SE511331C2 - System för optimerad bildning av fluorapatit i tänder - Google Patents

Description

ii_..¿_..| :i Mum inta., _, M .in iii il. H. i i» 10 l5 20 25 30 35 511 331 2 känd som Stephans kurva. Viktiga faktorer, som påverkar dess utseende, är dels koncentrationen av syraproducerande mikroorganismer i tandbeläggningar, bl a Mutans streptokocker, som strävar att sänka pH-värdet. Buffrande substanser, som finns i normal saliv, strävar att motverka sänkningen och att höja pH-värdet efter en sänkning. De viktigaste buffringssystemen bygger på närvaron av bikarbonater och fosfater i saliven, men även proteiner, urinämnen och mucoider har buffrande egen- skaper.

En individ kan ha en mängd kombinationer av bakteriehalt och buffringskapacitet och därför existerar många Stephankurvor med olika utseende. Extrema varianter är dels en pH-sänkning från norrnalvärdet 7,0, med någon pH-enhet under få minuter, dels en djup sänkning till värden under 4,0 upp till två timmar. Beroende på en rad omständigheter kan alla dessa varianter i princip förekomma hos varje individ från en tid till en annan.

Trots buffringens stora betydelse for Stephankurvans utseende har kliniska studier bara kunnat visa en svag negativ korrelation mellan salivens buffringskapacitet och karies i en normalpopulation. Orsaken är, att det finns flera andra faktorer, som på- verkar kariesutvecklingen bl a närvaro av fluor, bra munhygien och bra socker- disciplin, som alla reducerar sarnbandets styrka. Sambandet är i kliniska studier så svagt, att enbart mätning av buffringens styrka inte anses tillräckligt for att bedöma risken for karies hos en individ. Bland personer med hög bakteriehalt på tandytan är korrelationen starkare och det beror på, att många av dessa personer får stor pH- sänkning efter förtäring, vilket ökar den profylaktiska betydelsen av den pH-höjande buffringen.

Det antas allmänt, att korrelationen är rätlinjig och att personer med den högsta buff- ringskapaciteten skulle löpa minst karierisk. I en egen klinisk studie (opublicerad) bland 96 tonåringar med hög halt syraproducerande mutansstreptokocker i saliven farm vi emellertid, att personer med medelmåttig buffiing hade minst karies och t o m mindre än dem, som hade bättre buffring (tabell 1).

Tabell 1. Antal tandytor med karies bland 96 st l4-åringar med mer än l miljon CFU Mutans streptokocker per ml saliv. Buffringskapaciteten (slut-pH) registrerades med Dentobuff. 10 15 20 25 511331 3 Slut pH DS SD <4,5 6,6 4,9 *kš 4,5-5,5 2,9 2,8 >|= >5,5 4,6 3,1 * indikerar P<0,05 *** P<0,001 De höga standardavvikelserna antyder, att ett fåtal individer hade utvecklat många kariesangrepp i respektive grupp. Observera, att detta är en tvärsnittsstudie och resul- taten visar den ackumulerade mängden kariesangrepp under flera år. Det är högst sannolikt, att många deltagares buffiingskapacitet har ändrats under den tiden (tabell 2) vilket förklarar varför vissa personer med högt buffringsvärde idag (>5,5) har ett stort antal kariesskador. Samtliga deltagande personer har från 7 års ålder exponerats för fluorsköljningar var 14:e dag och regelbundet använt fluortandkräm.

Dessa observationer antyder, att mellangruppen löper lägre kariesiisk än gruppen med sämre eller bättra buffringskapacitet i ett material, som exponeras för fluor.

Tabell 2. Procentuell fördelning av höga och låga buffiingsvärden vid tre tillfällen över 18 månader bland 255 skolbarn med höga bakterievärden i saliven (opublicerat).

Testtillfalle Start 6 månader 18 månader Buffiingskapacitet % % % Låg (<5) 69,7 34,5 62,0 Hög 30,3 65,5 38,0 Tabell 2 visar, att andelen person som hade låg buffringskapacitet halverades under första halvåret. Efter ytterligare ett år var andelen densamma som vid start.

Mot den bakgrunden finns det goda skäl anta, att det är kombinationen av fluor och lagom buffringskapacitet, som gav mellangruppen i tabell 1 mindre karies än den högbuffrande gruppen. l lll ll l| lri-'zrrvllilieirvrrw-l ~r_..~i :wii .in .t 10 15 20 25 30 35 511 331 4 Ur praktisk synvinkel antyder resultaten i tabell l, att kariesrisken skulle minska, om halten buffrande substanseri den lågbuffrande gruppen kunde ökas, medan en minsk- ning av dem i den högbuffrande gruppen skulle minska karies där.

