No. 94863

5 ข้อ 2.50 คะแนน

ศึกษาอิออนโลหะที่เหลือค้างบนพื้นผิวและลักษณะพื้นผิวแบร็กเกตที่ผ่านการใช้งานในนักกีฬาว่ายน้ำ

บทความ

บทวิทยาการ 

การศึกษาอิออนโลหะที่เหลือค้างบนพื้นผิวและลักษณะพื้นผิวแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมที่ผ่านการใช้งานในผู้ป่วยจัดฟันที่เป็นนักกีฬาว่ายน้ำ

The Study of Surface Remaining Metal Ions and Surface Characteristics of Retrieved Stainless Steel Brackets in Swimming Athletes Undergoing Orthodontic Treatment

นพปฎล จันทร์ผ่องแสง1
Noppadon Chanpongsaeng1

1กลุ่มงานทันตกรรม สถาบันสุขภาพเด็กแห่งชาติมหาราชินี กรุงเทพมหานคร ประเทศไทย
1Dental Department, Queen Sirikit National Institute of Child Health, Bangkok, Thailand

บทคัดย่อ

งานวิจัยฉบับนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาเปรียบเทียบปริมาณอิออนโลหะที่เหลือค้างบนผิวแบร็กเกตและเปรียบเทียบลักษณะพื้นผิวร่องแบร็กเกตก่อนและหลังการใช้งานของแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม2ชนิดในสภาพแวดล้อมคลอไรด์สระว่ายน้ำ 2 สระ และเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะของแบร็กเกต 2 ชนิด งานวิจัยดำเนินการโดยติดแบร็กเกต 2 ชนิด (AM, KO) ด้วยวิธีการสุ่มตามลำดับ ให้กลุ่มตัวอย่างนักกีฬาว่ายน้ำ 28 คนจากสระว่ายน้ำ 2 สระ (CU, BC) และให้กลุ่มควบคุมที่เป็นผู้ป่วยจัดฟัน 14 คน หลังรักษา 1 ปี ถอดแบร็กเกตฟันหน้าล่าง 4 ซี่ แช่ในอีดีทีเอความเข้มข้นร้อยละ 17 แล้วส่งตรวจหาปริมาณอิออนเหล็ก (Fe) นิกเกิล (Ni) โครเมียม (Cr) ด้วยเครื่อง ICP-OES วิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยชนิดแบร็กเกต และปัจจัยสภาพแวดล้อมคลอไรด์สระว่ายน้ำ ด้วยสถิติวิเคราะห์ความแปรปรวน 2 ทาง เปรียบเทียบภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด บริเวณร่องแบร็กเกตที่ยังไม่ผ่านและที่ผ่านการใช้งาน ตรวจหาองค์ประกอบโลหะของแบร็กเกตด้วยเครื่อง EDX ผลการศึกษา พบว่าไม่มีปฏิสัมพันธ์ ระหว่างชนิดแบร็กเกต และชนิดสระว่ายน้ำ แต่พบความแตกต่างปริมาณอิออนเหล็ก นิกเกิล ระหว่างแบร็กเกต 2 ชนิด ในระดับนัยสำคัญสถิติ 0.01 แบร็กเก็ต AM พบความแตกต่างลักษณะพื้นผิวร่องแบร็กเกตระหว่างกลุ่มที่ใช้งานและที่ยังไม่ผ่านการใช้งานแต่ไม่พบความแตกต่างในแบร็กเกต KO  แบร็กเกต AM ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม Precipitate Hardening แบรกเก็ต KO ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 304 

โดยสรุปแบร็กเกต AM พบอิออนโลหะเหลือค้างบนพื้นผิวแบร็กเกตมากกว่าแบร็กเกต KO และสภาพแวดล้อมคลอไรด์จากสระว่ายน้ำไม่มีผลทำให้เกิดอิออนโลหะเหลือค้างบนแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมมากกว่าปกติ

คำสำคัญ :    คลอไรด์, แบร็กเกต, สระว่ายน้ำ, เหล็กกล้าไร้สนิม, อิออนโลหะ

Abstract

This study aimed to examine the surface remaining metal ions of two types of stainless steel brackets in different chloride environments of two swimming pools by comparing the amount of ions found on the surface of the brackets and comparing surface characteristics at bracket slots between the study groups after one year usage and analyzing the metallic composition of the two types of brackets. Two brands of brackets were studied (AM, KO). Participants included 28 swimmers from two different pools (CU, BC) and a control group of 14 orthodontic patients. Bracket brands were randomly allocated to all participants. The mandibular incisor brackets were removed after one year of treatment. The removed brackets were soaked in 17% EDTA and analyzed for iron ion (Fe), nickel ion (Ni), and chromium ion (Cr) using ICP-OES. Two-way ANOVA were used to examine the effects of brackets and pools on the amount of ions. Additionally, electron microscopy images were compared between the unused and used bracket surfaces and using EDX to detect metal composition. The results revealed no significant relationship between bracket types and pools. However, there were significant differences in the quantity of iron ion and nickel ion between the two types of brackets at a statistical significance level of 0.01. AM brackets exhibited distinct surface characteristics between the used and unused groups, while KO brackets did not show such differences. In conclusion, AM brackets exhibited higher surface remaining metal ions than KO brackets. The chloride environments of the swimming pools did not significantly affect the surface remaining metal ions of stainless steel brackets.

Keywords :    Chloride, Bracket, Swimming pool, Stainless steel, Metal ion

ติดต่อเกี่ยวกับบทความ : 

นพปฎล จันทร์ผ่องแสง, กลุ่มงานทันตกรรม สถาบันสุขภาพเด็กแห่งชาติมหาราชินี 420/8 ถ.ราชวิถีแขวงทุ่งพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพ 10400 ประเทศไทย โทรศัพท์ : 1415 Email : doiji.fern @ gmail.com

Correspondence to: 

Noppadon Chanpongsaeng, Dental Department Queen Sirikit National Institute of Child Health 420/8 Ratchawithi Road, Phayathai Subdistrict, Ratchathewi, Bangkok, 10400 Thailand. Call Center 1415 Email : doiji.fern @ gmail.com

