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氟化物為什麼能保護牙齒?

2011/02/09 | |

Original publish date:Feb 23, 2004

編輯 youko 報導

英國科學家Nora H. de Leeuw,利用電腦模擬氟化物進入牙齒琺瑯質的過程,為氟化物鞏固牙齒的作用提出明確的解釋。

我們身體的琺瑯質是由氫氧基磷灰石(hydroxyapatite,Ca10(PO4)6(OH)2)所組成,
這是一種相當堅硬的物質,但是牙齒在遇到酸性物質(例如,口水)的時候會開始溶解,雖然牙醫已經知道要利用氟化物來保護牙齒,不過這之間的詳細過程卻還沒有清楚的定論。

Nora H. de Leeuw建立一個電腦分子動力學的模型來模擬牙齒在人體中的狀況,
她發現,氟化物取代氫氧基磷灰石中的氫氧基是一種放熱反應,表示這是一個很容易發生的反應,所以氟化物可以很輕易地取代氫氧基磷灰石中的氫氧基而形成氟磷灰石。不過氟化物要進入琺瑯質的深處,放熱的量會比在表面進行同樣反應的時候來的少,所以氟磷灰石的發生會侷限在琺瑯質表面的部分。

而且在水分存在的狀況下,氟化物不像氫氧基那麼容易溶解在水分裡,所以可以維持琺瑯質的結構。另外在有水分的環境中,氫氧基磷灰石中的鈣離子與氧離子之間的化學鍵會拉長,鍵結力量變小,而容易溶解在水中。不過氟化物除了不易溶於水之外,還可以牢牢固定琺瑯質表面的鈣離子,所以琺瑯質就不會流失了。

雖然氟磷灰石所形成的穩定薄膜可以幫助保護琺瑯質,不過在咀嚼的時候這層薄膜會逐漸的磨損掉,所以要保護牙齒必須常常使用含有氟化物的溶液來形成新的保護膜。這個發現給那些從小並未得到氟化物來照顧牙齒的人一個好消息,既然氟化物所形成的保護膜只是暫時性的存在,所以只要能有恆心地在牙齒上塗抹氟化物(例如,用牙膏),就可以維持牙齒的結構。

原始論文:
de Leeuw, N. H. Resisting the Onset of Hydroxyapatite Dissolution through the Incorporation of Fluoride. Journal of Physical Chemistry B, published online, doi:10.1021/jp036784v (2004).

參考來源:

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科技大觀園延伸閱讀:

也可以上科技大觀園搜尋「牙齒」

 


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