Αντιτερηδονική δράση υλικών αποκατάστασης που περιέχουν φθόριο - Βιβλιογραφική ανασκόπηση

Ποιμένοβα Α.* Ραχιώτης Χ.**

* Υποψήφια Διδάκτορας, Τομέας Βιολογίας Στόματος, Οδοντιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

** Επίκουρος Καθηγητής, Εργαστήριο Οδοντικής Χειρουργικής, Τομέας Οδοντικής Παθολογίας & Θεραπευτικής, Οδοντιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών

Εργαστήριο Παιδοδοντιατρικής Οδοντιατρικής Σχολής και Εργαστήριο Οδοντικής Χειρουργικής Οδοντιατρικής Σχολής

Σήμερα, πληθώρα υλικών της επανορθωτικής οδοντιατρικής, όπως υαλοϊονομερείς κονίες (συμβατικές και ρητινώδεις τροποποιημένες), σύνθετες ρητίνες, συγκολλητικοί παράγοντες και υλικά κάλυψης οπών και σχισμών, περιέχουν φθόριο στη δομή τους και υπόσχονται προληπτική αντιτερηδονική δράση.

Ο σκοπός της παρούσας βιβλιογραφικής ανασκόπησης είναι να παρατεθούν και να συζητηθούν τα δεδομένα που υπάρχουν ως προς τον μηχανισμό της απελευθέρωσης και της επαναπρόσληψης του φθορίου από τα παραπάνω υλικά, τους παράγοντες από τους οποίους επηρεάζεται, καθώς και την κλινική σημασία της παρουσίας του φθορίου στα επανορθωτικά υλικά όσο αναφορά στην αντιτερηδονική τους δράση.

Η βιβλιογραφική αυτή ανασκόπηση πραγματοποιήθηκε με βάση τη βιβλιογραφία στην ιστοσελίδα του PubMed (λέξεις κλειδιά: fluoride release, fluoride uptake, glass ionomer cement, composite resin, adhesive resin, antibacterial property, caries).

Τα υλικά που εξετάστηκαν παρουσιάζουν σαφείς διαφορές ως προς την ικανότητα απελευθέρωσης και επαναπρόσληψης φθορίου. Μεγαλύτερη ποσότητα φθορίου απελευθερώνεται από τις υαλοϊονομερείς κονίες, σε σχέση με τις σύνθετες ρητίνες και κυρίως άμεσα μετά την τοποθέτηση. Παρατηρείται ωστόσο συνεχής μακροπρόθεσμη απελευθέρωση σε χαμηλά επίπεδα, από όλα τα υλικά, αν και είναι σαφώς μεγαλύτερη στις υαλοϊονομερείς κονίες. Η μακροπρόθεσμη απελευθέρωση και η επαναπρόσληψη φθορίου έχει μεγάλη κλινική σημασία ως προς την αντιτερηδονογόνο δράση. Περισσότερες ωστόσο κλινικές μελέτες απαιτούνται προκειμένου να αποσαφηνιστεί η πραγματική συνεισφορά των υλικών αυτών στην πρόληψη της τερηδόνας.

Λέξεις ευρετηρίου: απελευθέρωση φθορίου, επαναπρόσληψη φθορίου, υαλοϊονομερής κονία, σύνθετη ρητίνη, συγκολλητική ρητίνη, αντιβακτηριδιακή ιδιότητα, τερηδόνα

Antibacterial properties of restorative materials with fluoride – Review

Pimenova A*, Rachiotis C**

* PhD candidate in Oral Biology, Dept. Basic Sciences & Oral Biology School of Dentistry, University of Athens

** Assistant Professor in Operative Dentistry, Section of Dental Pathology and Therapeutics, School of Dentistry, University of Athens

Since the observation that secondary caries formation was rarely associated with fluoride-containing silicate cement restorations, increasing attention has been focused on the development of various fluoride-releasing products, to be used as restorative materials, such as resin-modified glass-ionomer cements, composite resins, adhesive resins and sealants.

The purpose of this review article was to critical assess the fluoride release and recharge capably of fluoride-releasing dental restoratives, the factors that might affect this fluoride release, the antibacterial properties and finally the clinical significance of using these materials in everyday dental practice.

The information was taken from original scientific full papers or reviews listed in PubMed (searching terms: fluoride release, fluoride uptake, glass ionomer cement, composite resin, adhesive resin, antibacterial property, caries).

Fluoride-containing dental materials show clear differences in the fluoride release and uptake characteristics. Short- and long-term fluoride releases from restoratives are related to their matrices, setting mechanisms and fluoride content and depend on several conditions of the oral cavity. Glass-ionomer cements (conventional and resin-modified) show the best behavior regarding their capability to release fluoride and act as a fluoride reservoir. Comparatively, composite resins that contain fluoride can release it only in small amounts. Fluoride-releasing materials, predominantly glass-ionomers, show cariostatic properties in vitro studies. However, it is not proven by prospective clinical studies whether the incidence of secondary caries can be significantly reduced by the fluoride release of restorative materials.

