بررسی نقش pH نوشابه های ایرانی و خارجی بر میزان اروژن دندانها به روش آنالیز یون كلسیم

ظرفیت نوشابه ها در میزان اروژن در مینای دندان تنها به pH آنها بستگی ندارد در زمینه اروژن, اسید قابل تیتراسیون موجود در نوشابه مهمتر از میزان pH آن می باشد

● مقدمه

سایش دندان یك روند چندعامله است كه شامل تعامل عوامل فیزیكی و شیمیایی می‌گردد. اروژن به عنوان یك عامل مهم در سایش دندان بخصوص در جوانان مطرح می‌گردد.

منشأ اروژن دندانی می‌تواند داخلی یا خارجی باشد. عوامل داخلی مثل استفراغهای راجعه، رگورژیتاسیون و رفلكس و عوامل خارجی كه مهمترین آنها رژیم غذایی می‌باشد. عامل رژیم غذایی می‌تواند شیوع و شدت ایجاد اروژن را به طور مؤثری تحت تأثیر قرار دهد. عوامل متعددی در رژیم غذایی می‌توانند مسبب اروژن باشند اما نوشابه‌های اسیدی در این بین از اهمیت فوق‌العاده‌ای برخوردارند.(۱-۵)

عوامل مؤثر بر توان اروژن نوشابه‌ها شامل pH، زمان در معرض نوشابه بودن و درجه اشباع نوشابه‌ از هیدروكسی آپاتیت می‌باشد. به علاوه برای كاهش توان انحلال مینا و خاصیت كاریوژنیك نوشابه‌ها، به این نوشابه‌ها سیترات اضافه می‌شود.(۶)

از طرفی مطالعات نشان می‌دهند كه براساس حلالیت ایزوترم هیدروكسی آپاتیت كلسیم، حلالیت مینا از نظر ترمودینامیك در فقدان یون كلسیم در pH به میزان هشت نیز صورت می‌گیرد.(۷)، همچنین اسیدیته قابل تیتراسیون موجود در یك نوشابه نقش برجسته‌تر و مهمتری در ایجاد اروژن بر روی دندان دارد.(۸)، اما افزودن كلسیم و افزایش pH باعث ایجاد مزه‌ای در نوشابه‌ها می‌شوند كه از مقبولیت كمتری برخوردار است. بنابراین ایجاد تعادل بین مزهٔ مناسب نوشابه و كاهش توان اروزیو نوشابه‌ها مورد نظر است، اما مشخص نیست كه توان اروزیو نوشابه با افزایش مختصر pH (به اندازه‌ای كه اثر نامطلوبی روی مزهٔ نوشابه نگذارد) و بدون افزودن كلسیم و یا نمكهای فسفات كاهش خواهد یافت یا نه؟(۶)

هدف مطالعه حاضر بررسی اثر میزان pH نوشابه‌های موجود در بازار ایران بر روی توان اروزیو آنها بر روی مینای دندانهای دائمی در مقایسه با نمونه‌های مشابه خارجی می‌باشد.

● روش بررسی

در این مطالعه تجربی - آزمایشی در گروه مورد دو نوشابهٔ ایرانی به نامهای زمزم كولا و زمزم پرتقالی و دو نوشابه خارجی به نامهای پپسی و میراندا مورد بررسی قرارگرفتند. در گروه شاهد چهار محلول با pH‌های مشابه با چهار نوشابه فوق‌الذكر با استفاده از آب مقطر و اسید فسفریك برای ساختن محلولهای شاهد زمزم كولا و پپسی و با استفاده از آب مقطر و اسید سیتریك برای محلولهای شاهد نوشابه‌های زمزم پرتقالی و میراندا مشابه‌سازی شد. از هر نوع نوشابه ده عدد به طور تصادفی از فروشگاههای بزرگ در نقاط مختلف شهر خریداری گردید. pH هر یك از نوشابه‌ها توسط PH meter و كلسیم آنها توسط روش Atomic absorbtion spectrophotometry اندازه‌گیری شدند.