บทนำ

เครื่องมือที่ใช้ในการรักษาทันตกรรมจัดฟันในปัจจุบันมีการพัฒนาก้าวหน้าไปหลากหลายรูปแบบ แต่แบร็กเกตยังคงเป็นเครื่องมือจัดฟันพื้นฐานที่ใช้ในการรักษาทันตกรรมจัดฟันในประเทศไทย แบร็กเกตสมัยปัจจุบัน1 ทำจากวัสดุ 3 ชนิด คือ โลหะ พลาสติก เซรามิก แบร็กเกตโลหะส่วนใหญ่ผลิตด้วยกรรมวิธีการหล่อ (casting) การมิลลิง (milling) หรือ วิธี MIM (metal injection molding) แบร็กเกตโลหะ แบ่งได้เป็น 4 ประเภท1 คือ แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม แบร็กเกตโคบอลต์โครเมียม แบรกเก็ตไทเทเนียม และแบร็กเกตโลหะมีค่า แต่ส่วนใหญ่แบร็กเกตผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม2,3 เนื่องจากมีความแข็งแรง ต้านทานการกัดกร่อน ใช้งานง่ายและราคาไม่แพง เหล็กกล้าไร้สนิมเป็นโลหะผสม (alloy) ที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กมากกว่า 50% และมีโครเมียมอย่างน้อย 11%4 เหล็กกล้าไร้สนิมทางทันตกรรมจัดฟันมีองค์ประกอบใกล้เคียงแผนภาพเฟส (phase diagram) Fe-Cr-Ni5 แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิดผลิตด้วยกรรมวิธีที่ต่างกัน และผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิด เช่น AISI 304, 304L, 316, 316L, 17-4 PH หรือ Duplex เหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิดมีความแข็งแรง ความต้านทานการกัดกร่อนแตกต่างกัน คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมเกิดจากพาสซีฟฟิล์ม (passive film) ที่ปกคลุมผิวโลหะ พาสซีฟฟิล์มเกิดขึ้นเองได้ตลอดเวลาในสภาวะที่มีออกซิเจนและมีโครเมียม สภาวะที่ขัดขวางการสร้างพาสซีฟฟิล์ม คือ สภาวะที่พื้นผิวขาดออกซิเจน สภาพความเป็นกรดและสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์6 การศึกษาการกัดกร่อนของแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งตามวิธีการศึกษาเป็นการศึกษาในห้องปฏิบัติการ (in vitro) โดยการนำแบร็กเกตที่ยังไม่ผ่านการใช้งานมาอยู่ในสภาวะจำลองที่ช่วยให้เกิดการกัดกร่อน เช่น แช่ในน้ำลายเทียม7 แช่ในสารละลายที่เป็นกรด-ด่าง8 หรือแช่ในสภาพที่เป็นคลอไรด์9 เป็นต้น จากนั้นตรวจหาปริมาณอิออนเหล็ก อิออนโครเมียม อิออนนิกเกิล ผลการศึกษาพบว่าของเหลวที่มีความเป็นกรดสูงตรวจพบอิออนนิกเกิล อิออนโครเมียม อิออนเหล็ก อิออนแมงกานีส ปริมาณสูงกว่าของเหลวที่มีความเป็นกรดต่ำ8 และตรวจพบอิออนนิกเกิล อิออนโครเมียมในการทดลองแช่แบร็กเกตในของเหลวที่มีโซเดียมคลอไรด์9 นอกจากนี้ยังใช้วิธีวิเคราะห์ศักย์ไฟฟ้าเคมีแบบพลวัต (Potentiodynamic test) วัดความต้านทานการกัดกร่อน (Rp) ของแบร็กเกตที่ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิด หรือแบร็กเกตจากต่างบริษัท โดยการแช่ในน้ำลายเทียมแล้วใช้กระแสไฟฟ้า10,11 หรือแช่ในโซเดียมคลอไรด์แล้วใช้กระแสไฟฟ้า12  ผลการศึกษาพบว่าแบร็กเกตจากต่างบริษัท และแบร็กเกตที่ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิดมีความต้านทานการกัดกร่อนแตกต่างกัน แต่การศึกษาในห้องปฏิบัติการมีความแตกต่างจากสภาวะช่องปากผู้ป่วย เนื่องจากมีปัจจัยเรื่องน้ำลาย ความเป็นกรดและคลอไรด์ในอาหารมาเกี่ยวข้อง การศึกษาอีกประเภทเป็นการศึกษาในมนุษย์ ด้วยการติดแบร็กเกตบนผิวฟันผู้ป่วยและเก็บตัวอย่างน้ำลาย13,14 หรือเลือด15 หรือทั้งน้ำลายและเลือด16 จากผู้ป่วยตั้งแต่เริ่มติดเเบร็กเกตและนัดมาเก็บน้ำลายหรือเลือดเป็นระยะจากนั้นส่งตรวจปริมาณอิออนโลหะ การศึกษาลักษณะดังกล่าวสุ่มเสี่ยงต่อการละเมิดข้อกำหนดจริยธรรมวิจัยในมนุษย์เนื่องจากมีการเก็บสารคัดหลั่งจากร่างกายมนุษย์ การศึกษาอีกประเภท คือการศึกษาในแบร็กเกตที่ผ่านการใช้งาน (retrieved bracket) โดยการตรวจการกัดกร่อนของแบร็กเกตที่ติดสีดำหรือสีเขียวบนผิวฟันรอบแบร็กเกต โดยตรวจดูสภาพผิวแบร็กเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดเพื่อตรวจการเกิดออกไซด์โลหะบนผิวแบร็กเกต2 หรือนำแบร็กเกตที่ผ่านการใช้งานมาตรวจหาองค์ประกอบโลหะเปรียบเทียบกับแบร็กเกตที่ยังไม่ใช้งาน17

ที่ผ่านมาแม้แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมจะได้รับการพัฒนาทั้งกรรมวิธีผลิตและชนิดเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้ผลิต แต่ทันตแพทย์จัดฟันยังคงให้ความสนใจกับคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม เห็นได้จากช่วง 5 ปี ที่ผ่านมามีรายงานการศึกษาการกัดกร่อนของแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมอย่างต่อเนื่อง แต่ทว่าทั้งหมดเป็นการศึกษาในห้องปฏิบัติการ18-23 และแม้แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมจะมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน แต่หากแบร็กเกตต้องอยู่ในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ของสระว่ายน้ำเป็นเวลานานหลายชั่วโมง/สัปดาห์ เช่น นักกีฬาว่ายน้ำที่ได้รับการติดแบร็กเกตบนผิวฟัน จะมีอิออนที่เหลือค้างบนผิวแบรกเก็ต และมีพื้นผิวแบร็กเกตแตกต่างจากผู้ป่วยจัดฟันทั่วไปหรือไม่ โดยทั่วไป ผู้ดูแลสระจะใช้กรดไตรคลอโรไอโซไซยานูริกเติมลงในสระว่ายน้ำเพื่อฆ่าเชื้อ ผลที่ได้คือคลอไรด์อิออนและกรดไซยานูริก ซึ่งเมื่อละลายน้ำจะมีผลทำให้ความเป็นกรด-ด่าง (pH) ต่ำถึง 2.5-2.7 ผู้ดูแลสระจะใช้โซเดียมคาร์บอเนตในการแก้ไขปัญหาความเป็นกรดเพื่อปรับความเป็นกรด-ด่างให้ได้ตามมาตรฐาน ดังนั้นการควบคุมปริมาณคลอไรด์อิออนและความเป็นกรดของสระจึงมีความสำคัญมาก ดังมีรายงานฟันกร่อนจากสภาพความเป็นกรดและคลอรีนในสระว่ายน้ำในนักกีฬาว่ายน้ำ24-26 และจากผลการศึกษาความเป็นกรด-ด่างของสระว่ายน้ำในกรุงเทพมหานคร 34 สระ พบมี 9 สระที่ค่าความเป็นกรด-ด่างไม่ตรงกับมาตรฐานของสระว่ายน้ำที่ สำนักอนามัย กรุงเทพมหานครกำหนดไว้27 โดยองค์การอนามัยโลก ได้กำหนดค่ามาตรฐานของน้ำในสระว่ายน้ำ โดยให้มีค่าความเป็นกรด-ด่าง 7.2-7.8และคลอรีนอิสระไม่เกิน 1มิลลิกรัม/ลิตร28

