Fluor is een element van de halogeen familie en de meest reactieve van de niet-metalen, met een atoomnummer van negen en een atoomgewicht van 19. Fluoride verbindingen worden op grote schaal verspreid in heel de bodem van de aarde, voert planten worden ingenomen door mensen, en worden geabsorbeerd uit het maagdarmkanaal. In de afgelopen halve eeuw, heeft fluoride synoniem met preventieve tandheelkunde geworden. Er is een significante daling van cariës, omdat de opname van fluoride in tandpasta (Burt, 1978). Voorkomen van de initiatie en progressie van cariës is ook belangrijk voor het succes en de levensduur van dentale restauraties. Hoewel het primaire preventieve werking berust op de versterking van minerale tandweefsel kunnen fluoride beïnvloeden ook de cellulaire functies van cariogene micro-organismen en maken ze minder cariogene (Wilson en McLean, 1988; Komatsu en Shimokabe, 1993). Fluoride's antibacteriële werking moeten gemeenschappelijke kennis bij tandartsen zijn. Dit document beoogt het proces waardoor fluoride oefent zijn remmende effect op de cariogene bacteriën beschrijven. Een kort overzicht van de begunstigde effect van fluoride op de gemineraliseerde tandweefsel zal eerst worden gepresenteerd.
effect van fluoride-OP de gemineraliseerde tandweefsel
Fluoride kunnen raken opgenomen in het tandweefsel en maken het beter bestand tegen zure oplossing. De ionenstraal van fluoride-ionen (1,36 () is gelijk aan die van de waterstofionen (1,40 (). Dit heeft belangrijke consequenties dat de fluoride ionen vervangt de hydroxyl ionen in het hydroxyapatiet rooster en vormt de meer zuurbestendige fluorapatiet (Fig . 1) (Smith en Peltoniemi, 1982; Wilson en McLean, 1988)
de ionische fluoride in het speeksel, in plaque en binnen glazuur en dentine verschuift het evenwicht van demineralisatie-remineralisatie richting remineralisatie fluoride werkt als een katalysator voor.. opname van calcium en fosfaationen en resulteert in een grotere efficiëntie in remineraliserende het gebied van glazuur en dentine die zijn aangetast door zure aanval (Ten Cate, 1990).
de poreuze aard van gedemineraliseerd tandstructuur helpt dit remineralisatie proces waardoor een grotere penetratie van mineralen. vastgesteld is dat geremineraliseerd tandweefsel is aanzienlijk zuurbestendig dan intact tandstructuur (Brown et al., 1977). Naast de vorming van de meer zuurbestendige fluorapatiet kristallen hebben veel onderzoekers aangetoond dat de vorming van andere complexen fluoride, zoals calciumfluoride (CaF2) en gefluorideerd carbonato-apatiet (FCA) (Fig. 2) (Ten Cate et al, 1995;. Rolla en Saxegaard, 1990; Saxegaard et al, 1987;.. Geiger en Weiner, 1993)
In vitro en in situ experimenten hebben aangetoond dat als gevolg van een zure aanval de tandstructuur calcium- en fosfaationen vrij (Ten Cate et al, 1995;. Rolla en Saxegaard, 1990; Tveit et al., 1983). De beschikbaarheid van fluoride uit bepaalde tandheelkundige materialen, plaque of speeksel tijdens deze demineralisatie fase resulteert in de vorming van calciumfluoride (CaF2) die zich aan het tandoppervlak of aan het grensvlak tussen restauratiemateriaal en de tandstructuur (Fig worden afgezet. 2 ) (Rolla en Saxegaard, 1990;. Saxegaard et al, 1987; Ten Cate et al, 1995).. Wanneer de pH van het milieu stijgt, CaF2 kristallen fungeren als een reservoir voor fluoride en calcium die in de tandstructuur in de vorm van fluorapatiet opnieuw afgezet tijdens de remineralisatie fase (figuur 3.) (Saxegaard et al., 1987; rolla en Saxegaard, 1990;.. Ten Cate et al, 1995)
FLUORIDE ophoping in de PLAQUE eN bacteriecel
Dental vliesje wordt gevormd als gevolg van de sterke affiniteit van speekselproteïnen en glycoproteïnen voor tandoppervlak. Deze eiwitten vormen een laag van vlies dat is slecht georganiseerd en is vrij van bacteriën. Verdere afzetting van speeksel bestanddelen, voedselresten en anorganische verbindingen versterking van de structuur van de tandheelkundige vliesje. Dit verschaft een matrix waaraan micro-organismen zich hechten en producten vrijkomen in de resulterende maaswerk. De resulterende poreuze en niet-gecalcificeerde coating op het tandoppervlak is bekend als de tandplak en herbergt orale micro-organismen (Anusavice, 1996; Rose en Turner, 1998).
