XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Влияние фтора как компонента зубной пасты на эмаль зубов

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Файзиматова А.В. 1

---

1МБОУ Одинцовская лингвистическая гимназия

Энгиноева Н.А. 1

---

1МБОУ Одинцовская лингвистическая гименазия

Работа в формате PDF

809.3 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Здоровье зубов – важный фактор, от которого зависит Ваше здоровье в целом. Здоровье зубов зависит от многих факторов, таких как: пища, вода, которую мы пьем это немаловажный фактор, определяющий состояние здоровья зубов.  Содержащиеся в ней минеральные вещества помогают восполнить дефицит некоторых микроэлементов, которые входят в состав костных и мягких тканей. Для поддержания здоровья зубов существуют различные методы, основной, который мы используем ежедневно это чистка зубной пастой 2 раза в день, утором и вечером. Все зубные пасты представляют собой смеси химических веществ, предназначенные для очистки полости рта, отбеливания зубной эмали, снижения чувствительности и т.д. Но эти химические компоненты могут представлять опасность при накоплении в организме в определённом количестве. В связи с тем, что ни один другой компонент пищеварительной системы не способен выполнять данную функцию, важность сохранения и поддержания зубной системы в здоровом состоянии очевидна, а потому изучение воздействия фтора содержащегося в зубных пастах на твердую ткань зубов является актуальной.

Цель работы: Изучить состав и свойства зубных паст, провести сравнительный анализ.

Задачи:

Определить состав зубных паст на содержание фтора.

Выявить влияние избытка фтора на эмаль зубов.

На примере скорлупы яйца показать влияние избытка фтора на эмаль зубов.

Гипотеза: Я предполагаю, что зубная паста, содержащая фтор, не всегда положительно влияет на эмаль зубов.

1. Теоретическая часть

1. 1. Строение зуба

Эмаль (enamelum) - это ткань, покрывающая коронку зуба, самая твердая ткань организма. На жевательной поверхности ее толщина 1,5 - 1,7 мм. На боковых поверхностях эмаль значительно тоньше и сходит на нет к шейке, к месту соединения с цементом корня. Она на 98% состоит из неорганических веществ. Основными компонентами кристаллов эмали являются кальций и фосфор.

Дентин (dentinum) - составляет основную массу зуба, менее обызвествлен, чем эмаль. В нем содержится 70% неорганических веществ и 30% органических веществ и воды. Основу неорганического вещества составляют фосфат кальция (гидроксиапатит), карбонат кальция и фторид кальция. В дентине имеются канальцы, содержащие окончания чувствительных волокон. Цемент (cementum) - это прослойка ткани, покрывающая корень зуба и состоящая из 68% неорганических и 32% органических веществ. По химическому составу цемент напоминает костную ткань. В отличие от кости цемент не имеет кровеносных сосудов.

Пульпа (pulpa) является самой чувствительной тканью зуба, состоящей из сплетения нервных волокон и кровеносных сосудов. Они проникают в зуб через отверстие, которое имеется на верхушке каждого корня. Воспаление пульпы носит название пульпит.

Между корнем зуба и стенкой лунки имеется щель, в которой располагаются связки, обеспечивающие фиксацию корня и распределяющие жевательное давление, а также большое количество сосудов и нервов. Это щелевидное пространство носит название периодонта. Воспаление периодонта - периодонтит.

Весь комплекс тканей, удерживающих зуб – корень, лунка, периодонт, десна - носит название пародонта. Воспаление пародонта - пародонтит. (Не путать с периодонтитом и пародонтозом!!!).

С химической точки зрения, эмаль зрелого зуба состоит из неорганического (около 95%по весу), органического (1-1,5%) компонента и воды (4%). Органический компонент представлен преимущественно коллагеновыми белками, которые (вместе с другими органическими компонентами – углеводами)образуют органическую матрицу – коллагеновые волокна. Эти и другие белки, кроме каркасной, выполняют защитную и регуляторную функцию в процессе реминерализации. Неорганическим компонентом является фосфат кальция в виде апатита, фтор, хлор».¹

Развитию кариеса в большей степени способствует чрезмерное употребление продуктов, содержащих большое количество углеводов. Это не только сахар и конфеты, но и хлеб, печенье и т.д.

