Alergia niklowa w ortodoncji

Biokompatybilność materiałów ortodontycznych od dawna uważana jest za poważny problem ze względu na długi okres leczenia i występowanie reakcji alergicznych na metalowe elementy. Nikiel- główny składnik materiałów ortodontycznych, może powodować poważne zagrożenie dla zdrowia ze względu na swoje toksyczne i kancerogenne właściwości. Metal ten wywołuje więcej przypadków reakcji alergicznych niż sumarycznie wszystkie inne metale (1). Nawet bardzo mała ilość jonu niklu może prowadzić do aktywacji monocytów i indukować odpowiedź zapalną w tkankach miękkich (2).

Ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne, elastyczność oraz pamięć kształtu, stopy niklu i tytanu (NiTi) znajdują szerokie zastosowanie w ortodoncji, szczególnie we wczesnych etapach leczenia (3) (4). Nikiel wchodzi w skład elementów stałych aparatów ortodontycznych (zamki, pierścienie, łuki). Stopień uwalniania jonów metali składowych decyduje o biodostępności metali danego stopu, co nie zawsze jest zależne od zawartości procentowej stopu. Pomimo wysokiej zawartości niklu w łukach NiTi wykazano, że ilość uwalnianego niklu z tych elementów jest poniżej wymaganego progu powodującego działanie alergiczne (5). Taki wynik najprawdopodobniej jest spowodowany spontanicznym tworzeniem się warstwy tlenku tytanu na powierzchni stopu, który chroni go przed korozją, ograniczając w ten sposób uwalnianie jonów niklu (6). Jednakże środowisko o niskim pH i wysokiej temperaturze kilkukrotnie przyspiesza korozję i uwalnianie jonów niklu z elementów niklowo-tytanowych. Właściwości korozyjne stopu zależą więc od takich czynników jak: skład stopu, zmienne produkcyjne np. obróbka cieplna oraz warunków panujących w środowisku jamy ustnej, w szczególności pH (7) (5). Ochronna warstwa na powierzchni łuków NiTi jest również degradowana przez fluor (8). W tych warunkach ilość niklu uwalniana ze stopu NiTi może być wystarczająca by wywoływać reakcje alergiczne, przynajmniej u pacjentów z alergią na metale potwierdzoną w wywiadzie klinicznym. W ubiegłym roku przetestowano cztery popularne płyny do płukania jamy ustnej pod kątem uwalniania jonów niklu i chromu z łuków ortodontycznych Ni-Ti oraz łuków wykonanych ze stali nierdzewnej. Wyniki eksperymentu wykazały znaczny wzrost uwalniania jonów niklu i chromu w obecności wszystkich badanych preparatów. Zgodnie z założeniami w przypadku elementów wykonanych ze stali nierdzewnej poziom uwalnia metali był odpowiednio niższy (9).

Wywołanie reakcji alergicznej na nikiel zależy od warunków ekspozycji na ten metal- głównie od stężenia haptenu w obszarze bezpośredniego kontaktu oraz stopnia uczulenia pacjenta. Po założeniu stałego aparatu ortodontycznego poziom jonów niklu w ślinie i osoczu znacząco wzrasta. Próg wywołania reakcji alergicznej zależy od indywidualnych cech organizmu, a objawy uczulenia mogą pojawiać się w różnym czasie (10) (11) . Przyjmuje się, że stężenie ok. 30 ppm niklu może być wystarczające dla wywołania odpowiedzi cytotoksycznej (12). Badania wykazują, że ten silny alergen był najczęstszą przyczyną reakcji u hospitalizowanych z powodu alergii kontaktowej w Klinikach Dermatologii i Wenerologii, Akademii Medycznych w Warszawie (13) oraz w Białymstoku (14).