fluorideapplicatie de poreuze matrix van tandplak resultaten in de accumulatie (Tatevossian, 1990;. Iwami e.a., 1995; Spets-Happonen et al., 1998). Aangetoond is dat na het spoelen met chloorhexidine gluconaat-natriumfluoride-strontium-oplossing (CXFSr) tweemaal per dag gedurende twee weken, de fluoride en strontium inhoud van de plaque bleef hoog gedurende ten minste drie weken na beëindiging van het spoelen (Spets-Happonen et al., 1998). Plaque fluoride hoopt zich op in twee zwembaden. Het grootste deel (95%) bestaat als gebonden fluoride hetzij binnen de bacteriële cellen of aan de matrix van de plaque, terwijl de resterende 5% in de plaque fluïdum als vrij ion is (fig. 4) (Tatevossian, 1990) .
Orale bacteriën groeien in de aanwezigheid van fluoride accumuleert fluoride (Jenkins en Edgar, 1977). De door de cellen genomen hoeveelheid is evenredig met het niveau fluoride in de externe vloeibare fase. Fluoride accumulatie in mutans streptokokken optreedt als gevolg van een concentratiegradiënt van fluoride in het membraan en geen actieve transportmechanisme omvatten (Kashet en Rodriguez, 1976; Whitford c.s., 1977).
Een afname van de externe pH, hetgeen een. meer zure omgeving, leidt ook tot een toename van fluoride accumulatie (Whitford et al., 1977). Dit leidt tot de conclusie dat fluoride werd opgenomen in de cel waterstoffluoride (HF) (fig. 4). Een daling van de extracellulaire pH leidt tot de accumulatie van meer fluoride door de bacteriële cel in een poging om de zure omgeving te neutraliseren. Het belangrijke verband tussen de verandering van de pH en fluorideopname, zogenaamde "F /pH effect", en is bevestigd door andere werkers (Eisenberg en Marquis, 1980; Vicaretti et al, 1984;. Kashket en Preman, 1985).
Na de overdracht van HF door het membraan in de bacteriële cel, het meer alkalisch intracellulaire compartiment leidt tot de dissociatie van HF voor fluor en waterstofionen (Hamilton, 1990). Dientengevolge, de verdere toevloed van fluoride en gelijktijdige opbouw van intracellulaire protonen (H +) verzuurt het cytoplasma (fig. 4) (Guha-Chowdhury et al., 1997).
effect van fluoride-DE homeostatische WEGEN vAN BACTERIËN cariogene
de accumulatie van intracellulaire protonen vermindert de intracellulaire pH onder de pH drempel voor zowel katabole en biosynthetische enzymen (Hamilton, 1986). Zo derhalve fluoride verhoogt de verwerving van protonen door cellen en resulteert in een reductie van de tolerantie van orale bacteriën om groei en metabolisme in zure milieus (Bender c.s., 1986,. Bowden, 1990; Spets-Happonen et al. , 1998)
Fluoride heeft ook een direct remmend effect op de metabolische activiteit van cariogene bacteriën (figuren 4 & amp;.. 5). Glycolyse de centrale metabole route waarmee saccharolytische micro- organismen gedijen. Remming van de glycolyse door fluoride is centraal in het concept dat het antimicrobiële effect van fluoride heeft een rol in preventie cariës. Het is aangetoond dat fluoride oefent deze remmende werking door de interferentie met opname en afbraak van polysacchariden door de bacteriële cel, en ook door het verminderen van het vermogen van de cel om pH homeostase (Hamilton, 1990) te handhaven.