جهت نمونه‌های دندانی از دندانهای پره‌مولر كه از نظر كلینیكی سالم بوده و در عرض چهار ماه گذشته و به منظور ارتودنسی خارج شده بود استفاده كرده و با روش مكانیكال از جرم، دبری و خون پاك شدند و توسط استریو میكروسكوپ با بزرگنمایی ضربدر پنجاه برای وجود هر گونه اختلالات مینایی،‌ ضایعات پوسیدگی میكروسكپیك و Crack مورد بررسی قرار گرفتند. از میان آنها دویست و چهل عدد برای نمونه انتخاب شدند. دندانها قبل از آزمایش در الكل ۹۶ درجه نگهداری شدند. سپس دندانها به طور تصادفی به سه گروه B, A و C (هر گروه حاوی هشتاد دندان) تقسیم شدند. مدت زمان غوطه‌وری هر گروه از دندانها به نوشابه‌های یا محلولها به ترتیب زیر بود:

گروه A: ۱۵ دقیقه

گروه B: ۴۵ دقیقه

و گروه C : ۱۲ ساعت

هر یك از سه گروه B, A و C به هشت زیر گروه (هر زیر گروه ده دندان) تقسیم شدند كه هر زیر گروه در معرض یكی از چهار نوشابه و یا چهار عدد محلول شاهد به مدت زمان مورد نظر قرار گرفت.

دندانها بعد از تمیز شدن كامل در یك حمام سونیك با آب مقطر، الكل و استون به مدت دو ساعت برای آزمایش آماده شدند. یك برچسب نیم‌دایره‌ای به قطر پنج میلی‌متر در روی سطح باكال هر دندان چسبانیده شد. تمام سطوح باقیمانده تاج دندانها، با كلوئیدین مقاوم به اسید پوشانیده شدند. به این ترتیب بعد از برداشتن برچسب سطوح مساوی از هر یك دندانها صرف نظر از شكل، اندازه یا گروه در معرض محصولات مورد آزمایش قرار گرفتند.

دندانها بعد از برداشته شدن برچسب نیم‌دایره‌‌ای به تنهایی در قوطیهای دردار شسته شده با آب مقطر كه حاوی بیست میلی‌متر از نوشابه یا محلول مورد آزمایش بود به مدت زمـان مـورد نظر غوطه‌ور شد. ظـرفها در دمای اتاق و تحت

حركتهای یكنواخت ماشین روتاتور قرار گرفتند.

پس از خارج كردن دندانها از ظروف آزمایش در زمانهای مشخص (۱۵ دقیقه، ۴۵ دقیقه و ۱۲ ساعت) میزان كلسیم هر ظرف به روش AA اسپكتروفتومتری بدست آمد.

برای اطمینان از اعداد حاصله، از هر نمونه نوشابه و یا محلول شاهد در زمانهای مختلف سه نمونه به طور تصادفی انتخاب شدند.

بدین ترتیب چون محتوای كلسیم نوشابه‌ها، قبل از آزمایش مشخص شده بود، محاسبه به تفاوت كلسیم قبل و بعد از آزمایش، میزان دقیق كلسیم جدا شده از هر دندان كه در زمانهای مختلف در معرض نوشابه‌ها قرار گرفتند را نشان می‌دهد. میزان كلسیم محلولهای شاهد نیز در شروع آزمایش صفر بود چونكه با آب مقطر تهیه شده بودند. جهت مقایسه اثر زمان و نوع محلول در مورد هر نوشابه و شاهد مشابهش بر میزان برداشت كلسیم ۲-Way ANOVA استفاده گردید. همچنین به منظور مقایسه میزان برداشت كلسیم در نوشابه‌های مختلف در هر زمان از آزمونOne Way ANOVA استفاده شد. در موارد نیاز تست تكمیلی (Post Hoc) از نوع Tukey HSD به كار گرفته شد. كلیه عملیات آماری با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخه ۵/۱۱ انجام گرفت.

