Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. (Czech Dental Journal) 2012; 112(3): 77-87 | DOI: 10.51479/cspzl.2012.013

Vliv vybraných kyselých potravin a nápojů na mechanické vlastnosti skloviny lidských extrahovaných zubů a jejich role ve vzniku zubních erozí

J. Morozova1,*, Z. Zapletalová1, R. Čtvrtlík2, V. Ranc3
1 Klinika zubního lékařství, LF UP a FN, Olomouc
2 Regionální centrum pokročilých technologií a materiálů, Společná laboratoř optiky UP a Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, PřF UP Olomouc
3 Katedra analytické chemie, PřF UP, Olomouc

Úvod: V posledních dvaceti letech můžeme v moderní společnosti pozorovat podstatný nárůst konzumace ovocných džusů a perlivých nealkoholických nápojů, tzv. soft drinků. Většina z nich obsahuje vedle vody a různých přísad kyselinu citronovou, fosforečnou a uhličitou. Hodnota pH těchto nápojů je obvykle nižší než 4,0. Pokud jsou tvrdé zubní tkáně často vystaveny působení těchto vnějších kyselin, dochází ke změkčení povrchu zubu a vzniku nevratného erozivního poškození skloviny.

Cíl: Cílem naší in vitro studie bylo zjistit změny základních mechanických vlastností skloviny lidských extrahovaných molárů (mikrotvrdosti a modulu elasticity) vystavených účinkům vybraných nápojů typu soft drink (Kofola, Coca-Cola), pomerančového džusu a bílého jogurtu.

Materiál a metody: Ze zdravých vestibulárních a orálních plošek čerstvě extrahovaných lidských molárů jsme připravili 40 sklovinných vzorků velikosti asi 5x3x1,5 mm. Na začátku experimentu jsme změřili pomocí nanoindentace (NanoTest NT 600, Micromaterials, Velká Británie) mikrotvrdost a modul elasticity skloviny. Zároveň byla mikroskopem atomárních sil (AFM) zachycena povrchová topografie sklovinných vzorků. Získané údaje sloužily jako kontrola. Poté byly sklovinné vzorky náhodně rozděleny do čtyř skupin. Vzorky první skupiny byly ponořeny do nápoje Kofola (Kofola, a. s., Krnov, Česká republika), vzorky druhé skupiny do nápoje Coca-Cola (Coca-Cola HBC, Česká republika), vzorky třetí skupiny do pomerančového džusu Hello (Nivnice, Česká republika) a vzorky čtvrté skupiny do bílého jogurtu Klasik (OLMA, Česká republika), a to na dobu pěti minut při pokojové teplotě. U každého testovaného nápoje a jogurtu bylo zjištěno jejich pH a titrovatelná acidita. Následně byly vzorky opláchnuty destilovanou vodou a osušeny. S pomocí nanoindentoru byla opět u všech vzorků změřena mikrotvrdost a modul elasticity. Mikroskopem atomárních sil byl zachycen aktuální obraz povrchu vzorků. Získané výsledky se statisticky zpracovaly (párový Studentův t-test) a porovnaly se s výsledky měření před expozicí kyselým nápojům a jogurtu.

Výsledky: Největší redukce mikrotvrdosti skloviny byla pozorována u vzorků vystavených působení Coca-Coly (43,6 ± 14,4 %) a pomerančového džusu (41,7 ± 3,4 %). Největší pokles modulu elasticity skloviny byl pozorován u skupiny vzorků ponořených do pomerančového džusu (15,7 ± 4,7 %) a Kofoly (14,9 ± 9,0 %). Vliv jogurtu na mechanické vlastnosti zubní skloviny nebyl statisticky signifikantní (p > 0,05).

Závěr: Výsledky našeho experimentu prokázaly podstatné snížení hodnot mechanických vlastností zubní skloviny vzorků vystavených působení vybraných kyselých nápojů. Jogurt, přestože má kyselé pH, nevyvolal díky obsahu minerálních látek výrazné změny mechanických vlastností skloviny.

Klíčová slova: zubní eroze; dietární kyseliny; mikrotvrdost; modul elasticity; nanoindentace; mikroskopie atomárních sil

Effect of Selected Acidic Foodstuffs and Beverages on Enamel Mechanical Properties of Human Extracted Teeth and their Role in Dental Erosion Origin

Introduction: In the last twenty years we can observe in modern society significant increase of fruit juices and carbonated soft drinks consumption. The most of them besides water and different additives contain citric, phosphoric and carbonic acids. The pH of these beverages is usually lower than 4.0. Frequent exposure of hard dental tissues to dietary acids leads to surface softening and irreversible erosive wear.

Aim: The aim of our in vitro study was to determine the changes of enamel microhardness and elastic modulus of human extracted molars immersed into selected soft drinks (Kofola, Coca-Cola), orange juice and white yoghurt.

