Индивидуальный проект «Химический состав и влияние на эмаль зуба разных зубных паст»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа имени 60-летия Октября

Азовского района

Индивидуальный проект

«Химический состав и влияние на эмаль зуба разных зубных паст»

Работа ученика 11 класса

Морозова Данилы Игоревича

Руководитель проекта:

Безай Валентина Петровна

п. Суходольск

2024 г.

Оглавление

Введение

Ни для кого не секрет, что здоровье полости рта является одним из важнейших условий нормального функционирования организма человека. В современном мире наличие здоровых и красивых зубов обязательно для ведения полноценного образа жизни. Именно в полости рта начинается первый этап пищеварения. Основная функция зубов – откусывание и механическое «перемалывание» пищи. От степени измельчения пищи в ротовой полости зависит скорость и эффективность дальнейшего пищеварения. Также зубы принимают участие в формировании некоторых звуков, т.е. здоровье зубов важно и для нормальной дикции человека. Ну и, конечно же, нельзя не сказать об эстетической функции зубов. Красивая улыбка является показателем ухоженности человека, она подчёркивает его социальный статус. Именно по этим причинам каждый человек стремиться иметь хорошие зубы. Всем известно, что кислая среда полости рта вызывает многочисленные заболевания зубов. Забота о полости рта начинается с ежедневной чистки зубов с помощью зубных щётки и пасты.

Актуальность: на сегодняшний день на мировом рынке представлено неимоверное количество зубных паст разных категорий и производителей. Обычно, человек сам выбирает себе пасту. К сожалению, большинство людей не обладают достаточными знаниями для выбора зубной пасты, и им приходится делать выбор, основываясь на рекламе, популярности зубной пасты и отзывах знакомых. Эти факторы не всегда правдиво отражают реальные защитные свойства пасты в кислой среде. В связи с неправильным выбором зубной пасты могут возникнуть определённые проблемы, начиная с запаха изо рта и неудовлетворительного цвета зубов, заканчивая серьёзными заболеваниями полости рта. Именно поэтому необходимо выяснить, какими защитными свойствами обладают определенные зубные пасты, а также какие из марок наиболее эффективны.

Цель: исследовать состав зубных паст, влияние их веществ на эмаль зубов

Задачи: 

изучить историю возникновения зубных паст;

сравнить различные торговые марки зубных паст по химическому составу;

провести сравнительный анализ и оценку веществ, присутствующих в составе зубных паст различных торговых марок;

выяснить влияние различных компонентов зубных паст на здоровье человека;

выявить предпочтения людей в выборе зубных паст посредством социологического опроса;

изучить методику проведения эксперимента;

смоделировать влияние пищевых продуктов на эмаль зуба на примере скорлупы куриного яйца;

сравнить эффективность действия зубных паст;

Объект исследования: зубные пасты различных торговых марок.

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

Методы исследования:

изучение и анализ литературы, материалов из Интернет-источников, касающихся истории, химического состава зубных паст;

социологическое исследование;

экспериментальные исследования;

сравнение исследуемых объектов и анализ полученных результатов с уже известными данными;

построение диаграмм и схем на основе полученных данных.

Гипотеза:Я предполагаю, что состав и свойства зубной пасты способны обеспечить защиту зубов от разрушения и укрепить зубную эмаль.

Практическая значимость проекта:

· систематизирован и обобщён теоретический материал;

· выработаны рекомендации по использованию зубных паст;

· выявлено наличие веществ в составе.

Основная часть

Раздел 1. Теоретическое исследование

1.1 Зубная паста и ее предназначение

Зубная паста – специализированная лекарственная форма, предназначенная для гигиены, профилактики и лечения заболеваний органов полости рта. С помощью зубной пасты обеспечиваются эффективное очищение полости рта.

Зубные пасты должны хорошо удалять мягкий зубной налет, остатки пищи, быть приятными на вкус, обладать хорошим дезодорирующим и освежающим действием и не вызывать побочных местно-раздражающего и аллергического эффектов

1.2 История появления зубных паст

Считается, что в истории создания зубной пасты первооткрывателями были древние египтяне. В найденных рукописях описан рецепт ее приготовления (5000–3000 года до н. э.). В составе зубной пасты были: винный уксус, пемза и пепел, добытый в результате сжигания внутренностей быка.