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ เพื่อศึกษาเปรียบเทียบปริมาณอิออนโลหะที่เหลือค้างบนผิวแบร็กเกตและเปรียบเทียบลักษณะพื้นผิวร่องแบร็กเกตก่อนและหลังการใช้งานของแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม2ชนิดในสภาพแวดล้อมคลอไรด์สระว่ายน้ำ 2 สระ และเพื่อวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะของแบร็กเกต 2 ชนิด

วัสดุอุปกรณ์และวิธีการ

งานวิจัยนี้เป็นการวิจัยในมนุษย์ ได้รับอนุญาตให้ทำการวิจัยโดยคณะกรรมการจริยธรรมการวิจัยในมนุษย์โรงพยาบาลเลิดสิน เลขที่หนังสือ 491005 กลุ่มตัวอย่างเป็นนักกีฬาว่ายน้ำอายุ 14-24 ปี จำนวน 28 คน เพศชาย 18 คน เพศหญิง 10 คน จากสระว่ายน้ำ 2 สระ คือ สระว่ายน้ำจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย (CU) สระว่ายน้ำโรงเรียนกรุงเทพคริสเตียน (BC) สระละ 14 คน โดยทั้ง 2 สระมีการควบคุมคุณภาพน้ำในสระตามมาตรฐานที่สำนักอนามัย กรุงเทพมหานครกำหนดไว้ คือมีค่าความเป็นกรด-ด่าง 7.2-7.8 และคลอรีนอิสระไม่เกิน 1 มิลลิกรัม/ลิตร นักกีฬาว่ายน้ำทั้งสองสระมีการฝึกซ้อมว่ายน้ำสัปดาห์ละ 5 วัน วันละ 2.30 ชั่วโมง กลุ่มตัวอย่างจากแต่ละสระถูกแบ่งเป็น 2 กลุ่ม กลุ่มละ 7 คน ด้วยวิธีการสุ่มตามลำดับก่อนหลังการมารับการรักษาเพื่อติดแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม 2 ชนิดกลุ่มละชนิด คือ ชนิด AM ผลิตจากสหรัฐอเมริกาและชนิด KO ผลิตจากประเทศเกาหลี แบร็กเกตที่ใช้เป็นรูปแบบ Roth ขนาดร่อง 0.018”X0.025”  กลุ่มควบคุมเป็นผู้ป่วยจัดฟันทั่วไป ที่ไม่เป็นนักกีฬาว่ายน้ำและไม่ได้ว่ายน้ำเป็นประจำ อายุ 14-24 ปี จำนวน 14 คน เพศชาย 8 คน เพศหญิง 6 คนแบ่งเป็น 2 กลุ่ม กลุ่มละ 7 คน เพื่อติดแบร็กเกต 2 ชนิด โดยใช้วิธีการสุ่มตามลำดับเช่นกัน ก่อนเริ่มการรักษา ผู้ปกครองและผู้ป่วยของทั้งสองกลุ่มได้ลงชื่อในเอกสารยินยอมเข้าร่วมการวิจัย หลังจากนั้นทั้งสองกลุ่มจะได้รับการติดแบร็กเกตในฟันบน/ล่าง จำนวน 20 ซี่ และติดท่อจัดฟันด้านแก้ม (buccal tube) (Tomy,ญี่ปุ่น) บนฟันกรามแท้ซี่ที่หนึ่ง ผู้ป่วยทุกรายได้รับการใส่ลวด 4 เส้น คือ ลวด 0.014 NiTi, 0.016 NiTi, 0.016SS และ 0.018SS ตามลำดับและยึดลวดกับร่องแบร็กเกตด้วยยางพอลียูรีเทน Dyna Sticks (Dynaflex, สหรัฐอเมริกา) ผู้ป่วยได้รับการนัดหมายเพื่อรับการรักษาและเปลี่ยนยางทุกเดือน 

หลังรักษานาน 1 ปี ผู้ป่วยถูกนัดมาเพื่อถอดยาง ถอดลวดโค้งในฟันล่างและถอดแบร็กเกต (debond) ตำแหน่งฟันหน้าล่าง 4 ซี่ โดยใช้แรงเฉือนปอกในการถอดแบร็กเกต จากนั้นขัดผิวฟันและติดแบร็กเกตชนิดเดิมที่ยังไม่ผ่านการใช้งานบนผิวฟัน นำแบร็กเกตที่ถูกถอดออกทั้ง4ชิ้นจากกลุ่มตัวอย่างแต่ละรายใส่รวมกันในหลอดทดลองแก้วขนาด 13x100 มิลลิเมตร เติมกรดเอทิลีนไดเอมีนเตตระอะซิติก (อีดีทีเอ) ความเข้มข้นร้อยละ 17 จำนวน 10 มิลลิลิตร นำหลอดทดลองวางบนเครื่องสั่นสะเทือนความถี่สูง (ultrasonic cleaner) (L&R Ultrasonic, สหรัฐอเมริกา) ความถี่ 60 Hertz นาน 30 นาที เทของเหลวจากหลอดทดลองแก้วใส่หลอดทดลองพลาสติกและเติมอีดีทีเอความเข้มข้นร้อยละ 17 ให้ได้ปริมาณ 30 มิลลิลิตร โดยวิธีนำอิออนโลหะออกจากผิวแบร็กเกตประยุกต์จากวิธีของ Ehsan29 จากนั้นนำของเหลวที่ได้จากขั้นตอนข้างต้นส่งตรวจหาปริมาณอิออนเหล็ก (Fe) อิออนนิกเกิล (Ni) อิออนโครเมียม (Cr) โดยใช้วิธีการวัดการดูดกลืนแสงอะตอม (Atomic Absorption Spectroscopic Analysis) ด้วยเครื่อง ICP OES ของบริษัท IQA

จากนั้นนำแบร็กเกต 4 ชิ้น จากหลอดทดลองมาเติมน้ำกลั่น 10 มิลลิเมตร แล้วนำไปผ่านเครื่องสั่นสะเทือนความถี่สูงอีกครั้งนาน 5 นาที ทำแบร็กเกตให้แห้ง นำแบร็กเกต 2 ชิ้นจากแต่ละกลุ่มตัวอย่าง กลุ่มควบคุมและแบร็กเกตที่ยังไม่ผ่านการใช้งานไปตรวจลักษณะพื้นผิวบริเวณร่องแบร็กเกตด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (Scanning Electron Microscope (SEM)) (Philip XL 30 cp, เนเธอร์แลนด์) กำลังขยาย 1,000 เท่า