● یافته‌ها

جدول شماره ۱ نتایج سه بار اندازه‌گیری میانگین pH و كلسیم نوشابه‌ها را در ابتدای آزمایش نشان می‌دهد. نمودارهای ۱-۳ نشانگر میزان برداشت كلسیم در گروههای مختلف در ۱۵ دقیقه، ۴۵ دقیقه و ۱۲ ساعت پس از آزمایش است. در تمامی زیرگروهها عامل نوع محلول (نوشابه و شاهد) و عامل زمان اثر معناداری بر میزان برداشت كلسیم داشتند (۰۵/۰P<) اما تأثیر این دو عامل بر هم معنادار نبود. به عبارت دیگر در تمامی زمانها، نوشابه‌ها (در هر چهار نوع) نسبت به محلول شاهد مشابه میزان كلسیم بیشتری برداشت كرده بودند از طرف دیگر با گذشت زمان میزان برداشت كلسیم در تمامی محلولها به طور معناداری افزایش می‌یابد و اختلاف بین برداشت كلسیم در نوشابه‌ها و محلولهای شاهد با گذشت زمان افزایش می‌یابد.

از دیدگاه مقایسه بین نوشابه‌ها در زمان ۱۵ دقیقه زمزم نارنجی بیشترین برداشت كلسیم را داشت در حالی كه میراندا كمتر از بقیه كلسیم برداشت كرده بود. میزان برداشت كلسیم در این زمان بین پپسی و زمزم كولا اختلاف معناداری نداشت. اما بقیه نوشابه‌ها با هم معنادار بود.

در زمان ۴۵ دقیقه، پپسی به طور معناداری بیش از زمزم نارنجی و زمزم نارنجی به طور معناداری بیش از دو نوشابه دیگر كلسیم برداشته بود. اختلاف بین میزان برداشت كلسیم میراندا و زمزم كولا معنی‌دار نبود.

در زمان ۱۲ ساعت پپسی به طور معناداری بیش از میراندا و میراندا به طور معناداری بیش از دو نوشابه دیگر كلسیم برداشت كرده بود. اختلاف بین میزان برداشت كلسیم زمزم كولا و زمزم پرتغالی معنادار نبود.

▪ جدول ۱: میزان كلسیم بر حسب میلی گرم بر لیتر و PHنوشابه‌ها و میانگین آنها

نام نوشابه/ میزان pH /میزان كلسیم

آزمایش ۱/ آزمایش ۲/ آزمایش ۳/ میانگین/ آزمایش ۱/ آزمایش۲/آزمایش ۳ /میانگین

زمزم كولا/ ۵۴/۲/ ۵۳/۲/ ۵۴/۲/ ۵۳/۲/ ۷/۲۲/ ۰/۲۴/ ۶/۲۴/ ۷/۲۳/

زمزم پرتقالی/ ۹۶/۲/ ۹۷/۲/ ۹۷/۲/ ۹۶/۲/ ۴/۲۹/ ۳/۳۰/ ۲/۳۰/ ۹/۲۹

پپسی/ ۱۹/۲/ ۱۸/۲/ ۱۹/۲/ ۱۸/۲/ ۲/۱۴/ ۱/۱۵/ ۷/۱۵/ ۰/۱۵/

میراندا/ ۵۰/۲/ ۵۰/۲/ ۵۱/۲/ ۵۰/۲/ ۹/۱۳/ ۶/۱۴/ ۸/۱۳/ ۱/۱۴/

● بحث

در مطالعه حاضر الگوی تغییرات انحلال كلسیم بر حسب زمان اكسپوژر در مورد نوشابه‌ها و محلولهای شاهد شبیه یكدیگرند، اما میزان این تغییرات در نوشابه‌ها بسیار زیادتر از میزان آن در محلولهای شاهد است. این یافته در تطابق با یـافته A. Milosevic و همـكاران می‌باشد كه دریافتند كه دو نوع Sport drink با pH مشابه و مساوی ۹/۳ باعث اروژن مینا به مقادیر متفاوتی شدند چرا كه یكی از نوشابه‌ها غلظت فسفات بالایی داشت. به علاوه خاطر نشان كرد هر چه اسید موجود در نوشابه‌ قابلیت تیتراسیون پایینتری داشته باشد احتمال ایجاد اروژن كمتری دارد.(۹)، اهمیت یون‌های كلسیم و فسفات طبق نظر Milosevic تا به آنجاست كه نوشابهٔ Isostar كه در مطالعه او پایینترین pH و بالاترین میزان اسید قابل تیتراسیون را داشت به علت غلظت بالای یون‌های كلسیم و فسفر موجود در آن بر خلاف انتظار، اروزیو ترین نوشابه در بین نوشابه‌های مورد بررسی نبود.(۴) كه این یافته در تطابق با یافته Nyvad و Larsen است كه نتیجه گرفتند كه كلسیم و فسفری كه به آب پرتقال اضافه می‌شود اثر پیشگیری كنندهٔ مؤثر و قوی بر روی اروژن دارد.(۱۰)

