Materialer og metode

Det ble utført en rundspørring blant norske forhandlere av tannlegeutstyr vinteren 2008. Fester passende til sentraler i overkjeven ble mottatt som gave fra forhandlere som oppgav å ha slike fester.

Sammensetningen til festene ble analysert med energidispersiv spektroskopi (EDS) i et skanning elektronmikroskop (SEM) (Phillips XL 30, DX4i, EDAX International, Mahwah, USA). Det ble valgt å analysere tre deler av hvert metallfeste separat; basis som var den delen som vender mot tannen, hoveddelen av festet og låsmekanismen. For plast/keramfestene ble metalldelene karakterisert. Usikkerhetene i elementbestemmelsene med bruk av EDS er 0,5 – 1 %.

En standardisert metode ble benyttet for å vurdere korrosjonsegenskapene til festene (11). Seks fester av hvert produkt ble lagt i prøveglass med 2 ml korrosjonsløsning av melkesyre (C₃H₆O₃) og NaCl med pH på 2.24, og for hvert produkt var det to paralleller. Prøveglassene ble oppbevart ved 37°C. Etter en uke ble festene tatt ut, og frigitte ioner i korrosjonsløsningen ble påvist med hjelp av ICP-OES ved Sheffield Analytical Services (Guardians Hall, 137 Portobello Street, Sheffield S1 4DR, UK). Måleusikkerheten er angitt til 0,9 %. For å unngå kontaminasjon var prøveglassene på forhånd vasket i maskin og deretter spylt 3 ganger med ionefritt, sterilt vann, og festene lagt i etanol og behandlet med ultralyd i 2 min.

Resultater

Tabell 1 angir det utvalg av selvligerende fester som ble registrert ved rundspørringen. Seks av produktene bestod av metall (Figur 1), og for fire var basis i plast eller keram med metall i låsemekanismen (Figur 2). For to av produktene var sammensetningen oppgitt fra produsenten i medsendte sikkerhetsdatablad. Analysene viste at sammensetningen var kompleks, og resultatene er angitt i Tabell 2. Metallfestene innholdt jern, krom, kobber og nikkel. Bare ett metallfeste hadde tilnærmet samme legering i alle de tre analyserte delene. Låsemekanismen i plast/keramfestene bestod av jern, krom og nikkel. Resultatet av korrosjonstesten er gitt i Tabell 3. Både for metall- og plast/keramfestene var det stor variasjon mellom produktene. Størst mengde frigitte elementer ble registrert for ett av plast/keramfestene, mens to av metallfestene hadde langt høyere frigivelse enn de øvrige metallfestene (Tabell 3). I det nevnte keramfestet var låsedelen festet med et slags lim eller loddemasse, og det var fra dette som aluminium, kobber og jern ble løst ut. Overflaten på det metallfestet som hadde høyest korrosjon, ble analysert etter korrosjonsforsøket, og dette bekreftet at kobber var løst ut av overflaten da kobberinnholdet i det ytterste laget var redusert fra 9 % til 0,9 %.

Diskusjon

Rundspørringen viste at tilbudet av selvligerende fester er stort i Norge. Det kan tenkes mange grunner til økt bruk av selvligerende fester. Blant annet kan nevnes at disse festene eliminerer bruk av stålligaturer og elastiske ligaturer. Friksjonen mellom bue og feste blir mindre og det kan brukes små krefter for å oppnå tannforflytning. Hver behandlingsseanse kan ta kortere tid, og den totale behandlingstiden kan i gjennomsnitt bli kortere enn ved bruk av konvensjonelle fester. Pasientene kan oppleve mindre smerte og ubehag. Eliminering av ligaturer og mer kompakt design av selvligerende fester kan føre til bedre munnhygiene (12 – 14).

Tidligere undersøkelser viste at kjeveortopediske fester stort sett bestod av legeringer med nikkel (6 % – 12 %) og krom (15 % – 22 %) (15), og vi fant at også de mer moderne, selvligerende festene inneholdt nikkel. Nikkel er et velkjent kontaktallergen, og i moderne odontologi burde det være mulig å unngå å benytte nikkelholdige legeringer. I en spørreundersøkelse blant norske og finske kjeveortopeder ble det opplyst at ca 50 % av intraorale bivirkninger var observert hos pasienter med erkjent eller mistenkt nikkelallergi (8). Nikkelfri kjeveortopedisk apparatur har vært tatt opp som et ønske, i alle fall til pasienter som er allergiske for nikkel, men det virker likevel som mange benytter nikkelholdige legeringer også til slike pasienter (8). Bare for to produkter ville sammensetningen i grove trekk være kjent for brukeren. Regelverket for sikkerhetsdatablad krever nemlig ikke detaljert mengdeangivelse. For de to produktene stemte det oppgitte og analyserte innholdet av elementer.