นำแบร็กเกตที่ยังไม่ผ่านการใช้งานทั้ง 2 ชนิด ชนิดละ 4 ชิ้น มาตรวจองค์ประกอบโลหะที่ตำแหน่งปีกแบร็กเกตบนขวาและบนซ้ายของแบร็กเกตชิ้นงานละ 2 ตำแหน่ง รวมตรวจชนิดละ 8 ตำแหน่ง ด้วยเครื่องมือวิเคราะห์ธาตุด้วยเทคนิคเอ็กซ์เรย์ฟลูออเรสเซนต์ แบบกระจายพลังงาน (Energy – Dispersive X-Ray Spectorscop j (EDX)) (CDUTM LEAPTM Detector, สหรัฐอเมริกา) นำข้อมูลที่ได้ไปเทียบกับค่ามาตรฐาน1 เพื่อจำแนกชนิดโลหะของแบร็กเกตแต่ละชนิด 

นำข้อมูลปริมาณอิออนโลหะที่ได้รับจากห้องปฏิบัติการมาหาค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของปริมาณอิออนเหล็ก อิออนโครเมียม อิออนนิกเกิล ของแต่ละกลุ่มตัวอย่างและกลุ่มควบคุม และนำข้อมูลดังกล่าวมาวิเคราะห์ความแปรปรวนสองทาง (two-way ANOVA) เพื่อวิเคราะห์ปฏิสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยชนิดแบร็กเกตกับปัจจัยสภาพแวดล้อมคลอไรด์สระว่ายน้ำ 2 สระและกลุ่มควบคุมโดยจำแนกตามชนิดอิออนโลหะและใช้การทดสอบเปรียบเทียบพหุคูณ (Multiple comparison Test) ด้วยวิธีของ Tukey ที่ระดับนัยสำคัญ 0.01 โดยใช้โปรแกรม SPSS Version 16 และ ใช้สถิติเชิงพรรณนาบรรยายลักษณะพื้นผิวแบร็กเกตจากภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด 

ผลการศึกษา

ผลการวิเคราะห์ปริมาณอิออนโลหะ 3 ชนิด (หน่วยวัดเป็น part per billion (ppb)) ที่เหลือค้างบนพื้นผิวแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม 2 ชนิด ที่ผ่านการใช้งานในสภาพแวดล้อมคลอไรด์ สระว่ายน้ำ 2 สระ และกลุ่มควบคุมแสดงในรูปที่ 1 - 3

ผลการตรวจหาอิออนโลหะที่เหลือค้างบนผิวแบร็กเกต แบร็กเกต AM พบอิออนเหล็กมากที่สุด รองลงมา คือ อิออนนิกเกิล และพบอิออนโครเมียมน้อยที่สุด  เช่นเดียวกับแบร็กเกต KO ที่พบอิออนเหล็กมากที่สุด รองลงมา คือ อิออนนิกเกิล แต่ตรวจไม่พบอิออนโครเมียม เนื่องจากมีปริมาณน้อยกว่า 5 ppb ซึ่งเป็นปริมาณน้อยที่สุดที่เครื่อง ICP-OES จะตรวจพบได้ เมื่อนำค่าเฉลี่ยปริมาณอิออนเหล็กและนิกเกิล ไปวิเคราะห์ความแปรปรวนสองทางระหว่างปัจจัยชนิดแบร็กเกต 2 ชนิดและปัจจัยสภาพแวดล้อมคลอไรด์สระว่ายน้ำ 2 สระ และกลุ่มควบคุม ผลการวิเคราะห์แสดงในตารางที่ 1 พบว่าปฏิสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยชนิดแบร็กเกตกับปัจจัยสภาพแวดล้อมคลอไรด์สระว่ายน้ำ 2 สระกับกลุ่มควบคุมไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญสถิติ กล่าวคือ นักกีฬาที่ว่ายน้ำในสระ 2 สระและกลุ่มควบคุมตรวจพบปริมาณอิออนเหล็กและอิออนนิกเกิลตกค้างบนผิวแบร็กเกตไม่มีความแตกต่างกันอย่างนัยสำคัญสถิติ แต่นักกีฬาว่ายน้ำที่ใช้แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมต่างชนิดกันตรวจพบปริมาณอิออนโลหะตกค้างบนผิวแบร็กเกตแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญสถิติที่ระดับ 0.01 โดยแบร็กเกต AM พบอิออนเหล็ก และอิออนนิกเกิล มากกว่าแบร็กเกต KO ส่วน อิออน โครเมียมไม่ได้นำมาวิเคราะห์ความแปรปรวนสองทาง เนื่องจากตรวจไม่พบในแบร็กเกต KO
 
 
จากภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด แบร็กเกต AM ที่ไม่ผ่านการใช้งานมีลักษณะเป็นโครงสร้างเกรนโลหะขนาดใหญ่ มีการเรียงตัวของอะตอมโลหะภายในเกรนไม่สม่ำเสมอ และพบเส้นสีขาวบริเวณขอบเกรนโลหะที่บ่งบอกว่าโลหะบริเวณดังกล่าวมีเลขอะตอมแตกต่างจากโลหะที่อยู่ในเกรนโลหะ (รูปที่ 4) ส่วนแบร็กเกต AM ที่ผ่านการใช้งาน จากสระว่ายน้ำ 2 สระและกลุ่มควบคุมมีลักษณะคล้ายคลึงกัน คือพบเกรนโลหะขนาดใหญ่ที่มีการเรียงตัวของอะตอมโลหะภายในเกรนโลหะสม่ำเสมอ พบเส้นสีดําบริเวณขอบเกรนโลหะ (รูปที่ 5 - 7) ภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของแบร็กเกต KO ที่ไม่ผ่านการใช้งาน พบเนื้อโลหะมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกัน (homogeneous) ไม่พบโครงสร้างเกรนโลหะแต่พบมีหลุม (pit) ร่อง (fissure) บนผิวโลหะที่เกิดจากขั้นตอนการผลิตแบร็กเกต (รูปที่ 8) ส่วนแบร็กเกต KO ที่ผ่านการใช้งานจากสระว่ายน้ำ 2 สระ และกลุ่มควบคุม เมื่อเปรียบเทียบกับแบร็กเกตที่ยังไม่ผ่านการใช้งานพบเพียงความแตกต่างของการสึกบริเวณร่องแบร็กเกต (รูปที่ 9 - 11)
 

ผลการวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะของแบร็กเกตที่ไม่ผ่านการใช้งาน 2 ชนิด (ตารางที่ 2) แบร็กเกต KO ประกอบด้วย เหล็ก 72.47 wt% โครเมียม 19.06 wt% นิกเกิล 8.31 wt% เมื่อเปรียบเทียบกับค่ามาตรฐาน4 พบว่าตรงกับเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่ม Austenitic AISI 304 แบร็กเกตชนิด AM ประกอบด้วย เหล็ก 81.02 wt% โครเมียม 11.40 wt% นิกเกิล 3.90 wt% ทองแดง 3.68 wt% ซึ่งใกล้เคียงกับเหล็กกล้าไร้สนิมในกลุ่ม Precipitate Hardening (PH) กลุ่ม Martensitic ใกล้เคียงกับ grade17-4 PH และ grade 15-5 PH