Intracellulaire fluoride voornamelijk acts twee enzymsystemen die essentieel zijn voor de metabole activiteit van de sacharolytische micro-organismen. Deze enzymsystemen zijn enolase en actief proton-transport-ATP-ase systemen (fig. 6) (Hamilton, 1990; Belli et al, 1995;.. Iwami e.a., 1995).
Fluoride interfereert met de volledige uitsplitsing glucose tot pyrodruivenzuur zuur door remming enolase, tussenschakel enzym in de cascade. Dit resulteert in een verlaging van de synthese van pyruvaat en ATP. Een afname van pyruvaat synthese niet alleen leidt tot een vermindering van de synthese van melkzuur, maar ook interfereert met de suiker transport via het fosfo fosfotransferase systeem. Opbouw van de tussenproducten van de glycolyse route interfereert ook met verdere import van glucose. Deze processen resulteren in een aanzienlijke vermindering van de metabole activiteit van de sacharolytische microorganismen.
De interferentie van fluoride met de ATP-ase actief proton transportsysteem leidt tot ophoping van intracellulaire proton ionen en een vermindering van glucose importeren (Hamilton, 1990 , markies, 1990). Als gevolg van de accumulatie van intracellulaire ionen en protonen verminderde intracellulaire substraat, wordt de metabolische activiteit van de cel aanzienlijk omlaag gereguleerd (Marquis, 1990,. Guha-Chowdhury et al, 1995; lanender-Lumikai et al, 1997;. Spets- Happonen et al., 1998).
bacteriële mutatietesten
Zeer hoge fluoride, die ongeveer 0,16-0,3 mol /L (3.040-5.700 ppm) nodig om bacteriën te doden (Bowden, 1990 ). Streptococcus mutans is ongewoon gevoelig micro-organisme fluoride vanwege het directe remmende effect van fluoride op de met proton transport ATP-ase systeem (Marquis, 1990). Bij lagere concentraties fluoride evenwel deze bacterie muteert fluoride resistente stammen (Bowden, 1990, maart en Bradshaw, 1990). Deze fluoride resistente stammen metabolische activiteit af, en als gevolg daarvan, een belangrijke vermindering van de cariogene potentieel (Marquis, 1990). In vitro studies hebben ook aangetoond dat fluoride-resistente stammen mutans streptococcen zijn minder cariogene bij ratten (Van Loveren, 1990)
Andere klinische onderzoeken hebben aangetoond dat zelfs lage fluoride concentraties in plaque (sub-MIC: minimale remmende concentratie). kon de cariogene potentieel van saccharolytische micro-organismen (maart en Bradshaw, 1990) te verlagen. Het is aangetoond dat profylactische concentraties fluoride (19 ppm) in combinatie met een matig lage pH (~ 5) negatieve invloed op de metabole capaciteit van bacteriële cellen en resulteren in een aanzienlijke vermindering van zuurproductie door cariogene bacteriën (Arweiler et al. 2002 ; Arweiler et al 2001,. Bowden, 1990, maart en Bradshaw, 1990)
Kortom, de passieve diffusie van fluoride in het celmembraan in de vorm van waterstoffluoride, de interferentie met substraat opname en afbraak in de cel. en het effect ter verhindering de cellulaire mechanismen betrokken bij de verwijdering van protonen uit het intracellulaire milieu tot een significante vermindering van de metabole activiteit van cariogene micro-organismen. Bacteriën die het vermogen om dergelijke storende omgevingsfactoren ofwel down-reguleren van hun metabole activiteit, maar overleven, of raken geëlimineerd uit de plaque weerstaan ontbreken. De antibacteriële werking van Fluoride kunnen aanzienlijke zowel in het voorkomen van de initiële cariës laesies en bij het verbeteren van de restauratie levensduur zijn.
