Fluoridierung ist die Zugabe von Fluoriden zu Lebensmitteln und Kosmetika (Zahnpasta) sowie das Aufbringen höher konzentrierter Präparate auf die Zähne zum Zweck der Kariesprophylaxe. Bei den Lebensmitteln sind vor allem bei Speisesalz und Milch fluoridierte Produkte erhältlich. In einigen Ländern wird das Trinkwasser mit Fluoriden versetzt.
In neuerer Zeit werden auch sogenannte „“ eingesetzt – kleine Behältnisse, die am Zahn angebracht werden, oder mit Fluorid angereicherte Zahnfüllungen, die über einen längeren Zeitraum kontinuierlich Fluorid an den Speichel abgeben.
Zahnkaries
Kariesätiologie Karies entsteht im Zahnhartgewebe (Zahnschmelz, Dentin) durch langfristige Einwirkung der Stoffwechselprodukte von Bakterien, die sich auf den Zähnen und in Zahnzwischenräumen als Zahnbelag (Plaque) ansiedeln. Von den kariogenen Bakterien (Laktobazillen und verschiedene Streptokokkenarten, insbesondere Streptococcus mutans) werden aus Kohlenhydraten wie Saccharose, Glucose und Fructose organische Säuren gebildet. Die Säurefreisetzung senkt den pH-Wert. Während die genannten Mikroorganismen in diesem sauren Milieu überleben können, wird bei pH-Werten unter 5,5 die mineralische Hauptkomponente des Zahnschmelzes, Hydroxylapatit (auch Apatit-(CaOH)), aufgelöst. Je höher der Zuckerkonsum ist, desto kariesanfälliger sind die Zähne. Auch ohne mikrobielle Beteiligung können selbst saure Nahrungsmittel wie zuckerfreie Limonaden, Fruchtsäfte, Zitruspflanzen oder Magensäure zu einer Säure-Erosion führen.
Mit dem Speichel können gelöste Ionen dem Schmelz wieder zugeführt werden (Remineralisation). Lösen Säuren aber dauerhaft mehr Schmelz auf als remineralisiert werden kann, bilden sich Erosionen. Unter bakteriellen Plaques kann durch hohe Säurekonzentrationen der Schmelz in eng umgrenzten Bereichen gelöst werden, es entstehen Kavitäten („Löcher“).
Außer der Mundhygiene und damit der Zusammensetzung der oralen Mikroflora, der Zahl der vorhandenen Mikroorganismen sowie Ernährungsfaktoren bestimmen weitere (teils genetisch bestimmte) Faktoren die Anfälligkeit für Karies, unter anderem die Zusammensetzung und Viskosität des Speichels, Zahnform und -stellung (auch Größe der Zahnzwischenräume), die Struktur der Zahnsubstanz sowie Grübchen und Fissuren (der Backenzähne).WIdO, Zahnmedizinische Prophylaxe. Epidemiologie und Ätiologie der Karies. Kollektive und individuelle Prophylaxemöglichkeiten, Wissenschaftliches Institut der Ortskrankenkassen, Bonn 1979 Man spricht daher im Fall der Zahnkaries von einem multifaktoriellen Geschehen.
Prophylaxe Neben der Beschränkung der Zuckeraufnahme und der gründlichen Entfernung der Zahnbeläge (Mundhygiene) kann die Anwendung von Fluoriden dazu beitragen, die Entstehung von Karies zu erschweren. Fluoride können OH-Gruppen des Hydroxylapatits im Zahnschmelz ersetzen. Dabei bildet sich Fluorapatit (mit einem theoretischen Fluoridgehalt von ca. 3,8 %), der in schwachen Säuren weniger gut löslich ist als die OH-Form. Eine antibakterielle Wirkung des Fluorids auf die Mundflora (z. B. Enzymhemmung des Energiestoffwechsels oder Anabolismus) ist dagegen vernachlässigbar, weil dazu die Konzentration zu gering ist. Die antibakterielle Wirkung kommt eher durch die Gegenionen fluoridhaltiger Produkte (z. B. Amine, Sn2+) zum Tragen. Neben diesen Erklärungsmodellen wurde in der Vergangenheit auch die Stimulation der Speichelbildung (vagotoner, weniger viskoser Speichel) und ein daraus möglicherweise resultierender verbesserter Reinigungseffekt diskutiert.Knappwost A.: "Spekulation und gesicherte Tatsachen über die physiologische Fluoridwirkung", in Naujoks R. et al.: "Kariesprophylaxe mit Fluorid. Eine wissenschaftliche Standortbestimmung", IME, Frankfurt 1979, 2. Aufl. 1982.Westendorf J.: "Die Kinetik der Acetylcholinesterasehemmung und die Beeinflussung der Permeabilität von Erythrozytenmembranen durch Fluorid und Fluorokomplex-Ionen", Inaug. Diss., Hamburg 1975.
