应用氟化物防龋，无疑是口腔预防医学史上最成功的保健措施之一。目前，虽然氟化物防龋的有效性已经得到充分肯定，但其具体机制有待进一步明确。
图源：google.com
科学家在首次确认氟的防龋作用时，发现该作用与饮水中的天然氟含量有关。因此，过去人们普遍认为氟是通过全身途径防龋的，即氟必须在牙齿发育过程中与牙釉质结合，才能使牙釉质形成不易被酸溶解的结构。因此，应用氟化物防龋的首要方法是饮水氟化——向公共供水系统补充一定水平的氟化物。
然而近期的研究结果却表明，氟化物的局部防龋作用更有意义。科学家们是如何发现和证实这一结论的？这一途径的防龋作用又是如何实现的？
氟化物的局部防龋作用更重要
有研究人员将5～14岁的儿童分为两组，并让他们分别用氟化物含片和氟化物糖衣药丸防龋，结果发现含片组发生龋齿的情况较药丸组少。研究人员因此得出结论，龋齿减少是氟化物作用于牙齿外表面的结果。该研究也证实，氟化物主要是在牙齿萌出后发挥防龋作用。
另有研究人员把人牙釉质（约含10%氟磷灰石）和鲨鱼牙釉质（几乎为纯氟磷灰石）放入一个可移动的器具中，并用正畸带环覆盖这些牙釉质，以促进牙菌斑形成。显微放射照相分析结果显示，两种牙釉质均有龋损形成，而以漱口液的形式补充氟化物可抑制人牙釉质病变的发展。该结果表明，牙釉质结构中的氟化物在防龋方面意义不大，而溶液中的氟化物对人牙釉质保护作用更强。
人牙釉质表面（图源：cn.bing.com）
一项随机双盲纵向研究也发现，出生前的补氟措施对5岁以下儿童并没有明显的防龋效果。
上述研究均证实，氟化物在牙齿萌出后发挥局部防龋作用意义更大，但这并不意味可以完全否定氟化物的全身防龋作用。近期研究也发现，牙齿萌出前饮用氟化水确实可以起到防龋作用，与仅在牙齿萌出后到15岁之间饮用氟化水相比，牙齿萌出前饮用氟化水对第一磨牙所有牙面（尤其是存在窝沟点隙的咬合面）的防龋效果更明显。
氟化物发挥局部防龋作用的具体机制
1 抑制牙釉质脱矿
研究发现，含低浓度氟化物（接近1 ppm）的溶液即可减少甚至抑制牙釉质脱矿。
如果牙釉质晶体周围环境中存在氟化物，这些氟化物就会被强烈吸附到牙釉质表面，使其中的羟磷灰石（牙釉质中无机物的主要形式）变为氟磷灰石（羟磷灰石结构中的OH－被F－完全取代的产物），从而有效防止牙釉质表面被酸溶解。虽然与氟磷灰石混合时羟磷灰石溶解度不会发生改变，但表面覆盖有氟磷灰石层时其溶解度却会有所降低，大致与氟磷灰石相同。当牙釉质表面被已吸附的氟化物全部覆盖时，牙釉质就不会因为细菌产酸引起pH值下降而发生溶解。
羟磷灰石（图源：cn.bing.com）
牙釉质周围环境中的氟化物与已吸附到晶体表面的氟化物同样重要。其浓度越高，它吸附到晶体表面并保护晶体的可能性就越大。
因此，要干预龋齿形成，氟化物必须持续存在于口腔环境中，即使氟化物浓度低于1 ppm也可抑制牙釉质脱矿。频繁、低剂量地应用氟化物比一年几次的高剂量应用更有效。
2 促进牙釉质再矿化
牙菌斑细菌产生的酸可穿透牙菌斑并扩散到牙釉质中，且可在任何敏感部位溶解其中的矿物质（钙、磷酸盐和氟化物）。这些矿物质从牙齿扩散到口腔环境中即为脱矿；而如果它们被重新吸收到牙齿中，使受损的晶体获得重建，即为再矿化。氟在再矿化过程中的作用相当复杂。
氟化物可抑制晶体表面的矿物质流失，并可增强钙、磷的再矿化，使晶体更耐酸。在羟磷灰石溶解过程中，溶液中的微量氟就会使氟羟磷灰石（羟磷灰石结构中的OH－被F－部分取代的产物）的浓度高度过饱和，从而加快再矿化进程。氟化物会吸附到部分脱矿的晶体表面，并吸引钙离子。被酸软化的牙釉质可通过氟化过程重新硬化，从而获得对酸蚀的继发性抵抗力，即所谓的“获得性耐酸力”，使牙釉质更易再矿化并更耐脱矿。
低水平氟离子以形成氟磷灰石样涂层的方式
构建更耐酸的氟羟磷灰石（图源：cn.bing.com）
3氟化物的抗菌作用
目前的证据显示，氟化物可对细菌细胞产生直接和间接作用，其中一些作用对牙菌斑中的产酸菌影响较大。氟化物能够单独或通过与金属结合的方式抑制细胞酶，也能够以氢氟酸（HF）的形式增强细胞膜的质子通透性，从而对口腔细菌产生作用。
氟化物可进入致龋菌细胞并以HF形式在其中扩散，从而发挥抗菌作用。当细胞外pH值较低时，越来越多的HF就会形成并扩散到细胞中。而HF一旦进入细胞内，就会因为细胞内pH值较高而分解成H+和F－。HF持续扩散和解离可导致细胞内氟的积累和细胞质的酸化，其结果是质子梯度和酶活性均有所降低。目前的资料表明，细胞内的F－可干扰糖酵解酶类（如烯醇化酶）的活性和H+/ATP酶。后者通过消耗ATP，以质子从细胞内流出的方式参与形成质子梯度。因此，F－可有效地抑制口腔产酸菌对碳水化合物的代谢。
然而，许多研究者更倾向于认为氟化物在细菌代谢活动中的作用可以忽略不计，理由有三点：①只有高浓度的氟化物才有抗菌效果，氟化地区个体变形链球菌数量与非氟化地区并无差异；②牙膏的广泛使用虽然可导致患龋率下降，却并未造成变形链球菌数量减少。含氟牙膏（1500 ppm）仅为牙菌斑和唾液提供了较低水平的氟化物，不足以产生显著的抗菌作用。此外，这种作用还与氟浓度和相关抗菌成分有关，如氟化物的反离子（胺、亚锡）、防腐剂、表面活性剂或专门为此添加的抗菌剂（锌盐、三氯生、精油提取物等）；③虽然单次使用高浓度的专业外用氟化物确实会暂时降低牙菌斑产酸的能力，然而这一作用在控制龋齿方面几乎没有临床意义。
参考文献
1 Rošin-Grget K, Peroš K, Sutej I, et al. The cariostatic mechanisms of fluoride[J]. Acta Med Acad, 2013, 42(2): 179-188.
本文仅代表作者观点
媒体转载授权请联系
kpsbsh2017@163.com
征稿启事
稿件一经采用，将奉上稿酬。
投稿邮箱：
kpsbsh2017@163.com
中国科学探索中心
崇尚科学 反伪破迷