background image

1

 

 

Preventive dentistry 

Topical fluoride therapy 

Lec.                                                                     Dr.Jihan Abdulhussein 

The  term  of  Topical  fluoride  therapy  refers  to  the  use  of  systems 
containing  relatively  large  concentrations  of  fluoride  that  are  applied 
locally or topically, to the erupted tooth surface to prevent the formation 
of dental caries. 

Topical  fluoride  advocated  for  home  use  contains  comparatively  less 
amount  of  fluoride  &  are  used  daily.  Professionally  applied  F  agents 
contain very high amount of F & applied less frequently, majority being 
biannually. 

Advantages 

1. Does not cause fluorosis. 

2. Cariostatic for people of all ages. 

3. Available only to people who desire it. 

4. Easy to use. 

Disadvantages 

1. Person must remember to use. 

2. Per capita cost is high compared to water fluoridation. 

3. More concentrated professional use products can cause short-term side 
effects like nausea immediately after use. 

The efficacy of topical fluoride depends on: 

a. The concentration of fluoride used. 

b. The frequency with which it is applied and the duration of application. 

c. The specific fluoride compound used 

MECHANISM OF ACTION 

When  concentrated  topical  fluoride  agents  react  with  enamel  there  is 
formation of calcium fluoride. The presence of elevated concentration of 
fluoride  in  enamel  surface  makes  tooth  surface  more  resistant  to 
development  of  dental  caries.  Fluoride  ions  when  substituted  into  the 


background image

2

 

 

hydroxyapatite crystals fit more perfectly than do hydroxyl ions. Also the 
greater  bonding  potential  of  fluoride  makes  the  apatite  crystals  more 
compact and more stable, thereby more resistant to the acid dissolution.  

Ca10 [PO4]6[OH] 2 + 20F– ↔ 10 CaF2 + 6[HPO4–] 3 + 2[OH]– 

Hydroxyapatite                       Calcium fluoride 

 

 

Mechanism of action of fluoride on enamel 

FLUORIDE APPLICATION TECHNIQUES 

Polishing  is  not  necessary  before  fluoride  application.Since  all 
fluoride products are diluted when mixed with saliva, a dry field 
ensures more effective fluoride uptake. Techniques followed for 
application of fluoride in the dental office are: 

Paint  on  technique,  by  which  fluoride  material  applied  to  teeth 
by  cotton  applicator  of  brush.  For  patients  who  cannot  tolerate 
tray  application,  this  technique  is  indicated.  While  more  time 
consuming,  the  gag  reflex  is  greatly  reduced.  It  is  the  most 
appropriate  method  when  fluoride  solutions  are  used,  but  may 
also be used with gels and foams. 

Tray  technique:  a  small  amount  of  fluoride  is  added  to  a  tray 
then  inserted  in  the  patient  mouth.  Trays  come  in  different 


background image

3

 

 

shapes and types  as foam lined or paper, custom vinyl etc.  this 
technique allows simultaneous application to both maxillary and 
mandibular  teeth,  and  is  the  most  appropriate  method  for  gels 
and foams. 

For  both  techniques:  -  Teeth  are  cleaned  first  (scaling  and 
polishing) to remove dental plaque, calculus, stain and debris if 
present. These may interfere with the uptake of fluoride ions and 
reduce  its  effectiveness.  -  Teeth  are  isolated  using  cotton  roll 
and  saliva  ejector.  Patient  should  be  seated  upright  &  the  head 
of  the  patient  tilted  forward  to  avoid  accidental  swallowing  of 
the materials. - The fluoridated agent applied following dryness 
of  teeth  for  1  –  4 minutes.  The  amount  of  agent  used must  not 
exceed  4  ml  to  prevent  acute  toxicity.  -  Use  un  waxed  dental 
floss  to  push  the  material  between  teeth.  -  Following  treatment 
ask the patient to expectorate several times. - Instruct the patient 
not eat or drink for at least 30 minutes. 

Acidulated  phosphate  fluoride  should  not  be  used  on  patients 
with porcelain and composite restorations.  

Classification 

Fluorides Applied by Dentist/Professionally Applied 

A. Aqueous solutions 

   • Sodium fluoride - 2 % 

   • Stannous fluoride - 8% 

B. Fluoride Gels 

    • Acidulated phosphate fluoride - 1.23 % 

C. Fluoride varnishes 

   • Duraphat 

   • Fluorprotector 

D. Fluoride prophylactic paste 


background image

4

 

 

E. Restorative materials containing fluoride 

F. Fluoride containing devices (slow release) 

Self-Applied fluoride 

• Fluoride dentifrices 

• Fluoride mouth rinses. 

