Question

氟化物防治龋齿是什么化学原理？

Answer 1

氟化物的防龋机理
龋齿是一种广泛传播的、高发病率的多因素疾病，是儿童期最常见的慢性病。龋齿对人一生的健康情况有着重要的影响，例如可引起发育停滞、无力咀嚼以及由此导致的营养不良和自尊受损6。在现有的口腔公共卫生措施中，使用氟化物预防龋齿被公认为是最有效的措施

目前有几种机理可以解释氟化物的防龋功效，每种机理的相对重要性取决于特定的环境及时间。因此，氟化物的防龋功效可以被认为是多因素作用的结果。

首先，存在于牙釉质和牙本质周围水溶液中的氟离子可以在牙齿的脱矿化/再矿化的平衡中游移，并倾向于再矿化。这样可以降低牙齿龋病发生部位的损害。按照化学的观点，牙齿可以被当作是暴露于水溶液（例如唾液）中的不溶性盐 (牙釉质和牙本质)。在理想状态下，牙齿本身的脱矿化和再矿化过程中存在极好的平衡。然而，当口腔中存在大量牙菌斑和糖分时，这种平衡就会失去。由于细菌的酸性代谢产物的存在，脱矿作用将占优势。这样将导致牙齿出现某些特征性外观损伤，这些损伤都是在显微镜下可以观察到的。随后，这些损伤将合并成为龋洞。脱矿作用从牙釉质和/或牙本质磷灰石的磷酸盐质子化作用开始(PO43- + H+ = HPO42-)。其结果将导致牙齿不能结合足量的钙，更会造成牙齿的钙质流失。而口腔中存在的氟化物能够促进相反的过程，即催化牙齿的再矿化作用。通过利用唾液中的钙，氟化物能够逆转牙齿的钙质流失。此外，即使牙齿表面的特征性外观损伤已经发展成为可见的白斑，或者已经扩展到牙本质，氟化物同样能够发挥再矿化作用并对其进行治疗14、15、16。从分子角度来看，氟化物能够从脱矿的硬组织中除去质子(H+)，从而允许钙的再结合。综上所述，出现在牙齿周围水溶液中的氟离子能够抑制牙齿的脱矿作用并增强再矿化作用。

其次，与牙齿结合的氟化物能够促进牙齿的抗酸作用，并增加其坚实性。组成牙釉质和牙本质的磷灰石不是化学意义上的纯羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)。一般说来当釉质中的氢氧根离子(OH-)缺失时就可能被晶体结构中的氟化物取代。尤其在牙齿的再矿化或者成熟过程中，其外表面将优先结合氟化物，使其转化为部分氟化的磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)F) 或氟磷灰石(Ca10(PO4)6F2)。这两种形式的磷灰石更能耐受酸性物质的腐蚀。此外，在龋齿的形成过程，如果牙齿表面的一些矿物质被溶解，结合的氟化物能够被释放出来，帮助抑制牙齿的脱矿作用并增强其再矿化过程

最后，在牙齿周围水溶液中存在的氟化物能够抑制产酸菌的代谢作用。产酸菌的代谢会导致龋齿18。包括烯醇化酶在内的几种酶在中性环境时具有最佳的活性。然而，当氟化物与质子结合并形成氢氟酸(HF)时，由于其对糖酵解过程的非特异性抑制作用，可以阻止变形链球菌的糖类代谢作用。另外，细菌内的糖运输系统对细胞质的酸化状态十分敏感19。这两种机制都可能抑制细菌细胞中能量的产生并减少乳酸的生成20。

总而言之，氟化物能够通过上述机制有效的预防龋齿，因此被认为是目前最有效的帮助提高公众口腔健康的措施

Answer 2

牙齿的主要成分为羟基磷酸钙，易被腐蚀，氟化物可取代羟基生成氟代磷酸钙，氟代磷酸钙不易被腐蚀，所以氟化物防治龋齿