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氟化物防龋第七节氟化物防龋氟是自然界固有的、也是人体代谢必不可少的化学物质。
自然界的氟都是以化合物（氟化物Fluoride）的形式存在的；它在牙齿与骨骼发育和矿化过程中起重要作用。
利用氟素防龋所取得的成绩是本世纪预防医学领域引人注目的重大成就。
1901－1931年，英国Black和Mekay探索氟牙症病因而进行流行病学调查时，发现牙齿的颜色、结构变化与饮水中氟浓度有关，氟牙症患者龋齿较少。
1933－1938年，著名学者Dean等对氟牙症、龋齿和饮水氟浓度间的关系进行了深入的流行病学调查，并发现了适宜的氟浓度,为以后应用氟奠定了基础。
l939年提出模仿天然含适量氟的水，实行自来水人工氟化来预防龋齿的设想。
实际上是调节饮水中氟的含量。
1945，开始了自来水人工氟化来预防龋齿的科学试验，人类第一次在自来水中限量加入了一种营养素。
与此同时，还开发了局部应用氟化物防龋的方法，对氟化物防龋的机制也进行了深入的研究。
氟的适宜应用已经成了最卓越的，最能大面积推广使用的防龋公共卫生措施。
?“兴氟利，除氟害”氟适量：1.降低患龋率 2.避免氟牙症与氟骨症氟过少：影响牙与骨的发育，易患龋病氟过多：急性中毒(一次大量)；慢性中毒（氟骨症、氟牙症)第一节氟化物与人体健康一、环境氟分布与人体氟来源氟在环境中的分布特点：不平衡，差异大1ppm=1mg/kg=1mg/L自然条件下， (地壳的含氟量大约是600~900mg/kg)，大气0.0lmg／m3，雨雪水0.lppm，江河水0.01－0.3ppm，海水l.3ppm，土壤中含水溶性氟20－30ppm，植物平均0.lppm，肉类0.3－3.6PPm（以鲜重计），茶叶几十 ---1000ppm（以干重计）；地下水含氟量>地面水，地下水含氟量在同一地区，深浅层大不相同；温泉水含氟量较高，自来水含氟量较低；食用植物的含氟量几乎不受土壤含氟量的影响；海生动物含氟量＞陆地动物；乳类含氟量很低，几乎不受饮食含氟量的影响。
氟化物防治龋齿的化学原理及其微型模拟实验作者：廉晨悦来源：《科学家》2017年第02期摘要本文主要对氟化物防龋应用发展做一简单综述，并以鸡蛋壳代替牙齿进行实验模拟，用实验结果简单说明氟化物预防龋齿背后的化学原理。
关键词氟化物；防龋；化学原理近年来，各项临床和实验研究发现，氟化物不仅对牙齿的坚固有着非常重要的作用，能够显著降低儿童和成人的龋坏率，还能促进已病变的牙体组织发生再矿化并抑制口腔细菌的滋生。
氟化物防龋已成为当前的应用和研究热点。
1氟化物防治龋齿的机制和化学原理当口腔中存在大量牙菌斑或pH值降低时，这种平衡就会被打破，磷灰石晶体溶解超过晶体再生，导致牙齿表面出现某些特征性外观性损伤，也就是常说的龋齿。
氟化物防止龋齿的机制主要体现在以下3个方面。
1.1降低釉质溶解度龋齿的形成的一个重要因素是牙斑菌，在进食的过程中牙斑菌和食物中的糖分和淀粉充分接触并发生化学反应，这些化学反应会释放出有机酸，这些有机酸能够长时间地跟牙齿表面密切接触，使得羟基磷灰石溶解：与此同时，饮水、食物或牙膏里的氟离子也会跟羟基磷灰石发生反应生成晶体结构更加稳定的氟羟基磷灰石和氟磷灰石：1.2促进釉质再矿化氟化物可在牙釉质表面形成氟化钙（CaF2）沉积层。
CaF2中的F-可与磷灰石晶体表面溶解的Ca2+和PO4结合为氟羟基磷灰石，再结晶到釉质中的磷灰石表面，使得牙釉质再矿化得以发生。
1.3抑制细菌代谢和菌斑形成首先，氟化物可以抑制细菌产酸。
在口腔局部pH下降时，口腔中的F广与H结合成氢氟酸（HF），HF携带H进入细胞质，抑制细胞膜向外转运H，降低细胞质内的pH值，破坏产酸菌细胞酶发挥活性的环境；其次，氟化物可以抑制变异链球菌等对葡萄糖的摄取、转化和利用，影响胞外多糖的合成、胞内多糖的储存，干扰细菌和菌斑在牙面上的堆积和黏附。
2氟化物防治龋齿的实验模拟及结果分析由于鸡蛋壳的化学成分和人的牙齿的主要成分均为碳酸钙，因此，可以用鸡蛋壳代替牙齿来模拟氟化物对牙齿的作用。
氟化物防龋的机理3. 1人体对氟化物的摄取和存储氟化物进入人体后很容易被吸收并绝大部分被存储在体内的矿化组织中, 如骨和牙齿。