Keywords: fluoride release, fluoride uptake, glassionomer cement, composite resin, adhesive resin, antibacterial property, caries

Εισαγωγή

Το φθόριο, ως στοιχείο του στοματικού περιβάλλοντος, παρουσιάζει αντιτερηδονική δράση, που είναι τεκμηριωμένη στην οδοντιατρική βιβλιογραφία εδώ και αρκετά χρόνια. Η δράση του αυτή συνίσταται κυρίως στη δυνατότητα του φθορίου να ενσωματώνεται στον κρύσταλλο του υδροξυαπατίτη, μετατρέποντάς τον σε κρύσταλλο φθοριοϋδροξυαπατίτη, ο οποίος είναι πιο ανθεκτικός σε διάλυση από τα οξέα. Πρόσθετα, η αντιτερηδονική δράση του φθορίου οφείλεται σε ορισμένες ιδιότητές του όπως η ικανότητά του να προάγει την επαναμεταλλικοποίηση και να περιορίζει την απομεταλλικοποίηση των οδοντικών ιστών, να περιορίζει το σχηματισμό του βιοϋμενίου και της οδοντικής μικροβιακής πλάκας καθώς και να αναστέλλει την αύξηση των μικροβίων και να μειώνει τη μεταβολική τους δραστηριότητα. Οι παραπάνω ιδιότητές του - που τεκμηριώθηκαν αρχικά μέσα από την ενίσχυση του στοματικού περιβάλλοντος με χρήση φθοριούχων οδοντοπαστών, στοματοπλυμάτων και βερνικιών - οδήγησαν και στη δημιουργία υλικών αποκατάστασης με δυνατότητα απελευθέρωσης φθορίου. Σήμερα, πληθώρα υλικών της επανορθωτικής οδοντιατρικής, όπως υαλοϊονομερείς κονίες (συμβατικές και ρητινώδεις τροποποιημένες), σύνθετες ρητίνες, συγκολλητικοί παράγοντες και υλικά κάλυψης οπών και σχισμών (sealants), που περιέχουν φθόριο στη δομή τους, υπόσχονται προληπτική αντιτερηδονική δράση τουλάχιστον όσον αφορά στα όρια της αποκατάστασης [1],[2].

Θεωρητικά, το φθόριο που απελευθερώνεται από τα υλικά αποκατάστασης μπορεί να αναστέλλει την εμφάνιση δευτερογενούς τερηδόνας δρώντας με όλους τους παραπάνω μηχανισμούς.

Ο σκοπός της βιβλιογραφικής αυτής ανασκόπησης είναι να συνοψίσει τα δεδομένα που ισχύουν σήμερα όσον αναφορά στην αντιτερηδονική δράση υλικών που περιέχουν φθόριο και χρησιμοποιούνται στην επανορθωτική οδοντιατρική, ως προς την ικανότητά τους να απελευθερώνουν και να επαναπροσλαμβάνουν φθόριο καθώς και στην κλινική σημασία αυτών των χαρακτηριστικών τους.

Απελευθέρωση φθορίου απο τα υλικά αποκατάστασης

Υαλοϊονομερείς κονίες

Οι υαλοϊονομερείς κονίες βασίζονται στην αντίδραση οξέος-βάσεως κατά την ανάμειξη σκόνης, που αποτελείται από υάλους πυριτικού αργιλίου με ασβέστιο, φθόριο, νάτριο, και φωσφορικά ιόντα και υγρού, που είναι υδατικό διάλυμα συμπολυμερούς από πολυακρυλικό, ιτακονικό και μαλεϊκό οξύ. Έχουν προταθεί δύο βασικοί μηχανισμοί απελευθέρωσης φθορίου από τις υαλοϊονομερείς κονίες. Ο πρώτος μηχανισμός συνίσταται στην άμεση ραγδαία απελευθέρωση του φθορίου από υάλους στην εξωτερική επιφάνεια της κονίας και διαρκεί για περίπου 24 ώρες μετά την αρχική φάση πήξη της. Ο δεύτερος μηχανισμός, που ακολουθεί τον προηγούμενο, συνίσταται σε σταδιακή απελευθέρωση μικρότερων ποσοτήτων φθορίου από τη μάζα της κονίας και διαρκεί για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα[3],[4].

Οι Karantakis και συν. εκτίμησαν ότι η μεγαλύτερη απελευθέρωση φθορίου συμβαίνει κατά τις πρώτες 4ώρες μετά την ανάμειξη σκόνης-υγρού και κυμαίνεται μεταξύ 1.6-1.8μg/mm[2],[5]. Οι Bell και συν. υπολόγισαν τη συγκέντρωση του φθορίου που απελευθερώνεται από δοκίμια πάχους 1.5mm και διαμέτρου 6mm σε 1ppm στα πρώτα 10 λεπτά μετά την τοποθέτησή τους σε τεχνητό σάλιο. Η συνολική συγκέντρωση φθορίου που απελευθερώθηκε από τα παραπάνω δοκίμια στο πρώτο 24ωρο υπολογίστηκε στα 15ppm[6]. Σε πολλές in vitro μελέτες έχει επιβεβαιωθεί το γεγονός ότι η μέγιστη απελευθέρωση φθορίου (δοκίμια πάχους 1-1.5mm και διαμέτρου 6mm) συμβαίνει στο διάστημα των πρώτων 24-48 ωρών μετά την ανάμειξη και κυμαίνεται μεταξύ 5-155 ppm, ανάλογα το εμπορικό σκεύασμα [7],[8],[9],[10]. Οι υαλοϊονομερείς κονίες οι ενισχυμένες με άργυρο (κεραμομεταλλικές) τείνουν να απελευθερώνουν μικρότερες ποσότητες φθορίου σε σχέση με τις συμβατικές. Το γεγονός αυτό αποδίδεται είτε στη συνολικά μικρότερη περιεκτικότητα των κονιών αυτών σε φθόριο, δεδομένου ότι ένα μέρος του φθορίου έχει αντικατασταθεί με άργυρο, είτε στο σχηματισμό φθοριούχου αργύρου που δεσμεύει το φθόριο παρεμποδίζοντας την απελευθέρωσή του[11],[12],[13],[14]. Αντιθέτως, οι υαλοϊονομερείς κονίες που περιέχουν βιοενεργούς υάλους στη δομή τους, όπως η καζεΐνη και το άμορφο φωσφοπεπτίδιο φωσφορικού ασβεστίου, τείνουν να απελευθερώνουν περισσότερο φθόριο σε σχέση με τις συμβατικές υαλοϊονομερείς κονίες[15],[16].