Objawy i schorzenia, takie jak zapalenie dziąseł, przerost dziąseł, łuszczenie warg, wielopostaciowy rumień, pieczenie w jamie ustnej, metaliczny posmak, stany zapalne w kącikach ust i przyzębia mogą być związane z uwalnianiem jonów niklu z aparatów ortodontycznych. Najczęstszym objawem jest zazwyczaj pieczenie oraz zmiany błony śluzowej- od lekkiego rumienia do błyszczących zmian chorobowych z towarzyszącym temu obrzękiem. Rzadziej obserwowane są pęcherzyki, ale gdy już się pojawią, szybko pękają tworząc nadżerki (afty), a w niektórych przypadkach nawet owrzodzenia. Mogą również występować inne objawy takie jak stan zapalny skóry wokół ust, parestezja lub objawy ogólnoustrojowe np. łuszczyca dłoni (4) (15) (16). Założenie i umiejscowienie zamków ortodontycznych wpływa na akumulację biofilmu i kolonizację bakterii, przez co pacjent jest bardziej podatny na stany zapalne oraz krwawienie (17). Ciągłe uwalnianie niklu z aparatów ortodontycznych nawet w niskich dawkach może być czynnikiem inicjującym przerost dziąseł ze względu na zdolność niklu do zwiększania proliferacji komórek nabłonkowych (18). W 2011 r. stwierdzono, że pacjenci leczeni za pomocą konwencjonalnych aparatów ortodontycznych wykazywali większe zmiany przyzębia niż pacjenci leczeni aparatami ortodontycznymi niezawierającymi w swoim składzie niklu (19).

Skóra twarzy jest bardziej wrażliwa na nikiel niż błona śluzowa jamy ustnej, stąd częściej odnotowuje się objawy zewnątrzustne niż wewnątrzustne. Mniejsza częstość występowania objawów alergii w jamie ustnej może wynikać z kilku powodów. Znajdująca się w jamie ustnej ślina może „wymywać” potencjalne alergeny, które są następnie połykane. Dodatkowo, specyficzne unaczynienie błony śluzowej jamy ustnej pozwala na szybkie rozproszenie potencjalnych alergenów. Ponadto, brak warstwy rogowej nabłonka błon śluzowych może zmniejszać dostępność białek nośnikowych dla haptenów (metali) w celu utworzenia pełnych antygenów biorących udział w reakcji immunologicznej (20) (21).

Mimo, iż objawy alergii niklowej nie stanowią bezpośredniego zagrożenia życia, lekarze ortodonci planując bezpieczne i skuteczne leczenie ortodontyczne powinni mieć świadomość problemu coraz częstszej alergii na metale. Ważne jest by posiadali wiedzę nie tylko o fizycznych i mechanicznych właściwościach stosowanych materiałów, ale znali także ich biologiczną kompatybilność. Pozwoli to m.in. na odnalezienie alternatyw dla materiałów wywołujących alergie. Jakie są więc inne możliwości? Dla pacjentów cierpiących na alergię niklową, bezpiecznym materiałem w przypadku wszystkich elementów ortodontycznych znajdujących się w jamie ustnej jest stal nierdzewna. Łuki ortodontyczne wykonane z czystego tytanu, TMA ((Titanium-Molybdenum alloy)- stopu złożonego głównie z tytanu i molibdenu, bez dodatku niklu) oraz pozłacane elementy również mogą być używane bez większego ryzyka. Dostępne są także modyfikowane łuki niklowo-tytanowe powlekane sztucznym tworzywem lub żywicą (22) (23).

 

 

 

 

