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Analisi sperimentale degli ioni metallici presenti nella saliva di soggetti portatori di apparecchi ortodontici mobili

G. Currò, G. Bilello

G. Currò, G. Bilello

mer. 27 aprile 2016

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Fino a pochi decenni addietro, il fenomeno dell’esposizione a basse concentrazioni di agenti tossici era considerato soltanto un problema di igiene ambientale. In realtà vari studi1-5 hanno approfondito, grazie al monitoraggio biologico, il concetto di “esposizione a basse dosi” di agenti tossici o elementi in tracce: pertanto nei suddetti studi, gli autori concludono che le “basse dosi” corrispondono a una esposizione tale che le concentrazioni della sostanza in esame si mantengono, nei fluidi biologici (per la popolazione esposta), al di sopra dei valori massimi di riferimento (stabiliti per la popolazione generale) e al di sotto dei valori-limite biologici.

Lo studio dei metalli in tracce nell’organismo6,7 presenta almeno due ordini di problemi: 1) la difficoltà nel quantificare i valori definiti “normali” o di riferimento all’interno dei liquidi biologici; 2) l’assenza di metodiche di studio e di ricerca attendibili.
L’esposizione a metalli in tracce, si verifica non solo in ambito lavorativo, come si riteneva, ma ubiquitariamente; componente importante è rappresentata dalla sorgente ambientale (biosfera), acque potabili, alimenti, prodotti industriali, abitudini di vita, presenza di protesi corporee o dentali con componenti metalliche8-10.
L’elenco dei prodotti nei quali possono trovarsi tracce di elementi metallici è molto lungo: prodotti industriali tra i più vari, come sostanze alimentari, liquide e solide (caramelle, chewin gum, pasta, pane, dolci, cibi in scatola), strumenti di cottura alimentari, contenitori per vini, oli e acqua, pentole da cucina, macchine e utensili casalinghi, posateria.
Particolare attenzione è stata posta nel tempo a determinati metalli, come ad esempio il nichel, che è presente anche nei materiali e nelle leghe utilizzate in odontoiatria. Queste ultime possiedono un potenziale elettrochimico che, interagendo con il nostro corpo, dà luogo a un processo di ionizzazione. Questi ioni, una volta rilasciati nell’ambiente orale, possono esplicare azione tossica sia localmente che in tutto l’organismo. Il rischio e gli effetti determinati dal rilascio di questi ioni metallici dagli apparecchi ortodontici rimovibili, pone un problema di ordine igienistico e sanitario. Ricerche effettuate a questo scopo rivelano come sia notevole la percentuale di pazienti con reazioni avverse a materiali odontoiatrici riconducibili a metalli dentari che sono in grado di rilasciare ioni nel cavo orale11-15.
La presenza degli ossidi sulla superficie metallica delle leghe, ma soprattutto nel suo interno, è responsabile di microfessurazioni del reticolo cristallino, e attraverso queste, i processi di corrosione possono attivarsi anche in profondità, rendendo quindi la lega metallica un supporto microporoso, in grado di favorire l’adesione della placca batterica responsabile a sua volta della formazione di bassi valori di pH, che favoriscono i processi di corrosione mediante gli ossidi presenti nel metallo16,17. Oltre agli ossidi, negli alimenti possono essere presenti sostanze particolarmente aggressive come cloruri e solfuri, che innescano, anche sulle superfici metalliche ad alto titolo aureo, fenomeni di “Tarnish” o discolorazione a macchie, espressione di un ulteriore, anche se minimo, fenomeno di ossidazione18. Scopo del presente lavoro è l’analisi quantitativa e qualitativa dei residui di elementi metallici liberati nella saliva, in soggetti portatori di apparecchi ortodontici rimovibili con componenti metalliche, ponendo il dato risultante in correlazione, per quanto possibile, con l’ambiente esterno, l’attività lavorativa dei soggetti, le abitudini di vita, l’età media, il tempo di esposizione, e le caratteristiche del manufatto ortodontico.