Materials and Methods: 40 enamel samples (5x3x1.5 mm) were prepared from intact vestibular and oral surfaces of freshly extracted human molars. At the beginning of the experiment microhardness and elastic modulus were measured by nanoindentation (NanoTest NT 600, Micromaterials, Great Britain). Surface topography of enamel samples was studied by atomic force microscopy. Received data were used as control. After that the enamel samples were randomly divided into 4 groups. The samples of the 1st group were immersed to soft drink Kofola (Kofola JSC, Krnov, Czech Republic), the samples of the 2nd group to Coca-Cola (Coca-Cola HBC, Czech Republic), the samples of the 3rd group were exposed to orange juice Hello (Nivnice, Czech Republic), the samples of the 4th group to white yoghurt Klasik (OLMA, Czech Republic). The time of exposure was 5 minutes. Yoghurt and drinks had room temperature. The pH and titratable acidity of every beverage and yoghurt were determined. After immersion the samples were rinsed with distilled water and dried up. After that microhardness and elastic modulus were measured. Surface topography of the samples was studied again. Received data were statistically worked up (paired Student's t-test) and compared with initial data before exposure to acidic drinks and yoghurt.

Results: The most distinguished reduction of enamel microhardness was observed among samples exposed to Coca-Cola (43.6 ± 14.4%) and orange juice (41.7 ± 3.4%). The most distinguished decrease of elastic modulus was observed among samples immersed to orange juice (15.7 ± 4.7%) and Kofola (14.9 ± 9.0%). The influence of yoghurt on enamel mechanical properties was insignificant (p > 0.05).

Conclusions: The results of our experiment prooved significant reduction of enamel mechanical properties after their exposure to acidic beverages. Despite of acidic pH, yoghurt did not cause significant changes of enamel mechanical properties due to its mineral components.

Keywords: dental erosion; diet acids; microhardness; elastic modulus; nanoindentation; atomic force microscopy

Zveřejněno: 1. září 2012  Zobrazit citaci

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Morozova J, Zapletalová Z, Čtvrtlík R, Ranc V. Vliv vybraných kyselých potravin a nápojů na mechanické vlastnosti skloviny lidských extrahovaných zubů a jejich role ve vzniku zubních erozí. Čes. stomatol. Prakt. zub. lék. 2012;112(3):77-87. doi: 10.51479/cspzl.2012.013.
Sdílet...
Stáhnout citaci
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Zobrazit celý článek

