3.2 Przebarwienia
Obecnie płyny do płukania jamy ustnej, pasty do zębów, stomatologiczne środki profilaktyczne zawierające fluor oraz środki wybielające są popularne w celach estetycznych oraz zapobiegania powstawaniu płytki nazębnej i ubytków. Zazwyczaj pacjenci ortodontyczni kierowani są do stomatologów ogólnych na zabiegi fluorkowe raz na 6 miesięcy w trakcie trwania mechanoterapii ortodontycznej. Wśród różnych zabiegów wybielających przebarwione zęby popularny jest wybielacz na noc (zwykle na 8 godzin) zawierający 10% nadtlenek karbamidu. Aby osiągnąć zadowalający efekt, zabieg ten należy powtarzać przez dwa kolejne tygodnie. Korozyjne działanie tych środków (zwykle zawierających fluorki i nadtlenek wodoru) na dentystyczne materiały metaliczne nie zostało dobrze udokumentowane, chociaż odnotowano zmniejszenie odporności tytanu na korozję w roztworach zawierających fluorki.
Zastosowanie tytanu w stomatologii stale rośnie ze względu na jego liczne zalety biokompatybilności i zalety mechaniczne. W ortodoncji, tytan jest cenny w leczeniu pacjentów z alergią na nikiel i inne specyficzne substancje. Adell i wsp. poznali zalety tytanu i reakcję organizmu na jego działanie podczas pracy nad stałymi uzupełnieniami protetycznymi zębów. Ze względu na zalety biologiczne i doskonałą odporność na korozję, badania i dowody kliniczne przemawiają za stosowaniem w organizmie niestopowego tytanu i jego stopów, które konsekwentnie pozostają pierwszym wyborem dla implantów zarówno w zastosowaniach medycznych, jak i stomatologicznych.
Tak doskonała odporność na korozję materiałów Ti może być zagrożona, gdy mają one kontakt z substancjami zawierającymi fluor. Badanie in vivo przeprowadzone przez Harzer at el. wykazało, że zamki ortodontyczne wykonane z tytanu wykazują większą akumulację płytki nazębnej i większe przebarwienia niż zamki ze stali nierdzewnej. Spekulowano, że jest to spowodowane morfologiczną zmianą warstw powierzchniowych. Kiedy powierzchnia staje się bardziej szorstka z większymi nierównościami, zewnętrzna powierzchnia staje się bardziej matowa i przebarwiona. Niemniej jednak, badania wykazały, że w środowisku fluorowanym (szczególnie w roztworach fluorowanych kwasem), tytan ulega degradacji. Watanabe i Watanabe stwierdzili, że tytanowe aparaty ortodontyczne o wysokiej zawartości tytanu (takie jak niestopowy CpTi – komercyjnie czysty tytan) wykazują również mniejszą odporność na matowienie, zwłaszcza gdy są zanurzone w zakwaszonym roztworze fluorku fosforanu (APF).
Zęby, które były narażone na długotrwałe używanie kawy i/lub papierosów są zwykle przebarwione. Wirusowe wybielanie takich zębów odzwierciedla rosnące dążenie pacjentów do osiągnięcia optymalnego wyglądu estetycznego. Wewnętrzne przebarwienia spowodowane np. paleniem tytoniu, niedoskonałością zębiny (dentino-genesis imperfecta) lub fluorozą mogą zostać usunięte. Środki dotleniające, takie jak nadtlenek karbamidu lub nadtlenek wodoru H2O2 są skutecznie stosowane do celów wybielania. Nadtlenek karbamidu jest używany jako nośnik do transportu H2O2. Po pierwsze, karbamid reaguje z kwasem moczowym, amoniakiem i H2O2. Następnie, w drugim etapie, H2O2 reaguje z H2O i O, który zabiera elektrony z substancji do wybielania. Na skuteczność wybielania ma wpływ czas aplikacji i stężenie skutecznego środka. Takie zastosowanie środków wybielających jest przeprowadzane w gabinetach przez lekarzy (przy stosunkowo wyższym stężeniu H2O2) lub w domu przez samych pacjentów (przy stosunkowo niższym stężeniu H2O2). Dostępne w handlu produkty wybielające mają stężenie od 3% do 9,5% w przypadku nadtlenku wodoru (który można przekształcić do zakresu od 6% do ponad 19% nadtlenku karbamidu). Chociaż powyższa dyskusja dotyczy przebarwionych zębów naturalnych i wybielania takich przebarwionych zębów, niektórzy pacjenci poddawani wybielaniu w nocnej protezie (np. w przypadku leczenia 8-godzinnego) prawdopodobnie mają pewne uzupełnienia metaliczne (tj. amalgamat, korony wykonane ze złota lub porcelany stapianej z metalem nieszlachetnym, stałe lub ruchome mosty protetyczne lub protezy częściowe wykonane ze stopów nieszlachetnych i/lub tytanowe mocowania implantów). Ostatnio odkryto, że ekspozycja amalgamatu na powszechnie stosowane środki wybielające powoduje wzrost poziomu rtęci w roztworach .
