Effect of Fluoride Concentration on Reduction of Enamel Demineralization According to the Cariogenic Challenge

Abstract

Abstract Fluoride present in toothpaste at 1,100 µg/g is considered effective on caries control. However, under high cariogenic challenge due to increasing sugar exposure, higher fluoride concentration (5,000 µg/g) could be necessary to compensate the unbalance on caries process. This was tested in a pH-cycling regimen, which evaluated the effect of fluoride concentration relative to toothpaste on reduction of enamel demineralization under conditions of two levels of cariogenic challenge. Enamel slabs (n=20) were subjected to two pH-cycling regimens, simulating 8x and 16x/day sugar exposure and were treated with solutions containing: 0 (no fluoride), 275 or 1,250 µg F/mL, resulting in 6 treatment groups: 4-h/0-F; 8-h/0-F; 4-h/275-F; 8-h/275-F; 4-h/1,250-F and 8-h/1,250-F. The 275 and 1,250 µg F/mL concentrations simulate mouth salivary dilution when 1,100 and 5,000 µg/g toothpastes are used. Enamel demineralization was assessed by surface (%SHL) and cross-sectional hardness. Fluoride taken up by enamel was also evaluated. Data were analyzed by ANOVA one-way and Tukey's test. The treatment with 1,250 µg F/mL significantly reduced %SHL compared with 275 µg F/mL (p<0.05), irrespective the level of cariogenic challenge (4-h/1,250-F vs. 4-h/275-F and 8-h/1,250-F vs 8-h/275-F comparisons, respectively). These data were supported by fluoride concentration found in enamel. These findings suggest that higher fluoride concentrations could partly compensate the greater caries risk under higher cariogenic challenge due to increasing sugar exposure.

Translated abstract

Resumo O fluoreto presente em dentifrícios de 1,100 µg/g é considerado efetivo no controle de cárie dental. No entanto, sob alto desafio cariogênico devido ao aumento da exposição ao açúcar, maior concentração de fluoreto (5.000 µg/g) poderia ser necessária para compensar o desequilíbrio no processo de cárie. Isso foi testado em um modelo de ciclagens de pH, que avaliou o efeito da concentração do fluoreto, relacionada ao dentifrício, na redução da desmineralização do esmalte dental sob condição de dois níveis de desafio cariogênico. Blocos de esmalte (n=20) foram submetidos a dois regimes de ciclagens de pH, simulando 8 e 16 exposições diárias ao açúcar, e foram tratados com soluções contendo: 0 (sem flúor), 275 ou 1.250 µg F/mL, resultando em 6 grupos de tratamento: 4-h/0-F; 8-h/0-F; 4-h/275-F; 8-h/275-F; 4-h/1.250-F e 8-h/1.250-F. As concentrações de 275 e 1.250 µg F/mL simularam uma diluição salivar na cavidade bucal quando dentifrícios de 1100 e 5000 µg F/g são usados. A desmineralização do esmalte foi avaliada na superfície (%PDS) e dureza em corte. Fluoreto incorporado pelo esmalte também foi determinado. Os dados foram analisados por Análise de Variância e teste de Tukey. O tratamento com 1.250 µg F/mL reduziu significativamente %PDS comparado ao de 275 µg F/mL (p<0,05), independente do nível do desafio cariogênico (comparações 4-h/1,250-F x 4-h/275-F e 8-h/1,250-F x 8-h/275-F, respectivamente). Esses resultados foram suportados pela concentração de fluoreto encontrada no esmalte. Os resultados sugerem que maior concentração de fluoreto pode parcialmente compensar um maior risco de cárie sob um maior desafio cariogênico provocado pelo aumento de exposição ao açúcar.