Хорошо известно, что фториды играют важную роль в профилактике кариеса. Но при этом распространено мнение, что благодаря внешнему поступлению фторидов на эмали зубов образуется высокопрочный поверхностный слой, которые препятствует атаке кариесогенных бактерий.
Однако, по данным информационно-аналитического отдела стоматологий «ТАВИ-Вероника», появляются факты, ставящие под сомнение указанный механизм профилактического действия фторидов. Новые представления о механизме могут потребовать в ближайшем будущем определенной корректировки стоматологических профилактических методик и составов профилактических средств.
Высокопрочный слой слишком тонкий и уязвимый
Сомнения в правильности общепринятого механизма появились еще в 2010 году после публикации результатов исследований группы ученых под руководством профессора экспериментальной физики Карин Джекобс (Karin Jacobs) из государственного университета Саарленда (Universität des Saarlandes, факультет естественных наук и технологий, Саарбрюккен, Германия) в междисциплинарном специализированном журнале «Interdisziplinären Fachmagazin Langmuir».
Ученые использовали пластины искусственного гидроксиапатита Ca5(PO4)3OH , представляющего синтетический аналог зубной эмали. Исследование проводилось методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS), который позволяет восстанавливать и исследовать поверхностные слои с разрешением несколько нанометров. Пластины в водной среде подвергались обработке фторидом натрия (в нейтральной среде, pH 6,2) и аминомфторидом типа олафлура (в кислой среде, pH 4,2). Использованные соединения фтора входят в состав многих средств фторпрофилактики кариеса и используются, например, при фторировании молочных зубов у детей. Метод XPS позволил не только определить толщину новых образуемых слоев, но и их количественный состав.
Результаты исследования показали, что независимо от фторирующего агента толщина нового слоя составляет всего несколько десятков нанометров (что сравнимо с молекулярными размерами), хотя ранее полагали, что толщина слоя не менее нескольких микрометров. То есть в действительности слой более чем в 100 раз тоньше и вряд ли может обеспечивать эффективную защиту от патогенной микрофлоры полости рта.
Некоторое различие в действии фторирующих агентов наблюдается в отношении состава нового слоя. В обоих случаях химическая реакция с гидроксиапатитом приводит к образованию фторапатита, однако в случае аминофторида в кислой среде в составе защитного слоя преобладают дифторид (СаF2) и гидроксид кальция (Са(ОН)2). Слой фторапатита, по мнению исследователей, потенциально способен противостоять кислотным атакам, однако в случае аминофторида трансформация поверхностного слоя приводит, наоборот, к повышению кислотной уязвимости эмали.
Фториды изменяют морфологию поверхности гидроксиапатита
В 2011-2017 году группой ученых из США и Южной Кореи (University of California, USA и Gyeongsang National University, South Korea) была предпринята попытка установить влияние фторирования поверхности на растворимость гидроксиапатита. Исследование проводилось на пластинах гидроксиапатита, обработанных раствором фтористого натрия различной концентрации, методом атомно-силовой микроскопии высокого разрешения (позволяет получить трехмерную картину рельефа с разрешением вплоть до атомарного). Но в результате удалось лишь выяснить, что воздействие фтористого натрия, даже при низких концентрациях (например, соответствующих природной концентрации в обычной воде) приводит к поверхностному модифицированию кристаллов гидроксиапатита. По мнению авторов исследования, это может приводить к изменению взаимодействия поверхности зубной эмали с внешними субстратами.
Фториды уменьшают адгезию бактерий к поверхности эмали
Гораздо большую ясность внесли опубликованные в апреле 2017 года результаты исследования, проведенного вышеуказанной группой ученых в главе с Карин Джекобс совместно со специалистами Института медицинской микробиологии и гигиены в Хомбурге (Institute of Medical Microbiology and Hygiene, Universität des Saarlandes, Германия). Цель исследования, проведенного методом растровой микроскопии (AFM) высокого разрешения, заключалась в изучении степени адгезии («прилипания») бактериальной микрофлоры к поверхности пластин гидроксиапатита до и после обработки водными растворами фторидов. Бактериальная микрофлора, которую осаждали на поверхность пластин, включала в том числе и кариесогенную (Streptococcus mutans, Streptococcus oralis, Staphylococcus carnosus). Результаты показали, что обработка поверхности растворами фторидов уменьшает адгезию бактерий (и не только кариесогенных) почти в 2 раза. По мнению авторов, это может приводить к существенному понижению скорости формирования зубных бляшек – основных факторов развития кариеса, в том числе и кариеса молочных зубов.
Все рассмотренные исследования, результаты которых необходимо еще подтверждать с использованием натуральной эмали зубов, скорее всего указывают на комплексный механизм профилактического действия фторидов: понижение кислотной поверхностной растворимости эмали, понижение эффективности осаждения бактериальной микрофлоры, блокирование обменных процессов в бактериальной микрофлоре полости рта.