Materiali e metodi
Presso la sezione di Ortognatodonzia del Dipartimento di discipline chirurgiche oncologiche e stomatologiche del Policlinico “P. Giaccone” dell’Università degli Studi di Palermo, sono stati selezionati 100 soggetti: 50 portatori di apparecchi ortodontici mobili da almeno 1 anno, e nei quali era assente qualsiasi trattamento conservativo in amalgama o trattamento riabilitativo protesico contenente metalli, e altri 50 soggetti selezionati come gruppo-controllo, non portatori di apparecchi ortodontici mobili né trattamenti riabilitativi protesici contenenti metalli, e senza trattamenti conservativi in amalgama né altri elementi metallici nel cavo orale; i pazienti-controllo erano confrontabili, per età e sesso, e per zona di residenza, al campione di soggetti portatori di apparecchi ortodontici mobili preso in esame.
Nella seconda fase della metodologia si è proceduto con la somministrazione di un questionario (Fig. 1), introdotto in forma anonima, sull’attività lavorativa, sulle abitudini di vita (fumo, igiene orale, alimentazione, ecc.) atto anche a valutare la presenza di patologie, disturbi orali o sistemici, tra quelli che in letteratura sono maggiormente indicati come correlati al rilascio di ioni metallici e non. Quindi si è passati al prelievo di un campione di saliva dai singoli soggetti, secondo le seguenti metodiche standardizzate. La metodica di prelievo ha previsto l’utilizzo di siringhe sterili e di provette da 5 ml per la raccolta dei campioni (Fig. 2).
I soggetti sono stati invitati a non deglutire per alcuni secondi in modo da permettere l’accumulo della saliva sul pavimento del cavo orale, consentendone il prelievo mediante siringa sterile. I campioni così prelevati sono stati raccolti all’interno delle provette, e inviati in laboratorio dove sono stati poi oggetto di indagine tramite l’utilizzo di uno spettrometro ad assorbimento atomico (SIMAA 6000 PERKIN – ELMER) per la ricerca di tracce di elementi metallici quali Pb, Ni e Cd. Tutti i dati così ottenuti sono stati elaborati tramite l’utilizzo di fogli di lavoro Excel.
Il campione è risultato così composto: il gruppo rappresentato dai soggetti portatori di apparecchi ortodontici rimovibili è formato da 26 ragazze e 24 ragazzi, di un’età compresa tra gli 11 e i 17 anni. Il gruppo di controllo era invece formato da 25 ragazze e 25 ragazzi, la cui età era compresa tra gli 11 e i 17 anni. La zona di residenza dei soggetti è presentata nel grafico riportato in figura 3.
Dal grafico si evince che tra i soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili, il 32% vive in una zona centrale, il 38% in zona periferica e il 30% in una zona extraurbana. Per il gruppo di controllo la situazione non si discosta di molto, avendo il 36% in zona centrale, un altro 36% in zona periferica e un 28% in zona extraurbana.
Altro dato preso in considerazione era l’uso frequente di caramelle e/o chewin gum. Tra i soggetti-studio, il 38% ha dichiarato di masticare frequentemente caramelle o chewin gum, mentre la percentuale nel gruppo di controllo è del 40%.
Tra le abitudini indagate vi era anche l’uso frequente o meno di cibi in scatola: il 32% dei soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili, ingerisce, con una certa frequenza, cibi in scatola con una media di 2 assunzioni settimanali. Nel gruppo-controllo, il 30% dei soggetti ha dichiarato di consumare frequentemente cibi in scatola, con una media di 2,5 a settimana.