Μετά από την πρώτη ραγδαία φάση, η οποία διαρκεί τις πρώτες 24-72 ώρες μετά την ανάμειξη, ο ρυθμός απελευθέρωσης του φθορίου μειώνεται σημαντικά, σταθεροποιούμενος μετά από 10-20 μέρες σε χαμηλά επίπεδα, όπου και παραμένει για μεγάλο χρονικό διάστημα[17]. Η δεύτερη αυτή φάση, η οποία μπορεί να διαρκέσει από μερικούς μήνες έως και τρία χρόνια, οφείλεται σε σταδιακή διάλυση των υάλων λόγω της απορρόφησης νερού από τη μήτρα της κονίας [4],[18],[19],[20],[21]. Έχει υπολογιστεί ότι η συγκέντρωση του φθορίου που απελευθερώνεται σε απιονισμένο νερό μειώνεται από 15-155ppm την πρώτη μέρα σε 0.9-4ppm 60 μέρες αργότερα[22]. Σε μια άλλη μελέτη δείχτηκε ότι ένα χρόνο μετά την ανάμιξη, η συγκέντρωση του φθορίου που απελευθερωνόταν από τέσσερις διαφορετικές υαλοϊονομερείς κονίες παρέμεινε σταθερή και υπολογίστηκε σε 0.5-7ppm[23].

Σε μια in vivo μελέτη, η συγκέντρωση φθορίου στο σάλιο αμέσως μετά την τοποθέτηση μιας από τις έξι διαφορετικές υαλοϊονομερείς κονίες υπολογίστηκε σε 0.8-1.2ppm. Η συγκέντρωση αυτή μειώθηκε κατά 35% έξι εβδομάδες και 30% επιπλέον μετά από άλλες έξι εβδομάδες[24].

Ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες

Οι ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες δημιουργήθηκαν προκειμένου να ξεπεραστούν τα δύο βασικά προβλήματα των υαλοϊονομερών κονιών, η ευαισθησία τους στην υγρασία και οι φτωχές μηχανικές ιδιότητές τους στα πρώτα στάδια μετά την πήξη. Η κλασική αντίδραση οξέος-βάσεως των υαλοϊονομερών κονιών συμπληρώνεται στις ρητινώδεις τροποποιημένες κονίες με πολυμερισμό λόγω της προσθήκης μεθακρυλικών ομάδων στη δομή τους.

Η απελευθέρωση του φθορίου από τις κονίες αυτές φαίνεται να κυμαίνεται στα ίδια επίπεδα με εκείνα των συμβατικών υαλοϊονομερών κονιών, μπορεί να επηρεαστεί ωστόσο από ορισμένους παράγοντες όπως το είδος και η ποσότητα ρητινωδών συστατικών που προστίθενται και το είδος φθοριούχων συμπλόκων που δημιουργείται στη δομή της[25]. Και στην περίπτωση των κονιών αυτών η μεγαλύτερη απελευθέρωση του φθορίου συμβαίνει το πρώτο 24ωρο μετά την ανάμειξη και υπολογίζεται κατά μέσο όρο σε 22-65ppm τις πρώτες 6 ώρες, συγκέντρωση η οποία πέφτει σε 3-20ppm στις 18-24 ώρες[26]. Ο ημερήσιος ρυθμός απελευθέρωσης φθορίου, ο οποίος έχει προσδιοριστεί σε 8-15ppm την πρώτη μέρα, πέφτει σε 1-2ppm μια εβδομάδα αργότερα και σταθεροποιείται μέχρι την τρίτη εβδομάδα μετά την αρχική ανάμειξη [8],[9],[26]. Σε in vitro μελέτες, μικρές ποσότητες φθορίου, της τάξεως 1-2ppm, φαίνεται να απελευθερώνονται έως και 2.7 χρόνια αργότερα [4,[5],[27],[28].

Σύνθετες ρητίνες

Οι σύνθετες ρητίνες μπορούν να περιέχουν φθόριο στη δομή τους σε ποικίλες μορφές, όπως τα υδατοδιαλυτά άλατα NaF και SnF2, ανόργανα φθοριούχα άλατα στις ενισχυτικές ουσίες και το οργανικό φθόριο προσδεμένο στη ρητινώδη μήτρα[29],[30]. Η απελευθέρωση του φθορίου από τις ρητίνες εξαρτάται όχι μόνο από τον τύπο και το μέγεθος των ενισχυτικών ουσιών, αλλά και από την επιφανειακή επεξεργασία τους, το είδος της οργανικής μήτρας, τον περισσότερο ή λιγότερο υδρόφιλο και όξινο χαρακτήρα της, το μικροπορώδες της πολυμερισμένης ρητίνης καθώς και άλλους παράγοντες[22],[31]. Η ενσωμάτωση στη ρητίνη υδατοδιαλυτών αλάτων NaF και SnF2 είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της απελευθέρωσής του αλλά οδήγησε παράλληλα στο αυξημένο πορώδες της οργανικής μήτρας λόγω της διάχυσης των κρυστάλλων αυτών. Η διάχυση των αλάτων συμβαίνει στην αρχή, κατά τον πολυμερισμό της ρητίνης, αλλά φαίνεται ότι συνεχίζεται για αρκετό καιρό αργότερα με μικρότερο ρυθμό.