M-Reza Nouri is een specialist in pediatrische tandheelkunde, en een assistent klinisch professor aan de University of British Columbia. Hij beoefent met de Oakridge-Richmond-Delta Paediatric Dental Group in BC. Dr. Nouri is een bijdragende adviseur van Oral Health.
Keith C. Titley is een specialist in pediatrische tandheelkunde, professor aan de afdeling Pediatrische Tandheelkunde aan de Universiteit van Toronto. Dr. Titley is de pediatrische bestuurslid van Oral Health.
Oral Health is ingenomen met deze originele artikel. Volledige referenties op aanvraag beschikbaar.
Referenties
1.Anusavice KJ. Phillip's Science of Dental Materials. 10e editie. Philadelphia: W.B. Saunders Co., 65; pagina 77, 1996.
2.Arweiler NB, Netuschil L, Reich E. Alcohol-vrij mondspoeling oplossingen voor supragingivale plaque hergroei en vitaliteit te verminderen. Een ctonrolled klinische studie. J Clin Periodontol, 28 (2): 168-74, 2001.
3.Arweiler NB, Henning G, E Reich, Netuschil L. Effect van amine-fluoride-triclosan mondspoeling plaque op hergroei en biofilm vitaliteit. J Clin Periodontol, 29 (4): 358-63, 2002.
4.Belli WA, Buckley DH, Marquis RE. Zwak zure effecten en fluoride remming van de glycolyse door streptococcus mutans GS-5. Kan J Microb, 41 (9): 785-91, september 1995.
5.Bender GR, Sutton SVW, Marquis RE. Acid tolerantie, proton permeabiliteit membraan ATPase van orale streptokokken. Infec Immun; 53: 331-338, 1986.
6.Bowden HW. Effecten van fluoride op de microbiële ecologie van tandplak. J Dent Res; 69 (Spec ISS): 653-659, februari 1990.
7.Brown WD, Gregory TM, Chow LC. Effecten van Fluoride op Enamel oplosbaarheid en Cariostasis. Caries Res; 11: 118-141, 1977.
8.Burt AB. Invloeden voor verandering in de tandheelkundige gezondheid van de bevolking: een historisch perspectief. J Pub Health Dent; 38 (4): 272-288, 1978.
9.Eisenberg AD, Marquis RE. Opname van fluoride door cellen van Streptococcus mutans in dichte suspensies. J Dent Res; 59: 1187-1191, 1980.
10.Geiger SB, Weiner S. Gefluorideerd carbonatoapatite in de tussenlaag tussen glasionomeer en dentine. Dent Mater; 9: 33-36, januari 1993.
11.Guha-Chowdhury N, Iwami Y, Yamada T, Pearce EI. Het effect van fluoride op fluorhydroxyapatite afgeleide zuurproductie door streptokokken. J Den Res, 74 (9): 1618-1624, september 1995.
12.Guha-Chowdhury N, Y Iwami, T. Yamada effect van lage hoeveelheden fluoride proton excretie en intracellulaire pH in glycolysing streptokokken cellen onder strikt anaërobe omstandigheden. Cariës Research, 31 (5): 373-8, 1997.
13.Hamilton IR. Biochemische effecten van fluoride op orale bacteriën. J Dent Res; 69 (Special Issue): 660-667, februari 1990.
14.Hamilton IR. Groei, metabolisme en zuurproductie door streptococcus mutans. In: Moleculaire Microbiologie en Immunobiologie van Streptococcus mutans, S. Hamada, SM. 15.Michalek, H. Kiyono, L. Menaker en JR. McGhee (Ed), Amsterdam:. Elsevier Science Publishers, pp 145-155, 1986.
16.Iwami Y, Hata S, Schachtele CF, Yamada T. Gelijktijdig monitoring van intracellulaire pH en proton uitscheiding tijdens de glycolyse door Streptococcus mutans en Streptococcus Sanguis: effect van lage pH en fluoride. Orale Microb en Immun, 10 (6): 355-9, december 1995.
17.Jenkins GN, Edgar WM. Distributie en vormen van fluoride in het speeksel en plaque. Caries Res; 11 (Suppl. 1): 226-242, 1977.