Fluor sänker den kritiska oH-nivån Om fluor saknas i munnen, förlorar tandemalj en mineraler när pH efter förtäring sjunkit under 5,5. En lågbuffrande person har oftast lägre pH efter förtäring än en person med högre buffiing. Om fluor finns närvarande sänkes den kritiska gränsen till 4,5. I pH-intervallet 4,5-5,5 demineraliseras visserligen emalj en först, men sedan sker en utfallning av fluorapatit, som kompenserar mineraliörlusten och bildar en yta som har hög resistens mot låga pH-värden.

Måttligt pH-fall gmgar bildning av fluorapatit Över pH 5,5 är bildningen av fluorapatit en långsarn process. På den nivån befinner sig pH ofta hos personer, som tillhör den högbuffrande gruppen. Om pH på deras tandytor sänks från 7,0 till 5,0, ökar hastigheten för bildning av fluorapatit 20 gånger (ref 2).

Stort pH-fall hindrar bildning av fluorapatit Om pH sjunker under 4,5 sker en konstant mineralförlust och fluorapatit bildas inte utan närvaro av mycket hög fluorkoncentration och ju längre tid detta låga pH-värde existerar, desto större blir mineralfcírlusten. Personer i den lågbuffirande gruppen i vår studie utvecklar låga pH-värden oftare än de andra grupperna, vilket förklarar varför de fick så mycket karies.

Bevisligen utvecklar vissa personer efter förtäring pH-värden, som t o m är lägre än 4,0 i tandbeläggningar (ref 3). Hos vissa av dem återgår pH till normala 7,0 inom några minuter (ref 4), medan andra kan ha ett mineralupplösande lågt pH-värde upp till två timmar (ref 3). När pH ökar från 4,0 till 5,0 reduceras minrealförlusten kraftigt även vid mycket låg fluorkoncentration (ref l). För personer som vanligtvis utvecklar lågt pH-värde i tandbeläggningar eñer förtäring, kan en sådan höjning av pH i anslutning till varje konsumtionstillfalle ge ett bra fluorskydd med en betydligt mindre mängd fluor än den, som krävs om enbart fluor användes utan pH-justering Enligt ten Cate & Duijsters skulle det vid pH 4,0 krävas 5 ppm, men vid pH 5,0 bara 0,05 ppm för att nå sarnrna effekt, dvs att en pH-höjrring med en enhet skulle minska fluorbehovet till en hundradel.

Mot den bakgrunden är det troligt, att den mellanbuffiande gruppen i vår studie (tabell 1) bildar fluorapatit bättre än den högbuffrande gruppen och avsevärt bättre än 10 15 20 25 30 35 511 331 5 den lågbuffrande tack vare, att det optimala pH-värdet för apatitbildning uppträder oftare än i övriga grupper. pH-korrigering behövs Personer som utvecklar pH-värden, som ligger utanför intervallet 4,4-5,5 bör mot den bakgrunden behandlas med oralt tillförda substanser, som styr pH-värdet in i detta in- tervallet, samt ökar bildningen fluorapatit och minskar karies.

Identiñeringsprotblem Problemet är att identifiera dessa personer. Inget av de test som användes idag klarar det. Salivens buffringskapacitet ger visserligen en viss ledning, men den säger inget om förekomsten av Mutans streptokockema som har betydelse för Stephanskurvans utseende. Dessutom ger den ingen information om den buffiing, som sker i tandbe- läggrringama. Inte heller mutansförekomsten ger tillräcklig information, eftersom den inte säger något om buffringen. Inte ens en kombination av dessa två test ger till- räckligt noggrann information om vad som händeri placket efter förtäring. pH-oåverkande tandkrämer I Sverige finns tandkrämer med pH 5,5. I andra länder finns flera med ännu lägre pH.

Ett lågt pH i tandkräm antas skapa en lämplig sänkning av ett högt pH-värde i tand- beläggningar och därmed öka bildningen av fluorapatit. Tanken är logisk, men förut- sätter att den pH-sänkande tandkrämen inte användes av kariesbenägna personer, som nyss har förtärt kolhydrater. Hos dessa bidrar tandkrämen istället till att förstärka den normala pH-sänkning, som sker efter förtäring och riskerar att sänka pH för djupt, dvs under 4,5 under lång tid och då förloras mineral utan kompenserande bildning av fluorapatit. I praktiken ökar därför sura tandkrämer risken för karies bland dessa personer. Sur tandkräm ska bara användas av personer, som bevisligen får beskedligt djupa eller kortvariga pH-fall efter förtäring, t ex högbuffrande personer.

