Fluor elemental - U

Fluoruros en Odontología
FLUOR EN ODONTOLOGÍA
Química 2-2011
Fluor elemental
2
…
Isótopo
: F19 (100%)
…
Nº Atómico
N
:9
…
Conf. Elect. F
: 1s2 2s2 2p5
…
Conf. Elect. F-
: 1s2 2s2 2p6
…
Peso Atómico
: 18.9984 g/mol
…
Electronegatividad
: 4.0 eV
…
Radio Atómico
: 0.68 A
…
Radio Iónico
:1
1.36
36 A
…
Electroafinidad
: 4.12 eV (7.95 Kcal/mol)
…
Potencial de Oxidación: Eox = - 2.85 volts
…
2F- <==> F2 + 2e
Ismael Yévenes López
Química 2‐ 2011
1
Fluoruros en Odontología
Flúor. Tipos de Enlace.
3
…
…
…
* Metales:
Met le M1+ ; M2+ : Fluoruros
Fl o
o Iónicos
Ió i o
Ej.: NaF ; SnF2
* Metales: M3+ y Est. Ox. sup.: Fluoruros
Covalentes
Ej.:
j AlF3
* No Metales: Fuoruros Covalentes
Ej.: Na2FPO3
Ismael Yévenes López
Flúor en la Naturaleza
4
F- :
0.078%
corteza
terrestre.
Minerales
de Flúor.
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
Fluorita
Criolita
Villiaumita
Selaita
Hieratita
Maladrita
Bastnosita
Parisita
Cordilita
Topacio
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
CaF2
Na3AlF6
NaF
MgF2
K2F6Si
(NH4)2SiF6
CeFCO3
2 CeFCO3 · CaCO3
2 CeFCO3 · BaCO3
Al2 ( F, OH )2 SiO4
Ismael Yévenes López
Química 2‐ 2011
2
Fluoruros en Odontología
Dinámicas de fluoruro
5
…
…
…
…
Flúor en la atmósfera: Gases erupciones volcánicas.
Flúor en los alimentos: Té hoja negra 51 - 161 ppm
Té hoja verde 336 ppm
Flúor en la sangre: Plasma 0.14 - 0.19 ppm.
Flúor en el agua: depende de la región (localidad),
estación del año.
Ismael Yévenes López
Concentraciones de Fluoruro
6
Localidad
[ F- ] (ppm) (1981)
Localidad
[ F- ] (ppm) (1981)
0.20
Arica
0.75
Rancagua
Iquique
2.20
Chillán
0.00
Antofagasta
0.32
Concepción
0.00
Calama
0.50
Los Angeles
0.15
Copiapó
1.15
Temuco
0.36
0 52
0.52
Puerto Montt
0 02
0.02
L Serena
La
S
Viña del Mar
(1.00)
Castro
0.00
Santiago
(1.00)
Punta Arenas
0.20
Ismael Yévenes López
Química 2‐ 2011
3
Fluoruros en Odontología
Flúor. Usos y Aplicaciones
7
En Industria.
…
Esmaltes
…
Espejos
…
Prismas
…
Aluminio
…
Insecticida
…
Polímeros
: Fluorita
: Fluorita
: Fluorita
: Criolita
: Fluorsilicatos
: Teflón
Ismael Yévenes López
Flúor. Usos y Aplicaciones
8
En Odontología.
…
…
…
…
…
Dentífricos
:
Enjuagatorios
Geles
Tabletas
Cementos
NaF - Na2FPO3
SnF2 - R - NH - F
: NaF
: NaF
: NaF
: NaF - CaF2
Ismael Yévenes López
Química 2‐ 2011
4
Fluoruros en Odontología
Algunas precisiones necesarias
Concentración de F-: masa de F/ volumen o
masa de F / masa de un sólido
… Unidades de concentración: partes por
millón.
mg/L = µg / mL o mg/kg = µg / g.
… Masa (cantidad) de F ingerida =
microgramos o miligramos (mg o µg)
…
…
Dosis diaria: masa de F ingerida/peso
corporal/día (mg F/kg/día)
Dinámica del Fluoruro en el organismo
10
Tejidos blandos
k
akx
HUESO
X
TGI
kx
SC
bkx
ORINA
Heces
Por balance metabólico:
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Química 2‐ 2011
a+b=1
5
Fluoruros en Odontología
Toxicidad Fluoruro
Polvo
P
l de
d compuestos
mp t fluorurados,
fl
d
irritación mucosas nasales.
