Typer og sammensetning

Den kjeveortopediske apparaturen kan bestå av ekstra- og intraorale komponenter som bånd, tannfester (brackets), bøyler, buer, ligaturer, fjærer og hemper fremstilt i uedle metallegeringer. De vanligste legeringene er rustfritt stål med ca. 18 % krom og 8 % nikkel og resten jern, kobolt-kromlegeringer, nikkel/titan (nitinol) med 54 % nikkel og 45 % titan, og såkalt betatitan, som inneholder noe molybden, zirkonium og sink. Brackets og bånd er ofte laget av rustfritt stål eller kobolt-kromlegeringer, men brackets av titan, keram eller plastmaterialer finnes også. Forskjellige deler av den faste apparaturen kan være loddet eller sveiset til hverandre. Krumtappen i dette systemet er brackets som alene kan være kompliserte miniatyrkonstruksjoner av flere metalldeler. Resultatet er ofte et fast apparat som er satt sammen av forskjellige metallkomponenter i nærkontakt. Loddematerialene bidrar ytterligere med sitt innhold av sølv, kopper og sink, og i enkelte tilfeller gull (3).

Plastbaserte materialer anvendes til ortodontiske plater og som adhesiver for feste av bånd og brackets. Det finnes mange bondingsystemer av kompositter, kompomerer og plastmodifiserte glassionomerer. Alle disse materialtypene er kjent i odontologien for øvrig, men enkelte særtrekk gjør seg gjeldende for kjeveortopedien: mer utstrakt bruk av uedle metaller og av kaldpolymeriserende teknikk for fremstilling av plater (1). I tillegg kan gummielastiske strikk og forskjellig ekstraoralt utstyr være en del av apparaturen.

Korrosjon

Alle biomaterialer blir utsatt for sterke kjemiske og fysiske miljøfaktorer i munnhulen. Det kan f.eks. være tale om bakterielle produkter, kjemiske faktorer i mat og drikke, pH-variasjoner, elektrokjemiske prosesser, temperatursvingninger, abrasjonskrefter, friksjon mellom bevegelige apparaturdeler og aktiveringsspenninger. For metaller kan slike faktorer føre til galvanisk korrosjon og spaltekorrosjon, eller til punktkorrosjon på metalloverflater der ujevnheter og inhomogenitet utgjør angrepspunkter på oksidhinnen som beskytter uedle metalllegeringer. Scanning elektronmikroskopisk inspeksjon av brukt apparatur kan avsløre slike prosesser, som ellers kan være vanskelige å se uten som misfarging. Eksempelvis har svart misfarging av tannoverflaten etter debonding blitt tolket som oksider av nikkel og krom fra en korrodert bracketbasis der bondingen ikke har vært tett nok (4) og analyser av bondingsrester har vist krom, nikkel, jern og klor (5).

Det er ikke lett å påvise frigjorte metallioner i et miljø der saliva og mukus fra den orale slimhinnen stadig fornyes, fortynnes og skylles bort. Det er likevel målt en viss økning av nikkel i saliva etter innsetting av kjeveortopedisk apparatur (6), men økningen var ikke målbar etter en viss tid (7). Mest informasjon om disse forhold har man fått etter simuleringsforsøk der frigjøring av metallioner er målt etter at kjeveortopedisk apparatur er blitt oppbevart i kunstig saliva, saltvann eller organiske syrer. På denne måten har man kunnet fastslå at metaller som nikkel og krom blir frigjort fra fast apparatur (8). Måling av nikkel fra separate deler som molarbånd, brackets, ansiktsbuer og buestrenger har vist at et nikkelinnhold på over 50 % i nikkel-titanbuer ikke gir målbar frigjøring, mens apparaturdeler med påloddede deler i rustfritt stål med lite nikkelinnhold kan gi stor nikkelfrigjøring (3). Det er derfor ikke prosentdelen av metall som er avgjørende, men legeringens homogenitet, ytre faktorer som bimetalliske kontakter og enhver fysisk eller kjemisk forstyrrelse av den beskyttende oksidhinnen. I tillegg til nikkel, kopper og krom er det påvist frigjøring av sølv og palladium, sannsynligvis fra loddemetaller. Informasjon etter lignende studier av partielle proteser i kobolt-krom tyder på at man kan man legge til molybden, zirkonium og sink (9). Det er tale om svært små mengder.