Данный факт можно объяснить тем, что глюкоза C6H12O6, содержащаяся во всех сладостях или образующаяся при гидролизе сахарозы C12H22O11 или крахмала (C6H10O5) n, легко подвергается процессу молочнокислого брожения:

( C6H10O5)n + nH2O ФЕРМЕНТЫ nC6H12O6

К рахмал

C 12H22O11+H2O t◦, Н C6H12O6 + C6H12O6

Сахароза Глюкоза Фруктоза

C 6H12O6 ФЕРМЕНТЫ 2CH3−CHOH−COOH

Глюкоза Молочная кислота

Остатки сладкой пищи преобразовываются в молочную кислоту, которая растворяет зубную эмаль. Так же, как и молочная кислота, эмаль разрушают кислоты, которые содержаться в ягодах и фруктах. Об этом свидетельствует ощущение оскомины после их употребления, что приводит к повышению чувствительности зубов к горячей и холодной пище. Значительный вред эмали наносят фруктовый чай, соки, бальзамический уксус, различные газировки и фрукты, в которых много кислот.

1. 2. История создания зубной пасты

В мире самая древняя формула зубной пасты была обнаружена у египтян. Чтобы создать чистящий порошок, они размельчали ​​каменную соль, мяту, сухие цветы ириса, перец и перемешивали их вместе.

Благодаря исследованиям было обнаружено, что древние египтяне изобрели стоматологическую пасту ещё в 3000–5000 гг. до н. э. Этот крем включал в себя порошкообразный пепел от мирры, копыт волов, пемзы, воды и растертой яичной скорлупы. Несмотря на то, что крем был малоприятным на вкус, он боролся с налетом на зубах и обеспечивал зубам минимальный уровень чистки.

Позднее в Риме и Греции обнаружили больше абразивов, которые успешно добавляли в порошковую смесь: раковины устриц и раздробленные кости, соль, мел, корешки растений и зола. Они лучше очищали зубы от вредных бактерий и налета.

Древние методы чистки зубов доступны были не всем. Богатые люди легко бы могли позволить себе зубной порошок, душистые средства зубной гигиены и жевательные палочки, сделанные из экстракта душистой смолы и коры мастикового дерева. До того как зубная паста приобрела привычный сегодня для нас вид, прошло не одно столетие. Зубная паста была порошком до 1850. В наше время много людей применяют пищевую соду для чистки зубов. Этой практике уже сотни лет.

1. 3. Состав зубных паст

Основные компоненты зубных паст:

1. Абразивные вещества.

2. Детергенты (ПАВ), раньше использовали мыло, сейчас лаурилсульфат натрия, лаурилсаркозинат натрия, от этого компонента зависит пенистость зубной пасты и поверхность соприкасающихся веществ.

3. Разбавители (глицерин, полиэтиленгликоль) - эластичность, вязкость.

4. Связующие вещества (гидроколлоиды, альгинат натрия, крахмал, густые соки, декстран, пектин и т.п.).

5. Различные добавки (БАВ, экстракты растений, соли, отдушки и т.п.).

Несколько слов об основных компонентах, широко используемых в производстве современных паст:

Синтетический гидроксиапатит

Он обладает высокой биосовместимостью, лишен иммуногенной и аллергической активности. Гидроксиапатиты стимулируют рост костной ткани (остеогенез), обеспечивают микрообработку ионами кальция и фосфора костной и зубной тканей, "замуровывая" микротрещины в них. Понижая чувствительность зубов, защищая поверхностные участки эмали, он еще и обладает противовоспалительными свойствами, адсорбируя микробные тельца и препятствуя развитию гнойно-воспалительных процессов.

Триклозан

Главные причины успешного применения:

• Высокая эффективность, даже в очень низких концентрациях.

• Немедленный и длительный эффект в борьбе со всеми видами бактерий.

• Безопасность для человека и окружающей среды.

• Крайне низкая аллергичность, нетоксичность.

• Действует на антибиотико-резистентные бактерии.

• Способствует предотвращению пародонтитов, гингивитов, препятствует возникновению воспалительных процессов слизистой оболочки полости рта.

• Снижает образование зубного налета и зубного камня.

Карбамид

Оказывает нейтрализующее действие на кислоту, главным образом на молочную, вырабатываемую бактериями зубного налета путем ферментации углеводов, содержащихся в пищевых продуктах и напитках.

