Wpływ past wybielających na szkliwo zębów

Global Industry Analysts prognozuje, że w tym roku wartość światowego rynku past do zębów osiągnie niebagatelny poziom 12,6 mld dolarów. Kwota ta w głównej mierze warunkowana jest wzrostem zainteresowania produktami wybielającymi zęby. W 2010 r. tylko Polsce wolumen sprzedaży past do zębów wyniósł 664 mln zł. 40,9% spośród 10,3 mln litrów past, które kupili Polacy w badanym roku, to pasty wybielające.

Większość past wybielających swoją skuteczność zawdzięcza właściwościom abrazyjnym. Przeważająca część ogólnodostępnych past wybielających ma bardzo wysoki współczynnik ścieralności. Pasty te nie powinny być stosowane dłużej niż przez 2 tygodnie, gdyż dłuższe ich stosowanie wpływa destrukcyjnie na stan uzębienia oraz może prowadzić m.in. do bardzo wysokiej nadwrażliwości, a nawet próchnicy.

W niniejszym artykule przedstawiono wpływ stosowania wybranych past wybielających na szkliwo zębów ludzkich w zależności od czasu ich użytkowania. Do badań wykorzystano pastę znanej marki o niskim współczynniku ścieralności, pastę Beyond Pearl White z formułą Advanced oraz Sensitivity. Badania przeprowadzono z użyciem metod elektrochemicznych i mikroskopowych. Analiza elektrochemiczna miała na celu określenie grubości warstwy szkliwa zębów poprzez zmianę pojemności elektrycznej badanych próbek. Badania mikroskopowe pozwoliły na ocenę morfologii, topografii i chropowatości zębów.

Metodologia badań
Do badań wykorzystano ludzkie zęby – trzonowce, pozyskane w wyniku ekstrakcji, bez widocznych zmian próchniczych i uszkodzeń mechanicznych. Zęby od chwili ekstrakcji przechowywane były w roztworze sztucznej śliny o pH równym 7,4 w temperaturze 4o C. Dalsze działania związane z konstrukcją elektrody polegały na:
- odcięciu korzenia,
- rozwierceniu kanału zgodnie z osią środkową zęba oraz wprowadzeniu do jego wnętrza platynowego drutu,
- sterylizacji zęba,
- osuszeniu zęba,
- umieszczeniu zęba w uchwycie.

Założono, że człowiek szczotkuje zęby 2 razy dziennie po 3 min. Ocenę morfologiczną powierzchni zębów przeprowadzono po 1, 3, 7, 10, 14, 30, 60 i 90 dniach. Każdorazowo, po upływie wyznaczonego czasu szczotkowania z użyciem badanej pasty, wykonywano pomiar potencjału stacjonarnego oraz wyznaczano charakterystykę widma impedancyjnego metodą EIS (Elektrochemicznej Spektroskopii Impedancyjnej). Obrazy mikroskopowe wykonano na skaningowym mikroskopie elektronowym dla wszystkich poddanych badaniom zębów po całkowitym upływie czasu szczotkowania.

Analiza wyników

Badania elektrochemiczne
Elektrochemiczna Spektroskopia Impedancyjna (EIS) to metoda polegająca na pomiarze liniowej, elektrycznej odpowiedzi badanego materiału na pobudzenie małym sygnałem elektromagnetycznym w szerokim paśmie częstotliwości oraz analizie tej odpowiedzi w celu uzyskania użytecznej informacji o fizykochemicznych właściwościach badanego materiału.

Badania elektrochemiczne zębów poddanych szczotkowaniu z użyciem różnych past wybielających przeprowadzono w standardowej trójelektrodowej konfiguracji (Ryc. 1), gdzie jako przeciwelektrodę użyto elektrodę platynową, a elektrodę odniesienia stanowiła elektroda chlorosrebrowa Ag/AgCl (EAg/AgCl =0,222 V). Pomiary wykonano w roztworze sztucznej śliny (0,01 M, pH 7,4) w temperaturze 25±2° C.