Det är ett problem att personer, som utvecklar lågt pH efter förtäring ibland använder tandkräm med lågt pH.

Flera tandkrämer har DH. som är högre än salivens normal-DH Ett högt pH i tandkräm antas skapa en höjning av ett för lågt pH och därmed avbryta kariesprocessen samt befrämja bildning av fluorapatit, men om den användes av personer, som har obetydliga eller måttliga pH-fall efter förtäring, är risken stor att pH höjs till en nivå där bara obetydliga mängder fluorapatit bildas t ex den högbuff- rande gruppen i vår studie. På grund av liten mängd syraresistent fluorapatit blir 10 15 20 25 30 35 511331 6 deras beredskap mot förändringar av kariesrisken därför dålig. Detta gör inget, så länge en hög pH-nivå efter förtäring bibehålles. Men de salivmekanismer, som påverkar Stephankurvans utseende, förändras tyvärr över tiden hos vissa individer (tabell 2). Detta kan leda till, att personer som tidigare fått optimalt kariesskydd tack vare bildning av fluorapatit, nästa år kan få en pH-sänlming, som når under 4,5 och därmed orsakar snabb kariesutveckling.

Ett högt pH i tandkräm ska därför bara användas av personer, som bevisligen får djupa, långvariga pH-fall efter förtäring.

Det är ett problem, att personer som på kort tid återfår ett högt pH efter förtäring, ibland använder tandkräm med högt pH.

Sura och basiska tandkrämer som saluföres, upplyser inte allmänheten om dessa ris- ker. En annan brist hos dessa tandkrämer är, att köparen inte vet om den pH-föränd- ring de initierar, leder till optimala förutsättningar för bildning av fluorapatit. Det finns t ex inte angivet om man ska använda en eller två cm. Ska man använda enkel eller dubbel dos av den substans, som påverkar pH? Felval kan leda till minimal bild- ning av fluorapatit.

Orsaken till dessa brister är, att det saknas en praktiskt användbar mätteknik, som visar individen vilken tandkräm som för tillfället ger den bästa produktionen av fluorapatit och därmed optimalt kariesskydd. Detta är ett problem.

Ett amerikanskt patent som registrerades 1978 (US 4108980) beskriver en pH- sänkande komposition med fluor och en pH-höj ande komposition. Patentet anger dock inte på vilka patienter dessa kompositioner ska användas eller hur dessa ska identifieras. Patentkravet omfattar enbart sänkning av ett för högt pH i syfte att öka bildningen av fluorapatit. Metoden och de fannaceutiska beredningarna kan inte användas lege artis för personer, som vid behandlingstillfället har ett lågt pH på tandytan. Det skulle då dels motverka bildning av fluorapatit, dels öka deminerali- seringen, vilket båda motverkar syftet med patentets tillämpning. De farmaceutiska beredningarria som patentet anger är inte heller möjliga att använda för allmänheten. Ändamålet med uppfinningen är att lösa ovannämnda problem. Lösningen ger tand- vårdens personal ett pedagogiskt genomtänkt arbetssystem med adekvata hjälpmedel, som i sin tur hjälper patientema förstå dels sin aktuella kaiiesrisk, dels att vidta den åtgärd, som för stunden krävs för att förhindra karies. 10 15 20 25 30 35 511 531 7 Uppfinningen består av ett pedagogiskt system innehållande en anordning som med gul, grön eller blå färg graderar aktuellt pH i patientens tandbeläggning och där grön färg indikerar optimalt pH för bildning av kariesmotverkande fluorapatit. Systemets färgmatchande tolkningsmall för tandläkaren och färgmatchande diagnoskort med förklarande text är hjälpmedel för utbildning av patienten. Tre sorters färgmatchande tandkrämstuber har kompositer, som centrerar tandbeläggningarnas pH till grön nivå.

Systemets mätanordning visar koloroimetriskt vilken tandkräm, som just nu bäst motverkar karies i var och en av de tre pH-gruppema.