氟可以通过血液进入人体组织, 也可以通过牙面直接获取。
Jachsu、W eidm ann( 1959)对饮水含氟量不同地区居民牙齿含氟量作了测量, 发现饮水含氟量高的地区居民的牙齿含氟量也高, 牙齿萌出后, 牙齿含氟量继续增加, 到一定年龄就停止增加。
他们还指出: 牙齿萌出后, 釉质内的氟主要来自唾液, 牙本质内的氟则来自血液循环系统。
W eidm ann( 1962)在猫、家兔身上做的研究表明, 牙齿在发育期中摄取的氟比成熟期摄取者多。
Hard、E llis( 1951)在狗身上作的研究, 显示将氟化物涂于牙面也可以使釉质内的含氟量增加。
Larson、Fe jerskov( 1978) 的实验室研究, 证明氟可被釉质中的羟磷灰石吸收形成氟磷灰石。
Me llberg( 1980)用健康小牛釉质作的研究表明: 进入釉质的氟的量与进入深度是与所用氟化物的浓度和处理时间成正比。
Ten Cate、Rempt( 1986)的人工龋研究表明, 用含氟牙膏刷牙6 周, 釉质内的含氟量明显多于用无氟牙膏刷牙者。
Grob ler、de Joubert( 1988)用一些青年人的牙齿进行化学分析, 结果显示萌出牙釉质中的含氟量明显高于未萌出牙者。
Caslavska等( 1991)在儿童身上作的研究, 证明氟化胺更能进入釉质, 且保存时间更久。
3. 2氟化物对牙齿结构和发育的影响Syrrist( 1949)在电子显微镜下观察经过氟化物处理的牙齿, 见到釉质变得更紧密。
Sco tt( 1950)用电子衍射法观察到经氟化物处理的牙面有氟化钙沉淀。
Flem ing( 1953), Weber、Yaeger( 1964)在鼠身上作的研究表明氟化物有延缓釉质和牙本质矿化过程、但有使之发育更为成熟、更为充分的作用。
氟化物防龋齿的化学原理英文回答：Fluoride plays a crucial role in preventing tooth decay. The chemical principle behind this is the formation of a protective layer on the tooth surface, which helps to prevent the demineralization of enamel and the subsequent development of cavities.When we consume fluoride, it enters our bloodstream and is incorporated into the developing teeth. This process is known as systemic fluoride. As the teeth grow, fluoride becomes a part of the enamel structure, making it more resistant to acid attacks from bacteria and sugars in the mouth.In addition to systemic fluoride, we can also apply fluoride directly to the teeth through topical fluoride treatments. This can be done through the use of fluoride toothpaste, mouth rinses, or professional fluoridetreatments at the dentist's office. Topical fluoride works by enhancing the remineralization process, where minerals such as calcium and phosphate are redeposited onto the tooth surface, repairing early signs of tooth decay.Furthermore, fluoride can inhibit the