… Vómitos.
… Fluorosis Dental y Osea.
… Osificasiones Insercionales.
Insercionales
…
Mecanismos
ec
o de
e Acción
cc ó
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6
Fluoruros en Odontología
Posibles acciones del ion fluór
UTILIZADO Y
ESTUDIADO
RECHAZADO
ACEPTADO
FLUOR
METABOLISMO
PLACA
MICROBIANA
MINERALIZACION
CALCIOFOSFATO
CARIES
ESTRUCTURA
CRISTALINA
DESMINERALIZACION
13
ATAQUE ACIDO
Ismael Yévenes L.
Formación de hidroxiapatita no estequiometrica
ESMALTE
HIDROXIAPATITA
CARBONATADA
IONES
EXTRAÑOS
F
IONES
ADSORBIDOS
DEFICIENCIA
IONES
HIDROXIAPATITA NO
ESTEQUIMETRICA
14
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Ismael Yévenes L.
7
Fluoruros en Odontología
Fluorapatita pura y esmalte fluorurado
ESMALTE
SUPERFICIAL
10 um
FLUORAPATITA
3.000-4000 ppm
FLUOR
38.000 ppm
FLUOR
SUSTITUCION
-
SUSTITUCION
-
-
OH POR F
10%
-
OH POR F
100%
?
MARCADO
EFECTO
CARIOSTATICO
Ismael Yévenes L.
15
Captación de fluoruro por esmalte
AGUAS
BEBIDAS
SISTEMICA
CAPTACION
FLUORURO
ALIMENTOS
SUPLEMENTOS
LIQUIDOS
BUCALES
TOPICA
FLUORUROS
TOPICOS
16
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Ismael Yévenes L.
8
Fluoruros en Odontología
Fluoruración
17
…
…
Fluoruración:
Adición
controlada
de
un
compuesto fluorurado a
un vehículo con el objeto
de
elevar
su
concentración de fluoruro
a un predeterminado nivel
con el propósito de
prevenir las caries.
Tipos:
Fluoruración
del agua, fluoruración de la
sal y fluoruración de la
leche.
Aceptación
Seguridad
50 años uso
Efectivo
Fluoruración
Agua
Daño Medio
Ambiente
Oposición
Libre elección
FLUOROSIS
Ismael Yévenes L.
RESEÑA HISTORICA FLUORURACION
18
1900 - 1920: Dr. F. McKay, Colorado Springs, EE.UU
“Mancha Marrón de Colorado”,, asociada con el consumo de agua
g en los
habitantes nacidos y criados en Colorado Springs.
1928: Publicación de McKay, acerca de reducción de experiencia de caries en
las comunidades en que había “esmalte moteado”. Ainsworth, en Inglaterra,
publica hallazgos similares.
1931: Se identifica al Fluoruro (F) como constituyente común en las aguasde
las comunidades con “esmalte moteado”
1932: El servicio de Salud Pública de EE.UU, nomina al epidemiológo dental Dr.
H. Trendley Dean, para investigar el problema.
Ismael Yévenes L.
Química 2‐ 2011
9
Fluoruros en Odontología
1932-1942: El Dr. Dean denomina “Fluorosis de esmalte dental” a esta
anomalía.
19
Desarrolla un sistema de clasificación para la fluorosis, en base a una escala
ordinal, definiendo un índice de fluorosis comunitaria (IFC), que permite
cuantificar la severidad de ésta.
Realiza varios estudios en poblaciones de niños de 12-14 años de 21
comunidades de estados del centro - oeste de EE.UU. Solamente incluye
residentes permanentes de cada comunidad.
Correlaciona el IFC y también la experiencia de caries de las poblaciones en
estudio con la concentración de F en el agua potable.
1945: Se
1945
S implementa
i l
t ell ajuste
j t de
d la
l concentración
t ió de
d F en ell agua potable
t bl de
d
Grand Rapids, Michigan.
Ismael Yévenes L.
COPD y Prevalencia de Fluorosis (Estudio de las 21 ciudades, Dean
et.al. 1939-1942)
12
20
COPD y Prev. Fluorosis
10
8
6
4
2
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
-2
CF agua (ppm)
Ismael Yévenes L.
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10
Fluoruros en Odontología
Fluorosis
Fluoruración
22
Estudio de Dean
IF
COPD
1,0
Concentración F en aguas
ppm
Ismael Yévenes L.