Назвать период Средневековья благоприятным для введения стоматологических новшеств, нельзя. Зубы чистили представители только высшего сословия. Полоскания с анисом и абразивные порошки изготавливали именно для них.

В России для чистки зубов применяли березовый уголь, а чтобы освежить полость рта, разжевывали листок мяты (зимой – сушеный, летом – свежий), являющийся обладателем антибактериальных свойств и приятного аромата. В районах Севера вместо мяты использовали хвойные растения: пихту, лиственницу, кедр.

В конце XVIII столетия в Великобритании отмечено первое появление зубного порошка. В его составе были кирпичная пыль, глиняные осколки и размельченный фосфор. Чтобы порошок на вкус был более приятным, в него добавили глицерин.

Зубное мыло появилось в 1824 году, в его составе был мел, нейтральное мыло, а также мятное масло. В 1850 году Джон Харрис предложил производить зубные порошки из мела. Для приятного вкуса туда добавляли лекарственные травы, цветы или плоды (корицу, фиалку, шалфей и другие) в измельченном виде.

В конце XVIII века в Великобритании стал известен зубной порошок, приближенный по составу и свойствам к современному.

Самыми популярными викторианскими зубными пастами были «вишневая паста» и «паста с бетелем». Но у этих паст не было привкуса ни вишни, ни бетеля. Такое название они получили из-за красного цвета, полученного благодаря добавлению кармина. Вариации цвета от ярко-красного до бледно-розового использовали в качестве рекламного хода — таким образом пастам можно было дать романтичное название вроде «Дамасская Роза», «Гвоздика», «Коралл». Пасту без красного пигмента называли «Белой Вишней».

Работу по созданию зубных паст начали во второй половине XIX века. Меловую пудру тончайшего помола равномерно распределяли в желеобразной массе. Специальный клейстер готовили вначале из крахмала (как связующего вещества), разведенного водным раствором глицерина. Позже, вместо него стали использовать натриевую соль, способную стабилизировать суспензию мела.

В 1892 году стоматолог Вашингтон Шеффилд изобрел тюбик для зубной пасты. В 1894 г. был разработан тюбик с насосной подачей, очень похожий на те, которыми мы пользуемся сегодня. В 1896 году мистер Колгейт стал производить зубные пасты в тюбиках по собственной технологии, благодаря чему и тюбик, и эта паста получили всеобщее признание в Америке и Европе, так как обладали не только более высокой гигиеничностью и безопасностью, но и удобством в хранении и применении.

Изготовление зубных паст, в которых присутствовали соединения фтора, началось в 50-х годах. Они способствовали укреплению зубной эмали. Первая в истории фторированная зубная паста, обладающая противокариозным действием, была представлена компаниейProctor & Gamble в 1956 году. Обогащение растворимыми солями кальция фторированных зубных паст, для укрепления ткани зубов, стали делать в 70-80-х гг.

Первую советскую пасту в тюбике выпустили в 1950 году. Ранее они продавались в жестяных или пластмассовых баночках. Первая в СССР  зубная паста, в составе которой впервые были применены активные компоненты кальций и фтор – «Фтородент», – была выпущена в 1979 году. В советские годы зубная паста была большим дифицитом. Долгое время пользовались зубным порошком

1.3 Классификация зубных паст

Виды зубных паст принято разделять на три категории: гигиенические; лечебно-профилактические; лечебные.

Гигиенические средства выполняют две функции: они освежают дыхание и очищают зубы от мягкого налета. В их составе присутствуют абразивные и пенообразующие вещества, а также ароматизаторы и вкусовые добавки.

В качестве абразивов используют кремнезем или мел. Чем крупнее частицы вещества, тем результативнее очистка. В то же время большие частицы стирают эмаль, поэтому при создании средства изготовители держат баланс между безопасностью продукта и его способностью справляться с загрязнениями. Абразивные зубные пасты могут не подходить людям с чувствительной эмалью. В таком случае применяются гели.