Бактериями вырабатываются, хотя и в гораздо меньшей степени, и другие кислоты, такие как уксусная, пропионовая и масляная. Выработка кислот приводит к снижению показателя рН зубного налета. Процесс деминерализации зубной эмали начинается при снижении рН меньше 5,5. Чем длительнее период такой деминерализации, тем выше опасность _возникновения кариеса. Может пройти 40 минут, прежде чем критический уровень рН 5,5 восстановится вновь, и процесс реминерализации.

Проникая в зубной налет, карбамид расщепляется бактериями с использованием фермента уреазы на СО2 и NH3.Поскольку NH3 имеет щелочную реакцию, он сразу же нейтрализует кислоту.

Абразив

В 20-х годах нашего столетия начинаются поиски замены мелу как зубному абразиву (до сих пор в некоторых пастах в качестве абразива используется мел с пониженным содержанием окислов Al, Fe и микроэлементами, но с повышенной стирающей способностью). Поиски эти привели к использованию диоксида кремния, хорошо совместимого с соединениями фтора и другими активными компонентами, обладающего контролируемой абразивностью, позволяющей создавать пасты с широким диапазоном заданных свойств. И, наконец, оптимальный показатель рН=7.

Абразивность диоксида кремния может варьировать в десятки и сотни раз, поэтому диоксид кремния может входить в состав любой зубной пасты.

Другой, казалось бы, неактивный компонент — пенообразователь. Раньше считалось, то для обеспечения качественной очистки зубная паста должна сильно пениться. Пенящиеся вещества способствуют лучшему растворению и вымыванию зубного налета и пищевых остатков (ведь есть разница, как мыть руки, с мылом или без?). Но кроме грязи могут вымываться и полезные добавки самой зубной пасты (эфирные масла, экстракты растений). Кроме того, обильная пена приводит к пересушиванию и как следствие к шелушению, покраснению слизистой оболочки.

1.4. Классификация зубных паст

Существует классификация, разработанная профессором и доктором медицинских наук в области стоматологии С.Б. Улитовским.

Усовершенствованная классификация С.Б.Улитовского:

1.5. Что же такое фтор, и какое оказывает влияние?

Фтор – минеральное вещество природного происхождения, относящееся к группе галогенов. При нормальных условиях он представляет собой двухатомный газ. Небольшое содержание фтора содержится в некоторых пищевых продуктах и питьевой воде. Фтор содержится в таких продуктах как: вода, чай, грецкие орехи, морская рыба, лук, чеснок, фрукты и многое другое.

Фторид – ион фтора. Фториды это соединения органического, неорганического характера, содержащие фтор. Соединения фтора по строению напоминает минералы, из которых построены зубы и кости человека. Попадая в организм, фториды накапливаются в поверхностных слоях тканей, которые контактируют с циркулирующими жидкостями – в первую очередь это поверхность наших зубов. Несмотря на свое природное происхождение, такие соединения являются токсичными. Для смертельной дозы достаточно 2-5 граммов фторида. В зубной пасте содержится такое количество фтора, которого будет достаточно, что бы нанести серьезный вред детскому здоровью, в случае использования сразу целого тюбика. Состав зубной пасты содержит высокую концентрацию вещества по сравнению с его количеством в природе. Фтор крайне необходим нашему организму. Он участвует в формировании костного скелета; нормализует рост волос; укрепляет состояние ногтевой пластины; принимает активное участие в большинстве биохимических реакций; стимулирует кровообращение; укрепляет иммунную систему организма; отвечает за выведение солей металлов из организма; предупреждается остеопороз; подавляет активность патогенной микрофлоры; оказывает профилактику от пародонтоза и кариеса. Фтор помогает поддерживать в отличном состоянии, как зубную эмаль, так и кости. Он накапливается в костной ткани с самого рождения, оказывая укрепляющее воздействие и принимая участие в жизненно важных процессах жизнедеятельности. Однако избыток данного химического элемента легко может спровоцировать негативную реакцию организма. Серьезные осложнения: сильная деформация костной ткани; нарушения в работе щитовидной и паращитовидной желез; неустойчивость нервной системы; нарушение обменных процессов; изменение цвета эмали. Переизбыток фторидов является одной из главных причин онкологических заболеваний. Их доза в пределах двух грамм может вызвать сильнейшее отравление, а если ее превысить до пяти грамм, то это приведет к летальному исходу. Произойти это может вследствие регулярного заглатывания фторсодержащих продуктов.