1. Bass JK. Fine H., Cisneros GJ. Nickel hypersensitivity in the orthodontic patient. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1993, strony 280-285.
2. Wataha JC. Lockwood PE., Marek M., Ghazi M. Ability of Ni-containing biomedical alloys to activate monocytes and endothelial cells in vitro. J Biomed Mater Res. 1999, strony 251-257.
3. Sidebottom AJ. Mistry K. Prospective analysis of the incidence of metal allergy in patients listed for total replacement of the temporomandibular joint. Br J Oral Maxillofac Surg. 2014, strony 85-86.
4. Chakravarthi S. Padmanabhan S., Chitharanjan AB. Allergy and orthodontics. J Orthod Sci. 2012, strony 83–87.
5. Huang HH. Chiu YH., Lee TH., Wu SC., Yang HW., Su KH., et al. Ion release from NiTi orthodontic wires in artificial saliva with various acidities. Biomaterials. 2003, strony 3585-92.
6. Wever DJ. Veldhuizen AG., de Vries J., Busscher HJ., Uges DR., van Horn JR. Electrochemical and surface characterization of a nickel-titanium alloy. Biomaterials. 1998, strony 761-769.
7. Ramazanzadeh BA. Ahrari F., Sabzevari B., Habibi S. Nickel Ion Release from Three Types of Nickel-titanium-based Orthodontic Archwires in the As-received State and After Oral Simulation. J Dent Res Dent Clin Dent Prospects. 2014, strony 71-76.
8. Ahrari F. Ramazanzadeh BA., Sabzevari B., Ahrari A. The effect of fluoride exposure on the load-deflection properties of superelastic nickel-titanium-based orthodontic archwires. Aust Orthod J. 2012, strony 72-79.
9. Mirhashemi AH. Jahangiri S., MohammadJavad Kharrazifard MJ. Release of nickel and chromium ions from orthodontic wires following the use of teeth whitening mouthwashes. Progress in Orthodontics. 2018.
10. Fischer LA. Menne T., Johansen JD. Experimental nickel elicitation thresholds- a review focusing on occluded nickel exposure. Contact Dermatitis. 2005, strony 57-64.
11. Emmett EA. Risby TH., Jiang L., Ng SK., Feinman S. Allergic contact dermatitis to nickel: Bioavailability from consumer products and provocation threshold. J Am Acad Dermatol. 1988, strony 129-137.
12. Bou H. Nicolas JF., Garrigue JL., Demidem A., Schmitt D. Establishment of nickel-specific T cell lines from patients with allergic contact dermatitis: Comparison of three different protocols. Clin Immunol Immunopathol. 1994, strony 142-145.
13. Rudzki E. Rebaudel P., Parapura K. Najczęstsze i najnowsze alergeny kontaktowe. Przegl Dermatol. 2000, strony 103-109.
14. Reduta T. Laudońska H., Chodynicka B. Alergia kontaktowa u chorych hospitalizowanych w Klinice Dermatologii i Wenerologii w ostatnim pięcioleciu. Przegl Dermatol. 2002, strony 193-197.
15. Genelhu MC. Marigo M., Alves-Oliveira LF., Malaquias LC., Gomez RS. Characterisation of nickel induced allergic contact stomatitis associated with fixed orthodontic appliances. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2005, strony 378-381.
16. Sakanashi EN. Kikuchi K., Matsumura M., Hiroyuki M, Bessho K. Allergic Contact Dermatitis to Dental Alloys: Evaluation, Diagnosis and Treatment in Japan - Reflectance Confocal Laser Microscopy, an Emerging Method to Evaluate Allergic Contact Dermatitis. Confocal Laser Microscopy - Principles and Applications in Medicine, Biology, and the Food Sciences. 2013.
17. Naranjo AA. Trivino ML., Jaramillo A., Betancourth M., Botero JE. Changes in the subgingival microbiota and periodontal parameters before and 3 months after bracket placement. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2006, strony 17-22.
18. Gursoy UK. Sokucu O., Uitto VJ., Aydin A., Demirer S., Toker H., et al. The role of nickel accumulation and epithelial cell proliferation in orthodontic treatment-induced gingival overgrowth. Eur J Orthod. 2007, strony 555-558.
19. Pazzini CA. Pereira LJ., Carlos R.,, de Melo GE., Zampini MA., Marques LS. Nickel: Periodontal status and blood parameters in allergic orthodontic patients. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2011, strony 55-59.
20. Veien NK. Borchorst E., Hattel T., Laurberg G. Stomatitis or systemically-induced contact dermatitis from metal wire in orthodontic materials. Contact Dermatitis . 1994, strony 210-213.
21. Setcosa JC. Babaei-Mahanib A.,Di Silvio l., Mjord IA.,Wilson N. The safety of nickel containing dental alloys. Dental Materials. 2006, strony 1163–1168.
22. AP. Toms. The corrosion of or thodontic wire. Eur J Or thod. 1988, strony 87-97.
23. Kim H. Johnson J. Corrosion of stainless steel, nickel titanium, coated nickel-titanium, and titanium orthodontic wire. Angle Orthod. 1999, strony 39-44.