Do analizy wyników impedancyjnych (sygnału wyjściowego, czyli odpowiedzi prądowej) użyto reprezentacji Nyquista oraz Bode'ego. Wykres Nyquista to krzywa w układzie Re(Z) - Im(Z), natomiast Bode'ego to 2 krzywe w układzie log(f) - log(Z) (jedna krzywa) i log(f) - log(φ) (druga krzywa). Wykres Nyquista pozwala ocenić naturę procesów zachodzących w układzie pomiarowym, a z wykresu Bode'ego można ustalić liczbę elementów i zakres częstotliwości, przy których zachodzą.

Uzyskane widma impedancyjne w reprezentacji Nyquista przedstawiły, iż opór czynny szkliwa zębów zależny jest od czasu szczotkowania. Dzięki zestawieniu wykresów Nyquista dla wszystkich wyników po różnym czasie szczotkowania dla każdej z past, widoczny jest moment, w którym następuje naruszenie powierzchni szkliwa. Najlepszy wynik, tj. najdłuższe stosowanie pasty bez naruszenia powierzchni szkliwa zębów, otrzymano dla pasty PearlWhite Sensitive oraz Advanced.

Analizując przebiegi krzywych (Ryc. 2 i 3) uzyskanych z zależności wartości kąta fazowego do częstotliwości, można wnioskować, że zmiany morfologii szkliwa zębów najpóźniej występują podczas szczotkowania z użyciem pasty Pearl White Advanced, o czym świadczy zanik stałej czasowej.

Potencjał stacjonarny to podstawowy parametr mierzony w warunkach bezprądowych, będący rezultatem zmian topografii szkliwa ludzkich zębów. Wyższe wartości potencjału stacjonarnego świadczą o naruszeniu warstwy szkliwa zębów.

W badaniach potencjału stacjonarnego zębów poddanych szczotkowaniu z użyciem różnych past wybielających, jako przeciwelektrodę użyto elektrodę platynową, a potencjał stacjonarny (Estac) odniesiono do elektrody chlorosrebrowej Ag/AgCl (EAg/AgCl = 0,222 V). Pomiary wykonano w roztworze sztucznej śliny (0,01 M, pH 7,4) w czasie 1800 s i temperaturze 25±2° C.

Zarejestrowane wyniki potencjału stacjonarnego potwierdzają wcześniejsze wnioski. Najszybsze (po 10 dniach) zmiany w wartościach potencjału stacjonarnego (wzrost) zauważa się w badaniu wpływu pasty znanej marki na szkliwo zęba, co oznacza niszczenie powierzchni szkliwa. Wyniki te dla past PearlWhite Sensitive (po upływie 45 dni) oraz PearlWhite Advanced (po upływie 45 dni) jest zdecydowanie lepszy.

Badania mikroskopowe
Za pomocą Mikroskopii Sił Atomowych (AFM – atomic force microscope) wykonano zdjęcia powierzchni szkliwa zębów poddanych szczotkowaniu pastą PearlWhite Advanced oraz Sensitive przez okres 3 miesięcy, uwzględniając dwukrotne szczotkowanie w ciągu dnia.

Uzyskane na mikroskopie AFM zdjęcia powierzchni szkliwa zębów poddanych szczotkowaniu pastami Pearl White z formułą Advanced oraz Sensitivity nie przedstawiają znamion zniszczenia szkliwa. Powierzchnia szkliwa badanych zębów jest jednolita, co pozwala na stwierdzenie, że nie została ona uszkodzona podczas 3-miesięcznego szczotkowania. Analizę mikroskopową przeprowadzono również za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Dla każdego, poddanego szczotkowaniu badaną pastą, zęba otrzymano obrazy SEM.