18.Kashket S, Preman RJ. Fluoride opname en fluoride weerstand in orale streptokokken. J Dent Res; 64: 1290-1292, 1985.
19.Komatsu H, Shimokobe H. Deel 5: Fluoride los en ter versterking van tandweefsel, In Katsuyama S, Ishikawa T, Fuji B (redactie). Glasionomeer Dental Cement - De materialen en hun klinisch gebruik. Ishiyaku Euroamerica Inc. 1993.
20.Lenander-lumikari M, Loimaranta V, Hannuksela S, Tenovuo J, Ekstrand J. gecombineerde remmende effect van fluoride en hypothiocyaniet op de levensvatbaarheid en glucose metabolisme van Streptococcus mutans, serotype c. Orale Micr en Imm, 12 (4): 231-5, augustus 1997.
21.Marquis RE. Dimished zuur tolerantie van plaque bacteriën veroorzaakt door fluoride. J Dent Res; 69 (Spec ISS): 672-675, februari 1990.
22.Marsh PD, Bradshaw DJ. Het effect van fluoride op de stabiliteit van de orale bacteriën gemeenschappen in vitro. J Dent Res; 69 (Spec Iss): 668-671, februari 1990.
23.Rolla G, Saxegaard E. Critical evaluatin van de samenstelling en het gebruik van fluorideapplicaties met nadruk op de rol van calcium fluoride in cariës remming. J Dent Res; 69: 780-785, 1990.
24.Rose RK, Turner SJ. -Fluoride geïnduceerde verbetering van de diffusie in streptokokken model plaque biofilms. Caries Research, 32 (3): 227-32, 1998.
25.Saxegaard E, Valderhaug J, Rolla G. Afzetting van fluoride op dentine en cement na topische toepassing van 2% NaF. In: Dentine Dentine en reacties in de mondholte. A. 26.Thylstrup, SA Leach, V Qvist (Ed). Oxford: IRL Press Ltd, pp 199-206, 1987.
27.Smith DC, Peltomiemi A. Chapt 8, In D.C. Smith en D.F.. Williams (ed.) Biocompatibiliteit van tandheelkundige materialen. Vol 1. Kenmerken van tandweefsel en hun reactie op tandheelkundige materialen. Boca Raton, Fla: CRC Press Inc. 1982.
28.Spets-Happonen S, Seppa L, Korhonen A, Alakujala P. Ophoping van strontium en fluoride in approximale tandplaque en veranderingen in de plaque microflora na het spoelen met chloorhexidine-fluoride -strontium oplossing. Mondziekten; 4 (2): 114-9, juni 1998.
29.Tatevossian A. Fluoride in tandplaque en de gevolgen ervan. J Dent Res; 69 (Spec ISS): 645-652, februari 1990.
30.Ten CateJM. In vitro studies over het effect van fluoride op De- en Remineralisatie. J Dent Res; 69 (Spec ISS): 614-619, februari 1990.
31.Ten Cate JM, Buijs MJ, Damen JJM. De effecten van GIC restauraties aan glazuur en dentine demineralisatie en remineralisatie. Adv Detn Res; 9 (4): 384-388, december 1995.
32.Tveit AB, Hals E, Isrenn R, Totdal B. Sterk zuur SnF2 en TiF4 Solutions. Effect op de chemische reactie met wortel dentine in vitro. Caries Res; 17: 412-418, 1983.
33.Van Loveren C. De antimicrobiële werking van fluoride en haar rol in cariës remming. J Dent Res; 69 (Spec ISS): 676-681, februari 1990.
34.Vicaretti J, Thibodeau E, G Bender, Marquis RE. Omkeerbare fluoride opname en afgifte van Streptococcus mutans GS-5 en FA-1. Curr Microbiol; 10: 317-322, 1984.
35.Whitford GM, Schuster GS, Pashley DH, Venkateswarlu P. Fluoride opname door Streptococcus mutans 6715. Infec Immun; 18: 680-687, 1977.
36.Wilson AD, McLean JW. Glasionomeren. Chicago: Quintessence Publishing Co., 1988.