▪ در مطالعه حاضر مشخص شد كه:

۱) فرآیند اروژن مینا تحت اثر نوشابه‌‌های ایرانی یك روند افزایشی آهسته و كندی را با افزایش زمان اكسپوژر نشان می‌دهند. به طوری كه تغییرات عمق مینا تحت اثر نوشابه‌های ایرانی بعد از ۱۲ ساعت تفاوت فاحشی با میزان آن بعد از ۱۵ دقیقه ندارد، علی رغم اینكه این اختلاف معنی‌داری است(۰۳۵/۰=(P كه محلولهای شاهد نمونه‌های ایرانی نیز دقیقاً همین الگو را دنبال می‌كنند.

۲) فرآیند فوق در مورد نوشابه‌های خارجی (پپسی و میراندا) روند تندتر و سریعتری دارد و شیب تندتری را طی می‌كند بدین معنا كه اگر چه اروژن مینا در مورد هر دو نوشابه خارجی در ۱۵ دقیقه از زمزم پرتقالی كمتر است، اما در طی زمان (در ۱۲ ساعت) میزان اروژن در مورد هر دو نوشابه خارجی از نوشابه‌های ایرانی بیشتر و بارزتر است و مجدداً همین الگو در مورد محلولهای شاهد چهار نوشابه فوق‌الذكر دیده می‌شود منتهی با میزان اروژن كمتر.

۳) به طور كلی الگوی تغییرات انحلال كلسیم در طی سه زمان اكسپوژر در مورد نوشابه‌ها و محلولهای شاهد شبیه یكدیگرند، اما میزان این انحلال و اروژن در نوشابه‌ها بسیار بیشتر از میزان آن در محلولهای شاهد می‌باشد و این اختلاف معنی‌دار است.

۴) همچنین میانگین انحلال كلسیم در بین چهار محلول شاهد بستگی به pH آنها ندارد. چرا كه دامنه تغییرات هر چهار محلول با یكدیگر همپوشانی دارند و هیچ كدام از چهار محلول با محلول دیگر اختلاف معنی‌داری ندارد بنابراین از نتایج مطالعه حاضر چنین برداشت می‌شود كه میزان اروژن در مورد محلولهای شاهد با pH مشابه نوشابه‌ها بسیار كمتر از نوشابه‌ها می‌باشد. لذا بالاتر بودن میزان اروژن در نوشابه‌ها را می‌توان به محتویات خاص موجود در فرمولاسیون نوشابه‌ها كه معلوم نیست نسبت داد.

دكتر مسعود فلاحی‌نژاد قاجاری

دانشیار گروه آموزشی دندانپزشكی كودكان دانشكده دندانپزشكی دانشگاه علوم پزشكی شهید بهشتی.

دكتر سپیده نبوی رضوی

متخصص دندانپزشكی كودكان.

REFERENCES

۱.West NX, Hughes JA, Addy M. Erosion of dentin and enamel in vitro by dietry acids: The effect of temperature, acid character, concentration and exposure time. J Oral Rahabil. ۲۰۰۰ Oct;۲۷(۱۰):۸۷۵-۸۰.

۲.Meurman JH, Ten Cate JM. Pathogenesis and modifying factors of dental erosion. Eur J Oral Sci. ۱۹۹۶ Apr; ۱۰۴(۲):۱۹۹-۲۰۶.

۳.Hughes JA, West NX, Parker DM, Van denBraak MH, Addy M. Effect of pH and concentration of citric, malic and lactic acids on enamel, in vitro. J Dent. ۲۰۰۰ Feb;۲۸(۲):۱۴۷-۵۲.

۴.O۰۳۹;sullivan EA, Curzon ME. A comparison of acidic factors in children with and without dental erosion. ASDC J Dent Child. ۲۰۰۰ May-Jun;۶۷(۳):۱۸۶-۹۲.

۵.Finke M, Jandt KD, Parker DM. The early stages of native enamel dissolution studied with atomic force microscopy. J Colloid Interface Sci. ۲۰۰۰ Dec;۲۳۲(۱):۱۵۶-۱۶۴.