Nedbrytning av plastbaserte materialer

Også plastbaserte materialer er gjenstand for nedbrytning i form av oksidasjon og hydrolytiske prosesser med frigjøring av restmonomerer, nedbrytningsprodukter og tilsetningsstoffer. Disse materialene er polymerisasjonsprodukter av en rekke metakrylatmonomerer og ko-monomerer, som åpner opp dobbeltbindinger for polymerisering ved hjelp av kjemiske aktivatorer eller energi i form av varme eller lys. Best kjent er metylmetakrylat (MMA) som sammen med kryssbindere, initiatorer, stabilisatorer, inhibitorer og myknere polymeriseres til akrylprodukter (PMMA) som anvendes til avtagbare reguleringsplater. Bondingsystemene består av et større repertoar av mono-og dimetakrylater som polymeriseres sammen med uorganiske fyllere, i likhet med adhesiver og fyllingsmaterialer for konserverende tannpleie.

Analyser av løsnede brackets med restadhesiv har vist at dekomponeringen økes ved mekaniske stressbelastninger og utilfredsstillende polymerisering. Det har også vært spekulert på om bakterieprosesser kan medvirke til dekomponering. Man har ingen direkte måleresultater for frigjorte stoffer fra bonding-adhesiver, men restmonomer av MMA er påvist i saliva fra pasienter med akrylplater (10), det samme gjelder tilsetningsstoffer som phtalater, samt benzoater og salicylater fra polymeriseringsprosessen (11). Også når det gjelder plastbaserte materialer er mye av informasjonen om utløsning av stoffer basert på in vitro forsøk. I tillegg til organiske komponenter, utløses det spor av uorganiske elementer som stammer fra kompositte adhesiver, keramer og glassionomerer.

Til sammen utgjør frigjorte stoffer fra kjeveortopedisk apparatur en blanding av organiske komponenter og degraderingsprodukter sammen med metallioner av ukjent oksidasjonsgrad. Komponentene har liten molekylvekt og konsentrasjonen er ukjent. Mange av disse stoffene er i prinsippet toksiske, men mengden er så liten at man ser bort fra dette aspektet. Det er muligheten for å utløse hypersensitivitetsreaksjoner som gjør de frigjorte stoffene interessante. En forenklet liste av utlekkede stoffer fra kjeveortopediske materialer finnes i Tabell 1 (12). De fleste av disse kan klassifiseres som potensielt allergene. I følge dermatologer regner man at ca.130 potensielt allergene stoffer kan ha sammenheng med odontologi (13).

Opptak av frigjorte stoffer og kontakt med immunsystemet

Utløsning av allergiske reaksjoner forutsetter kontakt med immunsystemet, noe som igjen forutsetter at potensielle allergene fremmedstoffer passerer biologiske membraner i slimhinne, hud, lunger eller mage- og tarmsystemet. Opptaket skjer ved passiv diffusjon som styres av faktorer som konsentrasjon, molekylstørrelse, lipofilitet/hydrofilitet og polaritet. For pasienter er det opptak gjennom den orale slimhinnen, og ved ekstraoral apparatur også gjennom hud, som er aktuelt. For kjeveortopedisk personell bør også inhalasjon av flyktige stoffer regnes med, mens absorbsjon via tarmslimhinnen ikke synes å ha noen betydning ved de mengdeforhold og konsentrasjoner som frigjøres. Både hud og slimhinne er skapt for å beskytte mot inntrengende stoffer, huden ved hjelp av sin flerlagede, keratiniserte epiteloverflate og slimhinnene med sin overrisling av mukøst sekret. Men ingen av disse vevene er perfekte i så måte. I tillegg vil inflammasjoner, subkliniske skader eller medisinering som gir munntørrhet kunne øke mulighetene for diffusjon gjennom slimhinnen, mens friksjonsirritasjon og okkludering med hansker eller tape vil kunne gi øket hydrering og dermed økte muligheter for diffusjon gjennom hud.