Kirurgisk stål, eller såkalt 18/8 stål med 18 % krom og 8 % nikkel, er en stabil legering med lite korrosjon. I de metallbaserte festene vi har undersøkt varierer nikkel- og krommengden, og ingen fester synes å ha en slik sammensetning. Ved å tilsette krom til stållegeringer slik at krom utgjør 12 % – 20 % av legeringen vil det dannes et overflatelag av kromoksid som virker korrosjonsreduserende (16). Alle legeringene som er benyttet i de undersøkte festene, inneholder slike kromkonsentrasjoner. Men de er også tilsatt andre elementer som virker korrosjonsfremmende, eksempelvis kobber som gjør legeringen mindre motstandsdyktig mot kjemiske påkjenninger. Samtidig med at kobber løses ut, vil også andre elementer følge med. Størst utløsning av elementer fant vi hos fester av merket Clarity og Carriere LX. For Clarityfestet var den metalliske låsemekanismen festet til keramdelen med et «lim» som inneholdt 25 % kobber, og deler av metallfestet Carriere LX inneholdt 9 % kobber. De selvligerende festene har i tillegg en kompleks oppbygning med mange deler, og med ett unntak hadde de forskjellige delene av metallfestene svært ulik sammensetning. Dette er ugunstig i det henseende at korrosjonen vil kunne øke når ulike legeringer står i kontakt, og saliva virker som en elektrolytt (17).

Kjeveortopedisk apparatur utsettes for mekanisk slitasje ved at de ulike deler beveger seg i forhold til hverandre, og for kjemisk korrosjon i form av overflatekorrosjon og intern korrosjon (15). Svikt av og skade på kjeveortopedisk apparatur kan i mange tilfeller tilbakeføres til korrosjon (18). På overflaten av stållegeringer finnes riktignok et passiviserende sjikt av kromdioksid. Der buen er i kontakt med festet, vil man få slitasjekorrosjon ved at buens bevegelse i festet sliter bort det passiviserende laget. (15). I tillegg vil klor-ioner i saliva løse opp kromdioksid på overflaten som åpner opp for videre korrosjon (17). Dersom oksygen ikke er tilstede som for eksempel under et tykt plakklag, vil ikke kromdioksid dannes på nytt, og man får en rask korrosjon av legeringen. Vi fant til dels stor frigivelse av ioner fra enkelte av selvligerende festene som tegn på korrosjon. Standarden for legeringer til bruk i tannpleie (ISO 22674) (19) har satt en grense for utløsning av ioner i den testen som vi benyttet, på 200 µg/cm2 over en 7 dagers periode.

Selv om det er vanskelig å anslå overflatearealet for et feste, kan man for eksempel bruke verdien 1 cm2 som totaloverflate på metallfestene. Da ser man at frigivelsen av ioner per feste for ett produkt ligger langt over grenseverdien i denne standarden, og for ett feste er korrosjonen nær denne grensen. For det ene keramfestet hvor arealet av metalldelen er beregnet til 0,3 cm2 er korrosjonen 6 ganger høyere enn grenseverdien for totalfrigivelse av ioner (200 µg/cm2) (19). Det må imidlertid påpekes at grenseverdien kan være noe tilfeldig satt og at mulige helseeffekter er avhengig av hvilke ioner som frigjøres. En annen ulempe ved sterkt korroderende fester er at korrosjonsprodukter kan trenge inn i plastmaterialet som limer festet til tannen, og misfarge dette og den underliggende tannen (20).

Det er tidligere vist ved korrosjonstesting av selvligerende fester med en semikvantitativ metode for nikkelfrigjøring at 4 av 7 fester var sterkt korroderende, 2 var middels korroderende og ett lite (15). En tilsvarende spredning ses også i vår undersøkelse (Tabell 3) uten at vi kan dokumentere forskjellene statistisk siden bare to prøver ble analysert fra hvert feste. Selvligerende fester ble funnet å korroderte mer enn tradisjonelle fester som var fremstilt av en legering, fester laget i flere deler eller fester overflatebehandlet med en edlere legering (15).

In vivo studier har vist at korrosjonen av kjeveortopediske legeringer avtar over tid (5), noe som kan forklares med at det dannes av en biofilm på overflaten som virker beskyttende mot kjemisk angrep (21). En tilsvarende reaksjon vil ikke finne sted ved laboratoriestudier som ikke kan simulere det orale miljø til fulle. I tillegg var det lav pH i den benyttede løsningen noe som øker korrosjonen. Bakgrunnen for den lave pH, er at metoden skal simulere de forhold som kan finnes i munnhulen dersom legeringen er dekket av et plakklag. Likevel vil nok den metoden som er benyttet i vår studie, kunne overdrive den eksponering som pasienten vil få over tid når apparaturen står i munnen (3).

Konklusjon

Selvligerende fester er sammensatt av flere, for det meste ulike men nikkelholdige legeringer. Dette kan være korrosjonsmessig ugunstig, noe som også til dels bekreftes av resultatet av korrosjonsstudien.

Takk

Forslaget om å undersøke selvligerende fester kom fra professor Nils Roar Gjerdet, Det medisinsk-odontologiske fakultet, UiB og NIOM. Festene er levert vederlagsfritt fra 3M Unitek, GAC Ortho AS, Gestenco International AB, LIC Scadenta AS, Norortho AS og Saga Dental AS.