Professionally applied fluorides 

Dental personnel have been applying fluoride agents on teeth since 1940. 
It  was  seen  that  when  fluoride  was  applied  to  teeth,  it  gets  deposited  in 
the  outer  enamel,  making  it  more  resistant  to  dissolution  by  acids. 
Although  it  is  now  known  that  frequency  and  availability  of  low 
concentration  of  fluoride  is  more  important  in  caries  prevention,  but 
studies  have  shown  to  support  the  beneficial  effect  of  infrequent 
professional application of agents for prevention of dental caries. Topical 
fluoride applications are indicated for patients with active smooth surface 
caries and those patients in high caries risk groups . This includes special 
patient  groups,  such  as  those  undergoing  orthodontic  treatment  and  in 
high-risk groups. 

Indications for use of professionally applied topical fluorides 

• Patients who are at high risk for caries on smooth tooth surfaces 

• Patients who are at high risk for caries on root surfaces 

• To reduce tooth sensitivity 

• White spots 

• Active decay 

• Special patient groups, such as: 

a)  Orthodontic patients 
b)  Patients undergoing head and neck irradiation 
c)  Patients with decreased salivary flow 

• Children whose permanent molars should, but cannot be sealed 


background image

5

 

 

•  Additional  protection  if  necessary  for  children  in  areas  without 
fluoridated drinking water 

They  may  be  in  the  form  of  sodium  fluoride, stannous  fluoride  or  APF. 
Thixotropic  gels  are  better  than  solution  due  to  their  high  viscosity  and 
inherent  property  to  flow  under  pressure.  They  contain  methyl  cellulose 
that  is  responsible  for  their  viscosity.  Use  of  foam  reduces  the  risk  of 
overdosage. 

A. Aqueous Solutions 

Sodium Fluoride

2% NaF is used 

• Neutral pH 

• 9,200 ppm of available fluoride 

• 29% effective in caries reduction 

[Knutson's Technique] 

Method  of  preparation:  It  can  be  prepared  by  dissolving  0.2  gm  of 
powder  in  10  ml  [20  gm  in  1  liter]  of  distilled  water.  The  prepared 
solution has a basic pH and is stable if stored in plastic bottle. If stored in 
glass bottle, the fluoride ion of prepared solution can react with silica of 
glass forming SiF2 [silicon fluoride], thus reducing the availability of free 
active fluoride. Hence reducing its anti caries action. 

Recommended  ages:  It  is  recommended  that  a  series  of  4-weekly 
applications of 2 percent NaF be given at ages 3,7,11 and 13. coinciding 
with the eruption of different groups of primary and permanent teeth. 

Mechanism of Action of Sodium Fluoride 

When sodium fluoride is applied on the tooth surface there is rapid influx 
of  fluoride  leading  to  the  formation  of  calcium  fluoride.  The  calcium 
fluoride  forms  a  layer  on  the  tooth  surface  blocking  further  entry  of 

fluoride  ions.  This  sudden  stop  of  the  entry  of  fluoride  is  termed  as  “

Chocking  off  effect”.  Fluoride  then  slowly  leaches  from  the  calcium 

fluoride.  Thus  calcium  fluoride  acts  a  s  a  reservoir  for  fluoride  release 
and that is the reason why sodium fluoride is kept untouched on the tooth 
for 4 minutes. 


background image

6

 

 

The chemical reaction involved is: 

Ca10 (P04)6(0H)2 + 20 F- ↔ 10CaF2 + 6P04- + 20H- 

CaF2 + 2Ca5 (P04)3 OH → 2Ca5 (PO4)3F + Ca (OH)2 

Advantages 

1. Relatively stable when stored in plastic containers. 

2. Taste is acceptable. 

3.  Non-irritating  to  gingiva  and  does  not  cause  discoloration  of  tooth 
structures. 

Disadvantage: Patient has to make four visits in relatively short period of 
time. 

Stannous Fluoride 

• 8% SnF2 is used 

• 2.4-2.8 pH 

• 19,500 ppm of available fluoride and 32% effective in caries reduction 

(Muhler's Technique

Available  in  powder  form  either  in  bulk  containers  or  pre-weighed 
capsules. The recommended and approved concentration is 8 %. 

Method of Preparation 

The  solution  has  to  be  freshly  prepared  as  they  are  not  stable.It  can  be 
prepared by dissolving 0.8 gm of powder in 10 ml of distilled water. The 
solution  is  acidic,  with  a  pH  of  2.8.  the  left  over  solution  should  be 
discarded after application. 

Recommended  Schedule;A  six  monthly  interval  treatment  schedule  is 
advised 

Mechanism of Action 

Stannous fluoride reacts with hydroxy apatite and in addition to fluoride, 
the  Tin  of  solution  also  reacts  with  enamel  and  form  Stannous  tri-
fluorophosphate. which is more resistant to carious attack. 

Chemical reaction  


background image

7

 

 

at low concentration is: 

Ca5(P04)30H + 2SnF2 2CaF2 + Sn2(OH)P04 + Ca3(PO4 ) 

 

 

At High concentration: 

Ca5(P04)30H + 16SnF2  →  CaF2 + 2Sn3F3P04 

                                                       (Tin tri-fluorophosphate) 

                                                      + Sn2(OH)PO4 

                                                         (Tin hydroxyl phosphate) 

                                                      + 4CaF2(SnF3)2 

                                                         (Calcium trifluorostannate) 

Tin hydroxy phosphate gets dissolved in oral fluids and is responsible for 
the metallic taste. Tin trifluorophosphate which is the main end product is 
responsible  for  making  the  tooth  structure  more  stable  and  less 
susceptible to decay. 