บทวิจารณ์

งานวิจัยฉบับนี้มีข้อจำกัดหลายอย่าง เนื่องจากเป็นการวิจัยในมนุษย์และเป็นการศึกษาไปข้างหน้า (prospective study) จึงเป็นข้อจำกัดในการหากลุ่มตัวอย่าง ทำให้กลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ มีกลุ่มตัวอย่างเพียงสระละ 14 คน และเมื่อแบ่งกลุ่มเพื่อติดแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิม 2 ชนิดทำให้เหลือกลุ่มตัวอย่างเพียงกลุ่มละ7 คน ส่วนการเลือกตรวจหาปริมาณอิออนโลหะ ได้ทำการส่งตรวจหาอิออนโลหะซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักของเหล็กกล้าไร้สนิมเพียง 3 ชนิด คือ เหล็ก (Fe) โครเมียม (Cr) นิกเกิล (Ni) และสุ่มเลือกใช้แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมสองชนิดจากสองบริษัทที่นิยมใช้ในการรักษาผู้ป่วย โดยแทนชื่อทางการค้าของแบร็กเกตทั้งสองชนิดคือ AM, KO แทนชื่อทางการค้าของแบร็กเกตแต่ละชนิด ด้วยเหตุผลเพื่อป้องกันการละเมิดทางกฎหมาย เช่นเดียวกับงานวิจัยก่อนนี้18,20

ในทางโลหะวิทยาการวัดอัตราการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การวัดน้ำหนักที่สูญเสียไปต่อพื้นที่หรือต่อช่วงเวลา การวัดความลึกของหลุมโดยใช้คาลิปเปอร์ (caliper) หรือใช้กล้องจุลทรรศน์ประเมินขนาดหลุม การวัดลักษณะปรากฏที่เปลี่ยนไปด้วยตาเปล่า หรือด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด การวัดคุณสมบัติที่เปลี่ยนแปลงไปของสารที่ก่อให้เกิดการกัดกร่อน หรือใช้วิธีการไฟฟ้า เพื่อวัดความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะโดยวิเคราะห์ศักย์ไฟฟ้าเคมีแบบพลวัต30 แต่การที่ผู้วิจัยเลือกใช้ภาพถ่ายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดเปรียบเทียบลักษณะพื้นผิวร่องแบร็กเกตก่อนและหลังใช้งานในแบร็กเกตชนิดเดียวกันและเปรียบเทียบระหว่างแบร็กเกตต่างชนิดร่วมกับการเปรียบเทียบปริมาณอิออนโลหะที่ตกค้างบนผิวแบร็กเกตต่างชนิด เนื่องจากแบร็กเกตมีรูปร่างที่ซับซ้อนและแบร็กเกตต่างชนิดมีขนาดพื้นผิวแตกต่างกันและเนื่องจากมีรายงานการพบออกไซด์โลหะจากการกัดกร่อนตกค้างบนผิวแบร็กเกตที่ผ่านการใช้งาน2 การใช้ภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดร่วมกับปริมาณอิออนที่ตรวจพบเพื่ออธิบายการกัดกร่อนของแบร็กเกตสอดคล้องกับการศึกษาการกัดกร่อนของแบร็กเกตที่สัมผัสผลิตภัณฑ์ที่มีฟลูออไรด์เป็นองค์ประกอบ22 ปริมาณอิออนโลหะที่ตรวจพบบอกถึงอิออนโลหะที่ตกค้างบนผิวแบร็กเกต อันเป็นผลรวมจากการกัดกร่อนของแบร็กเกตในรูปแบบต่าง ๆ รวมถึงผลจากคลอไรด์จากสระว่ายน้ำที่เป็นสภาพแวดล้อมเดียวที่กลุ่มควบคุมไม่ได้รับ

ในการศึกษาครั้งนี้ วิธีการนำอิออนโลหะออกจากผิวแบร็กเกต จะทำโดยการประยุกต์วิธีการของ Ehsan29 โดยการใช้อีดีทีเอ เพื่อใช้เป็นสารคีเลต (Chelating agent) กับอิออนโลหะร่วมกับวิธีทำความสะอาดแบร็กเกตของบริษัท ORTHO-CYCLE31 ที่ใช้เครื่องสั่นสะเทือนความถี่สูง ของเหลวที่เกิดจากขั้นตอนดังกล่าว จะถูกส่งไปยังห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจหาปริมาณอิออนโลหะด้วยเครื่อง ICP-OES โดยวิธีการวัดการดูดกลืนแสงอะตอม เมื่อนำปริมาณอิออนที่ตรวจพบไปวิเคราะห์สถิติพบว่าแบร็กเกตต่างชนิดในแต่ละสระ พบอิออนเหล็ก อิออนนิกเกิล ตกค้างบนผิวแบร็กเกตในปริมาณแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ สถิติระดับ 0.01 โดยแบร็กเกต AM พบอิออนเหล็กและนิกเกิลมากกว่าแบร็กเกต KO การพบปริมาณอิออนโลหะในแบร็กเกต AM มากกว่าในแบร็กเกต KO สอดคล้องกับภาพถ่ายกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของแบร็กเกต AM หลังการใช้งาน 1 ปี ที่พบการสูญเสียอะตอมโลหะบริเวณขอบเกรนโลหะ ลักษณะดังกล่าวคล้ายกับการกัดกร่อนตามขอบเกรน(Intergranular corrosion)32  แต่ในแบร็กเกต KO ที่ผ่านและไม่ผ่านการใช้งานพบเพียงความแตกต่างของการสึกบริเวณร่องแบร็กเกต ผลวิเคราะห์องค์ประกอบโลหะของแบร็กเกตด้วยเครื่อง EDX นำมาใช้อธิบายผลวิจัยข้างต้นว่า เนื่องจากแบร็กเกต KO มีองค์ประกอบที่ตรงกับเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 304 แต่เเบร็กเกต AM จัดอยู่ในกลุ่มเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มเพิ่มความแข็งโดยการตกตะกอน (Precipitate Hardening (PH)) เพราะมีองค์ประกอบ นิกเกิล 3.90 wt% และทองแดง 3.68 wt% และแม้เหล็กกล้าไร้สนิม 17- 4 PH จะมีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนใกล้เคียงเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 3041,4,10 แต่แบร็กเกต AM มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบเพียง 11.40 wt% ขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิม 17-4 PH มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบ 15-17.5 wt% และเหล็กกล้าไร้สนิม 15-5 PH มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบ 14.0-15.5 wt% ทำให้ไม่สามารถสรุปได้ว่าแบร็กเกต AM ผลิตจากเหล็กกล้าไร้สนิม PH กลุ่มใด โครเมียม 11.40 wt% ในแบร็กเกต AM แม้เพียงพอจะทำให้เกิดพาสซีพฟิล์มและต้านทานการกัดกร่อนได้ แต่ในสภาพช่องปากที่แบร็กเกตต้องสัมผัสน้ำลายที่มีคลอไรด์ แบร็กเกต AM จึงอาจเกิดการกัดกร่อนมากกว่าแบร็กเกต KO ที่มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบ 19.06 wt% ทำให้ตรวจพบอิออนโลหะตกค้างบนผิวแบร็กเกต AM สูงกว่าแบร็กเกต KO