Altro quesito riguardava il tipo di acqua bevuta dai soggetti, tra acqua minerale confezionata in bottiglia (PET), e acqua corrente: il 40% dei soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili beve acqua minerale confezionata in bottiglia (PET), il 38% beve acqua corrente, e il 22% entrambi i tipi di acqua. Nel gruppo di controllo il 44% afferma di bere acqua minerale confezionata in bottiglia (PET), il 36% beve acqua corrente, e il 20% entrambi i tipi di acqua. Un ulteriore aspetto importante della ricerca è quello di valutare la situazione di igiene orale, indagando sulla frequenza giornaliera di utilizzo delle manovre di igiene orale. In entrambi i gruppi, tutti i soggetti hanno affermato di usare giornalmente lo spazzolino per l’igiene orale. Come si nota dal grafico di figura 4, il 62% soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili riferisce di «lavare i denti» 2 volte al giorno, il 26% 3 volte al giorno, e il 12% una sola volta al giorno. Nel gruppo di controllo le percentuali ci dicono che il 66% afferma di «lavare i denti» 2 volte al giorno, il 20% 3 volte al giorno, e il 14% una volta al giorno. Tutti i soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili, inoltre, affermano di eseguire manovre di igiene a carico dei loro manufatti protesici.
Per quanto riguarda la tipologia dell’apparecchio ortodontico rimovibile dei pazienti in trattamento, si è indagato sulla quantità di parti metalliche: alcuni apparecchi erano provvisti di n. 3 parti metalliche (per esempio: arco vestibolare e 2 ganci posteriori), altri erano costituiti da n. 4 parti metalliche, altri ancora da n. 5 o più parti metalliche, per cui nel grafico in figura 5 sono riportati i dati di distribuzione dei diversi tipi di apparecchi ortodontici rimovibili.
Il 44% dei pazienti era in trattamento ortodontico attivo con apparecchiature rimovibili contenenti 5 o più elementi metallici, rappresentati da ganci, molle, fili, ecc, mentre il 40% dei pazienti mostrava apparecchiature rimovibili contenenti 4 elementi metallici; il restante 14% aveva apparecchi rimovibili con 3 elementi metallici.
I disturbi presentati dai soggetti dei due gruppi sono riportati nel grafico in figura 6. Come si nota dal grafico, le patologie indagate si riscontrano in percentuale maggiore nei soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili che in quelli appartenenti al gruppo di controllo. In particolare i disturbi che si presentano maggiormente sono le afte (54% dei soggetti con apparecchio ortodontico mobile, 12% del gruppo di controllo): queste si riscontrano specialmente nel periodo iniziale di applicazione dell’apparecchio; probabilmente tale osservazione è attribuibile a una reazione immunitaria, che peraltro è di riscontro anche nei soggetti-controllo. Il 44% dei soggetti con apparecchi ortodontici presenta una scialorrea (10% nel gruppo di controllo), la quale è dovuta alla presenza di un corpo estraneo introdotto nel cavo orale: è la stessa reazione che avviene in seguito alla introduzione del cibo. Dopo qualche ora dall’inserimento dell’apparecchio rimovibile, il flusso salivare ritorna a livelli della norma, nel momento in cui il cervello recepisce il messaggio di un corpo estraneo a cui il sistema stomatognatico deve adattarsi. La sensazione di ingombro (36% dei soggetti con apparecchi ortodontici), così come la difficoltà nell’eloquio (32% dei soggetti con apparecchi ortodontici), è da attribuire alla presenza fisica dell’apparecchio, e tale disagio è direttamente proporzionale sia alle dimensioni dell’apparecchio, ma anche alla motivazione e quindi all’accettazione della terapia. Altri dati riguardano l’interessamento parodontale: 30% di gengiviti (6% del gruppo controllo), e 24% di sanguinamento gengivale (2% nel gruppo controllo): a tale proposito, non è possibile stabilire con certezza se vi sia una correlazione con la presenza dell’apparecchio ortodontico mobile, in quanto, specialmente in età evolutiva, il problema dell’igiene orale domiciliare è un dato comune a tutti i soggetti della popolazione aperta. Il dislocamento mandibolare (18% dei pazienti in trattamento con apparecchi ortodontici rimovibili), così come la percezione di tensione (16% dei pazienti), difficoltà nella deglutizione (14% dei pazienti), sensazione di ingombro l(12% dei pazienti), la pressione sui denti (8% dei pazienti), i decubiti sulle mucose (6%), la pressione sulle mucose (4% dei pazienti) sono correlabili alla presenza fisica dell’apparecchio ortodontico rimovibile, e alle sue azioni terapeutiche.

