Fluoridebehandeling

Achtergrond

Een fluoridebehandeling is een minerale oplossing die op de tanden wordt aangebracht om ze te versterken en gaatjes te helpen voorkomen. Fluoridebevattende producten omvatten in de handel verkrijgbare tandpasta en mondspoeling, evenals meer geconcentreerde vloeistoffen en gels die professioneel door tandartsen worden gebruikt.

Er zijn drie primaire factoren die bijdragen aan tandcariës (tandbederf):een gevoelige plek op een tand, een infectieuze bacteriestam (Streptococcus mutans), en suikers of andere voedingsstoffen die de groei van de bacteriën stimuleren. Naarmate deze bacteriën groeien, produceren ze een zuur bijproduct dat de mineralen in het glazuur kan oplossen en uiteindelijk de tand kan vernietigen.

Tandartsen schrijven het gebruik van fluoridebehandelingen en gefluorideerd water grotendeels toe aan de drastische afname van tandbederf in de afgelopen decennia. Een rapport geeft aan dat voor kinderen van 5-7 jaar oud in de Verenigde Staten de gemiddelde incidentie van gaatjes is gedaald van 7,1% in de jaren zeventig tot 2,5% in de jaren negentig. Vergelijkbare verbeteringen zijn gedocumenteerd in bijna alle leeftijdsgroepen. Toch blijft tandbederf de meest voorkomende besmettelijke kinderziekte en blijven fluoridebehandelingen een belangrijk middel in de strijd tegen gaatjes.

Fluoride is eigenlijk een vorm van het element fluor. In zijn elementaire vorm is fluor een giftig gas, maar wanneer het chemisch reageert met andere verbindingen, zoals tin, krijgt het nieuwe toepassingen voor het bestrijden van gaatjes. Eenmaal in de mond wordt fluoride verdund in speeksel en afgezet in bacteriële plaque op het oppervlak van de tanden. Hier werkt het om de tand op twee manieren te beschermen. Ten eerste remt het direct de groei van bacteriën, zodat er minder zuur in de mond wordt geproduceerd. Ten tweede komt het in tandplak opgeslagen fluoride vrij wanneer de bacteriën genoeg zuur produceren om het zuur-base-evenwicht op de tand te verlagen. Wanneer dit gebeurt, diffundeert fluoride in de tand door kleine poriën in het glazuur. Fluoride-ionen vervangen de hydroxylionen van de hydroxyapatietkristallen, die deel uitmaken van het tandglazuur, en vormen een nieuwe verbinding die fluorapatiet wordt genoemd. Deze vorm van glazuur is minder oplosbaar in de zuren die door mondbacteriën worden geproduceerd en helpt daarom de tanden te beschermen tegen tandbederf.

Geschiedenis

Frederick S. McKay, een tandarts in Colorado Springs, Colorado in de vroege jaren 1900, was de eerste die ontdekte dat fluoride een effectieve holtebestrijder is. McKay merkte op dat veel van zijn patiënten gevlekt glazuur of bruine vlekken op hun tanden hadden. In 1916 hadden McKay en zijn onderzoekers ontdekt dat de spikkels werden veroorzaakt door iets in het drinkwater van de patiënten. Het kostte hem nog 12 jaar om te begrijpen hoe dit effect verband hield met cariës, en nog eens drie jaar om het chemische mechanisme te herkennen dat deze verandering veroorzaakt. Ten slotte werd in 1931 in McKay geverifieerd dat patiënten met gevlekte tanden water dronken met ongewoon hoge niveaus van natuurlijk voorkomend fluoride. Dit verband werd in de jaren dertig en veertig van de vorige eeuw in meer detail bestudeerd, met als hoogtepunt de vaststelling dat één deel per miljoen het ideale fluoridegehalte in drinkwater was, waardoor bederf aanzienlijk werd verminderd zonder dat er vlekken werden veroorzaakt.

Dit onderzoek leidde tot de implementatie van een fluorideringsprogramma door de federale overheid, en tegen het begin van de jaren vijftig hadden de meeste Amerikaanse gemeenschappen met een openbaar watersysteem met fluoride behandeld water geadopteerd. Het idee om fluoride te gebruiken in mondverzorgingsproducten ontstond in 1956 toen Procter and Gamble 'Crest with Fluoristan' lanceerde. Sinds de jaren vijftig zijn er tal van fluoridehoudende producten geïntroduceerd, zowel voor de algemene markt als voor tandheelkundige professionals.