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11
Fluoruros en Odontología
Fluoruración
23
Daño largo
plazo bajo
Minimizado
excreción renal
Fluoruro
ingerido
Deposito en
hueso y
excreción
F esqueletal
Aumenta edad
No se observo
daño
8 ppm solo
Fluorosis
No hay daño
general
Estudios
Fluoruración
Ismael Yévenes L.
Fluoruración
24
Caries y Fluoruración
Extensa
Literatura de
Efectividad
en el mundo
Disminución
40-70% COPD
hasta
1980
Disminución
importancia
desde 1980
20-30%
Ismael Yévenes L.
Química 2‐ 2011
12
Fluoruros en Odontología
Fluoruración
25
Política Social y Fluoruración
Medio
Efectivo
Disminución
COPD
Seguro
Técnicamente
Factible
Elimina
parcialmente
diferencias
Socioeconómicas
Ismael Yévenes L.
Fluoruración
26
Resumen
Fluoruración
Agua
Efectivo
Control
caries
Medida
Salud
publica
bli
Uso
Incrementa
Fl
Fluorosis
i
Costo
Efectivo
alto
lt
Ismael Yévenes L.
Química 2‐ 2011
13
Fluoruros en Odontología
Captación de fluoruro por esmalte
Flúor
Plasma
Preeruptiva
90%
CAPTACION
SISTEMICA
Flúor
Dieta
Máxima Cristalinidad
Posteruptiva
p
10%
Menor Difusión
f
Gradiente de Fluoruro
Ismael Yévenes L.
27
Captación tópica de fluór
CAPTACION
TOPICA
DE FLUOR
POSTERUPTIVA
MENOR
ESMALTE
SANO
SO O
SOLO
SUPERFICIE
ESMALTE
MAYOR ESMALTE
HIPOMINERALIZADO
28
Química 2‐ 2011
Ismael Yévenes L.
14
Fluoruros en Odontología
Efecto del ión fluoruro sobre el cristal de hidroxiapatita
Celda Unitaria
más Compacta
Aumenta la
Cristalinidad
Aumenta la
Dureza
Fluoruro
Esmalte Superficial
tipo Fluorapatita
Disminuye la
Solubilidad
Ismael Yévenes L.
29
Distribución y equilibrios del ion fluoruro
F--
0 02 ppm
0.02
100 ppm
2000 ppm
3000 ppm
30
Química 2‐ 2011
F--
SALIVA
PLACA BACTERIANA
F--
ESMALTE
Ismael Yévenes L.
15
Fluoruros en Odontología
Mecanismo de acción del fluoruro a mediados
del siglo XX
• Formación FA: El F ingerido desde el nacimiento era parcialmente incorporado
al mineral del esmalte dental de la dentición permanente, formándose
fluoroapatita.
• Disminución solubilidad: La solubilidad en medio ácido de los fosfatos de
calcio sustituidos los grupos hidroxilo por fluoruro indicaba que la fluoroapatita
era menos soluble que la hidroxiapatatita.
• Acción protectora del fluoruro: La incorporación de F al mineral de esmalte
durante la formación del diente permanente ejercía una importante acción
protectora contra la aparición de la lesión cariosa, debido a su mayor
insolubilidad.
• Efecto sistémico del fluoruro: Se infirió, por lo tanto, que la acción cariostática
del F era predominantemente sistémica.
Ismael Yévenes L.
31
Efectos del Fluoruro sobre el Metabolismo Bacteriano
32
Glucosa
1.- Sistema
fosfotransferasa.
2
2 Transporte
2.T
t
azúcares dependiente.
Glucosa
Glucógeno
Glucosa
1
PTS
6
Glucosa - 6P
3
ATPasa
H+
2- P - Glucosa
Enolasa
4
P - enolpirúvico
3.- Bloqueo síntesis
glucógeno.
4.- Enolasa.
F
5.- Salida de H+.
6.- Salida de H+
asociada a APTasa.
S
Piruvato
H+
Ac. Láctico
5
H+
PMF
7
S
H+
Ismael Yévenes L.
7.- Bloqueo de
transporte solutos en
fuerza motriz de
protones (PMF).
Ac. Láctico
Química 2‐ 2011
16
Fluoruros en Odontología
Mecanismo de acción de fluoruros tópicos
Liberación de
Fluoruro Iónico
FLUORUROS TÓPICOS
DESMINERALIZACIÓN
PLACA
MICROBIANA
REMINERALIZACIÓN
CONCENTRACIÓN
DESMINERALIZACIÓN
LUGAR
Ismael Yévenes L.