Лечебно-профилактические зубные пасты обладают большим спектром задач. Помимо абразивов и отдушек они содержат экстракты, соли, витамины, пероксиды и ферменты. Некоторые из них предназначены для ежедневного ухода за зубами в целях гигиены и профилактики. Другие – назначаются врачом для лечения заболеваний ротовой полости.

Лечебно-профилактические средства делятся на несколько видов.

Противокаризоные. Предупреждают образование зубного налета. Укрепляют ткани зуба. Многие из них содержат фтор или соединения с ним. Встречается и зубная паста без фтора, который заменяют ферментами или соединениями кальция.

Противовоспалительные. Улучшают кровообращение, обмен веществ, устраняют кровоточивость и неприятный запах. К этой же группе относятся солевые пасты, а также средства с хлорофиллом, противомикробными компонентами, экстрактами растений и биологически активными веществами.

Десенсибилизирующие. Предназначены для чувствительных зубов. Могут содержать соли калия и стронция, которые блокируют чувствительность зубов. Также не содержат сильнодействующие абразивные компоненты, из-за чего налет образовывается быстрее.

Отбеливающие. Действуют либо путем разрушения зубного налета (пасты с содержанием ферментов, сильнодействующих абразивов), либо обесцвечиванием или удалением пигмента из ткани зуба (с содержанием пероксидов). Отбеливающие средства не рекомендуют использовать чаще двух раз в неделю, поэтому их иногда относят к отдельному виду зубных средств.

Сорбционные. Содержат Энтеросгель и дополнительные сорбенты. Главная их задача – очищать ротовую полость от микрочастиц и вредных бактерий;

Органические. Натуральная зубная паста. Содержит травяные экстракты, в качестве абразива часто используется мел. Стоматологи по-разному относятся к таким средствам, поскольку не всегда в их изготовлении участвуют профессиональные врачи.

Детские. Состав зубной пасты для детей подбирается таким образом, чтобы не навредить еще не сформированной эмали. Также такие средства обычно не представляют опасности в случае проглатывания.

Лечебная зубная паста продается только в аптеках. Используют ее по назначению врача для дезинфекции ротовой полости или снятия острого воспаления.

Есть классификация лечебных зубных паст по цвету. Они бывают: белыми, черными, зелеными, смешанными.

В зависимости от цвета у каждой пасты есть свое назначение. Например, белые выполняют отбеливающее действие, освежают дыхание. Черные используются для удаления зубного налета, камня. Зеленые включают растительные экстракты, что обеспечивает лечебное воздействие

1.4 Состав зубных паст

Основные компоненты зубных паст:

Разбавители (глицерин, полиэтиленгликоль) - эластичность, вязкость.

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

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 - синтетическое органическое антибактериальное вещество.Главные причины 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.

Фтор в зубной пасте выполняет следующие функции:

Защита от зубного камня. Регулярная чистка зубов пастами с фтором предупреждает налипание бактерий на эмаль зубов.

Повышение реминерализирующей способности слюны. Благодаря активности фтора и наличию в слюнной жидкости микроэлементов — кальция и фосфора — слюна оказывает положительное влияние на эмаль зубов и ткани десен.

Антисептический эффект. Фтор обладает бактерицидными свойствами. Он подавляет размножение вредоносной флоры в полости рта.

Предупреждение разрушения зубов. В процессе реминерализации фтор встраивается в зубную ткань и способствует образованию такого вещества, как фтороапатит.Благодаря этому зубы становятся более крепкими и прочными.

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

Раздел 2. Практическое исследование

2.1. Социологическое исследование

Цель: выявление самых популярных марок зубных паст и основных критериев выбора зубных паст.

Для проведения социологического исследования был выбран метод анкетирования, котороепроводилось на базе МБОУ СОШ имени 60-летия Октября Азовского Района.

В анкетировании участвовало более 50 человек – учащиеся 5-11-х классов. Респондентам предлагалось ответить на вопросы анкеты. По результатам анкетирования были составлены диаграммы.