Hoewel fluoride al tientallen jaren wordt gebruikt, zijn er vandaag de dag nog steeds zorgen over de gezondheidseffecten. Hoewel de chemie niet volledig wordt begrepen, zijn onderzoekers van mening dat hoge niveaus van fluoride de natuurlijke vorming van tandglazuur kunnen onderbreken. Ze theoretiseren dat te veel fluoride een hypomineralisatie veroorzaakt, wat leidt tot het kalkachtige, troebele of ondoorzichtige uiterlijk dat kenmerkend is voor fluorose. Terwijl tandheelkundige voorstanders beweren dat fluoride grotendeels verantwoordelijk is voor een betere tandgezondheid, zijn er mensen die beweren dat het een vorm van botkanker kan veroorzaken. In de jaren tachtig vond een onderzoek van het National Toxicology Program "dubbelzinnig bewijs" van kankerverwekkendheid op basis van testen op ratten. Het panel concludeerde uiteindelijk echter dat er geen solide gegevens waren die kanker, waaronder osteosarcoom, rechtstreeks koppelden aan fluoridering.

Zowel de Verenigde Staten als de British Dental Associations blijven aanbevelen dat zowel volwassenen als kinderen tweemaal per dag poetsen met fluoridetandpasta, maar ze raden ook aan dat kinderen de tandpasta niet doorslikken om het risico op fluorose te verminderen. Het onderwerp blijft een hot topic in het politieke debat.

Grondstoffen

Er zijn verschillende fluorideverbindingen die door de Food and Drug Administration (FDA) zijn toegestaan ​​voor gebruik in mondverzorgingsproducten. Fluoride-ingrediënten worden vermeld volgens het type product waarin ze mogen worden gebruikt en volgens het percentage dat in de formule moet worden opgenomen.

Tandpasta. Natriumfluoride:0,22%; natriummonofluorfosfaat:0,76%; tinfluoride:0,4%.

Behandelingsspoeling. (De pH of zuur-base balans van de formule kan de functionaliteit van het fluoride beïnvloeden. Hoe hoger de pH van het product, hoe meer zuur het bevat. Hoe lager de pH, hoe basischer het is.) Natriumfluoride aangezuurd met een mengsel van natriumfosfaat, monobasisch en fosforzuur tot een niveau van 0,1 molair fosfaation en een pH van 3,0-4,5, wat een effectieve fluoride-ionenconcentratie van 0,02% oplevert; natriumfluoride aangezuurd met een mengsel van natriumfosfaat, diabasisch en fosforzuur tot een pH van 3,5, wat een effectieve fluoride-ionenconcentratie van 0,01% oplevert; natriumfluoride 0,02% waterige oplossing met een pH van ongeveer 7; natriumfluoride 0,05% waterige oplossing met een pH van ongeveer 7; natriumfluorideconcentraat dat voldoende aanwijzingen bevat om vóór gebruik met water te mengen om te resulteren in een 0,02% of 0,05% waterige oplossing met een pH van ongeveer 7; tinfluorideconcentraat dat in stabiele vorm op de markt wordt gebracht en dat de juiste aanwijzingen bevat om onmiddellijk voor gebruik met water te worden gemengd om te resulteren in een waterige oplossing van 0,1%.

Behandelingsgel. Stannofluoride:0,4%.

Naast fluoride bevatten deze producten een verscheidenheid aan andere ingrediënten, waaronder oplosmiddelen, verdikkingsmiddelen en pH-controlemiddelen. Oplosmiddelen omvatten water of glycerine, die om redenen van werkzaamheid, veiligheid en kosten als drager worden gebruikt. Gedeïoniseerd of gedemineraliseerd water wordt gebruikt om te voorkomen dat ongewenste mineralen de prestaties of stabiliteit van het product beïnvloeden. De waterconcentratie in de formule kan 90% of meer zijn.

Verdikkingsmiddelen worden toegevoegd om de viscositeit te regelen. Deze omvatten xanthaan, carrageen en verschillende andere gommen en polymeren die worden gebruikt in concentraties tussen 0,1-2,0%.

Smaken en kleuren worden toegevoegd om de producten aantrekkelijker te maken. Populaire smaken zijn munt, kauwgom en druif, en deze worden met een paar tienden van een procent toegevoegd. Kleurstoffen worden gebruikt om kleur te geven op zeer lage niveaus (minder dan een honderdste van een procent). Aangezien het product per ongeluk kan worden ingeslikt, moeten deze kleurstoffen worden goedgekeurd voor gebruik in voedingsproducten.