ผลการวิจัยที่ไม่พบความแตกต่างของปริมาณอิออนโลหะในแบร็กเกตชนิดเดียวกันจาก 2 สระ และจากกลุ่มควบคุม ทำให้อาจสรุปได้ว่าคลอไรด์จากสระว่ายน้ำที่มีการควบคุมมาตรฐานไม่มีผลทำให้พบอิออนโลหะบนผิวแบร็กเกตมากกว่าปกติ นักกีฬาว่ายน้ำจึงมีความมั่นใจว่าการรับการรักษาทันตกรรมจัดฟันด้วยแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมมีความปลอดภัย 

สิ่งที่ยืนยันว่าแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมเกิดการกัดกร่อนในช่องปากจริง พบในการศึกษาในมนุษย์ก่อนหน้านี้จากการตรวจน้ำลายผู้ป่วยจัดฟันก่อนและหลังติดแบร็กเกต ผลพบว่ามีอิออนเหล็ก อิออนโครเมียม อิออนนิกเกิลปริมาณสูงสุดทันทีที่ติดแบร็กเกต และในสัปดาห์ที่ 3 พบมีปริมาณเท่ากับก่อนติดแบร็กเกต13 แต่ในการศึกษาที่มีการเคี้ยวพาราฟินก่อนเก็บน้ำลายพบว่า มีทั้งไม่พบความแตกต่าง14 และที่พบความแตกต่าง33 ของปริมาณอิออนนิกเกิล และอิออนโครเมียม ก่อนและหลังติดเเบร็กเกต โดยพบสูงสุดที่สัปดาห์แรกหลังติดแบร็กเกต ส่วนการศึกษาที่ตรวจทั้งน้ำลายและเลือดพบปริมาณอิออนนิกเกิล อิออนโครเมียมสูงสุดหลังติดเครื่องมือ 1 สัปดาห์16 แต่มีการศึกษาที่ไม่พบความแตกต่างอิออนนิกเกิลในเลือดก่อนและหลังติดเครื่องมือ15 จากผลการศึกษาที่ผ่านมาดังกล่าว อาจจะประเมินได้ว่ามีการปล่อยอิออนโลหะปริมาณสูงออกมาทันทีที่ติดแบร็กเกตในช่องปาก จากนั้นการกัดกร่อนยังคงดำเนินต่อไปและปลดปล่อยอิออนโลหะออกมาอย่างต่อเนื่องแต่เป็นปริมาณน้อย20 จากการศึกษาครั้งนี้ พบอิออนโลหะปริมาณน้อยเนื่องจากเป็นการตรวจแบร็กเกตเพียง 4 ชิ้น จากแต่ละตัวอย่างในช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น และเหตุผลที่ใช้แบร็กเกตฟันหน้าล่างเพราะมีขนาดและพื้นที่ผิวแบร็กเกตเท่ากันทั้ง 4 ซี่ หากจะหาค่าเฉลี่ยปริมาณอิออนโลหะต่อแบร็กเกตก็จะสามารถทำได้ 

การตรวจพบอิออนโลหะปริมาณน้อย อาจเกิดจากปัจจัยวิธีการสกัดอิออนโลหะด้วยวิธี Ehsan29 โดยหากเพิ่มเวลาในการสั่นสะเทือนหรือเปลี่ยนจากอีดีทีเอ เป็นสารตัวอื่น อาจทำให้ตรวจพบอิออนโลหะได้มากขึ้น และข้อด้อยของงานวิจัยฉบับนี้คือไม่ได้มีการตรวจวัดปริมาณอิออนโลหะบนผิวแบร็กเกตที่ยังไม่ผ่านการใช้งานเพื่อนำมาเป็นค่าอ้างอิงเปรียบเทียบกับปริมาณที่พบเมื่อผ่านการใช้งาน 1 ปี นอกจากนี้อาจมีข้อกังวลว่าอิออนโลหะที่ตรวจพบอาจเกิดจากการเสียดสีของลวดจัดฟันกับแบร็กเกตหรืออาจเกิดขณะใช้เครื่องมือถอดแบร็กเกตออกจากผิวฟัน  โดยขั้นตอนการเสียดสีอาจก่อให้เกิดผงโลหะ (metal powder) แต่มิได้เป็นอิออนโลหะ (metal ion) ซึ่งสารอีดีทีเอ จะคีเลตกับอิออนโลหะเท่านั้น ผงโลหะที่อาจเกิดขึ้นในขั้นตอนดังกล่าวจึงไม่มีผลต่อปริมาณอิออนโลหะที่ตรวจพบ

แม้ปริมาณอิออนนิกเกิลที่ตรวจพบในการศึกษาที่ผ่านมาและการศึกษาครั้งนี้ จะมีปริมาณน้อย แต่จากรายงานภาวะไวเกินต่อนิกเกิลในผู้ป่วยจัดฟัน34-36 และรายงานผู้ป่วยที่เคยเจาะหูหรือเจาะร่างกายมีโอกาสเกิดภาวะไวเกินต่อนิกเกิลภายหลังติดแบร็กเกตสูงกว่ากลุ่มที่ไม่เคยเจาะมาก่อน37 อาการที่ปรากฎอาจเป็นเหงือกอักเสบ (gingivitis) ภาวะเหงือกงอกเกิน (gingival hyperplasia) ริมฝีปากลอก (lip desquamation) ผื่นแดงอักเสบ (multiform erythema) ปวดแสบปวดร้อน (burning sensation) รสโลหะในปาก (metallic taste) แผลเปื่อยที่มุมปาก (angular cheilitis) ปริทันต์อักเสบ (periodontitis)35,36,38,39 นอกจากนี้อิออนนิกเกิลปริมาณต่ำ ๆ ที่ปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องยังมีผลให้เกิดเหงือกโตเกินปกติ (gingival overgrowth) เนื่องจากไปกระตุ้นให้เพิ่มการแบ่งเซลล์เยื่อบุผิว (epithelium cell)40 ทันตแพทย์อาจต้องคำนึงถึงชนิดเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้ผลิตแบร็กเกต โดยเลือกชนิดที่มีความต้านทานการกัดกร่อนสูงเช่นเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 316 หรือ 316L1 หรือชนิดที่ไม่มีนิกเกิลเป็นองค์ประกอบในการรักษาผู้ป่วยที่มีประวัติแพ้นิกเกิล 

องค์การอาหารและยา แห่งสหรัฐอเมริกา (Food and Drug Administration 2019 (FDA)) กำหนดให้แบร็กเกตโลหะเป็นอุปกรณ์การแพทย์ CL I (general control) หมายถึงมีความเสี่ยงและอันตรายต่ำ41 ซึ่งมีความหมายว่าเป็นเครื่องมือที่ต้องการการกำกับดูแลน้อยที่สุด แต่ตามหลักเกณฑ์การจัดประเภทเครื่องมือแพทย์ตามความเสี่ยง สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา กระทรวงสาธารณสุข 2561 ได้จัด ลวดจัดฟัน เป็นเครื่องมือแพทย์ประเภทที่ 2 ในหลักเกณฑ์ มุ่งหมายให้ใช้งานระยะยาวในช่องปากจนถึงช่องคอ ช่องหูจนถึงแก้วหู หรือช่องจมูก และไม่มีแนวโน้มต่อการถูกดูดซึมโดยเยื่อบุผิวที่มีลักษณะเป็นเมือก42 แบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมได้ถูกจัดให้เป็นเครื่องมือแพทย์กลุ่มนี้เช่นกัน ดังนั้นเมื่ออ้างตามประกาศกระทรวงสาธารณสุข ฉบับลงวันที่ 15 กุมภาพันธ์ 2564 ผู้ที่จะนำแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมเข้ามาจำหน่ายในประเทศไทยจะต้องแจ้งรายละเอียด43 และต้องเป็นผู้ที่จดทะเบียนสถานประกอบการนำเข้าเครื่องมือแพทย์ โดยผ่านการพิจารณาจากสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา และจะต้องได้รับการออกหนังสือรับรองประกอบการนำเข้าเครื่องมือแพทย์ ตามพระราชบัญญัติเครื่องมือแพทย์44 ก่อนจึงจะนำแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมนั้นมาวางจำหน่ายแก่ทันตแพทย์จัดฟันได้