Выводы: в результате анкетирования выяснилось, что самыми популярными марками зубных паст оказались зубные пасты «Colgate», «Новый жемчуг», «Silicamed», «Splat». Большинство учащихся приобретает зубную пасту, доверяя, в основном рекомендациям стоматолога. Так же очень много респондентов выбирают пасту исходя из вкусовых качеств. популярности бренда. Немало ребят выбирают пасту исходя из ее состава. Большая часть респондентов чистит зубы 2 раза в день. Это свидетельствует о том, что учащиеся заботятся о гигиене ротовой полости.

Подводя общий итог, нами сделан вывод, что для большинства опрошенных учеников 5-11-х классов нашей школы проблема, рассматриваемая в моем проекте, достаточно актуальна, так как немалое их количество волнует состояние зубов.

2.2. Химический эксперимент с зубными пастами

Для практического исследования были выбраны с полок магазина методом «вслепую» зубные пасты пяти наиболее популярных среди респондентов производителей, а именно:

Детская зубная паста «Дракоша» (Образец №1)

«Silicamed» (Образец №2)

«Новый жемчуг» (Образец №3)

«Colgate Тройное действие» (Образец №4)

Далее в проекте будут использоваться сокращенные наименования торговых марок исследуемых зубных паст:

Образец №1 (Дракоша)

Образец №2 (Silicamed)

Образец №3 (Новый жемчуг)

Образец №4 (Colgate)

2.2.1.Органолептический анализ

Определение качества зубной пасты органолептическим методом проводилось в соответствии с требованиями и нормами ГОСТа 7983-99 "Зубные пасты. Общие технические требования". Исследовались такие показатели как: внешний вид, консистенция, цвет, запах и вкус.

Порядок действий:

Поместили на гладкие стеклянные пластины Образцы №1-4 соответственно объём горошины.

Лёгким растиранием распространили содержимое по стеклянным пластинам и на ощупь установили отсутствие крупинок, посторонних примесей, пустот или капелек отслоившейся жидкости.

Нанесли небольшое количество зубной пасты заявленных образцов на зубные щетки и оценили таким образом плотность зубной пасты – она должна не расплываться и не проникать вглубь щетины, должна стоять на зубной щетке в течение 1 минуты.

Одновременно определили цвет и запах.

Вывод: по органолептическим свойствам все исследуемые зубные пасты соответствуют нормам: имеют однородную консистенцию, цвет, свойственный цвету данного наименования, пустот и посторонних примесей не обнаружено, запах и вкус у всех образцов, свойственный запаху и вкусу пасты данного наименования.

2.2.2. Обнаружение абразивных частиц

Оборудование:химический стакан, стеклянная палочка.

Реактивы:соляная кислота.

Ход опыта: добавляем в химические стаканы по горошине каждой из зубных паст и разводим чуть тепловатой водой, после чего размешиваем стеклянной палочкой до полного растворения (если это возможно). (Приложение №4) Далее переливаем полученные растворы в четыре колбы и фильтруем. (Приложение №5). Прилили к фильтратам раствор соляной кислоты и наблюдали бурное вскипание.

Наблюдали:у каждого образца видно выделение углекислого газа

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + H₂O + CO₂↑

2.2.3. Качественное определение фосфат – ионов в зубных пастах

Реактивы: нитрат серебра.

Ход опыта: на каждую чашку Петри поместим Образцы 1-4 объемом с горошину и прильем раствор нитрата серебра

Наблюдаем:изменение цвета зубной пасты.

Ca₃(PO₄)₂+ 6AgNO₃ = 2Ag₃PO₄↓ + 3Ca(NO₃)₂

2.2.4. Качественное определение глицерина в зубных пастах.

Реактивы и оборудование: сульфат меди, гидроксид натрия, пробирки, фильтраты.

Ход опыта: для начала получим раствор гидроксида меди, для этого к сульфату меди прильём избыток гидроскида натрия:

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

После того, как мы получили раствор гидроксида меди, мы его прильём к четырём разным фильтратам.

C₃H₈O₃ + Cu(OH)₂ → C₃H₆O₃Cu + 2H₂O

Признак реакции (если он есть): образование василькового раствора бледного цвета.