Όσον αναφορά στο φθόριο το ενσωματωμένο στις ενισχυτικές ουσίες, δύο βασικοί τύποι μπορούν να διακριθούν: ενισχυτικές ουσίες που περιέχουν άλατα όπως SrF2 ή YbF3 και ενισχυτικές ουσίες με τη μορφή υάλων πυριτικού αργιλίου με φθόριο[32]. Και στις δύο περιπτώσεις, η απελευθέρωση φθορίου οφείλεται στην απορρόφηση νερού από την οργανική μήτρα, την επακόλουθη ανταλλαγή των ιόντων και τη διάχυσή τους στο υδάτινο περιβάλλον. Στην περίπτωση των υάλων πυριτικού αργιλίου, η απελευθέρωση του φθορίου είναι μεγαλύτερη, και όπως και στην περίπτωση των υαλοϊονομερών κονιών, οφείλεται στην υδατοδιαλυτότητά τους.

Γενικά, τα επίπεδα του φθορίου που απελευθερώνεται από τις σύνθετες ρητίνες είναι πολύ χαμηλότερα από εκείνα που απελευθερώνονται από τις συμβατικές και τις ρητινώδεις τροποποιημένες υαλοϊονομερείς κονίες [5],[7],[4],[21],[33]. Τα επίπεδα αυτά έχουν προσδιοριστεί για διάφορα εμπορικά σκευάσματα (για δοκίμια πάχους 1-1.5mm και διαμέτρου 6mm) σε 0.04-2.7ppm το πρώτο 24ωρο, συγκεντρώσεις που πέφτουν σε 0.02-2ppm μέσα στις 30-60 μέρες[34] αλλά συνεχίζονται να ανιχνεύονται, σε πολύ χαμηλά επίπεδα για περισσότερα από πέντε χρόνια[35],[36],[37].

Οι προσπάθειες σε πειραματικό επίπεδο να αυξηθούν τα απελευθερώσιμα φθοριούχα στοιχεία των συνθέτων ρητινών, κυρίως με τη μορφή YbF3 και υάλων πυριτικού αργιλίου, είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της υδατοδιαλυτότητας των ενισχυτικών κρυστάλλων και τη μεγαλύτερη προσρόφηση νερού από τη ρητινώδη μήτρα των ρητινών αυτών, με αποτέλεσμα την υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων και την κλινική τους αποτυχία[38],[39].

Συγκολλητικοί παράγοντες συνθέτων ρητινών

Οι συγκολλητικοί παράγοντες συνθέτων ρητινών μπορούν επίσης να περιέχουν φθόριο στη δομή τους. Όπως και στις σύνθετες ρητίνες, το φθόριο ενσωματώνεται είτε στην οργανική μήτρα, είτε στις ενισχυτικές ουσίες των συγκολλητικών παραγόντων. Η συνήθης ενσωμάτωση του φθορίου γίνεται με τη μορφή ανόργανων υδατοδιαλυτών αλάτων NaF και SnF2 στην οργανική μήτρα της ρητίνης. Η διάλυση των αλάτων αυτών απελευθερώνει το φθόριο, το οποίο διεισδύοντας στην οργανική μήτρα της ρητίνης ενσωματώνεται στην υβριδική ζώνη και στην υποκείμενη οδοντίνη[40]. Η ποσότητα φθορίου που μπορούν να απελευθερώσουν εξαρτάται από τη σύνθεσή τους, από το είδος του φθορίου και τη φάση (οργανική ή ανόργανη) στην οποία ενσωματώνεται, από τη διαλυτότητά τους, το βαθμό πολυμερισμού τους, καθώς και τον τρόπο που εφαρμόζονται στην κλινική πράξη[41],[42]. Η τοποθέτηση συγκολλητικών παραγόντων σε μικρές ποσότητες στην κοιλότητα συνεπάγεται και μικρή απελευθέρωση φθορίου, η οποία ωστόσο επηρεάζεται περισσότερο από την έκταση της επιφάνειας στην οποία εφαρμόζεται παρά από το συνολικό όγκο του συγκολλητικού παράγοντα που τοποθετείται. Σε in vitro μελέτη, οι Dionysopoulos και συν. προσδιόρισαν την απελευθέρωση του φθορίου δυο μη αυτοαδροποιούμενων συγκολλητικών παραγόντων δύο σταδίων (Stae και Prime & Bond NT) σε ποσότητες 19.77 και 37.54 μg/cm2 αντίστοιχα, στο διάστημα 12 εβδομάδων, με το μεγαλύτερο ποσοστό (0.89 - 1.59 ppm) να απελευθερώνεται την πρώτη μέρα[43]. Παλαιότερες μελέτες προσδιόρισαν την απελευθέρωση φθορίου από ενισχυμένους με φθόριο συγκολλητικούς παράγοντες σε επίπεδα που κυμαίνονται από 4-32 μg/cm2 στη διάρκεια 8 εβδομάδων[44],[45]. Η ποσότητα του φθορίου που απελευθερώνεται έχει φανεί ότι σχετίζεται με τη συνολική ενσωματωμένη ποσότητα του φθορίου στο συγκολλητικό παράγοντα, καθώς είναι μεγαλύτερη όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα του συγκολλητικού παράγοντα σε φθόριο[42].