Die ehemals vorherrschende Ansicht, dass die Wirkung des Fluorids vor allem auf seinem festen Einbau in die Kristallstrukturen von Schmelz und Dentin beruhe, hat sich grundlegend geändert, da die Menge an aufgenommenen Fluoriden im Zusammenhang mit der täglichen Zahnpflege sehr gering ist. Der menschliche Zahnschmelz enthält in seiner äußersten Schicht eine Konzentration von ca. 500 bis 1.000 ppm (0,1 %) Fluorid. In einer Tiefe von 25 µm werden nur noch ca. 100 ppm (0,01 %) gefunden. Stöchiometrischer Fluorapatit hätte aber eine Konzentration von 36400 ppm (= 3,64 %).
Die Hypothese, dass sich an der Oberfläche von Zähnen eine kariesprophylaktische Schutzschicht („Panzer“) von Calciumfluorid (CaF2) oder Fluorapatit (Ca5(PO4)3F) zum Erosionsschutz bildet, ist nicht nachgewiesen – zudem sind Calciumfluorid und Fluorapatit ebenfalls säurelöslich. Seit Ende der 1990er Jahre sind Kariesforscher überzeugt, dass das während der Zahnentwicklung in die Kristallstrukturen des Schmelzes eingefügte Fluorid eine vergleichsweise geringe Wirkung auf kariöse Prozesse hat und dass die kariesprotektive Wirkung der systemisch aufgenommenen Fluoride, zum Beispiel aus Trinkwasser, Kochsalz, Tabletten, Milch usw., nach dem Zahndurchbruch einsetzt. Die entscheidende lokale Schutzwirkung der systemisch aufgenommenen und durch den Speichel an die Zahnoberflächen herangeführten Fluoride setzt in der wässerigen Phase an der Grenzfläche des Zahns zu seiner Umgebung und im Kristallwasser der äußeren Schichten des Schmelzmaterials ein. Demineralisation während der Säureattacke, d. h. Mineralverlust infolge teilweiser Auflösung von Schmelzkristallen, wird durch die Anwesenheit von Fluorid gehemmt. Das Fluorid diffundiert mit der Säure in die Schmelzporen und wirkt an den Kristalloberflächen zusammen mit dem dort bereits entstandenen Fluorapatit gegen die nachfolgende Säureattacke. Erste Forschungsergebnisse zur Kariesprävention im Alter zeigen in vitro, dass die lokale Einwirkung von fluoridversetzter Milch (10 ppm) auf das Wurzeldentin extrahierter menschlicher Zähne eine deutliche Wirkung auf die Remineralisation des zuvor künstlich demineralisierten Wurzeldentins hat. Die lokale Einwirkung von mit NaF angereichertem (10 ppm) künstlichem Speichel zeigt sogar eine noch stärkere Wirkung. Bei der Einwirkung von künstlichem Speichel wurde eine zusätzliche kristalline Schicht auf der Läsion gebildet, die erhöhte Werte von F− und Ca2+ enthielt.Wolfgang H. Arnold, Bastian A. Heidt, Sebastian Kuntz, Ella A. Naumova, Alexei Gruverman: Effects of Fluoridated Milk on Root Dentin Remineralization. In: PLoS ONE. 9, 2014, S. e104327, doi:10.1371/journal.pone.0104327.
Das während des pH-Anstiegs nach einer Demineralisationsphase in der wässerigen Lösung an der Kristallfläche vorhandene Fluorid kann sich mit den gelösten Calcium- und Phosphationen verbinden und an der Kristallfläche niederschlagen oder sich als fluorapatit-ähnliches kristallines Material im Schmelz ansammeln. Fluorid verändert diesen als Remineralisation bezeichneten Mineralgewinn und verhilft der kristallinen Substanz des Schmelzes damit zu mehr Resistenz gegen künftige Säureangriffe, es wirkt als Beschleuniger des natürlichen Remineralisationsprozesses aus dem Speichel.
Die klinische Wirksamkeit im Sinne eines kariesprophylaktischen Effekts sogenannter „slow releasing devices“ (langsam Fluorid-freisetzende Vorrichtungen) konnte nicht gezeigt werden. Diese Vorrichtungen werden auf den bukkalen Flächen der Backenzähne angebracht und sollen dort lokal eine präventive Wirkung entfalten.