Вывод:по этому признаку можно сделать заключение о присутствии в растворе  глицерина

2.2.5. Исследование защитных свойств зубных паст.

Порядок действий:

Обработали половину коричневого куриного яйца зубной пастой №1 и положили его в пластиковую емкость. Повторили данное действие для оставшихся образцов паст.

Наполнили емкости столовым уксусом и оставили растворы на 3 часа.

Вынули яйца из раствора и оценили результат. Лучше всего от кислоты защитил яйцо Образец №2 (Silicamed), на втором месте Colgate, на третьем “Новый жемчуг”. Хуже всего противостоял кислоте Образец №1 (Дракоша).

Заключение

В результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

Результаты анкетирования учащихся 5-11-х классов показали, что не все осознанно подходят к выбору зубной пасты. Большая часть участников опроса выбирает зубную пасту, руководствуясь привычкой, не изучая состав и назначение зубной пасты, что не дает положительных результатов при использовании.

По органолептическим свойствам все исследуемые зубные пасты соответствуют нормам. Самый приятный вкус и запах оказался у пасты “Дракоша”.

Эффективное значение водородного показателя рН имеют все исследуемые зубные пасты. Соответственно, они хорошо восстанавливают кислотно-щелочной баланс полости рта.

При проверке на кислотоустойчивость лучше всего себя показала паста под брендомSilicamed. Зубные пасты Colgate и “Новый жемчуг” всего лишь частично могут защитить зубы от агресивной для зубов среды. Это можно объяснить тем, что в них используется фторид натрия, который образует легко смываемый защитный слой.

В ходе проведения индивидуального проекта была изучена литература, посвященная теме влияния разных зубных паст на прочность зубной эмали, проведен социологический опрос, экспериментальным путем исследованы физико-химические показатели качества зубных паст разных производителей.

Гипотеза, выдвинутая в начале проекта, о том, что состав и свойства зубной пасты способны обеспечить защиту зубов от разрушения и укрепить зубную эмаль, подтвердилась. Однако не все зубные пасты одинаково защищают наши зубы от влияния агрессивной среды. Нужно тщательно выбирать зубные пасты.

Список использованной литературы

Межгосударственный стандарт ГОСТ 7983-99. «Пасты зубные. Общие технические условия».

Биохимия твердых тканей полости рта в норме и при патологии. Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов по специальности «Стоматология» // ФГБОУ ВО РНИМУ им.Н.И.Пирогова Минздрава России. – М.: Издательство – 2019.

Макеева И.М., Полякова М.А., Дорошина В.Ю., Туркина А.Ю., Бабина К.С., Аракелян М.Г. Сравнительная оценка эффективности лечебно-профилактических зубных паст, содержащих фторид и гидроксиапатит. Журнал Стоматология. 2018.

Зубы человека [Электронный ресурс] //URL: Википедия // https://ru.wikipedia.org/wiki/Зубы_человека

Реминерализация зубов [Электронный ресурс] //URL:https://pulsstom.ru/deti/remineralizatsiya-zubov-geli-i-kappy-pri-demineralizatsii-emali-u-detej-i-vzroslyh.html

История развития гигиены полости рта⁠⁠ [Электронный ресурс] //URL:https://pikabu.ru/story/istoriya_razvitiya_gigienyi_polosti_rta_5394937

Классификация зубной пасты, факторы выбора и отзывы [Электронный ресурс] //URL:https://vitaminki.guru/dlya-zdorovya/klassifikatsiya-zubnoy-pastyi

Из чего делают зубную пасту? [Электронный ресурс] //URL:https://ru.siberianhealth.com/ru/blogs/zdorove/iz-chego-delayut-zubnuyu-pastu/

Зачем зубной пасте пениться? [Электронный ресурс] //URL:https://www.livemaster.ru/topic/1654389-zachem-zubnoj-paste-penitsya

Зубная крепость: как пасты делают наши зубы лучше? [Электронный ресурс] //URL:https://biomolecula.ru/articles/zubnaia-krepost-kak-pasty-delaiut-nashi-zuby-luchshe