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Risultati e discussione
I valori quantitativi degli ioni metallici presenti nella saliva del cavo orale, espressi in μg/l, ricercati nei due gruppi di soggetti sono presentati nelle figure 7, 8, 9 rispettivamente per Pb, Ni e Cd. A oggi gli studi più attendibili sui range entro cui i valori dei metalli presenti nella matrice salivare (espressi in μg/l), sono da ritenersi nella norma, appartengono all’Università degli Studi di Brescia. A questi si è fatto riferimento nel presente studio.
Pb: la zona alta del grafico in figura 7, a partire dal valore di 15 μg/l, si presenta di colore diverso rispetto la parte sottostante questo valore, a indicare il limite massimo entro cui i valori di Pb nella saliva sono da ritenersi “normali” (zona in giallo) compresa tra 0 e 15 μg/l. I valori di Pb oltre i 15 μg/l (zona in arancio) sono da considerarsi fuori range di normalità. Come si nota dal grafico, i valori di Pb dei soggetti con protesi (in verde) risultano essere più alti di quelli dei soggetti del gruppo di controllo (in arancio). In particolare tra i soggetti con protesi, 5 superano il valore limite di 15 μg/l mentre altri 5 si mantengono appena sotto questa soglia di pochi μg/l. Tra i soggetti controllo non si rilevano valori particolarmente elevati, e comunque nessuno di essi fuoriesce dal range di normalità.
Ni: per quanto riguarda i valori di Ni, essi sono rappresentati nella zona alta del grafico in figura 8, il quale, a partire dal valore di 5 μg/l si presenta di colore diverso rispetto alla parte sottostante questo valore, a indicare il limite massimo entro cui i valori di Ni nella matrice salivare sono da ritenersi “normali” (zona in giallo) compresa tra 0 e 5 μg/l. I valori di Ni oltre i 5 μg/l (zona in arancio) sono da considerarsi fuori range di normalità. Come si nota dal grafico, i valori di Ni dei soggetti con apparecchi ortodontici rimovibili (in verde), risultano essere più alti di quelli dei soggetti controllo (in arancio). In particolare tra i soggetti con apparecchi ortodontici, 4 superano il valore limite di 5 μg/l, mentre altri 6 si mantengono appena sotto questa soglia di pochi μg. Tra i soggetti controllo non si rilevano valori particolarmente elevati, e comunque nessuno oltrepassa il valore limite di 5 μg/l.
Cd: per quanto riguarda i valori di Cd, essi sono presentati nel grafico in figura 9. Come per gli altri due metalli testati, anche qui la zona alta del grafico, a partire dal valore di 3 μg/l si presenta di colore diverso rispetto la parte sottostante questo valore, a indicare il limite massimo entro cui i valori di Cd nella matrice salivare sono da ritenersi normali (zona in giallo) compresa tra 0 e 3 μg/l. I valori di Cd oltre i 3 μg/l (zona in arancio) sono da considerarsi fuori range di normalità. Come si nota dal grafico, i valori di Cd dei soggetti con apparecchi ortodontici (in rosso), risultano essere più alti di quelli dei soggetti controllo. In particolare tra i soggetti con apparecchi ortodontici 4 superano il valore limite di 3 μg/l mentre altri 6 si mantengono appena sotto questa soglia di pochi μg. Tra i soggetti controllo non si rilevano valori particolarmente elevati, tutti abbondantemente entro i limiti di normalità.
Un aspetto importante si evince dall’analisi dei dati riguardanti la distribuzione di Pb, Ni e Cd nei soggetti con apparecchi ortodontici. Prendendo in considerazione il dato che si riferisce ai valori medi di Pb, Ni e Cd, in relazione alla presenza delle apparecchiature ortodontiche rimovibili, i pazienti sono stati suddivisi in: a) soggetti con un solo apparecchio ortodontico, cioè su una sola arcata (superiore o inferiore); e b) soggetti con apparecchio ortodontico rimovibile su entrambe le arcate. Il grafico in figura 10 mostra come i soggetti con apparecchio ortodontico su due arcate, abbiano i valori medi più elevati, superando, seppur di poco, i soggetti con apparecchio ortodontico su una arcata.
Dai dati e dai risultati raccolti attraverso la presente ricerca, è indubbia la maggiore presenza di Pb, Ni e Cd espressi in μg/l nella matrice salivare dei soggetti appartenenti al gruppo dei portatori di apparecchio ortodontico rimovibile rispetto al gruppo di controllo. Nonostante ciò la vastità delle variabili che interagiscono con questi dati, comprendendo tutte le fonti ambientali di tracce metalliche, gli oggetti di uso comune, particolari abitudini di vita, ecc., suggerisce l’auspicabilità di eseguire ulteriori ricerche dettagliate che prendano in esame in maniera specifica e particolare ognuno dei fattori che possono influenzare il livello e i valori di questi metalli nel cavo orale e in tutto l’organismo. Come si evince anche dalla letteratura20-23, la conferma diagnostica si avrà solamente dopo approfondimenti diagnostici riguardanti possibile cause di rilascio di ioni metallici a livello del cavo orale.

Conclusioni
Dallo studio condotto su pazienti portatori di apparecchio ortodontico rimovibile, posti a confronto con soggetti senza apparecchio ortodontico e/o altri metalli nel cavo orale, si evince che nel gruppo di soggetti con apparecchi ortodontici sono maggiormente presenti nella saliva ioni metallici compatibili con quelli contenuti nei materiali costituenti gli apparecchi ortodontici stessi, e comunque tali metalli si mantengono entro un range di normalità. Inoltre, anche se nei soggetti con apparecchi ortodontici sono maggiormente rappresentati i disturbi indagati dalla ricerca rispetto ai soggetti del gruppo di controllo, è pur vero che, prima di imputare un’eziologia elettrogalvanica o comunque stabilire una qualche correlazione tra il rilascio di ioni metallici e le patologie e i sintomi riscontrati nel paziente, è necessario, e dovrebbe far parte del corretto iter diagnostico perseguito da ogni medico e/o odontoiatra, escludere ogni altra causa eziopatogenetica.

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L'articolo è stato pubblicato su Dental Tribune Italian Edition, aprile 2016.

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