growth and activity of bacteria that cause tooth decay. It disrupts the metabolism of these bacteria, preventing them from producing acids that erode the tooth enamel. This antibacterial effect of fluoride helps to maintain a healthy oral environment and reduces the risk of developing cavities.To illustrate the effectiveness of fluoride in preventing tooth decay, let's consider two scenarios. In the first scenario, a person brushes their teeth regularly with fluoride toothpaste and uses a fluoride mouth rinse daily. In the second scenario, a person neglects oral hygiene practices and does not use any fluoride products. Over time, the person in the first scenario is less likely to experience tooth decay compared to the person in the second scenario. This is because the fluoride in thetoothpaste and mouth rinse helps to strengthen the enamel and protect it from acid attacks.In conclusion, the chemical principle behind fluoride's ability to prevent tooth decay lies in its ability to form a protective layer on the tooth surface, enhance remineralization, and inhibit the growth of decay-causing bacteria. Through systemic and topical fluoride applications, we can effectively reduce the risk ofcavities and maintain good oral health.中文回答：氟化物在预防龋齿方面发挥着至关重要的作用。
氟化物防龋的机理3. 1 人体对氟化物的摄取和存储氟化物进入人体后很容易被吸收并绝大部分被存储在体内的矿化组织中, 如骨和牙齿。
氟可以通过血液进入人体组织, 也可以通过牙面直接获取。
Jachsu、W eidm ann( 1959)对饮水含氟量不同地区居民牙齿含氟量作了测量, 发现饮水含氟量高的地区居民的牙齿含氟量也高, 牙齿萌出后, 牙齿含氟量继续增加, 到一定年龄就停止增加。
他们还指出: 牙齿萌出后, 釉质内的氟主要来自唾液, 牙本质内的氟则来自血液循环系统。
W eidm ann( 1962)在猫、家兔身上做的研究表明, 牙齿在发育期中摄取的氟比成熟期摄取者多。
Hard、E llis( 1951)在狗身上作的研究, 显示将氟化物涂于牙面也可以使釉质内的含氟量增加。
Larson、Fe jerskov( 1978) 的实验室研究, 证明氟可被釉质中的羟磷灰石吸收形成氟磷灰石。
Me llberg( 1980)用健康小牛釉质作的研究表明: 进入釉质的氟的量与进入深度是与所用氟化物的浓度和处理时间成正比。
Ten Cate、Rempt( 1986)的人工龋研究表明, 用含氟牙膏刷牙6 周, 釉质内的含氟量明显多于用无氟牙膏刷牙者。
Grob ler、de Joubert( 1988)用一些青年人的牙齿进行化学分析, 结果显示萌出牙釉质中的含氟量明显高于未萌出牙者。
Caslavska等( 1991)在儿童身上作的研究, 证明氟化胺更能进入釉质, 且保存时间更久。
3. 2 氟化物对牙齿结构和发育的影响Syrrist( 1949)在电子显微镜下观察经过氟化物处理的牙齿, 见到釉质变得更紧密。
Sco tt( 1950)用电子衍射法观察到经氟化物处理的牙面有氟化钙沉淀。
Flem ing( 1953), Weber、Yaeger( 1964)在鼠身上作的研究表明氟化物有延缓釉质和牙本质矿化过程、但有使之发育更为成熟、更为充分的作用。
K aper等( 1961)证明氟有降低酸对牙齿透入的作用。
K ruger( 1962)的研究证明: 在牙齿发育时期,给鼠注射氟化钠可以使鼠的第一磨牙的沟变宽变浅, 牙冠牙尖高度和近中远中径减小。
Cooper、Ludw ig( 1965)的研究表明, 饮水氟化区的儿童的第一恒磨牙近中远中径、颊舌径、牙尖高度和牙面凸度均较低水氟区儿童者小。
Mo ller( 1967)的研究,表明高饮水氟区居民的牙齿体积较大, 牙尖较圆,沟裂较浅。
Gray( 1973)给孕鼠以50mg /L的饮水,子代鼠磨牙的沟裂底部釉质增厚。
C reath 等( 1989)的研究, 表明给孕鼠接受氟化饮水, 子代鼠磨牙的近中和远中沟都比对照组鼠者深。
Om ar( 1987)在南非作的调查, 表明高氟区(饮水含氟量2. 5mg /L)儿童的上颌中切牙和下颌第二前磨牙的近中远中径均比适氟区( 1. 06mg /L)儿童者小。
Suckling等( 1988)在羊身上作的研究表明, 在牙齿萌出前, 长期接受氟的羊的釉质不透明, 釉质外层硬度减弱, 釉柱排列紊乱, 其中晶体排列也疏松。
3. 3 氟化物对龋病变过程的影响W achtel( 1964) , W achtel、Strange ( 1965) , G ill ings等( 1964) , Wo lf( 1964) , de B ruyn 等( 1986)的研究均证实: 氟化物对已经发生龋病病变的牙齿有促进其再矿化的作用。
近期的Don ly ( 2003) , Zaure- A rite、ten C ate( 2000)均在科学实践中证明: 氟化物有促进脱矿或对已经发生龋病变的牙齿组织再矿化的作用。
3. 4 氟化物对口腔细菌的影响氟化物的防龋作用是否与其对细菌的影响有关, 这是很多人关注的一个重要问题。
20世纪50年代Martin、H ill( 1950) , K itchen等( 1951)在人口腔内探讨氟对口腔内乳杆菌的影响时, 未曾找到二者的相关性。
Kashket等( 1977)的实验室研究, 表明1~ 10mg /L氟有抑制口腔链球菌利用葡萄糖的作用。
H am ilton、Bowden( 1996 )的研究显示: 在酸性条件下, 氟与氢结合成HF, 进入细菌后破坏细菌的代谢。
Featherstone( 2000) 认为细菌体内的HF 可以再解离为H 离子和F 离子, 后者可以抑制细菌的酶活性, 从而影响其代谢。
K amotsay 等( 2002 )的研究结果显示, 高浓度氟化钠液可抑制致龋菌和真菌的生长和繁殖。
氟化物对细菌产酸是否有影响, 20世纪40年代B ibby就已经观察到, 即使1mg /L也能抑制细菌的产酸。
Ocuda、Frostell( 1982)发现高浓度氟化物( 20~ 100mg /L)在pH 值从5. 5下降到4. 0时, 即显示有抑制酸产生的作用。
Zameck、T inano ff( 1987)的实验室研究表明, 5mg /L 或10mg /L 的氟化钠或氟化亚锡液能抑制口腔细菌的产酸。
3. 5 氟化物对牙面生态膜的影响Konig ( 1959) 在鼠口腔内作的研究表明, 用1. 2 g /L 氟化亚锡涂搽牙面有抑制牙面生态膜形成的作用。
后来, Loesche ( 1975 ), Svantun 等( 1977), We iss等( 1977)的研究, 均表明氟化物有抑制生态膜形成和细菌堆积的作用。
W eiss等还证明氟化胺对3 d生态膜的生长有抑制作用, 对7 d生态膜则无用。
D ijkman等( 1985)的研究, 证明用含氟的硅烷凝胶( fluor protector)处理牙面24 h, 显示牙面生态膜的形成受到抑制, 但K ilian 等( 1979)在人口腔内作的研究, 则表明氟化物对细菌在口腔内的定植无影响。
Loesche等( 1975) 在儿童身上, Be ighton、M c Dougall( 1977)在鼠体内作的研究, 表明氟化物可以使牙面生态膜内的变形链球菌数量减少。
Gross、T inanoff( 1977), Keene等( 1977), Svanberg、Rolla( 1982)在人口腔内的研究, 证明用氟化亚锡液漱口可以使牙面生态膜内的细菌总量、变形链球菌与血链球菌数量减少, 而用氟化钠液则无作用。
Burt等( 1982)的研究, 表明氟化区儿童第一恒磨牙生态膜内的变链球菌计数比非氟化区者低。
但是, van Houte 等( 1978 ), Zickert、Em ilson( 1982)的研究, 却显示氟化物对牙面生态膜内的变形链球菌数量无影响。
B ibby( 1940)观察到氟化物有抑制牙面生态膜内的产酸的作用。
Estrand等( 1985) 的研究, 表明每天咀嚼含氟化物的口香糖8次, 牙面生态膜在摄糖后产生的酸量会减少。
但Fitzgera ld、Fitzgera ld( 1973)的研究, 表明饮用50mg /L氟的饮水2周的田鼠, 其牙面生态膜内的产酸与对照组无明显区别。
4 氟化物的毒副作用众所周知, 氟及其化合物是剧毒物质, 虽然它们被应用于预防龋病已有60 余年历史, 虽然其被应用的剂量很小, 但多年实践证明: 氟化物在防龋中的毒副作用已逐渐显现出来。
Cox、Hodge( 1950)认为口腔临床上常用的氟化钠为20 g /L, 由专业人员使用是安全的, 但如给予病人使用就不安全, 在口腔内反复频繁使用, 可能对口腔黏膜造成损害, 用氟化物处理龋洞不当会引起牙髓炎症。
1. 0mg /L 氟的饮水会在少数人中间产生氟牙症。
氟牙症是口腔科常见的氟中毒现象, Fe jerskov( 1976) , Sundstroem、Myhrberg ( 1978 )在电子显微镜下观察氟牙症的病变, 见到釉质的矿化程度降低, 表现为锐兹线和釉柱横纹加宽, 釉柱间质内的晶体减少, 甚至釉柱中心出现溶解现象。
W alton、Messer( 1981)在370名2~ 13岁儿童中探讨了饲养方式与儿童龋病和氟牙症发生的关系, 显示无论何种饲养方式(母乳饲养或奶瓶饲养) , 乳牙列不会发生氟牙症, 在混合牙列中则有35% 的儿童会出现可疑的氟牙症。
母亲哺乳在3个月以上的儿童, 氟牙症指数最低, 为0. 08。
母亲哺乳期少于3个月或瓶饲少于12个月, 氟牙症指数为0. 14~ 0. 16, 瓶饲12 个月以上者, 氟牙症指数达0. 27。
H olm、Anderson( 1982)检查了低水氟区儿童服用氟化物片剂后, 发现有釉质发育不良, 牙齿变混浊和氟牙症, 各种现象的发生率均在40% 以上。
Demos等( 2001)在一篇关于氟化物防龋的总结中指出饮水加氟的浓度控制在1. 0 mg /L 以下时, 不会对人体骨骼产生不利的影响, 但A llo lio、Lehmann( 1999)则认为长期摄入1. 0mg /L氟使骨内储存量达到1 200mg /L 时会使骨发生损伤甚至骨折。
长期使用氟化物来防龋产生的毒副作用已使人们对应用氟化物防龋产生很大分歧。
Horow itz( 1996)指出: 由于现代人生活方式的多样化, 人们获得氟的途径也有很大变化, 因此对饮水加氟的评价就很困难; 饮水加氟的未来发展也会受到社会经济、伦理和政治诸方面的影响, 从而产生对其评价上的不同。
5 小结从以上很多资料可以看出, 60 多年来, 人们应用氟化物防龋是有成绩的, 但是这种措施引起的一些毒副作用也应当予以认真对待。
在我国, 全国性的口腔预防保健计划尚未制订, 未来将采取何种适合我国国情的方案, 这是值得我们口腔医学界同仁慎重考虑的。
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