    Reference

    1. Attin, T.: Methods for assessment of dental erosion. In Lussi, A., Addy, M., Angmar-Mansson, B., et al.: Dental erosion from diagnosis to therapy, Basel, Karger, 2006, s. 155, 164. Přejít k původnímu zdroji...
    2. Barbour, M. E., Finke, M., Parker, D. M., Hughes, J. A., Allen, G. C., Addy, M.: The relationship between enamel softening and erosion caused by soft drinks at a range of temperatures. J. Dent., roč. 34, 2006, č. 3, s. 207-213. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    3. Bartlett, D. W., Shah, P.: A critical review of non-carious cervical (wear) lesions and the role of abfraction, erosion and abrasion. J. Dent. Res., roč. 85, 2006, č. 4, s. 306-312. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    4. Borjian, A., Ferrari, C. C. F., Anouf, A., Touyz, L. Z. G.: Pop-Cola acids and tooth erosions: an in vitro, in vivo, electron-microscopic, and clinical report [cit. 2011-07-05]. Dostupný z http://www.hindawi.com/journals/ijd/2010/957842/
    5. Čečetková, A., Ondrašovičová, J., Petrášová, A.: Získané zmeny tvrdých zubných tkanív I. Erózia. Stomatológ, roč. 2, 2007, č. 17, s. 28-31.
    6. Davis, R. E., Marshall, T. A., Qian, F., Warren, J. J., Wefel, J. S.: In vitro protection against dental erosion afforded by commercially available, calcium-fortified 100 percent juices. J. Am. Dent. Assoc., roč. 138, 2007, č. 12, s. 1593-1598. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    7. Edwards, M., Creanor, S. L., Foye, R. H., Gilmour, W. H.: Buffering capacities of soft drinks: the potential influence of dental erosion. J. Oral Rehabil., roč. 26, 1999, č. 12, s. 923-927. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    8. Eisenburger, M., Addy, M.: Influence of liquid temperature and flow rate on enamel erosion and surface softening. J. Oral Rehabil., roč. 30, 2003, č. 11, s. 1076-1080. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    9. Featherstone, J. D. B., Lussi, A.: Understanding the chemistry of dental erosion. In Lussi, A., Addy, M., Angmar-Mansson, B., et al.: Dental erosion from diagnosis to therapy, Basel, Karger, 2006, s. 68. Přejít k původnímu zdroji...
    10. Hara, A. T., Ando, M., Gonzalez-Cabezas, C., Cury, J. A., Serra, M. C., Zero, D. T.: Protective effect of the dental pellicle against erosive challenges in situ. J. Dent. Res., roč. 85, 2006, č. 7, s. 612-616. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    11. Hara, A. T., Zero, D. T.: Biological factors. In Lussi, A., Addy, M., Angmar-Mansson, B., et al.: Dental erosion from diagnosis to therapy, Basel, Karger, 2006, s. 89, 91, 95.
    12. Hooper, S. M., Newcombe, R. G., Faller, R., Eversole, S., Addy, M., West, N. X.: The protective effects of toothpaste against erosion by orange juice: studies in situ and in vitro. J. Dent., roč. 35, 2007, č. 6, s. 476-481. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    13. Hughes, J. A., Jandt, K. D., Baker, N., Parker, D., Newcombe, R. G., Eisenburger, M., Addy, M.: Further modification to soft drinks to minimise erosion. Caries Res., roč. 36, 2002, č. 1, s. 70-74. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    14. Ivančaková, R.: Problematika erozí zubů u dětí. LKS, roč. 13, 2003, č. 6, s. 11-13.
    15. Jain, P., Nihill, P., Sobkowski, J., Agustin, M. Z.: Commercial soft drinks: pH and in vitro dissolution of enamel. Gen. Dent., roč. 55, 2007, č. 2, s. 150-154.
    16. Larsen, M. J., Nyvad, B.: Enamel erosion by some soft drinks and orange juices relative to their pH, buffering effect and contents of calcium phosphate. Caries Res., roč. 33, 1999, č. 1, s. 81-87. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    17. Lukáčová, I.: Nutriční aspekty zubního zdraví. Bakalářská práce. Lékařská fakulta, Masarykova univerzita v Brně, 2007, s. 54-57 [citace 2011-07-07]. Dostupný z http://is.muni.cz/th/142428/lf_b/Irena_Lukacova.pdf
    18. Lussi, A, Jaeggi, T.: Chemical factors. In Lussi, A., Addy, M., Angmar-Mansson, B., et al.: Dental erosion from diagnosis to therapy, Basel, Karger, 2006, s. 78, 81. Přejít k původnímu zdroji...
    19. Lussi, A., Jaeggi, T., Zero, D.: The role of diet in the etiology of dental erosion. Caries Res., roč. 38, 2004, suplement 1, s. 34-44. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    20. Lussi, A., Kohler, N., Zero, D., Schaffner, M., Megert. B.: A comparison of the erosive potential of different beverages in primary and permanent teeth using an in vitro model. Eur. J. Oral Sci., roč. 108, 2000, č. 2, s. 110-114. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    21. Lussi, A.: Erosion tooth wear. Workshop. Bern, April, 2010.
    22. Lussi, A.: Erosive tooth wear - a multifactorial condition of growing concern and increasing knowledge. In Lussi, A., Addy, M., Angmar-Mansson, B., et al.: Dental erosion from diagnosis to therapy, Basel, Karger, 2006, s. 2. Přejít k původnímu zdroji...
    23. Machado, C., Lacefield, W., Catledge, A.: Human enamel nanohardness, elastic modulus and surface integrity after beverage contact. Braz. Dent. J., roč. 19, 2008, č. 1, s. 68-72. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    24. Oliver, W. C., Pharr, G. M.: An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. J. Mater. Res., 1992, č. 7, s. 1564-1583. Přejít k původnímu zdroji...
    25. Ren, Y.-F., Amin, A., Malmstrom, H.: Effects of tooth whitening and orange juice on surface properties of dental enamel. J. Dent., roč. 37, 2009, č. 6, s. 424-431. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    26. Smales, R. G., Kaidonis, J. A., Dawes, C.: Tooth structure, saliva and critical pH. In Yip, K. H. K., Smales, R. G., Kaidonis, J. A.: Tootherosion: prevention and treatment, New Delhi, Jaypee Brothers Medical Publishers ltd, 2006, s. 12, 15, 19-21.
    27. Tahmassebi, J. F., Duggal, M. S., Malik-Kotru, G., Curzon, M. E. J.: Soft drinks and dental health: a review of the current literature. J. Dent., roč. 34, 2006, č. 1, s. 2-11. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    28. Touyz, L. Y. G., Mehio, A.: Dental ravages from acidulated soft drinks. J. Aesth. Implant Dentistry, roč. 8, 2006, č. 3, s. 20-33.
    29. West, N. X., Hughes, J. A., Parker, D. M., Newcombe, R. G., Addy, M.: Development and evaluation of a low erosive blackcurrant juice drink in vitro and in situ. 2. Comparison with a conventional blackcurrant juice drink and orange juice. J. Dent., roč. 27, 1999, č. 5, s. 341-344. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    30. West, N. X., Hughes, J. A., Addy, M.: Erosion of dentine and enamel in vitro by dietary acids: the effect of temperature, acid character, concentration and exposure time. J. Oral Rehabil., roč. 27, 2000, č. 10, s. 875-880. Přejít k původnímu zdroji... Přejít na PubMed...
    31. www.elearningerosion.com

    Tento článek je publikován v režimu tzv. otevřeného přístupu k vědeckým informacím (Open Access), který je distribuován pod licencí Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0), která umožňuje nekomerční distribuci, reprodukci a změny, pokud je původní dílo řádně ocitováno. Není povolena distribuce, reprodukce nebo změna, která není v souladu s podmínkami této licence.


    Zpět na obsah