фарфор и глиняные осколки, также в их состав входили мыло и мел. Самую старую зубную щетку в Европе обнаружили немецкие археологи. Возраст предмета составляет 250 лет. Именно в те времена в Европе началось распространение орудия для чистки зубов в связи с тем, что богатые европейцы начали употреблять в пищу сахар. Большинство средств для чистки зубов оставалось в форме порошка. Цель состояла не только в удалении налета, но и в придании дыханию свежести. Делалось это в основном с помощью различных натуральных добавок, например, экстракта клубники. Чтобы сделать эти средства приятными на вкус, в зубные порошки стали добавлять глицерин. В конце 19 века стала применяться бура в качестве вспенивающего средства. Однако самым популярным народным средством был обычный уголь. В 1873 году компания Colgate представила на американском рынке ароматизированную зубную пасту в банке. А в 1892 году был изобретён раскладной тюбик, в 1984 – тюбик с насосной подачей, очень похожий на те, которыми мы пользуемся сегодня. До Второй мировой войны большинство зубных паст содержало мыло. С развитием химических технологий мыло постепенно заменялось такими современными ингредиентами, как лаурилсульфат натрия и рицинолеат натрия. Всё 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. Также используются «натуральные» зубные пасты, содержащие мяту, клубнику и другие растительные экстракты. Внимание обращается не только на болезни зубов, но и кровоточивость десен. Помимо этого, пасты всё больше отличаются по цели применения и другим, менее важным характеристикам, таким как цвет, вкус, запах и т.п. Наиболее важным открытием 20 века в этой области можно считать введение в состав зубных паст соединений фтора, которые способствуют укреплению эмали. Если в 21 веке сохранятся тенденции века двадцатого, то человечество будет пользоваться зубными пастами, которые направлены на профилактику заболеваний зубов и десен, обладают отбеливающим или другими дополнительными эффектами, не вызывают раздражения слизистой и превращают чистку зубов в настоящее удовольствие. Состав зубной пасты По своему химическому составу зубная паста является сложно-компонентным веществом. Процентное соотношение активных веществ, входящих в состав зубной пасты, определяет ее свойство и эффективность использования при той или иной патологии ротовой полости (пародонтоз, повышенная чувствительность зубов, зубной налет и т.д.) Абразивные вещества. Это основа большинства видов современных зубных паст, они составляют 40% от общего количества активных веществ. Основное действие абразивных веществ заключается в полировке зубной эмали и механическом удалении зубных налетов. При производстве зубных паст используются следующие абразивные вещества: карбонат кальция, бикарбонат натрия, диоксид кремния, диоксид титана и дикальций фосфат. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Процентное соотношение поверхностно-активных веществ в современных зубных пастах, составляет примерно 1– 2% от общего количества активных компонентов. Основное действие поверхностноактивных веществ заключается в обеспечении пенистости пасты; равномерном нанесении гигиенического продукта на зубную эмаль; транспортировке активных веществ, входящих в состав пасты, в труднодоступные места (межзубное пространство); антибактериальное действие. При производстве зубных паст используются такие ПАВ, как лаурилсульфат натрия и лауретсульфат натрия. Связывающие вещества (агенты). Основное значение связывающих агентов заключается в обеспечении однородной консистенции зубной пасты. При производстве зубных паст используются такие связывающие вещества, как гидроколлоиды, крахмал, альгинат натрия, пектин, густые соки и т. д. Активные вещества. Активные вещества, входящие в состав зубной пасты, обозначают лечебно-профилактическое действие гигиенического продукта. При производстве зубных паст используются такие активные вещества, как: 1) фториды; 2) антибактериальные компоненты – хлоргексидин, метронидазол и триклозан; 3) биологически активные добавки – водно-спиртовые экстракты, витамины, вытяжки из лекарственных растений. Очищенная вода. Воду очищают направленности: – очищают от механических примесей; – снижают жесткость воды (умягчают); – озонируют (удаляют микроорганизмы); – проводят УФ-очистку (удаляют озон). с помощью фильтров различной Увлажнители. Основное действие увлажняющих компонентов заключается во влагоудерживающем эффекте, обеспечении пластичности и неизменности внешнего вида (препятствуют высыханию) зубной пасты в процессе использования. Отдушки. При производстве зубных паст используются такие отдушки, как ванилин, ментол, эфирные масла и синтетические пищевые ароматизаторы. Буферы. Основное значение буферов заключается в поддержании необходимого рН-баланса зубной пасты. Вкусовые добавки призваны улучшить вкусовые качества зубной пасты. Соединения, снижающие чувствительность зубной эмали: используют амфотерные свойства диоксида титана. Химические свойства диоксида титана: 1) взаимодействие с кислотами Медленно растворяется в концентрированной серной кислоте, образуя соответствующие соли четырёхвалентного титана: TiO2 + 2H2SO4 → Ti(SO4)2 + 2H2O 2) взаимодействие с основаниями В концентрированных образуются титанаты растворах – соли щелочей титановой или при кислоты сплавлении с ними (амфотерного гидроксида титана TiO(OH)2): TiO2 + 2NaOH → Na2TiO3 + H2O Химические свойства диоксида оксида кремния Oксид кремния (IV) (диоксид кремния, кремнезём SiO2) – бесцветные кристаллы, tпл = 1713–1728 °C, обладают высокой твёрдостью и прочностью. Относится к группе кислотных оксидов. При нагревании взаимодействует с основными оксидами и щелочами. Реагирует с плавиковой кислотой. SiO2 относится к группе стеклообразующих оксидов, то есть склонен к образованию переохлажденного расплава – стекла. Один из лучших диэлектриков (электрический ток не проводит, если не имеет примесей и не нагревается). При нормальных условиях диоксид кремния чаще всего находится в полиморфной модификации α-кварца, которая при температуре выше 573 °C обратимо переходит в βкварц. Современная технология производства зубной пасты В первую очередь подготавливается вода, которая в дальнейшем будет применяться при изготовлении пасты для чистки зубов. Обычная водопроводная вода подвергается трехступенчатой очистке. Сначала она очищается от железа, хлора и других грубых примесей. Далее её освобождают от солей магния, кальция и пр. После этих процедур вода становится гораздо мягче. После этого вода проходит ещё через несколько фильтров и генератор озона. В воде, обогащенной озоном, погибают последние, особо живучие бактерии. В результате получается очищенная вода. Перед тем как отправить воду в специальные реакторы для варки зубной пасты, озон подвергается разрушению при помощи ультрафиолетовых ламп. Эта процедура необходима для того, чтобы не повредить оборудование для производства зубной пасты. В отдельных емкостях хранятся ингредиенты будущей зубной пасты. Дальнейшее производство зубной пасты проходит в реакторах варки: все ингредиенты из емкостей поступают в общий реактор. Там они в вакуумном пространстве при температуре ниже 36 градусов тщательно перемешиваются, пока не получится масса, однородная по составу. По своей сути, варка зубной пасты – это процесс физический, а не химический. Диоксид кремния (Е551) смешивается с водой так, чтобы паста не распадалась на отдельные кусочки. Компоненты перемешиваются в реакторе около трёх часов. На этапе варки зубной пасты берутся пробы на анализ. Зубная паста должна соответствовать ГОСТу. Если анализ показал соответствие, то готовая паста по трубам поступает в фасовочный цех. Масса впрыскивается под давлением в алюминиевые тубы (тюбики). Заполненную тубу запаивают и упаковывают в картонную коробку. Зубная паста готова отправиться на прилавки магазинов.