แต่โดยทั่วไปผู้ผลิตและผู้จำหน่ายแบร็กเกตมักจะไม่แจ้งว่าแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมที่จำหน่าย ผลิตด้วยวิธีใด และผลิตจากโลหะที่มีองค์ประกอบอย่างไร ยกเว้นทันตแพทย์ผู้ซื้อจะสอบถามและอาจมีผู้จำหน่ายบางรายเลือกที่จะนำแบร็กเกตที่มีคุณภาพน้อยมาจำหน่าย ทันตแพทย์จัดฟันจึงต้องตระหนักว่าแบร็กเกตทุกชิ้นเกิดการกัดกร่อนได้ในช่องปาก1 ดังนั้นก่อนตัดสินใจเลือกซื้อแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมรวมถึงอุปกรณ์จัดฟันอื่นที่ใช้งานในช่องปากผู้ป่วย ทันตแพทย์จัดฟันสามารถสอบถามผู้จำหน่ายเพื่อขอดูใบรับรองประกอบการนำเข้าอุปกรณ์ที่ตนเองสนใจ พร้อมสอบถามถึงวิธีการผลิต ชนิดโลหะที่ใช้ผลิตจากผู้จำหน่ายก่อนตัดสินใจเลือกใช้แบร็กเกตเพื่อให้การรักษาผู้ป่วย เพื่อที่ผู้ป่วยจัดฟันจะได้รับการรักษาด้วยเครื่องมือจัดฟันที่ดีมีคุณภาพและมีความปลอดภัยสูงสุด

เนื่องจากในการศึกษาครั้งนี้ เป็นการศึกษาในสระว่ายน้ำที่มีการควบคุมมาตรฐานค่าความเป็นกรด-ด่าง และปริมาณคลอไรด์เป็นอย่างดี ผลการศึกษาจึงไม่ครอบคลุมถึงสระว่ายน้ำอื่นหรือสระว่ายน้ำที่มิได้มีการควบคุมตามมาตรฐานที่สำนักอนามัยกำหนด ในการศึกษาครั้งต่อไปอาจเป็นการศึกษาในสระว่ายน้ำของภาคเอกชน หรือเป็นการศึกษาในสระน้ำเกลือ (Salt Water Sanitation System) ซึ่งมีการใช้เกลือธรรมชาติละลายลงไป และมีคลอไรด์อิออนเกิดขึ้นระหว่างระบบทำงานหรือศึกษาในสระโอโซน (Ozone Pool System) เนื่องจากมีการใช้คลอรีนร่วมในการฆ่าเชื้อ และแนวทางใหม่ในการศึกษาการกัดกร่อนของแบร็กเกตในมนุษย์อาจเป็นการวัดปริมาณอิออนโลหะในน้ำเหลืองเหงือก (gingival crevicular fluid)45 ของผู้ป่วยจัดฟันเพื่อเปรียบเทียบการกัดกร่อนของแบร็กเกตต่างชนิดหรือในช่วงเวลารักษาที่แตกต่างกัน นอกจากนี้ควรศึกษาว่าวิธีการผลิตแบร็กเกตที่แตกต่างกันมีผลต่อการกัดกร่อนของแบร็กเกตอย่างไร และควรนำแบร็กเกตทั้งหมดในช่องปากจำนวน 20 ชิ้นมาตรวจ เพื่อหาปริมาณอิออนโลหะที่ถูกกัดกร่อนจากการใช้งานจริง เพื่อให้ทราบว่าปริมาณทั้งหมดนั้นจะมีผลต่อสุขภาพหรือไม่

บทสรุป

แบร็กเกต AM พบอิออนโลหะเหลือค้างบนพื้นผิวแบร็กเกตมากกว่าแบร็กเกต KO และสภาพแวดล้อมคลอไรด์จากสระว่ายน้ำไม่มีผลทำให้เกิดอิออนโลหะเหลือค้างบนแบร็กเกตเหล็กกล้าไร้สนิมมากกว่าปกติ

 

เอกสารอ้างอิง

  1. Khan H. Orthodontic Brackets Selection, Placement and Debonding. North Charleston: Create Space Independent Publishing Platform; 2015.

  2. Maijer R, Smith DC, Corrosion of orthodontic bracket bases. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1982;81(1):43-8.

  3. Arici S, Regan D. Alternatives to ceramic brackets: the tensile bond strengths of two aesthetic brackets compared ex vivo with stainless steel foil-mesh bracket bases. Br J Orthod 1997;24(2):133-7.

  4. Lai JKL. Designing with Stainless Steel; In: Totten GE, Xie L, Funatani K, editors. Handbook of Mechanical Alloy Design. New York : Marcel Dekker; 2004 .P. 355-91.

  5. Matasa CG. Biomaterials in Orthodontics; In: Graber TM, Vanarsdall RL, Vig KWL. editors. Orthodontics: Current Principles and Techniques. 4 th ed. St Louis : Mosby; 2005. P.345-89.

  6. Baroux B, Béranger G, Lemaitre G. Passivity and passivity breakdown in stainless steels; In: Lacombe P, Baroux B, Beranger G.editors. Stainless steels. France: Les Editions de Physique Les Ulis; 1993 .P. 161-82.

  7. Barrette RD, Bishara SB, Quinn JK. Biodegradation of orthodontic appliances Part I. Biodegradation of nickel and chromium in vitro. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1993;103(1):8-14.

  8. Sfondrini MF, Cacciafesta V, Maffia E, Massironi S, Scribante A, Alberti G, et al. Chromium release from new stainless steel,recycled and Nickel-Free orthodontic brackets. Angle Orthod 2009;79(2):361-7.

  9. Grimsdottir MR, Gjerdet NR, Pettersen AH. Composition and In vitro corrosion of orthodontic appliances. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1992;101(6):525-32.

  10. Oh KT, Choo SU, Kim KM, Kim KN. A stainless-steel bracket for orthodontic application. Eur J Orthod 2005;27(3):237-44.

  11. Lin MC, Lin SC, Lee TH, Huang HH. Surface analysis and corrosion resistance of different stainless steel bracket in artificial saliva. Angle Orthod 2006;76(2):322-9.