En utföringsforrn av uppfinningens mätanordning visas i figurema la-lc. Dess ena ände har en grönfärgad reagensdel, som innehåller intorkade 0,09-procenti ga alko- hollösningar av bromkresolblått och bromtymolblått. Reagensdelens ena sid har sarnma proñl som en kälkbacke.

Denna del är avsedd att införas mellan två tänder, som har kontakt med varandra, med den kurvade delen av anordningen mot tändemas kontaktpunkt. Dess kurvatur är avpassad för att anordningen ska passa de flesta tänder och beröra kontaktpunkten i tandmellanrummen.

Anordningen fungerar på följande vis. Försökspersonen konsumerar någon kolhyd- rathalti g produkt eller en femprocentí g sockerlösning droppas över den kontaktpunkt, som ska testas. Efter ca 20 minuter töres anordningen in mellan tändema så långt det går och hålles på plats under max en minut. Anordningen avlägsnas och förekomsten av fárgtörändring på reagensfaltet registreras.

Om färgen är gul (fig la) innebär det, att sockerbelastningen har orsakat ett pH-fall, som går så djupt och pågår så länge, att tändema förlorar mineral utan att förlusten kompenseras av nybildad fluorapatit. Med det resultatet ska man efter förtäring använda en tandkräm, som kan höja pH till det optimala för bildning av fluorapatit, Om färgen på reagensfaltet är grön (fi g lb), pågår bildning av fluorapatit, eftersom pH-värdet är optimalt. Lämplig tandkräm är den, som varken höj er eller sänker pH utan istället konserverar det aktuella.

Om färgen är blå (fig lc), har salivens och tandbeläggningarnas buffrande substanser redan höjt pH till den nivå där ingen fluorapatit bildas. Lämplig tandkräm är den, som, sänker pH till det optimala för bildning av fluorapatit. l0 15 20 25 30 35 511331 Lämpliga tandkrämer Ingen av de tandkrämer, som finns på marknaden har anpassats till ambitionen att styra pH till det intervall där bildningen av fluorapatit är optimal. Måhända har slumpen gjort, att någon av dem passar bra för användaren, men ingen har visat det.

Därför har vi producerat tandkrämer med sådana egenskaper.

Tandkrämen fungerar nå föliande sätt En gulfärgad kräm har pH 8,0 och en utförandeforrn innehåller de pH-höjande sub- stansema Na, HPO (3,43 g), NaH,PO,,xH,O(3,3l g), NaHCO, (3,22 g), (NaPO,)6( 1,24 g) eller totalt 11,2 g per 100 g tandkräm och är avsedd för personer, som får gult testresultat efter sockerbelastning. I vårt laboratorium har vi i upprepade test visat, att ett gult resultat på reagensfáltet omedelbart förändras till grönt när gul tandkräm appliceras. Detta innebär, att tandkrämen höjer pH till den nivå där fluor- apatit bildas optimalt (fig 2a).

En grön kräm har pH 5,0 och i våra tester har vi visat, att den inte påverkar reagens- faltets originalfärg. Detta innebär, att krämen tillför substanser med samma pH som just nu finns i kontaktpunkten mellan tänderna och förlänger tiden för detta pH (fig 2b).

En blå kräm har pH 4,0 och innehåller pH-sänkande substanser t ex citronsyra. Den är avsedd för blå testgrupp och våra tester visar, att den sänker pH från blå till grön testnivå dvs den nivå där fluorapatit bildas optimalt (fig 2c).

Den mängd citronsyra som användes för att ge grön och blå tandkräm rätt pH-egen- skaper varierar mellan O,3-0,9 % och är beroende av pH-värdet hos övriga ingredien- ser i varje batch. Motsvarande variation kan även förekomma vid tillverkning av gul tandkräm, vilket påverkar behovet av bikarbonat för att ge önskade egenskaper.

Vid pH 4,0 krävs 100 gånger mer fluor för att förhindra mineralförlust än vid pH 5,0.

Tack vare tillgång till mätanordningens resultat och tandkrämer, som justerar pH till ett smalt intervall runt 5,0 kan fluorhalten i tandkrämerna hållas på en mycket lägre nivå (0,0l-0,00l % F) än vanliga tandkrämer.

