Dotazy a odpovědi

0601 NaF SnF2 v zubní pastě

Dotaz:

Vysvětlí mi prosím někdo, proč je ve většině zubních past fluorid sodný a naproti tomu jen v některých fluorid cínatý?
žena nanáší zubní pastu na bambusový zubní kartáček, detailní záběr na ruku a kartáček
Zdroj obrázku: Canva

Minutová odpověď:

1)

Fluoridové ionty pomáhají zabránit tvorbě zubních kazů.

2)

Nejčastějšími používanými ionty jsou fluorid sodný, cínatý, aminfluoridy, olaflur a další.

3)

Fluoridy mohou být toxické, proto se pro použití v zubních pastách vyvíjí a testují jiné sloučeniny fluoru i bez něj. Záleží také na použití zubní pasty, každá je určená pro jiný typ zubů – dětská na mléčné zuby, pro dospělé, na citlivé zuby, poškozené a podobně.
žena nanáší zubní pastu na bambusový zubní kartáček, detailní záběr na ruku a kartáček
Zdroj obrázku: Canva

Celá odpověď:

Nejprve si uděláme malý výlet do předválečné Ameriky. Ve 30. letech ve státě Arkansas ve městě Bauxite probíhala rozsáhlá těžba, překvapivě, právě bauxitu, tedy rudy, ze které se získává hliník. Ve stejné oblasti obyvatelé trpěli poškozením zubní skloviny. Jejich zuby byly nepěkně žlutohnědě zbarvené. Po vyloučení ostatních faktorů se ukázalo, že příčina musí být v pitné vodě. Pitná voda ve městě Bauxite pocházela z hlubokých podzemních vod. Vcelku logicky tato nová informace způsobila silné pozdvižení a došlo k výměně zdroje vody. Nově se získávala z povrchových vod. Děti konzumující pouze povrchovou vodu vadami zubní skloviny už netrpěly. Analýza podzemní vody z města Bauxite ukázala, že obsahuje neobvyklé množství fluoridových iontů.

Dalším krokem bylo najít jiné oblasti s vysokým obsahem fluoridů v pitné vodě. I tam lidé trpěli stejným neduhem a tím byl vliv fluoridů na zubní tkáň potvrzen [1]. Tou dobou se již vědělo, že fluoridy způsobují poškození zubů potkanům [2]. Konzumace příliš velkého množství iontů fluoru během vývoje permanentních (druhých) zubů, tedy ve věku zhruba do osmi let, způsobuje nemoc zvanou fluoróza. Při ní dochází k poničení vznikající skloviny a její pigmentaci, je žlutě až hnědě zbarvená a méně mechanicky odolná. Oprava zubu postiženého fluorózou bývá velmi obtížná, protože postižené zuby mají tendenci se drolit a rozpadat. Zároveň ale lidé s fluorózou trpěli méně na zubní kazy. Fluoridové ionty obsažené v zubní pastě či pitné vodě se začlení do hydroxyapatitu, základního stavebního kamene zubů, ve formě fluoroapatitu. Ten je odolnější vůči působení kyselin. Spolu s mechanickým čištěním a odstraňováním zubního plaku pomáhá předcházet zubním kazům [2].

Na návrh doktora Henryho T. Deana se na základě těchto zjištění plošně začaly v úpravnách do pitné vody přidávat ionty fluoru v koncentraci 1 ppm, tedy jedna částice fluoridu na milion molekul vody, neboli 1 mg/l [2]. Výsledky se dostavily a množství zubních kazů u dětí se snížilo, ovšem debata ohledně přínosů a negativ plošné fluoridace pitné vody stále běží kvůli možným nežádoucím účinkům na jiné části lidského těla [4]. Od té doby byl také do přípravků pro ústní hygienu přidáván fluor. Používala se ústní voda a prášek na čištění zubů. Ten se nanesl na kartáček a pěnil stejným způsobem, jako dnešní zubní pasty [5].