ФЛЮОРОЗ ЗУБОВ

Флюороз - заболевание, обусловленное избыточным поступлением фтора в организм. Одним из признаков фтористой интоксикации является флюороз зубов. Он проявляется нарушением минерализации зубов, вызванным воздействием чрезмерного количества фтора в период их развития.

Поражаются и молочные, и постоянные зубы, однако флюороз в постоянном прикусе наблюдается чаще. Фтор попадает в организм человека из воды и пиши через желудочно-кишечный тракт, адсорбируется из воздуха легкими, кожей и слизистыми оболочками. Всасывается в желудке, удаляется почками. Накапливается фтор в основном в костях и производных энтодермы.

Ионы фтора присутствуют и в жидкой среде, окружающей кристалл минерального вещества зуба. Фториды содержатся в слюне, десневой жидкости, зубной бляшке. При флюорозе пятна бывают как белые, так и жёлтые и коричневые одновременно. Кариес проступает в виде однотонного пятна. Флюороз может возникать на любой части зубного ряда, а кариес - как правило на межзубных участках и жевательных зубах.

Как определить содержание фтора в организме

Можно сдать анализ сыворотки крови для определения уровня фтора в организме. Такую процедуру могут предоставлять не все клиники, из-за сложности её проведения: сложно точно определить уровень фтора, при малейшем отступлении условий исследования или хранения биоматериала показания могут изменяться. Анализ на определение уровня фтора в крови стоит дороже других.

Флюороз — не единственный исход превышения фтора в воде. На зубах признаки наиболее выраженные, но этот элемент приводит и к другим изменениям: истощению организма, к разрушению печени, заболеваниям щитовидной железы. Таким образом, проблема намного серьезнее, чем «некрасивая улыбка».

Этиология

Флюороз зубов развивается при избыточном поступлении фтора в организм, в основном с водой. Оптимальным для умеренного климата считается концентрация фтора в питьевой воде 1 мг/л, эта концентрация способствует профилактике кариеса и не создает угрозы флюороза. По данным Г.Д.Овруцкого, при концентрации фтора в питьевой воде 0,8-1,2 мг/л флюорозом страдает 10- 12% населения, 1.2-1,5 мг/л - 20-30%, 1,5-1,8 мг/л - 40%, свыше 2,5 мг/л - более 50% населения. На тяжесть проявления флюороза, помимо концентрации фторидов в пище, оказывает влияние ряд других факторов: состояние здоровья, в частности поражение почек, ЦНС, недостаточность паращитовидных желез, характер питания (высококислотные диеты ингибируют выделение фторидов почками). Устойчивость организма к фтористой интоксикации зависит от индивидуальной чувствительности, неспецифической резистентности, физиологических данных (вес, пол) и т.д.

В последнее время в ряде стран Европы, США и в 21 регионе России остро встала проблема ятрогенного флюороза. Фторирование воды, фтористые добавки в пищевые продукты, зубные пасты, содержащие фториды, и комбинации этих факторов являются причиной роста распространенности легких форм флюороза в этих странах.

Профилактика

Учитывая, что фториды оказывают влияние в период закладки и минерализации зубов, основной объем индивидуальных профилактических мероприятий должен приходиться на этот период. С момента рождения ребенка, проживающего в эпидемическом очаге, следует избегать искусственного вскармливания, заменять воду из местных источников привозной, соками и молоком. Необходим прием кальцийсодержащих препаратов в возрастной дозировке и периодический вывоз детей из эпидемического очага. Главная причина превышения фтора в организме — вода. Следует учитывать, что применение бытовых фильтров, замораживание и кипячение воды концентрацию фторидов в воде не снижают.

Снижение концентрации фторидов в воде может быть достигнуто путем смешения водоисточников, что относится к коллективным методам профилактики флюороза.

Таким образом, в нужном количестве фтор приносит огромную пользу зубам. Его основные преимущества заключаются в следующем:

• Повышает устойчивость эмали к воздействию различных кислот

• Препятствует образованию молочной кислоты в ротовой полости

• Укрепляет кристаллическую поверхность зубной эмали

• Защищает от возникновения зубного камня

• Способствует формированию защитной пленки на поверхности эмали

Глава 2. Практическая часть

Было изучено влияние превышения фтора на эмаль зубов на примере яичной скорлупы.