Ρητινώδη υλικά κάλυψης οπών και σχισμών

Όσον αναφορά στα ρητινώδη υλικά κάλυψης οπών και σχισμών (ΚΟΣ) μπορούν να περιέχουν επίσης ενσωματωμένο φθόριο στη δομή τους, συνήθως με τη μορφή αλάτων NaF και SnF2 καθώς και οργανικού φθορίου ενσωματωμένου στα ρητινώδη μονομερή. Όπως και στην περίπτωση των συνθέτων ρητινών και των συγκολλητικών παραγόντων, τα επίπεδα του φθορίου που μπορούν να απελευθερώσουν τα υλικά αυτά είναι χαμηλότερα σε σχέση με εκείνα των υαλοϊονομερών κονιών και κυμαίνονται από 0.38 μg/cm2 την πρώτη ώρα έως 58.18 μg/cm2 στη διάρκεια ενός μήνα[46]. Σε μια από τις in vitro μελέτες, το φθόριο που απελευθερώθηκε από δύο ΚΟΣ με φθόριο, υπολογίστηκε σε λιγότερο από 5ppm την πρώτη μέρα, φτάνοντας σε μη ανιχνεύσιμα επίπεδα μετά από δύο εβδομάδες. Αντίστοιχα, το φθόριο που απελευθερώθηκε από δύο υαλοϊονομερή υλικά κάλυψης οπών και σχισμών, προσδιορίστηκε στα 20-35ppm την πρώτη μέρα και σχεδόν στα 5ppm στο τέλος της δεύτερης εβδομάδας[47]. Νέα πειραματικά υλικά ΚΟΣ, με ενσωμάτωση διαφορετικών μονομερών, φαίνεται να αυξάνουν τα επίπεδα του φθορίου που απελευθερώνουν, χωρίς να φτάνουν ωστόσο και πάλι εκείνα των υαλοϊονομερών κονιών[48],[49]. Το πρότυπο απελευθέρωσης φθορίου που ακολουθείται στην περίπτωση των ΚΟΣ είναι παρόμοιο με εκείνο των υαλοϊονομερών κονιών και των συνθέτων ρητινών, με τη μεγαλύτερη ποσότητα να απελευθερώνεται στις πρώτες 24 ώρες μετά την τοποθέτηση και να μειώνεται σημαντικά στη συνέχεια, φτάνοντας σε πολύ χαμηλά επίπεδα μετά από δύο περίπου εβδομάδες[50]. Παράγοντες που επηρεάζουν την απελευθέρωση του φθορίου

Η ποσότητα του φθορίου που μετράται ότι απελευθερώνεται από τα υλικά αποκατάστασης επηρεάζεται από μια πληθώρα παραγόντων, οι οποίοι σχετίζονται τόσο με το υλικό αυτό καθαυτό (αναλογία σκόνης-υγρού όσον αφορά στις κονίες, χρόνος ανάμειξης, επιφάνεια δείγματος που εκτίθεται κ.α.), όσο και με τη μεθοδολογία που ακολουθείται για τη μέτρησή του (μέσο αποθήκευσης, μεταβολές pH, συχνότητα αλλαγής του, η σύνθεσή του κ.α.) [4,[51],[52],[53]. In vitro μελέτες έχουν δείξει ότι ενώ η κινητική απελευθέρωσης του φθορίου δεν επηρεάζεται από το μέσο αποθήκευσης του δείγματος (νερό, τεχνητό σάλιο ή όξινο διάλυμα), τόσο η συνολική ποσότητα όσο και ο ημερήσιος ρυθμός απελευθέρωσης εξαρτώνται σημαντικά από τις πειραματικές συνθήκες.

Γενικά, περισσότερο φθόριο απελευθερώνεται σε όξινο περιβάλλον και σε συνθήκες μεταβολής pH, όπως συμβαίνει στην περίπτωση τερηδονικής προσβολής. Το γεγονός αυτό εξηγείται από του μεγαλύτερου βαθμού αποδόμηση του υλικού στο όξινο περιβάλλον και επομένως τη μεγαλύτερη απελευθέρωση των συστατικών του. Στο τεχνητό σάλιο παρατηρείται η μικρότερη απελευθέρωση (17-25% μικρότερη σε σχέση με το νερό) [6]. Η διαφορά αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι τα συστατικά του σάλιου τείνουν να σχηματίζουν ένα είδος υμένα στην επιφάνεια του υλικού, εμποδίζοντας ως ένα βαθμό τη διάχυση των ιόντων από το υλικό προς το μέσο διατήρησης. Εξάλλου, η συγκέντρωση ιόντων στο σάλιο είναι μεγαλύτερη σε σχέση με το νερό, γεγονός που μειώνει τη δυνατότητα διάχυσης ιόντων από το υλικό προς αυτό 5],[54],[55],[56]. Στο φυσικό σάλιο, ωστόσο, η απελευθέρωση φθορίου φαίνεται να είναι μεγαλύτερη σε σχέση με το τεχνητό, γεγονός που δείχνει να σχετίζεται με την ύπαρξη ενζύμων στο φυσικό σάλιο όπως εστεράσες και υδρολάσες[57],[58].

Θα πρέπει να σημειωθεί, επίσης, ότι η κάλυψη της επιφάνειας της οδοντίνης, κατά την αποκατάσταση της κοιλότητας με σύνθετη ρητίνη ή υαλοϊονομερή κονία (συμβατική ή ρητινωδώς τροποποιημένη), με συγκολλητικό παράγοντα που δεν περιέχει φθόριο στη δομή του, μπορεί να επηρεάσει την απελευθέρωση του φθορίου από τα παραπάνω υλικά. Η απελευθέρωση του φθορίου από τις σύνθετες ρητίνες φαίνεται να μειώνεται μέχρι και 96% ενώ στην περίπτωση υαλοϊονομερών κονιών η μείωση είναι μικρότερη και κυμαίνεται μεταξύ 45-78%. Η μείωση αυτή αποδίδεται στη δημιουργία υδρόφοβου φραγμού μεταξύ της οδοντίνης και του υλικού της αποκατάστασης, ο οποίος παρεμποδίζει τη διάχυση ιόντων φθορίου από τη μάζα του υλικού[59],[60]. Μειωμένη απελευθέρωση φθορίου παρατηρείται και στην περίπτωση κάλυψης της εξωτερικής επιφάνειας αποκαταστάσεων από υαλοϊονομερή κονία, όπως αυτή είχε προταθεί προκειμένου να μειωθεί η επίδραση της υγρασίας κατά την αρχική πήξη της κονίας, με συγκολλητικές ρητίνες ή βερνίκια[61],[62].

