В разговоре Мойры Кроуфорд с профессором Робертом Хиллом она спрашивает, как меньшее количество фтора может быть эффективнее. (опубликовано в журнале Oral Health Magazine, январь / февраль 2017 г.) Фтор давно считается чудодейственным средством в вопросе защиты зубов. С момента всеобщего признания эффективности фтора в снижении развития кариеса пациентам широко рекомендовалось использование фторсодержащей зубной пасты на ежедневной основе. Также согласно общепринятому мнению, большее количество фтора говорит о большей эффективности пасты в реминерализации пораженной эмали зубов. Поэтому содержание фтора в большинстве стандартных паст в Великобритании составляет около 1,450 промилле (ppm), а в рецептурных зубных пастах - вплоть до 5,000 ppm. В целях снижения риска развития кариеса в детском возрасте применяется фтор-терапия и покрытие зубов фтор-лаком, а в некоторых регионах Великобритании для улучшения стоматологического здоровья местного населения проводится фторирование водопроводной воды. Без сомнения, появление фтора в стоматологической практике снизило распространенность кариеса зубов, особенно у детей из неблагополучных семей, но возможно пришло время переоценить количество фтора, рекомендованного к применению. Чрезмерное количество фтора, попадающего в организм вследствие применения фтортерапии или проглатывания зубной пасты детьми, может вызывать флюороз. В некоторых странах существует мощное движение, выступающее против использования фтора, кроме того в настоящее время ученые Великобритании утверждают, что изолированное применение фтора в высоких концентрациях не является наилучшей тактикой лечения.
Профессор Роберт Хилл, директор по исследованиям в Стоматологическом институте, заведующий кафедрой стоматологической физиологии в Лондонском университете королевы Марии, исследовал данную тему в течение нескольких лет и убежден в том, что применение все более высоких концентраций фтора не имеет тех преимуществ, которые признавались ранее. «Просто увеличить содержание фтора в зубной пасте - по правде говоря, необдуманное решение», - утверждает он. «Большая часть фтора просто уходит впустую». Профессор Хилл и его команда работали над созданием биоактивного стекла , первоначально разработанного для применения в целях костной трансплантации, и разработали зубную пасту, содержащую биоактивное стекло, способное к выделению смеси ионов кальция, фосфора и фтора, которые обеспечивают эффективную реминерализацию эмали зубов за счет образования фторапатита - фторидного аналога натурального минерального структурного компонента зубов. Поскольку фтор в составе зубной пасты BioMin ™ F включен в структуру стекла, он выделяется постепенно по мере растворения стекла, и поэтому требуется более низкая его концентрация (эквивалентная приблизительно 500 ppm), которая в то же время обладает большей эффективностью. Проблема фторсодержащих зубных паст Эксперименты профессора Хилла показали, что после чистки обычной зубной пастой, содержащей такие растворимые фториды, как фторид натрия или монофторфосфат натрия, во рту сразу возникает «пиковое» содержание фтора, но оно быстро снижается, поскольку зубная паста вымывается потоком слюны. Таким образом уже спустя примерно 100 минут после чистки количество фтора, оставшегося в полости рта, падает ниже терапевтических значений (рис. 1). Рисунок 1. Содержание растворимого фтора быстро падает ниже терапевтических значений. Даже при высоких концентрациях фтора, он быстро вымывается, поэтому эффект от его применения носит кратковременный характер. Фторсодержащий лак также эффективен лишь в течение нескольких дней. Еще один недостаток фтора заключается в том, что при высоких концентрациях он образует фторид кальция (также известный как флюорит) вместо фторапатита, необходимого для эффективной реминерализации. В больших количествах флюорит может образовывать белесую корку на поверхности зуба, которая, как считалось ранее, является «депо» для фтора, но исследования профессора Хилла показали, что это не так. «Она абсолютно нерастворима и совсем не выделяет фтор», - объясняет он. Зато фтор, содержащийся в структуре стекла BioMin ™ F, высвобождается медленно в течение примерно 12 часов и, как следствие, используется более эффективно. «По мере растворения частиц стекла зубной пасты BioMin ™ F происходит медленное высвобождение фтора, кальция и фосфата, которые в комплексе способствуют образованию фторапатита, обладающего большей стабильностью и устойчивостью к воздействию кислой среды», - говорит профессор.
Принцип действия фтора в зубной пасте BioMin ™ F BioMin ™ F был разработан для решения трех ключевых проблем здоровья зубов: гиперчувствительности, кариеса и эрозии зубов, вследствие убыли или деминерализации эмали.
В нормальных условиях минерал гидроксиапатит, входящий в состав эмали зуба, находится в динамическом равновесии с уровнем ионов кальция, фосфата и гидроксид-ионов в слюне, но в кислых условиях, например, после употребления кислого напитка, это равновесие смещается, уровень-pH во рту падает, что может привести к деминерализации эмали. По мере того, как биоактивное стекло, входящее в состав пасты BioMin ™ F постепенно растворяется, высвобождаются ионы фосфата, кальция и фтора, которые, взаимодействуя со слюной, восстанавливают это равновесие. Более того, продуман и тот факт, что чем меньше показатель pH, тем быстрее растворяются частицы стекла, и тем быстрее достигается терапевтический эффект. Профессор Хилл резюмирует: «Эта продуманная ответная реакция говорит о том, что при употреблении пациентом кислого, частицы BioMin ™ F растворяются быстрее, чтобы обеспечить защиту зубов от разрушительного действия кислот». До выпуска пасты BioMin ™ F биоактивное стекло уже было введено в стоматологическую практику. Стандартные биоактивные стекла (например, новамин) образуют в полости рта гидроксиапатит, но он, в отличие от фторапатита, обладает меньшей стабильностью и устойчивостью к действию кислот. В отличие от стандартных биостекол в структуру частиц BioMin ™ F изначально входит фтор, а в целях ускорения реминерализации, в составе также присутствует повышенный уровень фосфата.