Immunologiske reaksjoner

Toksiske fremmedstoffer i rimelig konsentrasjon vil bli eliminert ved prosesser som omfatter makrofager og enzymatiske reaksjoner, bl.a. i leveren, uten at systemet for ervervet immunitet blir koplet inn. Mange fremmede stoffer har imidlertid en molekylstruktur som gjør at de opptrer som antigener, dvs. at de stimulerer til dannelse av sirkulerende antistoffer eller til skreddersydde lymfocytter som i sin tur reagerer med vedkommende stoff ved neste møte.

Antigener omfatter immunogener, haptener eller tolerogener (14). Immunogenene er komplette antigener som ved reaksjon med sirkulerende antistoffer kan gi reaksjoner ved frigjørelse av mediatorer som histamin fra mastceller. Slike reaksjoner kommer forholdsvis raskt og kan omfatte kløe, utslett, svelling av slimhinnene i svelget og i verste fall anafylaksi. Vi kjenner dem som straksreaksjoner (IgE-baserte, Type I-reaksjoner). Man har ikke regnet med at det forekommer mange komplette immunogener som stammer fra dentale materialer. Straksreaksjoner har vært satt i sammenheng med restproteiner på hansker, kofferdam og kjeveortopediske strikk av naturgummi, men sjelden med noen av de frigjorte komponentene som er antydet i Tabell 1. Alle disse komponentene er for småmolekylære til å være immunogener alene. Til gjengjeld kan de opptre som haptener som binder seg til bestemte vevsproteiner i hud og slimhinne. Hapten/proteinkomplekset blir et immunogen som føres videre via blod og lymfe, f.eks. ved hjelp av Langerhansceller, og stimulerer til dannelse av lymfocytter med spesifikk hukommelse (sensibilisering). Ved neste eksponering for det samme hapten dannes en ny populasjon av spesialiserte T-lymfocytter som har til oppgave å nøytralisere inntrengeren. Dette møtet resulterer i frigivelse av kraftige signalstoffer som kan føre til en allergisk vevsskade. Det tar litt tid (timer eller dager) for å danne en ny populasjon av de spesifikke T-lymfocyttene derfor betegnes reaksjonen som en forsinket reaksjon (Type IV). Reaksjonen ses som inflammert, rød slimhinne eller lichenoide forandringer i munnhulen, eller som eksem, vesikler og sprekker på huden. Slike allergiske reaksjoner er fortrinnsvis lokalisert til kontaktstedet, man betegner da også slike reaksjoner for allergisk kontaktdermatitt eller mukositt. Men siden både hapten/proteinkomplekset og T-lymfocyttene blir fraktet rundt kan man også se fjernreaksjoner på steder som tilsynelatende ikke har noe med munnhule eller ansikt å gjøre.

Denne enkle oppdelingen i Type I og Type IV-reaksjoner er etter hvert blitt mer komplisert ved påvisning av at også hapten/proteinkomplekser fra metaller kan stimulere til dannelse av sirkulerende antistoffer, slik at straksreaksjoner som kontakturtikaria ikke er utelukket ved f. eks. nikkelallergier (15).

Det har vist seg å være svært mye lettere å sensibilisere ved opptak av fremmedstoffer gjennom hud, sammenliknet med oral slimhinne. Det forklares ofte med anatomiske forskjeller mellom hud og slimhinne fordi huden har flere muligheter for haptenkopling til bestemte vevsproteiner og større antall Langerhansceller til å frakte protein/hapten-kompleksene. Det er heller ikke så lett å fremkalle en allergisk mukositt som en dermatitt. Dette har det praktiske resultat at allergitesting for intraorale reaksjoner også foregår ved såkalte lappeprøver på hud, ikke på slimhinne. Dessuten kan en pasient godt ha en positiv lappeprøve på et bestemt stoff som stammer fra dentale materialer, f.eks. nikkel, uten å få noen reaksjon ved bruk av nikkelholdig reguleringsapparatur.