Η εφαρμογή λευκαντικού παράγοντα, με συγκεντρώσεις 10-35% υπεροξειδίου καρβαμιδίου στην επιφάνεια υαλοϊονομερούς κονίας (συμβατικής ή ρητινώδους τροποποιημένη) ή σύνθετης ρητίνης που απελευθερώνει φθόριο, δεν φαίνεται να επηρεάζει την απελευθέρωση του φθορίου από τα υλικά αυτά[63],[64].

Επαναπρόσληψη φθορίου από τα υλικά αποκατάστασης

Η μειωμένη απελευθέρωση του φθορίου από τα υλικά αποκατάστασης με την πάροδο του χρόνου έχει φανεί ότι μπορεί, ως ένα βαθμό, να αντισταθμιστεί με την επαναπρόσληψή του από το εξωτερικό περιβάλλον, οπότε το ίδιο το υλικό μπορεί να δρα ως δεξαμενή φθορίου. Στην κλινική πράξη, η έκθεση των υλικών αποκατάστασης στη στοματική κοιλότητα σε εξωγενές φθόριο πραγματοποιείται είτε μέσω της οδοντόπαστας ή στοματικού διαλύματος που περιέχουν φθόριο, είτε μέσω γέλης ή βερνικιού υψηλής συγκέντρωσης φθορίου εφαρμοζόμενο στο ιατρείο. Η ιδιότητα αυτή, απελευθέρωσης και επαναπρόσληψης φθορίου, εξαρτάται από μια σειρά παραγόντων, όπως τον τύπο του υλικού και τη διαπερατότητά του, η συχνότητα έκθεσης σε φθοριούχο παράγοντα καθώς και το είδος και η συγκέντρωση σε φθόριο του παράγοντα αυτού [27],[65]. Γενικά, υλικά με μεγαλύτερη εγγενή δυνατότητα απελευθέρωσης φθορίου παρουσιάζουν και μεγαλύτερη ικανότητα επαναπρόσληψης και εκ νέου απελευθέρωσής του, αν και αυτή ποτέ δεν φτάνει τις αρχικές συγκεντρώσεις. Έτσι, οι υαλοϊονομερείς κονίες παρουσιάζουν σημαντικά μεγαλύτερη ικανότητα επαναπρόσληψης φθορίου σε σχέση με τις σύνθετες ρητίνες [7],[33],[66]. Το γεγονός αυτό αποδίδεται στην περισσότερο υδρόφιλη και πορώδη επιφάνεια των υαλοϊονομερών κονιών, που τους επιτρέπει να συγκρατούν περισσότερο νερό, μέσω του οποίου πραγματοποιείται η ανταλλαγή ιόντων, καθώς και στη μεγαλύτερη διαπερατότητά τους, που επιτρέπει στα υλικά αυτά να απορροφούν εξωγενή ιόντα σε μεγαλύτερο βάθος μέσα στη μάζα τους [27],[32]. Οι σύνθετες ρητίνες και οι συγκολλητικοί παράγοντες με την υδρόφοβη επιφάνεια και τη μικρή διαπερατότητά τους μπορούν να συγκρατήσουν το εξωγενές φθόριο μόνο στην εξωτερική τους επιφάνεια και επομένως η όποια αύξηση της απελευθέρωσης φθορίου μετά την έκθεση σε εξωγενές φθόριο αποδίδεται μόνο στην επιφανειακή απορρόφηση[8]. In vitro μελέτες δείχνουν ότι η απελευθέρωση φθορίου μετά από μια έκθεση σε εξωγενές φθόριο διαφόρων υλικών αποκατάστασης αυξάνεται μέσα στις πρώτες 24ώρες, μειώνεται ωστόσο ραγδαία μέσα στις επόμενες μέρες σε επίπεδα που σημειώνονταν πριν την έκθεση[67],[68].

Το είδος του φθοριούχου παράγοντα σχετίζεται σημαντικά με την επαναπρόσληψη και την απελευθέρωση φθορίου, καθώς έχει φανεί ότι γέλη 1.23% APF με όξινο pH είναι πιο αποτελεσματική σε σχέση με τις γέλες 1%NaF, 4% SnF2 και 0.001% CaF2, που έχουν ουδέτερο pH [26],[69],[70]. Η συγκέντρωση και η συχνότητα έκθεσης σε φθόριο παίζει επίσης ρόλο καθώς η αύξηση των παραπάνω αυξάνει την επαναπρόσληψη του φθορίου, η οποία ενισχύεται ακόμα περισσότερο αν το περιβάλλον είναι όξινο [65,[67,[71].

Στο στοματικό περιβάλλον, η παραπάνω διαδικασία επηρεάζεται από την ύπαρξη σάλιου και οδοντικής πλάκας στην επιφάνεια των δοντιών και των αποκαταστάσεων. Το υψηλό ιξώδες του σάλιου και η περιεκτικότητά του σε ιόντα μπορεί να μειώσει τη διάχυση ιόντων από και προς τα υλικά αποκατάστασης, ενώ η οδοντική μικροβιακή πλάκα φαίνεται να σχηματίζει ένα είδος φραγμού που μειώνει επίσης αυτή τη διάχυση. Η μελέτη των Damen και συν. έδειξε ότι η τοποθέτηση δείγματος υαλοϊονομερούς κονίας σε ανθρώπινο σάλιο μείωσε την επαναπρόσληψη φθορίου κατά 50% μέσα σε 2 ώρες και κατά 74% σε 24 ώρες[72]. Παρόλα αυτά, κλινικές μελέτες έχουν δείξει ότι αμέσως μετά την τοποθέτηση μιας αποκατάστασης υαλοϊονομερούς κονίας, η συγκέντρωση του φθορίου στο σάλιο αυξήθηκε από 0.04 σε 0.8-1.2 ppm ενώ έπεσε σε επίπεδα 0.3-0.4 ppm έξι εβδομάδες αργότερα [24],[73].