Тщательная проверка
В лабораториях профессора Хилла в Лондонском университете королевы Марии используется новейшее аналитическое оборудование, с помощью которого были проведены тесты с замером времени действия пасты BioMin ™ F как в буферном растворе, не содержащем ионов кальция или фосфата, так и в искусственной слюне (AS). Эффекты были впечатляющими. В буферном растворе стекло превращается во фторапатит примерно за шесть часов, а в искусственной слюне это начинает происходить менее чем через час после чистки, как показывает рентгеноструктурный анализ. Гидроксиапатит и фторапатит очень схожи по структуре, и не различимы между собой при стандартных методах исследования, но, по словам профессора Хилла, в университете королевы Марии есть специальный датчик для ЯМР-спектрометра, позволяющий оценить количество фтора и то, как он превращается во фторапатит, известный своими высокими качествами стабильности и кислотостойкости.
Также можно было отметить, что время преобразования фтора во фторапатит в условиях буферного раствора составляет около 6 часов, а в искусственной слюне - менее 45 минут. Паста BioMin ™ F обеспечивает реминерализующее действие в течение примерно 12 часов, но некоторые ее эффекты сохраняются и спустя 24 часа после чистки. Для того, чтобы частицы стекла медленно растворялись в тех зонах, где это необходимо, зубная паста должна оставаться на зубах после чистки. Полимер, входящий в состав BioMin ™ F, способствует увеличению вязкости зубной пасты, а также химическому связыванию с кальцием, находящимся в структуре эмали и составе самой пасты BioMin ™ F. Таким образом полимер прилипает к поверхности зуба и остается на ней, высвобождая ионы фтора, кальция и фосфата в течение нескольких часов (рис. 2). Рисунок 2. Принцип действия BioMin ™ Полимер, содержащийся в зубной пасте химически связывается с кальцием, содержащимся в структуре эмали и в составе пасты BioMin ™ F. Это приводит к адгезии частиц к поверхности зуба и противостоит вымыванию компонентов пасты BioMin ™. Затем частицы BioMin ™ медленно растворяются, высвобождая в течение последующих 12 часов Ca2+ PO43- и, в зависимости от типа пасты, ионы фтора. Маленький размер частиц позволяет проникать в дентинные канальцы и запечатывать их (рис. 3а и 3b). Рисунок 3а. Сканирующая электронная микрофотография, демонстрирующая степень обтурации канальцев перед чисткой BioMin ™ F
Рисунок 3b. Сканирующая электронная микрофотография, демонстрирующая степень обтурации канальцев после чистки зубной пастой BioMin ™ F
Фторапатит образуется преимущественно на поверхности перитубулярного дентина, богатого апатитом слоя, внутри дентинных канальцев (Рисунок 4), Рисунок 4. Схематическое изображение обтурации дентинных канальцев. Фторапатит образуется преимущественно на стенках перитубулярного дентина, богатого апатитом, внутри дентинного канальца. постепенно запечатывая их, этот эффект сохраняется и после воздействия кислой средой (Рисунки 5a и 5b). Рисунок 5а. Сканирующая электронная микрофотография, демонстрирующая степень обтурации дентинных канальцев перед воздействием кислой среды.
Рисунок 5b. Сканирующая электронная микрофотография, демонстрирующая степень обтурации дентинных канальцев после воздействия кислой средой. По мнению профессора Хилла и его исследовательской группы, кристаллы фторапатита, вероятно, способствуют росту уже имеющегося апатита, которым богаты стенки дентинных канальцев, имеющих более высокое содержание минеральных веществ. Фторапатит снижает ток жидкости через дентинные канальцы, называемый также гидравлической проводимостью дентина, лежащей в основе механизма гиперчувствительности. Исследования, проведенные в лабораториях университета Королевы Марии, показали, что фторапатит, образующийся при растворении стекла, входящего в состав пасты BioMin ™ F, более устойчив к действию кислот, чем гидроксиапатит, образующийся из фтора, содержащегося в стандартных зубных пастах, и поэтому фторапатит способствует более полноценной обтурации дентинных канальцев. По словам профессора Хилла, при применении пасты BioMin ™ F, в сравнении с другими протестированными пастами, отмечается больший процент снижения гидравлической проводимости и более высокая скорость реминерализации (рис. 6). Рисунок 6. Скорость реминерализации при применении пасты BioMin ™ F в сравнении с другими зубными пастами Работа профессора Хилла и его исследовательской группы по разработке BioMin ™ F ясно показала, что эффективность работы фтора заключается не в его количестве, а в способе его подачи. Ключевыми моментами эффективности фтора являются: включение его в структуру биоактивного стекла, в комплексе с ионами фосфата и кальция, что способствует увеличению скорости образования стойкого, кислоторезистентного фторапатита; способность адгезии компонентов пасты к поверхности зубов, что обеспечивает медленное выделение фтора и депонирования фторапатита в зонах, где это необходимо.
BioMin ™ F - это «умная» зубная паста, использующая новые технологии для обеспечения эффективной реминерализации при гораздо более низком уровне фтора, по сравнению с обычными зубными пастами. Похоже, что в этом случае меньшее количество фтора на самом деле может быть большим!