Art, årsaksforhold og hyppighet av pasientreaksjoner

Rapporter om bivirkninger fra leger og tannleger til Bivirkningsgruppen i Bergen gir en pekepinn om hvilke materialtyper som gir problemer i odontologien. Metaller, plastbaserte materialer og materialer for korttidsbruk synes å ligge på noenlunde likt nivå med hensyn til antall pasientreaksjoner (16). Det er imidlertid vanskelig å bedømme prevalensen av materialrelaterte reaksjoner, ettersom rapporteringen ikke er obligatorisk og det totale antall eksponerte pasienter er ukjent. Her kan spørreundersøkelser over en begrenset tidsperiode være en hjelp, selv om heller ikke dette er noen perfekt fremgangsmåte.

Våre spørreundersøkelser blant norske kjeveortopeder påviste både intraorale og ekstraorale reaksjoner som kunne knyttes til samme materialtyper (1,2). Tabell 2 viser en forenklet fremstilling av reaksjonssteder og antatte årsaker fra den siste undersøkelsen. Majoriteten av reaksjonene var relatert til komponenter av metallbasert, fast apparatur, men polymerbaserte aktivatorer, retensjonsplater og brackets samt elastikk og gummihansker spilte også en rolle. Munnviker, perioral hud og lepper var mest utsatt. De intraorale reaksjonene artet seg som rødhet, hevelse og ulcerasjoner på gingiva, slimhinne, gane og tunge, av og til kombinert med generelle symptomer. I tillegg var det et betydelig innslag av hudreaksjoner på andre steder i ansiktet, på øyelokk, ører og i hodebunnen, i enkelte tilfelle også på perifere steder av kroppen.

Systemiske reaksjoner omfattet en pasient med en anafylaktoid reaksjon på gummihansker, en annen hadde hevelse av gingiva og lepper kombinert med feber etter bonding, og en tredje ble dårlig etter påsetting av fast apparatur. Hun hadde kjent nikkelallergi. Det siste kunne vel tolkes i retning av en IgE-basert nikkelreaksjon. Nullkontakt med latekshansker, bytte til glassionomer som bonding og bruk av titanutstyr i stedet for rustfritt stål, løste problemene (2).

Kjeveortopedene satte ofte metallreaksjonene i forbindelse med nikkel, men bare 7 av pasientene hadde bekreftet nikkelallergi, alle var jenter. Man må jo også ta i betraktning at reaksjoner f.eks. på lepper og i munnviken kan være irritativ eller en kombinasjon av irritasjon og allergi slik at det reelle antall genuine allergiske reaksjoner ikke er kjent. Ser man bort fra denne faktoren, antyder data fra denne undersøkelsen at ca. 0,3 % av de kjeveortopediske pasienter fikk reaksjoner relatert til apparatur og materialer. Dette stemmer bra med en nyere tysk undersøkelse (17). En tannlege i annen praksis enn kjeveortopedi vil formodentlig oppleve slike reaksjoner enda sjeldnere, tatt i betraktning mindre bruk av uedle metaller og manglende hudeksponering. På den annen side kommer det inn et øket element av midlertidige materialer med flere muligheter for eksponering.

Lokale hudreaksjoner på kjeveortopediske pasienter var for øvrig mye sjeldnere ved den siste undersøkelsen enn den forrige, mens intraorale reaksjoner hadde holdt seg på et sammenlignbart nivå (1,2). Det ble sett i sammenheng med at kjeveortopedene i mellomtiden hadde tatt i bruk metalldeler overtrukket med kunststoff for ekstraoral apparatur.