Κλινική σημασία απελευθέρωσης φθορίου

Πολλές μελέτες έχουν επιβεβαιώσει το γεγονός ότι η συνεχής έκθεση σε μικρές συγκεντρώσεις φθορίου σχετίζεται με τη μείωση εμφάνισης τερηδόνας, γεγονός που αποδίδεται τόσο στην αντιμικροβιακή δράση του όσο και στην αλλαγή της δομής του κρυστάλλου απατίτη. Η αντιμικροβιακή δράση φθορίου έχει μελετηθεί εκτενώς[74],[75],[76]. Σχετίζεται τόσο με την τροποποίηση του μεταβολισμού των μικροβίων, μέσω αναστολής της έκφρασης ορισμένων ενζύμων, όσο και με τη μείωση της ικανότητας των μικροβίων για σχηματισμό αποικιών. Η αποτελεσματικότητα, ωστόσο, στην κλινική πράξη της αντιμικροβιακής δράσης του φθορίου έχει αμφισβητηθεί, κυρίως λόγω της διαπίστωσης ότι οι συγκεντρώσεις που απαιτούνται για αυτήν υπερβαίνουν αρκετά τις συγκεντρώσεις που προάγουν την επαναμεταλλικοποίηση του δοντιού, καθιστώντας την ικανότητα του φθορίου να ισχυροποιεί τη δομή του απατίτη περισσότερο κλινικά σημαντική. Η αντιτερηδονική δράση επομένως του φθορίου, ειδικά σε περιοχές δοντιών που σχετίζονται με τα υλικά αποκατάστασης που μπορούν να απελευθερώσουν φθόριο, οφείλεται περισσότερο στην επαναμεταλλικοποίηση των οδοντικών ιστών παρά στη μείωση του μικροβιακού φορτίου[77],[78].

Τελευταίες έρευνες δείχνουν ότι, εκτός από την μετατροπή του υδροξυαπατίτη σε περισσότερο αδιάλυτο φθοριουδροξυαπατίτη, το φθόριο που βρίσκεται σε διαλυτή μορφή στο περιβάλλον των οδοντικών ιστών μειώνει την απομεταλλικοποίησή τους. Η τελευταία αυτή ιδιότητα φαίνεται να είναι πιο αποτελεσματική για την αντιτερηδονογόνο δράση του φθορίου παρά η ενσωμάτωσή του στην ανόργανη δομή του δοντιού. Για την ακρίβεια, το φθόριο στην παραπάνω μορφή, μαζί με διάφορα ιόντα, σχηματίζουν ένα είδος υμένα πάνω στην οδοντική επιφάνεια, ο οποίος δρα ως δεξαμενή απελευθέρωσης φθορίου και άλλων ιόντων σε συνθήκες πτώσης του pH [42].

Έχει αναφερθεί ότι υλικά αποκατάστασης που απελευθερώνουν φθόριο αυξάνουν τόσο το φθόριο που ενσωματώνεται στη δομή του κρυστάλλου, όσο και το φθόριο που βρίσκεται στην υδάτινη φάση περιβάλλοντας τους παρακείμενους οδοντικούς ιστούς. Η ενσωμάτωση του φθορίου είναι μεγαλύτερη για την οδοντίνη και μικρότερη για την αδαμαντίνη κυρίως λόγω μεγαλύτερης υδροφιλικότητας της οδοντίνης και μικρότερου μεγέθους κρυστάλλων απατίτη [45]. Επηρεάζεται όμως ως ένα βαθμό από το είδος της μεσόφασης ανάμεσα στο υλικό αποκατάστασης και την οδοντική επιφάνεια καθώς και από την επεξεργασία της επιφάνειας αυτής. Η αδροποίηση της οδοντίνης με οξυφωσφορικό οξύ κατά την τοποθέτηση αποκατάστασης σύνθετης ρητίνης αυξάνει τη διαπερατότητά της και επομένως μπορεί να αυξήσει δυνητικά το βάθος ενσωμάτωσης του φθορίου που απελευθερώνεται από την υπερκείμενη σύνθετη ρητίνη με ενσωμάτωση φθορίου[79]. Προς την ίδια κατεύθυνση δρα και η εφαρμογή υδρόφιλου τροποποιητή, ενώ η εφαρμογή υδρόφοβης συγκολλητικής ρητίνης και ο σχηματισμός υδρόφοβης υβριδικής ζώνης μειώνει την πρόσληψη του φθορίου από την υποκείμενη οδοντική επιφάνεια[80]. Οι αυτοαδροποιητικοί συγκολλητικοί παράγοντες, τόσο λόγω μικρότερης υδροφιλικότητάς τους όσο και λόγω μεγαλύτερου ιξώδους τους, τείνουν να μειώνουν την πρόσληψη του φθορίου από τους υποκείμενους οδοντικούς ιστούς, σχηματίζουν ωστόσο μια ζώνη, υποκείμενη της υβριδικής, πάχους περίπου 10μm, η οποία είναι σχετικά σταθερή στην αποδόμηση από τα οξέα. Στη ζώνη αυτή ανιχνεύεται παρουσία φθορίου και πιστεύεται ότι συμβάλλει στην προστασία της οδοντίνης από την τερηδονική προσβολή [42],[81],[82],[83]. Οι συγκολλητικοί παράγοντες που προϋποθέτουν την αδροποίηση με οξυφωσφορικό οξύ, τόσο λόγω μεγαλύτερης υδροφιλικότητάς τους όσο και λόγω του γεγονός ότι σχηματίζουν μικρότερου πάχους ζώνη, φαίνεται να αφήνουν περισσότερα περιθώρια στους υποκείμενους οδοντικούς ιστούς να δεχτούν φθόριο από την υπερκείμενη αποκατάσταση[84].