Indien nodig worden conserveringsmiddelen toegevoegd. Afhankelijk van de pH van het product kunnen ze nodig zijn om de groei van schimmels of bacteriën in het product te voorkomen terwijl het in het schap wordt bewaard. Een of twee tienden van een procent is een typisch gebruiksniveau voor een conserveermiddel.

Organische zuren, zoals fosforzuur, kunnen worden toegevoegd om de pH van het product te regelen. Sommige De fluoride-ingrediënten worden gemengd en verdeeld in containers. vormen van fluoride vereisen een lage pH om functioneel te zijn. Ook deze worden met enkele tienden van procenten opgeteld.

Ontwerp

Fluoridebehandelingen zijn ontworpen om een ​​geschikte concentratie fluoride te bieden met een pH-waarde die de juiste hoeveelheid fluoride op de tanden helpt afzetten. Als het fluoridegehalte te laag is, is de behandeling niet effectief; als het te hoog is, kunnen de patiënten per ongeluk worden vergiftigd. In de Verenigde Staten zijn wetten gemaakt om ervoor te zorgen dat deze producten veilig en effectief zijn. De FDA reguleert ze als vrij verkrijgbare medicijnen (OTC) of als professionele producten voor gebruik door tandartsen. Bovendien beperkt de FDA de grootte van in de handel verkrijgbare producten om de kans op onbedoelde overdosering te verkleinen. Ten slotte bepaalt de organisatie de etiketteringsvereisten voor alle commerciële producten en sommige aspecten van professionele producten. Met deze vereisten moet het meest rekening worden gehouden bij het ontwerpen van fluoridebehandelingen.

OTC fluoride-bevattende geneesmiddelen omvatten tandpasta en mondspoeling. Professionele producten zijn meer geconcentreerd en kunnen als gel, schuim of vloeistof worden aangebracht. Ze kunnen zijn ontworpen om te worden aangebracht met behulp van plastic trays die rond de tanden passen. Afhankelijk van het type product dat wordt geformuleerd, kan de ontwikkelingschemicus kiezen uit verschillende soorten door de FDA goedgekeurde actieve stoffen. Nogmaals, met deze regulerende factoren moet rekening worden gehouden bij het productontwerp.

Belangrijke voorbeelden van behandelingsformuleringen zijn:aangezuurde fosfaatfluoridegel met 1,23% fluoride-ion bij pH 3,5, ontworpen om gemakkelijk te vloeien tijdens het plaatsen van de tray, maar wordt dikker tijdens de behandeling zodat het niet in de keel van de patiënt druppelt; natriumfluoridegel met 2% fluoride-ion bij pH 7,0, voor gebruik bij het etsen van porseleinrestauraties; tinfluoride vloeistof spoeling met 0,63% fluoride-ion, ontworpen om bederf te voorkomen, ophoping van tandplak te verminderen en gingivale ontsteking en bloeding te helpen verminderen; APF fluorideschuim met 1,23% fluoride-ion bij pH 3-4,25, ontworpen als een gebruiksvriendelijk schuim zonder aerosol dat accidentele inname door de patiënt vermindert.

Het fabricageproces

Baten

• 1 Het productieproces van een fluoridehoudende behandeling is vergelijkbaar met de processen die worden gebruikt om andere mondverzorgingsproducten te maken. Omdat de meeste fluorideverbindingen die bij behandelingen worden gebruikt, in water oplosbaar zijn, zijn deze producten relatief eenvoudig te maken. Het productieproces omvat eenvoudig mengen en vereist geen speciale oplosmiddelen of emulgering. Grote batches kunnen worden gemaakt in roestvrijstalen tanks tot wel 3.000 gal (11.356 1). De eerste stap is om de batchtank te vullen met water of glycerine, het grootste percentage van de formule. Het water wordt geroerd met een elektrisch aangedreven turbinemixer. De mengsnelheid is computergestuurd om de roeromstandigheden te optimaliseren wanneer andere ingrediënten worden toegevoegd. Hoewel de productieprocedures sterk variëren, is het gebruikelijk om de kleur vroeg in het batchproces toe te voegen. De kleurstoffen die in deze producten worden gebruikt, zijn sterk geconcentreerd en als er per ongeluk te veel kleurstof wordt toegevoegd, is het gemakkelijker en goedkoper om de batch af te voeren voordat de duurdere ingrediënten zijn toegevoegd.
• 2 De overige ingrediënten mogen achtereenvolgens worden toegevoegd. Afhankelijk van de oplosbaarheid van de gekozen vorm van fluoride, kan verwarming en koeling nodig zijn om de poeders snel op te lossen. Tijdens dit batchingproces kunnen tijdens het mengproces periodiek monsters worden genomen om de duidelijkheid te controleren. Tegen het einde van het batchproces worden de pH-controlemiddelen geïntroduceerd. Ze zorgen ervoor dat de batch de juiste zuur-base balans heeft. Smaken worden aan het einde van de bewerking toegevoegd als ze hittegevoelig zijn.