Skrupulatny pracownik służby zdrowia musi znać konsekwencje wpływu środków fluorkowych i wybielających na różne stomatologiczne materiały metaliczne wewnątrzustnie. Chociaż uznaje się, że zmatowienie metalowych materiałów stomatologicznych jest widoczną konsekwencją tych zabiegów, nie są jasne implikacje dla efektów biologicznych i integralności strukturalnej komponentów. Lekarze klinicyści muszą zrozumieć potencjalnie korozyjny charakter dostępnych na rynku fluorków i środków wybielających w odniesieniu do metali stosowanych wewnątrzustnie oraz wiedzieć, kiedy i gdzie należy je stosować. Skuteczność odbarwiania środków fluorkowych (2,0% NaF o pH 7,0, 0,4% SnF2 o pH 7,0 i 1,23% APF o pH 3.5) badano na stali nierdzewnej Ti-6Al-4V i 17Cr-4Ni typu PH (Precipitation-Hardening), a środki wybielające (10% nadtlenek karbamidu) stosowano na CpTi (gatunek II), 70Ni-15Cr-5Mo, stop złota typu IV (70Au-10Ag-15Cu) i amalgamat Disperalloy. Stopień przebarwienia na tych stopach badano kolorymetrem i gołym okiem. Po wykonaniu podstawowych pomiarów L* (jasność), a* (pozycja na osi czerwony/zielony) i b* (pozycja na osi żółty/niebieski), dokonano porównań z systemem barw CIE-L*a*b (Commission Internationale d’Eclairage), a wartość ΔE* (zdefiniowana jako odległość euklidesowa) może być obliczona przez 1/2, gdzie indeksy „i” i „f” oznaczają odpowiednio wartość początkową i końcową. Stwierdzono, że (i) wszystkie badane materiały metaliczne wykazują przebarwienia w różnym stopniu, w zakresie od 10 do 18 w ΔE*, (ii) szczotkowanie zębów pomiędzy każdym zabiegiem zarówno w przypadku fluorków, jak i wybielania wskazuje na znaczne zmniejszenie stopnia przebarwień (tj, ΔE* zmniejszył się do 2-8) wszystkich badanych materiałów, oraz (iii) wyniki oceny „gołym okiem” dokonanej przez trzech klinicystów nie zgadzały się z wynikami w dolnym zakresie ΔE*, natomiast gdy przebarwienie było zaawansowane, obie oceny zgadzały się dobrze .
Gdy do wspomnianego przebarwienia fluorkowego doda się efekt temperaturowy, wynik będzie się pogarszał. Implanty Ti czasami były silnie przebarwione po autoklawowaniu, które zawiera jony fluoru. Powszechną procedurą jest traktowanie śródkostnych implantów tytanowych roztworem fluoru przed umieszczeniem ich w jamie kostnej. W wyniku tego zabiegu powierzchnia tytanu ulega niebieskiemu przebarwieniu. Zjawisko to zostało po raz pierwszy zaobserwowane na tytanowym pudełku używanym do przechowywania implantów tytanowych podczas autoklawowania i zabiegów chirurgicznych. Stwierdzono, że warstwa tlenku utworzona na autoklawowanych implantach Ti pogrubiła się do 650 Å (czyli około 10 razy grubsza niż na normalnych implantach). Poprzez mikroanalizy wykonane metodami SIMS (spektroskopia masowa jonów wtórnych), XPS (rentgenowska spektroskopia fotoelektronowa) i ESCA (spektroskopia elektronowa dla analizy chemicznej), Lausmaa i wsp. wykazali, że te warstwy tlenkowe zawierały znaczne ilości fluoru, metali alkalicznych i krzemu. W przypadkach, w których zaobserwowano przebarwienia w warunkach klinicznych, źródłem fluoru były tekstylne ściereczki, w które zawinięto pojemnik do przechowywania implantów tytanowych podczas procedury autoklawowania. Ściereczki zawierały resztki Na2SiF6, który został użyty jako dodatek do wody używanej do płukania w ostatnim etapie procedury prania ściereczek. Ponieważ biokompatybilność implantów tytanowych jest ściśle związana z ich tlenkami powierzchniowymi, zaleca się unikanie wszelkich źródeł jonów fluoru w procedurach przygotowywania implantów .
Ostatnio Noguchi i wsp. , badając stopy CpTi, Ti-0,15Pd, Ti-6Al-4V, Ti-7Nb-6Al, Ti-55Ni, Ti-10Cu i Ti-20Cr, porównali różnice w odbarwieniu i rozpuszczaniu podczas zanurzenia w dwóch mediach korozyjnych: (i) 0,2% NaF+0,9% NaCl (pH 3,8 z kwasem mlekowym) oraz (ii) 0,1 mol/l H2O2+0,9% NaCl (pH 5,5). Przebarwienia określano za pomocą kolorymetru, a uwolnione pierwiastki mierzono za pomocą systemu ICP-OES. Stwierdzono, że w medium (i) różnica barwy jest większa w stopach Ti-55Ni i T-6Al-4V niż w pozostałych stopach, a Ti-55Ni wykazuje największy stopień rozpuszczenia. Z drugiej strony, w mediach (ii), CpTi, Ti-0.15Pd, Ti-6Al-4V, Ti-7Nb-6Al, i Ti-10Cu stopy wykazały znaczące odbarwienie i rozpuszczanie. Dalej wspomniano, że Ti-20Cr wykazywał bardzo małe przebarwienia i rozpuszczanie w obu korozyjnych mediach .