Παρά το γεγονός ότι οι in vitro μελέτες έχουν διαπιστώσει μείωση της απομεταλλικοποίησης των οδοντικών ιστών γύρω από τα υλικά αποκατάστασης που απελευθερώνουν φθόριο [7],[43],[85],[86],[87],[88], οι in situ και οι in vivo μελέτες δεν μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν τα παραπάνω ευρήματα 43,[89],[90],[91],[92]. Κλινικές μελέτες που κατέγραψαν την εμφάνιση δευτερογενούς τερηδόνας μετά την τοποθέτηση υλικών αποκατάστασης με φθόριο έδειξαν αντικρουόμενα αποτελέσματα[93],[94]. Ορισμένες μελέτες δεν έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά ως προς την εμφάνιση δευτερογενούς τερηδόνας ανάμεσα σε υλικά που απελευθερώνουν φθόριο και υλικά χωρίς φθόριο όπως το αμάλγαμα και σύνθετες ρητίνες χωρίς ενσωμάτωση φθορίου[95],[96],[97]. Άλλες in vivo μελέτες έδειξαν καλύτερη κλινική συμπεριφορά και αντιτερηδονογόνο δράση για τις υαλοϊονομερείς κονίες, και ειδικότερα για τις ρητινώδεις τροποποιημένες, σε σχέση με το αμάλγαμα[98],[99]. Ωστόσο, τα αποτελέσματα των ερευνών για τις υαλοϊονομερείς κονίες δείχνουν ότι παρά τη σχετικά μεγάλη συγκέντρωση του φθορίου που απελευθερώνουν τα υλικά αυτά, η δευτερογενής τερηδόνα παραμένει η κύρια αιτία αποτυχίας των αποκαταστάσεων τους[100],[101]. Η ετήσια αποτυχία των αποκαταστάσεων από υαλοϊονομερή κονία κυμαίνεται σε ποσοστό περίπου 7.2% και είναι πολύ ψηλότερη σε σχέση με το αντίστοιχο ποσοστό για τις σύνθετες ρητίνες (2.2%)[102]. Το γεγονός αυτό μπορεί να αποδοθεί σε χαμηλότερες μηχανικές ιδιότητες των κονιών σε σχέση με τις σύνθετες ρητίνες. Από την άλλη, αν και οι σύνθετες ρητίνες μπορούν να απελευθερώνουν φθόριο, σε συγκεντρώσεις για τις οποίες αναφέρεται αντιτερηδονογόνος δράση, δεν έχει αποδεχτεί το γεγονός ότι η καλή τους κλινική συμπεριφορά οφείλεται σε αυτό το φθόριο[32].

Ως προς την εμφάνιση πρωτογενούς τερηδόνας σε παρακείμενες οδοντικές επιφάνειες προς το υλικό αποκατάστασης που απελευθερώνει φθόριο, η in vivo μελέτη των Qvist και συν. έδειξε μειωμένη εμφάνιση τερηδόνας όταν το υλικό αποκατάστασης είναι συμβατική ή ρητινώδης τροποποιημένη υαλοϊονομερής κονία σε σχέση με το αν το υλικό είναι αμάλγαμα[103]. Τα αποτελέσματα αυτά ωστόσο δεν επιβεβαιώνονται από τη μελέτη των Kotsanos & Dionysopoulos, οι οποίοι αναφέρουν ότι η τοποθέτηση ρητινώδους τροποποιημένης υαλοϊονομερούς κονίας δεν είχε επίδραση ως προς την εμφάνιση τερηδόνας στην παρακείμενη οδοντική επιφάνεια σε σύγκριση με το αμάλγαμα[104].

Συμπεράσματα

Σήμερα υπάρχει στην αγορά μια πληθώρα υλικών αποκατάστασης που μπορούν να απελευθερώνουν φθόριο σε διαφορετικές συγκεντρώσεις. Οι υαλοϊονομερείς κονίες, συμβατικές και ρητινώδεις τροποποιημένες, απελευθερώνουν φθόριο σε συγκριτικά μεγαλύτερες συγκεντρώσεις σε σχέση με τις σύνθετες ρητίνες με δυνατότητα απελευθέρωσης φθορίου. Η δυνατότητα απελευθέρωσης φθορίου εξαρτάται όχι μόνο από τον τύπο του υλικού αλλά και από το εμπορικό σκεύασμα. Η μεγαλύτερη ποσότητα φθορίου απελευθερώνεται σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά την τοποθέτηση του υλικού αποκατάστασης, αν και σημειώνεται συνεχής απελευθέρωση σε χαμηλά επίπεδα για μεγάλη ακόμα χρονική περίοδο. Η τελευταία ιδιότητα των υλικών αυτών, σε συνδυασμό με την ικανότητα να προσλαμβάνουν φθόριο, φαίνεται να έχει και τη μεγαλύτερη κλινική σημασία. Ωστόσο, αν και οι in vitro μελέτες διαπιστώνουν αντιτερηδονική δράση, οι in vivo μελέτες παρουσιάζουν αντικρουόμενα αποτελέσματα. Περισσότερες κλινικές μελέτες απαιτούνται προκειμένου να αποσαφηνιστεί η πραγματική συνεισφορά των υλικών αυτών στην πρόληψη της τερηδόνας, ειδικά σε ομάδες ασθενών που έχουν μειωμένη πρόσβαση σε μέτρα πρόληψης και προφύλαξης.

BIBΛΙΟΓΡΑΦΙΑ