Batchcontrole

• 3 Zodra de batch compleet is, moet deze worden geëvalueerd om er zeker van te zijn dat deze binnen de specificaties valt. Het is vooral belangrijk om ervoor te zorgen dat de actieve ingrediënten aanwezig zijn in de aangegeven concentraties. Tests zoals pH-analyse, gewichtspercentage vaste stoffen en fluorideconcentratie worden gebruikt om de productspecificaties te behouden.

Vulhandelingen

• 4 Zodra de batch klaar en goedgekeurd is, kan het vullen doorgaan. Afhankelijk van de aard van het proces kan de batch rechtstreeks vanuit de batchtank worden gevuld of kan deze worden overgebracht naar een secundair vat of opslagtank. Er wordt hogesnelheidsvulapparatuur gebruikt, maar de vulsnelheid is afhankelijk van de viscositeit van het product. Dunne, vloeibare producten kunnen sneller en efficiënter worden gevuld dan dikkere gels.
• 5 Het gevulde pakket wordt door een lopende band geleid waar de sluiting wordt bevestigd. Terwijl een fles alleen een eenvoudige dop nodig heeft om hem af te sluiten, kunnen producten die in tubes of schuimdispensers zijn verpakt, ingewikkeldere sluitmechanismen bevatten. Nadat de verpakking is gevuld en de sluiting is aangebracht, is de unit klaar voor definitieve verpakking. Meerdere eenheden kunnen samen in krimpfolie worden verpakt of in dozen worden geplaatst voor verzending.

Kwaliteitscontrole

Naast de chemische tests die tijdens het fabricageproces worden uitgevoerd, zijn fluoridebehandelingen onderworpen aan speciale testoverwegingen om de productprestaties vast te stellen. Historisch gezien gingen deze tests gepaard met dure klinische studies bij mensen, maar sinds 1988 heeft het Dental Panel het gebruik van nieuwe laboratoriumtests toegestaan ​​om de efficiëntie van fluoridebehandelingen te bepalen.

De Toekomst

Hoewel de politieke toekomst van fluoridebehandelingen onzeker kan zijn, blijven ze een belangrijk hulpmiddel in de strijd tegen gaatjes. Er zijn nieuwe technologische ontwikkelingen die op een dag kunnen leiden tot fluoridevrije holtevechters. Britse onderzoekers hebben een nieuw soort anticariësmiddel ontdekt dat tandbederf tot wel drie maanden stopt. Hun nieuwe ingrediënt is een eiwitfragment, peptide p1025 genaamd, dat werkt door zich te hechten aan de tandoppervlakken waar holteveroorzakende bacteriën zich normaal gesproken binden. Het eiwit zorgt ervoor dat de bacteriën zich niet aan de tanden kunnen hechten, zodat ze gemakkelijk kunnen worden weggespoeld. Doorbraken als deze kunnen ooit fluoridevrije manieren bieden om tandbederf te voorkomen.

Waar meer te leren

Boeken

Wolinsky, L.E. "Cariës en cariologie." In Orale Microbiologie en Immunologie. 2e ed. Ed. R.J. Nisengard en M.G. Newman. Philadelphia:W.B. Saunders Company, 1994.

Tijdschriften

Brady, Robert P. en Abbe Goldstein. "Vertrouwen houden in fluoride." Chemicus en drogist (24 mei 1997):24.

"Mondwater annuleert gaatjes." Populaire mechanica (februari 2000):15.

"Postmenopauzale osteoporosebehandeling met fluoride." Amerikaanse huisarts (januari 1996):302.

Sheikh, Aamir en Alice M. Horowitz. "Voordelen van fluoridetandpasta." Journal of School Health (oktober 1999):299.

Overige

Connelly. "Cariësbehandeling met fluoride." Amerikaans octrooi 5738113, 1998.

Randy Schueller