Obrazy uzyskane za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego potwierdzają wnioski z wykonanych wcześniej badań elektrochemicznych. Powierzchnia szkliwa po użyciu past Beyond Pearl White (Ryc. 6 i 7) nie została uszkodzona. Obraz SEM uzyskany dla zęba szczotkowanego wybielającą pastą znanej marki o niskim współczynniku RDA wykazuje zmiany na powierzchni, co pozwala stwierdzić, że powierzchnia szkliwa została uszkodzona.

Ważnym wnioskiem wynikającym z opisywanych badań mikroskopowych jest fakt, że obie pasty PearlWhite niwelują niszczący wpływ mechanicznego szczotkowania na powierzchnię szkliwa dzięki swym składnikom antyściernym.

Wnioski i podsumowanie przeprowadzonych badań
Celem badań była ocena wpływu past wybielających na morfologię ludzkich zębów. Wyniki uzyskane metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej znajdują potwierdzenie w analizie mikroskopowej badanych próbek. Największe zmiany w topografii warstwy zębów zaobserwowano w przypadku zastosowania wybielającej pasty znanej marki o niskim współczynniku RDA. Morfologia szkliwa zębów w przypadku stosowania past PearlWhite z formułą Advanced oraz Sensitivity nie uległa zniszczeniu ani deformacji.

Przeprowadzone badania potwierdzają, że pasty wybielające Beyond Pearl White nie wpływają znacząco na powierzchnię szkliwa zębów. Pozwala to stwierdzić, że nie ma przeciwwskazań, by stosować wybielające pasty Beyond Pearl White codziennie.

 

embedImagecenter("Imagecenter_1_1808",1808, "large");

Piśmiennictwo:

1. M. Penkowski, B. Kochańska, K. Lewandowska, J. Wtorek, A. Wąsek, B. Truyen, P. Bottenberg: „Zastosowanie spektroskopii dielektrycznej do badania szkliwa zębów ludzkich”, Ann. Acad. Med. Gedan.(2005) 35, 23-28.
2. Y. Jiang Y, I. R. Spears, G. A. Macho: „An investigation into fractured surfaces of enamel of modern human teeth: a combined SEM and computer visualisation study”, Arch Oral Biol. 2003 Jun; 48(6): 449-57.
3. Ying-Min Liao, Zu-De Feng, Zuo-Liang Chen: „In situ tracing the process of human enamel demineralization by electrochemical impedance spectroscopy (EIS)”, Journal Of Dentistry 35(2007): 425-430.
4. Youjin Cheong, Samjin Choi, So Jung Kim, Hun-Kuk Park: „Nanostructural effect of acid-etching and fluoride application on human primary and permanent tooth enamels”, Materials Science and Engineering C 32(2012): 1127-1132.
5. V. Penta, C. Pirvu*, I. Demetrescu: „Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) Investigation on Dental Hard Tissue Whitening Process Using Fluoride and Non-Fluoride Carbamide Peroxide Gels”, APCBEE Procedia 7(2013): 67-72.
6. C.P. Wanga, S.B. Huang a, Y. Liu, J.Y. Li, H.Y. Yu: „The CPP-ACP relieved enamel erosion from a carbonated soft beverage: An in vitro AFM and XRD study”, Archives Of Oral Biology 59(2014): 277-282.
7. Małgorzata Petrasz, Krystyna Lisiecka: „Wpływ nadtlenku karbamidu na powierzchnię szkliwa ludzkiego, badania w skaningowym mikroskopie elektronowym – doniesienie wstępne”, Czas. Stomat., 2005, LVIII.
8. M. Kasiak, M. Kasiak.: „Pasty do zębów – skład i działanie”, Farm. Pol. 2009 T. 65 nr 9: 665-672.

Badania zostały zrealizowane we współpracy z firmą Beyond Europe Sp. z o. o. i Uniwersytetem Zielonogórskim w ramach projektu „AKCELERATOR INNOWACJI – CENTRUM SYNERGII BIZNESU I NAUKI”, współfinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego, program operacyjny Kapitał Ludzki.