33
Mecanismo de acción de fluoruros tópicos
Fase Líquida (F1)
EFECTOS DEL
FLÚOR EN LA
DESMINERALIZACIÓN
Interior del cristal
F Superficie (Fon)
Interior del cristal
Menos importante
Intercambio
Iónico
Gradiente captación desde superficie al interior
34
Química 2‐ 2011
Ismael Yévenes L.
17
Fluoruros en Odontología
Mecanismo de acción de fluoruros tópicos
F Superficie (Fon)
Formación de
material tipo
p Ca F2
Importante
Grosor variable para cada Fluoruro tópico
Reacción de formación del CaF2:
Ca10 (PO4)6 (OH)2 + 20 F-
10Ca F2 + 6PO4-3 + 2OH-
Reacción en medio ácido:
H+
CaHPO4 + 4Ca2+ +2 H2O
Ca10 (PO4)6 (OH)2
Ismael Yévenes L.
35
Mecanismo de acción de fluoruros tópicos
REMINERALIZACIÓN: Reparación de lesión cariosa, proceso
lento en el cual el mineral formado “de novo” es precipitado en
una lesión.
Efecto del ión flúor sobre la mineralización
OHA
-log
(TCa x TP)
mineralización
OCP
DCPD
F
4
36
Química 2‐ 2011
5
6
7
8
pH
Ismael Yévenes L.
18
Fluoruros en Odontología
Efecto del ión flúor sobre la remineralización.
Fosfatos de calcio
R i
Remineralización
li
ió
Estimula
OHA
Depósito de OHA-F
Depósito de FA
Pequeñas conc. F
Ismael Yévenes L.
37
Efecto de fluoruros tópicos sobre placa microbiana
Reduce actividad de bacterias
acidógenas y acidúricas
PLACA
MICROBIANA
Eleva el umbral de desmineralización
en curvas de Stephan
Variados efectos: síntesis macromoléculas inhibición metaloenzimas
léculas,
metaloenzimas.
38
Química 2‐ 2011
Ismael Yévenes L.
19
Fluoruros en Odontología
Fluór en desmineralización-remineralización
DISMINUYE VELOCIDAD DE
DESMINERALIZACION
DESMINERALIZACION
INHIBE REABSORCION IONICA
FLUOR
CATALIZADOR
REMINERALIZACION
ESTIMULA FORMACION DE
FOSFATOS SENCILLOS Y
COMPLEJOS
Ismael Yévenes L.
39
Mecanismos de acción del fluór y su relaciones
FLUOR
PLACA
BACTERIANA
FASES
CRISTALES
DE ESMALTE
CARIES
SOLUBLES
CRISTALINIDAD
METABOLISMO
SOLUBILIDAD
ACIDOS
APATITAS ESTABLES
Desmineralización
Remineralización
INCIDENCIA CARIES
40
Química 2‐ 2011
Ismael Yévenes L.
20
Fluoruros en Odontología
Mecanismos cariostaticos del fluoruro
MECANISMOS
CARIOSTATICOS
DE MAYOR INCIDENCIA
DESMINERALIZACIONREMINERALIZACION
60%
(100%)
41
DISMINUCION
SOLUBILIDAD
METABOLISMO
BACTERIANO
20%
20%
Ismael Yévenes L.
Pastas Dentales
Química 2‐ 2011
21
Fluoruros en Odontología
Composición de Pastas dentales
…
…
…
…
…
…
…
…
Abrasivo
H
Humectante
t t
Agua
Aglomerante
Detergente
Saborizante
Preservante
Principio Activo
10 – 40%
20 – 70%
5 – 30 %
1 – 2%
1 – 3%
1 – 2%
0.05 – 0.5%
0.1 – 0.5%
Sustancias Fluoruradas y
Sistemas Abrasivos Compatibles
Química 2‐ 2011
Sustancia Fluorurada
Sistema Abrasivo
Fluoruro de Sodio
Pirofosfato de Calcio
Metafosfato de Sodio
Polímeros Orgánicos
Sílice
Monofluorfosfato de Sodio
Carbonato de Calcio
Alúmina Trihidratada
Fosfato Dicálcico
Pirofosfato de Calcio
Fluoruros Aminados
Pirofosfato de Calcio
Metafosfato de Sodio
Sílice
22
Fluoruros en Odontología
Farmacocinética de los dentifricos
45
Dentífrico
1000 ppm
F-
Dilución 3:1
250 ppm
F-
30”
Boca
Cepillado
1,5g
60%
Eliminación
Por Enjuague
Fs = A · e
-α t
+ B·e
-β t
Clearence Oral
PROF. ISMAEL YEVENES L
[F-]
Clearence Oral
A·e
-α t
B·e
-β t
Tiempo
46
Química 2‐ 2011
PROF. ISMAEL YEVENES L
23
Fluoruros en Odontología
Esquema de Determinación de
Fluoruros
47
Muestra
Flúor
Iónico
Alícuota 1
FFPO32-
FFPO32-
Flúor Total
FPO32( F- )
( F- )
Hidrolizado
Alícuota 2
Ismael Yévenes López
47
Pastas Dentales Infantiles
48
Toxicidad Aguda
…
…
Toxicidad Crónica
Ingestión de una sola
dosis masiva de
flúor.