Personer med stor benägenhet att få karies orsakar stora ekonomiska problem för dem själva och för samhället. Forskare har i flera decennier sökt med ljus och lykta efier förebyggande arbetsmetoder, som är användbarai den definierade gruppen. Hit- tills saknas data, som visar att fluorbehandling hjälper (ref 5), men trots detta frarnhärdar tandvården med att försöka lösa problemet med enbart högre fluordoser. 10 511331 9 Inte ens forskare, som publicerat nyckeldata om fluorapatitens pH-beroende har kunnat anvisa en praktiskt användbar metod. Därför kan det inte anses näraliggande för fackmannen, att sammanställa vårt sätt att lösa problemet. Uppfinningen baseras på vår observation, att sambandet mellan karies och salivens buffiande kapacitet i ett kliniskt fluorexponerat material inte är lineärt, som man tidigare trodde. I stället ut- vecklas minst karies i en mellanbuffrande grupp, som kan identifieras med vår test- metod. Vi har också visat att buffringen förändras över tid och ger med vårt test ett hjälpmedel, att påvisa den betydelse en förändring får för kariesprocessens aktivitet.

F11 il ilrviv iiiiiiuw mi 10 511 331 10 Referenser 1. ten Cate J .M & Duijsters P.P.E. Influence of Fluorides in Solution on Tooth Demineralization. Caries Res 1983; 17: 193-9. 2. Ekstrand J, Afseth J, Rölla G. Rernineralisering. En av fluorens viktigaste kariostatiska mekanismer. Tandiäk tidn 1984; 20: 1123-1128 3. Jensen M. E. Responses of interproximai plaque pH to snack foods and effect of chewing sorbitol-containing gum. J A D A 1986; 113: 262-6. 4. Meurman J. Tanderosion. Näringsforskning 1987; 31: 146-9. 5. Modéer T. Tvetman S. Bergstrand F. Et al 3 year study of the effect of a Fluoride varnish (Duraphat) on proximal cañes progression in teen-agers. Scan J Dent Res 1984; 92: 400-7

Claims (8)

1. 0 15 20 25 30 35 511331 11 Patentkrav System att optimera bildning av fluorapatit på tandytan, omfattande skattning av nuvarande bildningstörmåga samt styrning av den kemiska processen, k ä n n e t e c k n a t av, att skattningen baseras på resultatet av en kolorimet- risk pH-bestärnning, utförd 20 minuter efter sockerbelastning med mätanord- ning, vars form och storlek tillåter att den intöres mellan två tänder vareñer den berör tändemas kontaktpunkt, att optimering av bildning av fluorapatit sker genom att applicera en av tre tandkrämer, som kan höja eller sänka aktuellt pH- värde till intervallet 4,5-5,5 eller kan konservera pH i detta intervall.

2. System enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n at av, att mätanordningens reagensdel har en rak och en svängd sida, den senare liknande en kälkbacke.

3. System enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n at av, att anordningens reagensdel i den del som berör kontaktpunkten, påvisar aktuellt pH-intervall med fárgema gul, grön respektive blå, att grönt resultat indikerar intervallet 4,5-5,5 och gult och blått indikerar värden under respektive över detta intervall.

4. System enligt något av föregående patentkrav, k å n n e t e c k n a t av, att reagensdelen innehåller intorkade 0,09-procenti ga alkohollösningar av bromkresolblått och bromtymolblâtt.

5. System enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av, att en av tandkrämema har pH 8,0 och har gul fårgmarkering, en annan har pH 5,0 och grön fargmarkering och den tredje har pH 4,0 och blå falrgmarkering.

6. System enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n at av, att den gula tandkrärnen kan höja pH från 4,0 till intervallet 4,5-5,5, den blå kan sänka pH från 7,0 till detta intervall och den gröna kan förlänga den tid under vilken pH finns i detta intervall och att sådana förändringar kan veriñeras med mätanordningen.

7. System enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n at av, att utöver sedvanliga ingredienser innehåller den gula tandkrärnen 15-22 % bikarbonat och de gröna och blå tandlcrämema 0,3-0,9 % citronsyra. iii ii _: m 511331 12

8. System for optimering av bildning av fluorapatit på tandytan, omfattande dels anordning, som med färgerna gult, grönt eller blått anger det aktuella pH-värdet i tandbeläggningar 20 minuter efter sockerbelastning och som har tandanpassad form och storlek och är belagd med en blandning av intorkade 0,09-procentiga alkohollösningar av bromkresolblått och bromtymolblått, dels tre tandkrämer som med definierade mängder av ingredienserna bikarbonat eller citronsyra styr tandbeläggningens pH-värde till intervallet 4,5-5,5 och innehåller 0,01- 0,00l % fluor, i tuber som fargmatchar gult, grönt och blått mätresultat.