Art og hyppighet av reaksjoner hos kjeveortopeder

Bivirkningsgruppens rapporter inneholder ikke yrkesmedisinske data. Tidligere undersøkelser har imidlertid vist at kjeveortopedisk personell har fått materialrelaterte reaksjoner i mye hyppigere grad enn sine pasienter (1,18). Det var særlig hånd- og fingerreaksjoner etter arbeid med akryl og kompositte bondingmaterialer som først gjorde utslag på statistikken, senere også lateksreaksjoner. I Tabell 3 finnes en oversikt over reaksjonssted og antatt årsak til materialrelaterte bivirkninger hos norske kjeveortopeder basert på data fra vår siste undersøkelse (2). Kompositt og akrylmaterialer forårsaket hudreaksjoner på fingre og neglerot i form av fortykkelser, rødhet, avskallinger, blemmer, sprekker, blødninger etc. oftest relatert til kompositte bondingmaterialer og kaldpolymeriserende akryl. Gummihansker ga problemer på håndledd, men også på andre hudområder. Bare enkelte tilfeller var verifisert som allergisk reaksjon og da på metylmetakrylat. I et par tilfeller rapporterte kjeveortopedene om øyereaksjoner og systemiske reaksjoner etter arbeid med akrylsliping og polering. Allergiske metallreaksjoner ble ikke rapportert.

Trekker man ut reaksjoner på plastbaserte materialer og lateks for å sammenlikne hyppigheten av reaksjoner mellom pasienter og terapeuter kan man si at bare 1 av 1200 pasienter reagerte, til sammenlikning med 1 av 8 kjeveortopeder. Tilsvarende tall for metallrelaterte reaksjoner hos pasientene vil være 1 av 300, mens det ikke foreligger noen rapporter om metallrelaterte reaksjoner hos kjeveortopedene, med mindre de er skjult i kategorien «generelle eller uspesifiserte allergier» som ble oppgitt av ca. 1 av 20 kjeveortopeder.

Forskjellen i risiko mellom pasient og terapeut kan forklares med den mer intime og gjentatte kontakten som kjeveortopedene har til polymermaterialer ved fremstilling av akrylplater og ved bonding og debonding. Som kjent beskytter ikke hansker særlig effektivt mot gjennomsiving av monomerer. I tillegg er det en viss ekstra risiko forbundet med gummimaterialer både for pasient og tannlege. Et tilleggsmoment er den tidligere nevnte forskjellen mellom hud og slimhinne med hensyn til muligheten både for sensibilisering og allergisk reaksjon. Dette betyr at en kjeveortoped kan arbeide flere år uten å se en eneste pasientreaksjon, mens risikoen for å utvikle egen allergi er betydelig ved uvøren omgang med polymermaterialer.

Pasientreaksjoner

En 13 år gammel jente utviklet en avgrenset epitelial reaksjon på tungen som korresponderte med kontaktpunktet for en rustfri stålfjær på aktivatoren. Dette ble vurdert som en mulig metall-allegisk reaksjon, men ikke verifisert. Reaksjonen var forsvunnet ved kontroll to måneder etter fjerning (Fig. 1).

En 15 år gammel jente fikk spredte hudutslag over hele ansiktet etter innsetting av fast apparatur festet med kompositt. Reaksjonene startet etter bruk av lateks-strikker, men forsvant ikke etter bytte til vinyl-elastikk. Lappetester viste reaksjoner på nikkel. Lateks ble ikke testet (Fig. 2).

Personellreaksjoner

En mannlig kjeveortoped med lang fartstid var plaget av eksem, hudavskalling, fissurer og smerte i håndflaten og på fingertupper og fingersider av første, annen og tredje finger på begge hender. Neglerøttene var også angrepet. Han testet positivt på monomerer fra selvpolymeriserende akryl og kompositte plastadhesiver. Hansker reduserte reaksjonene på disse stoffene, som han ellers forsøkte å unngå kontakt med.

En eldre, mannlig kjeveortoped reagerte med hodepine etter pussing og polering av akrylarbeider. Akryldamp og lukt syntes å sette anfallene i gang. Mekanismen er ikke klargjort.