No se alcanza al
Ingerir un tubo
completo de pasta.
…
…
Ingestión de dosis que
superan las terapéuticas
repartidas por largos
períodos.
La fluoruración
produciría una
intoxicación acumulativa
a largo plazo
ISMAEL YEVENES LOPEZ
Química 2‐ 2011
24
Fluoruros en Odontología
Exposición crónica a Fluoruros
49
Los efectos de
una
exposición
crónica a
Fluoruros se
asocian a una
maduración
inapropiada
del esmalte.
Acción en
Células y
Tejidos
Exposición
Crónica a
Fluoruros
Di t
Dientes
Hipomineralización
Ameloblasto
1 ppm
ISMAEL YEVENES LOPEZ
50
Ingesta sostenida de Fluoruro
en niños
…
…
Fluorosis Dental
Endémica
Endémica.
Disturbio específico
causado por una
ingesta excesiva de
fluoruros durante el
período formativo de la
dentición.
Otras vías de
administración
d i i t ió
Ingesta
continua.
Fluoruración
preventiva
Fluorosis
dental en
niños
ISMAEL YEVENES LOPEZ
Química 2‐ 2011
25
Fluoruros en Odontología
Universidad de Chile
Fac. Odontología
Area de Química
Pastas Dentales Infantiles
Aguas
Aporte
Multifactorial de
Fluoruros
Suplementos
Enjuagatorios
Alimentos
ISMAEL YEVENES LOPEZ
51
Norma técnica de Conc. De Fluoruro
52
…
Normas
Técnicas de
Concentración
de Fluoruro en
Dentífricos y
Enjuagatorios
(Norma
general
técnica,
Ministerio de
Salud, Depto.
Odontológico,
Octubre
2008)
…
…
…
En pastas infantiles, destinados a niños de 2 a 6
años, la concentración de flúor no debería ser
inferior
f
a 400 ppm nii superior
i a 500 ppm
La concentración de flúor en las pastas para
mayores de 6 años, consideradas cosméticos, no
debieran ser inferiores a 1000 ppm ni superiores
a 1500 ppm
Es necesario asegurar que la cantidad de fluoruro
que pueda ingerirse accidentalmente sea baja. Los
envases no deben contener más de 260mg de
fluoruro por tubo.
Las pastas con concentraciones mayores a
1500 ppm de fluoruro son utilizadas con fines
terapéuticos y corresponde a productos
farmacéuticos.
ISMAEL YEVENES LOPEZ
Química 2‐ 2011
26
Fluoruros en Odontología
Recomendaciones para niños
53
·
Normas
Técnicas de
Concentración
de Fluoruro en
…
Dentífricos y
Enjuagatorios
-
(Norma
general
técnica,
Ministerio de
Salud, Depto.
Odontológico,
Octubre
2008)
…
-
-
…
-
-
- Uso diario con frecuencia de al menos 2 veces al
día, después de las comidas.
Uso terapéutico:
Complemento en terapia remineralizadora
Riesgo cariogenico moderado a alto
Individuos con flujo salival disminuido
Zonas radiculares expuestas en la cavidad bucal.
Contraindicaciones:
No usar pasta dental fluorurada en menores de 2
años
No usar pastas dentales con concentraciones de
fluoruro mayor a 500 ppm en menores de 6 años.
ISMAEL YEVENES LOPEZ
Formulaciones tópicas de fluoruros
- Soluciones de NaF al 2% y Sn2 F al 8%.
8%
- Enjuagatorios NaF diario y semanal.
- Barnices de NaF o fluorsilano.
-Geles neutros y acidulados .
- Pastas profilácticas.
- Dentífricos adulto y niños.
54
Química 2‐ 2011
PROF. ISMAEL YEVENES L
27