Предметом для проведения эксперимента послужило изучение литературы по данному вопросу, указывающей на аналогичный состав яичной скорлупы и зубной эмали, а также их схожие химические свойства.

2.1. Характеристика объектов исследования

Для анализа состава и свойств использовали марки следующих зубных паст: «Образец №1», «Образец №2», «Образец №3», «Образец №4».

2.2. Исследование состава зубных паст

Состав зубных паст анализировали путем изучения информации, указанной на упаковках ЗП «Образец №1», «Образец №3», «Образец №4» в составе не содержат фтор. «Образец №2» содержит 0,145% F^- (1450 ppm).

2.3. Исследование защитного действия зубных паст

Моделировали влияние избытка фтора на защищённую и незащищённую яичную скорлупу.

Методика исследования:

Покрыли 4 яйца образцами зубных паст + одно контрольное яйцо (необработанное), приготовили 20% раствор фторида натрия и лития, раствор фторида лития налили в стаканы № 1,2,3; раствор фторида натрия – № 4,5. Для более высокой концентрации к растворам добавили кремнефтористоводородную кислоту (H2SiF6). Оставили яйца на сутки.

2.4. Результаты эксперимента:

Визуальное определение интенсивности окраски скорлупы показало, что через сутки после погружения в растворы фторидов натрия и лития, скорлупа приобрела серые пятна. Серые пятна появились у яйца, обработанного зубной пастой «Образец №2» и необработанного образца. Исключение составили зубные пасты «Образец №3», «Образец №1» и «Образец №4», которые защитили скорлупу от воздействия фторидов.

Заключение

О красивых и здоровых зубах мечтают все. Каждый человек заботится о зубах и дёснах в меру своих возможностей и знаний.

Каждому необходимо быть достаточно просвещённым в вопросах личной гигиены, как правило, предметы и средства ухода за своим здоровьем мы выбираем самостоятельно. Важно обращать внимание на состав продуктов не только при выборе средств ухода за полостью рта, но и при выборе средств гигиены. Помните, что мы выбираем для себя лекарство. Прежде всего, это напрямую связано с зубной пастой, ведь неправильный её выбор может создать новые проблемы со здоровьем. Именно поэтому зубную пасту и щетку поможет подобрать Вам врач-стоматолог. Красивая улыбка – это важная составляющая часть здоровья и уверенности в себе. Пользуйтесь самыми простыми правилами гигиены зубов: посещайте стоматолога 1 раз в полгода, чистите зубы утром и вечером, используйте ирригатор, полощите рот после каждого приема пищи и пользуйтесь зубной нитью. Здоровье Вашей улыбки в Ваших руках!

Список литературы:

1. Артеменко А.И. Органическая химия, Л. : Химия, 2002. – 317 с.

2. Борисенко А.В. Кариес зубов, М.: Медицина, 2000. – 269 с.

3. Дмитриева Л.А. Терапевтическая стоматология, М.: МЕДпресс-информ, 2003. – 896 с.

4. Николаев А.Я. Биологическая химия, М.: Мир, 2004. – 565 с.

5. Улитовский С.Б. Средства индивидуальной гигиены рта: учебник для последиплом. образования: для непрерывного мед. образования (НМО) врачей-стоматологов, М.: Спец. изд-во мед. кн., 2018. - 200с.

6. Третьякова Ю.Д. Неорганическая химия, М.: Просвещение 2007. – 283 с.

7. С. В. Чуйкин, Е.Ш. Мухамето-ва, Г.Г. Акатьева, С.В. Аверьянов, Л.Р. Мухаметова. Морфология временных и постоянных зубов. Методы обследования детей у стоматолога: учебное пособие. Уфа: ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», 2011. –144с.

8. Ярыгин В.Н., Биология, М.: Просвещение, 2007. – 334 с.

С. В. Чуйкин, Е.Ш. Мухамето-ва, Г.Г. Акатьева, С.В. Аверьянов, Л.Р. Мухаметова. Морфология временных и постоянных зубов. Методы обследования детей у стоматолога: учебное пособие. Уфа: ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет Росздрава», 2011. –144с.

Приложение 1

Условные обозначения:

1 – «Образец №1»

2 – «Образец №2»

3– «Образец №3»

4 – «Образец №4»

5 – необработанный образец