  12. Platt JA, Guzman A, Zuccari A, Thornbury DW, Rhodes BF, Oshida Y, Moore BK. Corrosion behavior of 2205 duplex stainless steel. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1997;112(1):69-79.

  13. Gjerdet NR, Erichsen ES, Remlo HE, Evjen G. Nickel and iron in saliva of patients with fixed orthodontic appliances. Acta Odontol Scand 1991;49(2):73-8.

  14. Kerosuo H, Moe G, Hensten–Pettersen A. Salivary nickel and chromium in subjects with different types of fixed orthodontic appliances. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1997;111(6):595-8.

  15. Bishara SE, Barrette RD, Selim MI. Biodegradation of Orthodontic appliances. Part II. Changes in the blood level of nickel. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1993;103(2):115-9.

  16. Agaoglu G, Arun T, Izgn B, Yarat A. Nickel and Chromium levels in the saliva and serum of patients with fixed orthodontic appliances. Angle Orthod 2001;71(5):375-9.

  17. Eliades T, Zinelis S, Eliades G, Athanasiou AE. Characterization of As–received, Retrieved and Recycled Stainless Steel Brackets. J Orofac Orthop 2003;64(2):80-7.

  18. Wishney M, Mahadevan S, Cornwell JA, Savage T, Proschogo N, Darendeliler MA, Zoellner H. Toxicity of Orthodontic Brackets Examined by Single Cell Tracking. Toxics 2022;10(8):460.

  19. Fro/is A, Evaristo M, Santos AC, Louro CS. Salivary pH Effect on Orthodontic Appliances: In Vitro Study of the SS/DLC System. Coatings 2021;11(11):1302.

  20. Necsulescu DA, Antoniac I, Milea C, Ciurdas M. Structural analysis and corrosion resistance of dental brackets. U.P.B.sci.Bull.,Series B 2021;83(2):283-90.

  21. Khadeer R, Salim S, Kenneth FHT, Lakshmikanth SM, Shendre S, Raghunandan C. Comparative evaluation of ion release from orthodontic brackets in two mouthwashes and two gels:an in vitro study. Int J Appl Dent 2021;7(2):36-44.

  22. Yanisarapan T, Thunyakitpisal P, Chantarawaratit P. Corrosion of metal orthodontic brackets and archwires caused by flouride-containing products: Cytotoxicity, metal ion release and surface roughness. Orthod Waves 2018;77(2):79-89.

  23. Doomen RA, Nedeljkovic I, Kuitert RB, Kleverlaan CJ, Aydin B. Corrosion of orthodontic brackets: qualitative and quantitative surface analysis. Angle Orthod 2022;92(5):661-8. 

  24. Limsintaropas W, Leelasithorn S, Ungchusuk C. Dental Erosion among Swimming Athlets in Phitsanulok Province. J Dent Assoc Thai 1995;45(2):98-104.

  25. Thaweboon B, Kritpet T, Waranun B, Thaweboon S. Prevalence of Enamel Erosion in Thai Swimmers and The Related Factors. J Dent Assoc Thai 1998;48(3):138-42.

  26. Ungchusak C, Mongkolchai-arunya S, Rattanarungsima K. Risk Factors of Dental Erosion in Swimmers. J Dent Assoc Thai 1999;49(2):113-9.

  27. Manopatanakul S, Piboonniyom Khovidhunkit S, Chaikanjakij W. The study of factors affecting pH of public swimming pools water in Bangkok. Mahidol Dental J 2006;26:89-96.

  28. World Health Organization (WHO), Guidelines for safe recreational water environments: swimming pools and similar environments 2006; 2: P 1-114.

  29. Ehsan S, Prasher SO. Marshall WD. A washing procedure to mobilize mixed contaminants from soil.II.Heavy metals. J Environ Qual 2006;35(6):2084-91.

  30. Toms AP. The corrosion of orthodontic wire. Eur J Orthod 1988;10(2):87-97. 

  31. Ortho-cycle, Product Information Materials, Ortho-Cycle Company,1231 Ross Ave.,St Louise, Mo.63146,June,1984

  32. Matasa C, Characterization of used orthodontic brackets; In: Eliades G, Eliades T, Brantley WA, Watts DC, editors. Dental Materials In Vivo: Aging and Related Phenomena. Hong Kong: Quintessence Publishing; 2003.P.139-154.

  33. Singh DP, Sehgal V, Pradham KL, Chandna A, Gupta. Estimation of nickel and chromium in saliva of patients with fixed orthodontic appliances. World J Orthod 2008;9(3):196-202.

  34. Dunlap CL, Vincent SK, Barker BF. Allergic reaction to orthodontic wire: report of case. J Am Dent Assoc 1989;118(4):449-50.

  35. Lindsten R, Kurol J. Orthodontic appliances in relation to nickel hypersensitivity: a review. J Orofac Orthop 1997;58(2):100-8.

  36. Starkjaer L, Menne T. Nickel allergy and orthodontic treatment. Eur J Orthod 1990;12(3):284-9.

  37. Golz L, Papageorgiou SN, Jager A. Nickel hypersensitivity and orthodontic treatment: a systematic review and meta-analysis. Contact Dermatitis 2015;73(1):1-14.

  38. Janson GR, Dainesi EA, Consolaro A, Woodside DG, Freitas MR. Nickel hypersensitivity reaction before, during and after orthodontic therapy. Am J Orthod Dentofacial Orthop 1998;113(6):655-60.

  39. Lamster IB, Kalfus DI, Steigerwald PJ, Chasens AI. Rapid loss of alveolar bone association with nonprecious alloy crowns in two patients with nickel hypersensitivity. J Periodontol 1987;58(7):486-92.

  40. Gursoy UK, Sokucu O, Uitto VJ, Aydin A, Demier S, Toker H, et al. The role of nickel accumulation and epithelial cell proliferation in orthodontic treatment-induced gingival overgrowth. Eur J Orthod 2007;29(6):555-8.

  41. Sec.872.5410 Orthodontic appliance and accessories, in code of Federal Regulations Title 21 Chapter I. Food and Drug Administration Department of Health and Human Services. Subchapter. Medical Devices. Part 872 Dental Devices April 1, 2019.

  42. Guidance on Risk Classification of Medical Device, Medical Device Control Division, Food and Drug Administration, Ministry of Public Health, March 2018.Bangkok: Aksorn Graphic and Design Publication Limited Partnership;2018. P. 1-64.

  43. Ministerial Notification: Title: A Group of Medical Devices or Medical Devices Requiring Certificate of Manufactured or Imported Notified Medical Device (No2) ;2021(138), Special part No 35 Ngor, Government Gazette;2021 Feb 15 .P. 61-8.

  44. Medical Device Act (No2) ;2019(136), Part 56 Kor, Government Gazette,2019 Apr 30: P 126-211.

  45. Amini F, Shariati M, Sobouti F, Rakhshan V. Effect of fixed orthodontic treatment on nickel and chromium levels in gingival crevicular fluid as a novel systemic biomarker of trace elements: A longitudinal study. Am J Orthod Dentofacial Orthop 2016;149(5):666-72.

ผู้เขียน/ผู้จัดทำ

ทพ.นพปฎล จันทร์ผ่องแสง

แบบทดสอบ