Kdy se tedy objevil fluorid cínatý? V roce 1954 publikovali a zároveň patentovali Joseph Muhler, Arthur Radike, William Nebergall a Harry Day použití právě fluoridu cínatého jako prostředku pro snížení zubních kazů u dětí. Ve své publikaci uvádí, že fluorid cínatý předčí fluorid sodný v ochraně zubní skloviny, snižuje více tvorbu kazů u potkanů, křečků i lidí. Navíc ho označili za méně toxický než fluorid sodný [6]. Na základě jejich patentu se začala vyrábět první zubní pasta Fluoristan [6]. Dnes se zubní pasta Fluoristan prodává pod názvem Crest a její výrobce Procter & Gamble u nás prodává zubní pasty Oral B a Blend-A-Med s podobným složením včetně fluoridu cínatého [7]. Sloučeniny cínu působí antimikrobiálně a tím snižují množství zubokazných bakterií v ústech a snižují riziko rozvoje gingivitidy, další komplikace v podobě zánětu dásní [8]. 

Funkcí zubní pasty kromě čištění je také tvorba ochranné vrstvy proti erozi způsobené kyselinami obsaženými v potravinách a nápojích. Bakterie osídlující dutinu ústní se živí cukry a uhlovodíky, které konzumujeme. Produktem jejich metabolismu je kyselina mléčná, která leptá zubní sklovinu a následně způsobuje zubní kazy [9]. Přípravky s obsahem chloridu a fluoridu cínatého umožňují tvorbu ochranné vrstvy na zubní sklovině [10]. Ukázalo se, že přípravek pouze s chloridem cínatým bez obsahu jakýchkoli sloučenin fluoru ochránil zubní sklovinu proti demineralizaci (rozkladu zubní skloviny) z 65 %. Sloučenina fluoridu cínatého byla ovšem úspěšnější v tvorbě ochranné vrstvy [11–13]. Ionty cínu a fluoru tvoří vazby s bílkovinami obsaženými ve slinách, například mucinem. Tyto komplexy a jejich fyzikální vlastnosti jsou pak příčinou velké odolnosti ošetřené skloviny vůči působení kyselin [14, 15]. Je ovšem zapotřebí správně vyvážit poměr a množství cínatých a fluoridových iontů pro dosažení maximálního možného výsledku [16].

Zajímavé je, že novým trendem zubních past je upustit od používání fluoridu sodného a dalších jednoduchých sloučenin fluoru včetně fluoridu cínatého ve prospěch složitějších molekul jako jsou olaflur, aminfluoridy a další sloučeniny kvůli nižší toxicitě a lepším ochranným vlastnostem. Některé místo nich obsahují hydroxyapatit, který je, jak již bylo zmíněno, základním stavebním kamenem zubů a kostí. Zásadní prvky pro obnovu zubní skloviny jsou vápník (Ca) a fosfor (P), které jsou oba v hydroxyapatitu obsažené (Ca5(OH)(PO4)3) [17]. Složení zubních past od různých výrobců se různí. Záleží také na určení pasty – dětské jsou zcela bez obsahu fluoru právě kvůli hrozbě vzniku fluorózy, pro dospělé jsou jiné, na citlivé zuby, obnovu poškozené skloviny, pro pacienty trpící zánětem dásní a podobně. 

Pro Zeptej se vědce odpovídala Helča

Zdroje:

[1] https://doi.org/10.1021/ie50261a007 

[2] https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)84970-5 

[3] https://doi.org/10.2307/4582632 

[4] https://doi.org/10.2105/AJPH.2015.302660 

[5] https://doi.org/10.1177/00220345480270031301 

[6] https://doi.org/10.1177/00220345540330050401 

[7] https://news.pg.com/news-releases/news-details/2020/Crest-Oral-B-and-Blend-a-med-Announce-the-Launch-of-Their-First-Ever-Recyclable-HDPE-Toothpaste-Tubes-in-North-America-and-Europe/default.aspx 

[8] https://doi.org/10.3389/froh.2022.873157 

[9] https://doi.org/10.1007/s10266-012-0092-z 

[10] https://doi.org/10.1177/00220345610400061401 

[11] https://doi.org/10.1177/00220345780570092301 

[12] https://doi.org/10.1159/000111743 

[13] https://doi.org/10.1159/000094291 

[14] https://doi.org/10.1371/journal.pone.0128196 

[15] https://doi.org/10.1111/j.1600-0722.2010.00742.x 

[16] https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2009.01.019 

[17] https://doi.org/10.1007/s10266-021-00675-4

Odpovídala

(absolventka oboru Biofyzikální chemie, nyní na rodičovské dovolené)

Odborná recenze:

(Laboratoř chemické robotiky (CHOBOTIX), VŠCHT Praha)

Editace textu: