Traitement au fluorure

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Contexte

Un traitement au fluorure est une solution minérale appliquée sur les dents afin de les renforcer et aider à prévenir les caries. Les produits contenant du fluorure comprennent les dentifrices et les bains de bouche disponibles dans le commerce, ainsi que des liquides et des gels plus concentrés utilisés professionnellement par les dentistes.

Il existe trois principaux facteurs qui contribuent à la carie dentaire (carie dentaire) :un site sensible sur une dent, une souche infectieuse de bactéries (Streptococcus mutans), et des sucres ou d'autres nutriments qui stimulent la croissance des bactéries. Au fur et à mesure que ces bactéries se développent, elles produisent un sous-produit acide qui peut dissoudre les minéraux de l'émail et éventuellement détruire la dent.

Les dentistes attribuent en grande partie l'utilisation des traitements au fluorure et de l'eau fluorée à la baisse drastique de la carie dentaire au cours des dernières décennies. Un rapport indique que pour les enfants âgés de 5 à 7 ans aux États-Unis, l'incidence moyenne des caries est passée de 7,1 % dans les années 1970 à 2,5 % dans les années 1990. Des améliorations similaires ont été documentées dans presque tous les groupes d'âge. Pourtant, la carie dentaire reste la maladie infectieuse infantile la plus courante et les traitements au fluorure restent un outil important dans la lutte contre la carie.

Le fluorure est en fait une forme de l'élément fluor. Sous sa forme élémentaire, le fluor est un gaz toxique, mais lorsqu'il réagit chimiquement avec d'autres composés, tels que l'étain, il prend de nouvelles utilisations pour combattre les caries. Une fois dans la bouche, le fluorure est dilué dans la salive et déposé en plaque bactérienne à la surface des dents. Ici, il agit pour protéger la dent de deux manières. Premièrement, il inhibe directement la croissance bactérienne, donc moins d'acide est produit dans la bouche. Deuxièmement, le fluorure stocké dans la plaque est libéré lorsque les bactéries produisent suffisamment d'acide pour réduire l'équilibre acido-basique de la dent. Lorsque cela se produit, le fluorure se diffuse dans la dent à travers de minuscules pores de l'émail. Les ions fluorure remplacent les ions hydroxyles des cristaux d'hydroxyapatite, qui font partie de l'émail de la dent, et forment un nouveau composé appelé fluorapatite. Cette forme d'émail est moins soluble dans les acides produits par les bactéries buccales et aide donc à protéger les dents de la carie.

Historique

Frederick S. McKay, un dentiste exerçant à Colorado Springs, Colorado au début des années 1900, a été le premier à découvrir que le fluorure est un combattant efficace des caries. McKay a remarqué que beaucoup de ses patients avaient de l'émail marbré, ou des taches brunes, sur leurs dents. En 1916, McKay et ses chercheurs avaient découvert que les marbrures étaient causées par quelque chose dans l'eau potable des patients. Il lui a fallu 12 ans de plus pour comprendre comment cet effet était lié à la carie, et encore trois ans pour reconnaître le mécanisme chimique à l'origine de ce changement. Enfin, en 1931, McKay a vérifié que les patients aux dents marbrées buvaient de l'eau avec des niveaux anormalement élevés de fluorure d'origine naturelle. Cette connexion a été étudiée plus en détail tout au long des années 1930 et 1940, aboutissant à la détermination qu'une partie par million était le niveau idéal de fluorure dans l'eau potable, réduisant considérablement la pourriture sans provoquer de marbrures.

Cette recherche a conduit à la mise en œuvre d'un programme de fluoration par le gouvernement fédéral et, au début des années 1950, la plupart des collectivités des États-Unis dotées d'un système d'approvisionnement en eau public avaient adopté l'eau traitée au fluorure. L'idée d'utiliser du fluorure dans les produits d'hygiène bucco-dentaire a commencé en 1956 lorsque Procter and Gamble a lancé « Crest with Fluoristan ». Depuis les années 1950, des dizaines de produits contenant du fluorure ont été introduits à la fois pour le marché général et pour les professionnels dentaires.

Même si le fluorure est utilisé depuis des décennies, ses effets sur la santé suscitent encore aujourd'hui des inquiétudes. Bien que la chimie ne soit pas entièrement comprise, les chercheurs pensent que des niveaux élevés de fluorure peuvent interrompre la formation naturelle de l'émail des dents. Ils théorisent que trop de fluorure crée une hypominéralisation, ce qui conduit à l'aspect crayeux, trouble ou opaque qui est caractéristique de la fluorose. Alors que les partisans des soins dentaires prétendent que le fluorure est en grande partie responsable de l'amélioration de la santé dentaire, certains prétendent qu'il peut provoquer une forme de cancer des os. Dans les années 1980, une étude menée par le National Toxicology Program a trouvé des « preuves équivoques » de cancérogénicité sur la base de tests effectués sur des rats. Cependant, le panel a finalement conclu qu'il n'y avait pas de données solides liant le cancer, y compris l'ostéosarcome, directement à la fluoration.

Les associations dentaires américaines et britanniques continuent de recommander que les adultes et les enfants se brossent les dents deux fois par jour avec un dentifrice au fluorure, mais ils recommandent également que pour réduire le risque de fluorose, les enfants ne doivent pas avaler le dentifrice. Le sujet reste un sujet brûlant du débat politique.

Matières premières

Il existe une variété de composés fluorés autorisés par la Food and Drug Administration (FDA) pour une utilisation dans les produits d'hygiène bucco-dentaire. Les ingrédients fluorés sont répertoriés selon le type de produit dans lequel ils peuvent être utilisés et selon le pourcentage qui doit être inclus dans la formule.

Dentifrice. Fluorure de sodium :0,22 %; monofluorophosphate de sodium :0,76 %; fluorure stanneux :0,4 %.

Traitement de rinçage. (Le pH, ou équilibre acido-basique, de la formule peut affecter la fonctionnalité du fluorure. Plus le pH du produit est élevé, plus il contient d'acide. Plus le pH est bas, plus il est basique.) Fluorure de sodium acidulé avec un mélange de phosphate de sodium, d'acide monobasique et d'acide phosphorique à un niveau de 0,1 molaire d'ion phosphate et à un pH de 3,0 à 4,5, ce qui donne une concentration efficace en ions fluorure de 0,02 % ; du fluorure de sodium acidulé avec un mélange de phosphate de sodium, d'acide diabasique et d'acide phosphorique à un pH de 3,5, ce qui donne une concentration efficace en ions fluorure de 0,01 % ; solution aqueuse de fluorure de sodium à 0,02% avec un pH d'environ 7; solution aqueuse de fluorure de sodium à 0,05 % avec un pH d'environ 7; concentré de fluorure de sodium contenant des instructions adéquates pour le mélange avec de l'eau avant utilisation pour obtenir une solution aqueuse à 0,02 % ou 0,05 % avec un pH d'environ 7 ; concentré de fluorure stanneux commercialisé sous une forme stable et contenant des instructions adéquates pour le mélange avec de l'eau immédiatement avant utilisation pour obtenir une solution aqueuse à 0,1 %.

Gel de traitement. Fluorure stanneux :0,4 %.

En plus du fluorure, ces produits contiennent une variété d'autres ingrédients, notamment des solvants, des épaississants et des agents de contrôle du pH. Les solvants comprennent l'eau ou la glycérine, qui sont utilisées comme support pour des raisons d'efficacité, de sécurité et de coût. L'eau désionisée ou déminéralisée est utilisée pour empêcher les minéraux indésirables d'affecter les performances ou la stabilité du produit. La concentration d'eau dans la formule peut être de 90 % ou plus.

Des agents épaississants sont ajoutés pour contrôler la viscosité. Ceux-ci comprennent le xanthane, le carraghénane et divers autres gommes et polymères utilisés à des concentrations comprises entre 0,1 et 2,0 %.

Des saveurs et des couleurs sont ajoutées pour rendre les produits plus attrayants. Les saveurs populaires incluent la menthe, le chewing-gum et le raisin, et ceux-ci sont ajoutés à quelques dixièmes de pour cent. Les colorants sont utilisés pour conférer de la couleur à des niveaux très faibles (moins d'un centième de pour cent). Étant donné que le produit peut être avalé accidentellement, ces colorants doivent être approuvés pour une utilisation dans les produits alimentaires.

Des conservateurs sont ajoutés si nécessaire. Selon le pH du produit, ils peuvent être nécessaires pour empêcher la croissance de moisissures ou de bactéries dans le produit pendant son stockage en rayon. Un ou deux dixièmes de pour cent est un niveau d'utilisation typique pour un agent de conservation.

Des acides organiques, tels que l'acide phosphorique, peuvent être ajoutés pour contrôler le pH du produit. Quelques Les ingrédients fluorés sont mélangés et distribués dans des conteneurs. les formes de fluorure nécessitent un pH bas pour être fonctionnelles. Ceux-ci sont également ajoutés à quelques dixièmes de pour cent.

Conception

Les traitements au fluorure sont conçus pour fournir une concentration appropriée de fluorure à un niveau de pH qui aidera à la bonne quantité de dépôt de fluorure sur les dents. Si le niveau de fluorure est trop bas, le traitement ne sera pas efficace; s'il est trop élevé, les patients pourraient être accidentellement empoisonnés. Aux États-Unis, des lois ont été créées pour garantir que ces produits sont sûrs et efficaces. La FDA les réglemente en tant que médicaments en vente libre (OTC) ou en tant que produits professionnels à utiliser par les dentistes. De plus, la FDA limite la taille des produits disponibles dans le commerce pour réduire la possibilité d'un surdosage accidentel. Enfin, l'organisation détermine les exigences d'étiquetage pour tous les produits commerciaux et certains aspects des produits professionnels. Ces exigences doivent être prises en compte lors de la conception des traitements au fluorure.

Les médicaments contenant du fluorure en vente libre comprennent le dentifrice et le rince-bouche. Les produits professionnels sont plus concentrés et peuvent être appliqués sous forme de gel, de mousse ou de liquide. Ils peuvent être conçus pour être appliqués à l'aide de plateaux en plastique qui s'adaptent autour des dents. Selon le type de produit formulé, le chimiste de développement peut choisir parmi plusieurs types d'actifs approuvés par la FDA. Encore une fois, ces facteurs réglementaires doivent être pris en compte dans la conception du produit.

Des exemples clés de formulations de traitement sont :un gel de fluorure de phosphate acidulé avec 1,23 % d'ions fluorure à pH 3,5, conçu pour s'écouler facilement lors de la mise en place du plateau tout en s'épaississant pendant le traitement afin qu'il ne coule pas dans la gorge du patient ; gel de fluorure de sodium avec 2 % d'ions fluorure à pH 7,0, à utiliser lorsque le mordançage des restaurations en porcelaine est une préoccupation ; rinçage liquide au fluorure d'étain avec 0,63 % d'ions fluorure, conçu pour prévenir la carie, réduire l'accumulation de plaque et aider à réduire l'inflammation et les saignements gingivaux ; Mousse de fluorure APF avec 1,23% d'ions fluorure à pH 3-4,25, conçue comme une mousse non aérosol facile à utiliser qui réduit l'ingestion accidentelle par le patient.

Le processus de fabrication

Mise en lots

• 1 Le processus de fabrication d'un traitement contenant du fluorure est similaire aux processus utilisés pour fabriquer d'autres produits d'hygiène bucco-dentaire. Étant donné que la plupart des composés fluorés utilisés dans les traitements sont solubles dans l'eau, ces produits sont relativement faciles à fabriquer. Le processus de fabrication implique un simple mélange et ne nécessite aucun solvant spécial ni émulsification. De grands lots peuvent être fabriqués dans des réservoirs en acier inoxydable aussi grands que 3 000 gal (11 356 1). La première étape consiste à charger le réservoir de charge avec de l'eau ou de la glycérine, qui constituent le plus grand pourcentage de la formule. L'eau est agitée avec un mélangeur à turbine à entraînement électrique. La vitesse de mélange est contrôlée par ordinateur pour optimiser les conditions d'agitation lorsque d'autres ingrédients sont ajoutés. Bien que les procédures de fabrication varient considérablement, il est courant d'ajouter la couleur au début du processus de mise en lots. Les colorants utilisés dans ces produits sont très concentrés et si trop de colorant est ajouté par erreur, il est plus facile et moins coûteux de se débarrasser du lot avant que les ingrédients les plus chers n'aient été ajoutés.
• 2 Les autres ingrédients peuvent être ajoutés successivement. Selon la solubilité de la forme de fluorure choisie, un chauffage et un refroidissement peuvent être nécessaires pour aider à dissoudre les poudres rapidement. Pendant ce processus de dosage, des échantillons peuvent être prélevés périodiquement pendant le processus de mélange pour vérifier la clarté. Vers la fin du processus de dosage, les agents de contrôle du pH sont introduits. Ils garantissent que le lot a le bon équilibre acido-basique. Les arômes sont ajoutés en fin d'opération s'ils sont thermosensibles.

Contrôle des lots

• 3 Une fois le lot terminé, il doit être évalué pour s'assurer qu'il est conforme aux spécifications. Il est particulièrement important de s'assurer que les ingrédients actifs sont présents à leurs concentrations désignées. Des tests tels que l'analyse du pH, le pourcentage en poids de solides et la concentration de fluorure sont utilisés pour maintenir les spécifications du produit.

Opérations de remplissage

• 4 Une fois le lot terminé et validé, l'opération de remplissage peut se poursuivre. Selon la nature du processus, le lot peut être rempli directement à partir du réservoir de charge ou il peut être transféré vers un récipient secondaire ou un réservoir de stockage. Un équipement de remplissage à grande vitesse est utilisé mais la vitesse de remplissage dépend de la viscosité du produit. Les produits fins et liquides peuvent être remplis plus rapidement et plus efficacement que les gels plus épais.
• 5 L'emballage rempli est acheminé vers une chaîne de montage où la fermeture est fixée. Alors qu'une bouteille peut ne nécessiter qu'un simple bouchon pour la sceller, les produits emballés dans des tubes ou des distributeurs de mousse peuvent impliquer des mécanismes de scellement plus compliqués. Une fois l'emballage rempli et la fermeture fixée, l'unité est prête pour l'emballage final. Plusieurs unités peuvent être emballées sous film rétractable ou placées dans des cartons pour l'expédition.

Contrôle qualité

En plus des tests chimiques effectués pendant le processus de fabrication, les traitements au fluorure sont soumis à des considérations de test spéciales pour établir les performances du produit. Historiquement, ces tests impliquaient des études cliniques humaines coûteuses, mais depuis 1988, le Dental Panel a autorisé l'utilisation de nouveaux tests de laboratoire pour déterminer l'efficacité des traitements au fluorure.

Le futur

Alors que l'avenir politique des traitements au fluorure peut être incertain, ils continuent d'être un outil important dans la lutte contre les caries. Il existe de nouvelles avancées technologiques qui pourraient un jour conduire à des combattants de caries sans fluorure. Des chercheurs britanniques ont découvert un nouveau type d'agent anti-caries qui arrête la carie dentaire jusqu'à trois mois. Leur nouvel ingrédient est un fragment de protéine, appelé peptide p1025, qui agit en se fixant à la surface des dents où les bactéries causant des caries se lient normalement. La protéine empêche les bactéries de se fixer aux dents afin qu'elles soient facilement emportées. Des percées comme celle-ci pourraient un jour fournir des moyens sans fluor de prévenir la carie dentaire.

Où en savoir plus

Livres

Wolinsky, L.E. "Caries et cariologie." Dans Microbiologie orale et immunologie. 2e éd. Éd. R.J. Nisengard et M.G. Newman. Philadelphie :Compagnie W. B. Saunders, 1994.

Périodiques

Brady, Robert P. et Abbe Goldstein. "Garder la foi dans le fluorure." Chimiste et pharmacien (24 mai 1997) :24.

"Le bain de bouche annule les caries." Mécanique populaire (Février 2000) :15.

« Traitement de l'ostéoporose postménopausique avec du fluorure ». Médecin de famille américain (janvier 1996) :302.

Cheikh, Aamir et Alice M. Horowitz. « Avantages du dentifrice au fluorure ». Journal de la santé scolaire (Octobre 1999) :299.

Autre

Connelly. « Traitement des caries au fluorure ». Brevet des États-Unis 5738113, 1998.

Randy Schueller