Methoden der Fluoridierung Allgemeines
mini|Olaflur mini|Dectaflur
Zur Kariesprophylaxe werden vor allem vier Fluoridverbindungen eingesetzt:
Natriumfluorid (in Fluoridtabletten, Speisesalz, Zahncremes und Mundwässern enthalten) Zinn(II)-fluorid (Zahncremes) Natriumfluorophosphat (Zahncremes, Zahnlacke, Touchierlösungen und Trinkwasser) oder Aminfluorid (Zahncremes und fluoridhaltige Gele, z. B. Olaflur oder Dectaflur)
Während NaF, SnF2 und Natriumfluorophosphat anorganische Fluoridsalze sind, ist beim Aminfluorid das Fluoridion an ein langkettiges organisches Molekül gebunden.
Ebenso wie diese werden unter den im allgemeinen Sprachgebrauch als Synonyme verwendeten Begriffen „Fluorid“ oder „Fluor“ auch Fluoridokomplexe eingereiht, z. B. das Fluoridosilikat Hexafluoridokieselsäure, das seit Beginn der 1950er Jahre in den USA zur Trinkwasserfluoridierung eingesetzt wird. In der Frühzeit der Trinkwasserfluoridierung hatte man in Madison sogar mit Flusssäure fluoridiert, weil diese Säure in der Region produziert wurde und dort günstig zur Verfügung stand.Phair P., Driscoll M.F.: "The status of fluoridation programs in the United States, its territories and possessions", J Am Dent Assoc. 45 (1952) 555–582.Black A.P.: "The chemist looks at fluoridation", J Am Dent Assoc. 44 (1952) 137–144.
Bei der zahnmedizinischen Kariesprophylaxe unterscheidet man zwischen einer systemischen (auch internen) Fluoridierung und einer lokalen Fluoridzufuhr.
Bei einer systemischen Anwendung wird Fluorid mit der Nahrung aufgenommen oder als Tablette verabreicht. Das Fluorid wird im Verdauungstrakt resorbiert und über das Blut transportiert. Von dort aus kann es in neugebildetes Zahnhartgewebe (Dentin) und Knochengewebe eingebaut oder im Speichel ausgeschieden werden. Als Beispiele sind fluoridhaltiges Trinkwasser, Mineralwasser, Tabletten, Speisesalz und fluoridhaltige Nahrungsmittel (Fisch, Schalentiere und Tee) zu nennen. Die Verweildauer im Mund ist sehr gering und die Konzentration ist außer bei der Anwendung von Fluoridtabletten meist sehr gering. Entgegen einer früher gängigen Ansicht wird der kariesprotektive Effekt nicht durch Bildung von Fluorapatit verursacht, so dass eine systemische Anwendung einer Fluoridierung vor Durchbruch der ersten Zähne (präeruptiv) nicht zu kariesresistenten Zähnen führen kann. Dennoch hat die systemische Zufuhr (über einen längeren Zeitraum) auch eine lokale Wirkung, wenn Fluoride aus dem Speichel oder beim direkten Kontakt bei der Aufnahme (Speisesalz) an die Zähne gelangt und dort seinen Beitrag zu De- und Remineralisierung leistet. Wegen der Bedeutung dieses Beitrages wird die lokale Fluoridzufuhr bevorzugt.
Bei einer lokalen Anwendung wird das fluoridhaltige Mittel in Form von Zahnpasten, Mundspülungen, Gelen und Lacken in der Mundhöhle angewandt und bleibt dann eine Zeit lang im Speichel nachweisbar. Die Anwendung ist individuell und erfolgt entweder durch die anwendende Person selbst oder professionell beim Zahnarzt.
Empfohlene Aufnahmemengen Die geschätzte durchschnittliche Aufnahme aus Lebensmitteln (ohne Fluorid-Supplemente und ohne Getränke) beträgt in Deutschland bei Erwachsenen 0,4–0,5 mg pro Tag. In verschiedenen Produkten findet man von Natur aus eine erhöhte Fluoridkonzentration, z. B. in schwarzem oder grünen Tee oder in Mineralwässern, natürlicherweise gerade in der Eifel oder im Münsterland (> 0,7 mg/l). Mineralwässer mit einem Fluoridgehalt von mehr als 1,5 mg F−/l müssen in Deutschland als „fluoridhaltig“, solche mit weniger als 0,7 mg F−/l dürfen als „Geeignet für die Zubereitung als Säuglingsnahrung“ gekennzeichnet werden. Bei höheren Konzentrationen wächst nämlich das Risiko einer Dentalfluorose.BGVV: Verwendung fluoridierter Lebensmittel und die Auswirkung von Fluorid auf die Gesundheit (PDF; 41 kB). Juli 2002, Wdh. des Statements vom Sept. 2001.