۶.Barbour ME, Parker DM, Allen GC, Jandt KD. Human enamel dissolution in citric acid as a function of PH in the range ۲.۳۰< pH<۶.۳۰., A Nanoindentation study. J Colloid Interface Sci. ۲۰۰۳ Sep;۲۶۵(۱):۹-۱۴.

۷.Anderson P, Hector MP, Rampersand MA. CriticalpH in resting and stimulated whole saliva in groups of children and adults. Int J Paediatric Dent. ۲۰۰۱ Jul;۱۱(۴):۲۶۶-۲۷۳.

۸.David W, Bartlett. Erosion and tooth surface loss. Int J of Prosthet. ۲۰۰۳;۱۶(Suppl): ۸۷-۸۸.

۹.Milesovic A. Sport drinks hazard to teeth. Br J Sprots Med. ۱۹۹۷ Mar;۳۱(۱):۲۸-۳۰.

۱۰.Larsen MY, Nyvad B. Enamel erosion by some soft drinks and orhange juices relative to their pH, buffering effect and contents of calcium and phosphate. Caries Res. ۱۹۹۹ Jan;۳۳(۱):۸۱-۸۷.

۱۱.Rytomaa I, Meurman JH, Koskinen J, Laakso T, Gharazi L,Turunen R. In vitro erosion of bovine enamel caused by acidic drinks and to her foodstuffs. Scand J Dent Res. ۱۹۸۸ Aug;۹۶(۴):۳۲۴-۳۳۳.

۱۲.Meurman JH, Harkonen M, Naveri H, Koskine NJ, Torkko H, Rytomaa I, Jarvinen V, Turunen R. Experimental sports drinks with minimal dental erosion effect. Scand J Dent Res. ۱۹۹۰ Apr;۹۸(۲):۱۲۰-۱۲۸.

۱۳.Gray JA. Kinestics of the dissolution of human dental enamel in acid. J Dent Res. ۱۹۶۱;۴۱:۶۳۳-۶۴۵.

۱۴.Higughi WI, Mir NA, Patel PR, Becker JW, Hufferren JJ. Quantitation of enamel dimenieralization mechanism III.A critical examination of the hydroxyapatite model. J Dent Res. ۱۹۶۹;۴۸:۳۹۶-۴۰۹.

۱۵.Christoffersen J, Christoffersen MR, Johansen T. Kinestics of growth and dissolution of fluorapatite. J Crystal Growth. ۱۹۹۶;۱۶۳:۲۹۵-۳۰۳.

۱۶.Christoffersen J, Christoffersen MR, Kjaergaard N. The kineitcs of dissolution of calcium hydroxyapatite in water at constant pH. J Crystal Growth ۱۹۷۸;۴۳:۵۰۱-۵۱۱.

۱۷.Finke M, Jandt KD, Parker DM. The early stages of native enamel dissolution studied with atomic force microscopy. J Colloid Interface Sci. ۲۰۰۰ Dec;۲۳۲(۱):۱۵۶-۱۶۴.

۱۸.Hughes JA, West NX, Parker DM, Newcombe RG, Addy M. Development and evaluation of a low erosive blackcurrant juice drink ۳ final drink and concentrate, formulate comparisons in situ and overview of concept. J Dent. ۱۹۹۹ May;۲۷(۴):۲۸۵-۹.

۱۹.Margolis HC, Zhag YP, Lee CY, Kent RL, Moreno EC. Kinetics of enamel demineralization in vitro. J Dent Res. ۱۹۹۹;۷۸(۷):۱۳۲۶-۱۳۳۵.

۲۰.Margolis HC, Moreno EC. Kinetics of hydroxyapatite dissolution in acetic lactic and phosphoric acid solutions. Calcif Tissue Int. ۱

تقدیر و تشكر

با تشكر از دكتر فرهاد رئوفی مسئول بخش شیمی آنالیز و تجزیه دانشكده علوم دانشگاه تهران و سایر همكاران محترمشان كه در تهیه این مهم نهایت همكاری را مبذول داشتند.

این پژوهش با حمایت علمی و مالی معاونت پژوهشی دانشكده دندانپزشكی دانشگاه علوم پزشكی شهید بهشتی انجام شده است.

---