Calcium  fluoride  [CaF2]  so  formed  further  reacts  with  hydroxyapatite 
and  some  fluorhydroxyapatite  also  gets  formed.  SnF2  has  produced 
significantly greater caries reduction (59%) than sodium fluoride (30%). 

Advantages 

1. Rapid penetration of fluoride to the deeper layer of enamel. 

2.  Highly  insoluble  tin  fluorophosphates  complex  form  on  the  enamel 
surface that acts as a protective layer for the enamel decay. 

Disadvantages 

1. Unstable in aqueous solution and undergoes rapid oxidation so should 
be prepared fresh for each patient. 

2. It is highly acidic in nature (pH 2.1-2.3) 

3. It has metallic taste which is unacceptable to most of the children and 
patient. 

4. It may cause gingival irritation particularly to dehydrated and diseased 
gingival tissues. 


background image

8

 

 

5. SnF2 produces discoloration of hypocalcified area of teeth. 

6. It will produce staining on the margins of the restorations 

 

 

Fluoride Gels 

Fluoride  gels  and  foams  contain  a  high  concentration  of  fluoride, 
typically up to 12.3 mg fluoride 

Acidulated Phosphate Fluoride

 

1.23% is used 

• 12,300 ppm of available fluoride 

• 3.0 pH 

• 28% effective in caries reduction 

[Brudevolds Solution] 

This is available as either as a solution or gel. Both are stable. 

Method of Preparation 

Solution: It is prepared by dissolving 20 gms of sodium fluoride in 1 liter 
of 0.1 M phosphoric acid. To this is added 50 percent hydrofluoric acid to 
maintain a pH of 3.0 and fluoride ion concentration at 1.23 percent. 

Gel:  for  preparation  of  gel  [APF],  a  gelling  agent  methylcellulose  or 
hydroxyethyl cellulose is added to the solution and the pH is adjusted 4-5. 

Another form of APF Thixotropic gels is available. Thixotropic denotes a 
solution  that  sets  in  a  gel  like  state  but  is  not  a  true  gel.  Upon  the 
application if pressure, thixotropic gels behave like solutions. 

Recommended frequency of APF application is twice a year topically 

Mechanism of Action 

APF when applied on teeth initially leads to dehydration and shrinkage in 
the  volume  of  hydroxyapatite  crystals.  There  is  further  hydrolysis  and 
formation  of  di-calcium  phosphate  dehydrate  (DCPD),  which  is  highly 
reactive  The  fluoride  ions  start  penetrating  into  the  deeper  crystalline 
structure  of  enamel  and  forms  fluorapatite  which  is  stronger  to  acid 
dissolution. 


background image

9

 

 

Advantages 

1. It is stable when stored in a plastic container. 

2. No staining of teeth. 

3. Gels can self applied. 

4. Cheap 

Disadvantages 

1.  Cannot  be  stored  in  glass  container  because  it  may  remove  minerals 
from the glass [etch]. 

2. Repeated  exposure  of porcelain or  composite restorations to  APF can 
lead  to  loss  of  material  leading  to  surface  roughening  and  cosmetic 
changes  hence  not  advisable  to  use  acidic  topical  fluoride  agent  in 
patients with these type of restorations. 

3. It has an acidic taste. 

4. Repeated application necessitates the use of suction, limiting its use in 
field programs. 

For patients with porcelain or resin restorations, neutral sodium fluoride 
is recommended to prevent etching of restorations. 

FluorideVarnishes 

Fluoridated varnishes  were  introduced  into  the  market in  the 1960s, and 
are intended for professional application only.  

The main advantages of varnishes are  

  The prolonged contact time between fluoride and the tooth surfaces 

(increases fluoride uptake by dental hard tissues, as well as  

  The formation of CaF2 reservoirs),and  
  The possibility of using very small amounts of the product (a thin 

layer), which minimizes the risk of excessive fluoride ingestion.  

These  products  are  much  more  concentrated  than  gels,  with  typical 
concentrations  of  22,600  ppm  fluoride  (in  NaF  varnishes)  7,000  ppm 
fluoride (in

 

Fluor protector [Silane fluoride] varnishes) 

Duraphat are the most used and studied products. In order to achieve the 

maximum benefits for caries prevention, varnishes must be applied (2– 4) 

times/year, depending on caries risk considerations.  


background image

10

 

 

Despite having higher fluoride concentrations, varnishes can be regarded 
as  a  safer  option  when  compared  to  gels,  due  to  the  small  amount  used 
during  application.  Fluoride  concentrations  in  plasma  and  urine  of 
children were reported to be lower than toxic levels after the application 
of a fluoride varnish. 

Method of Varnish Application 

1. Oral prophylaxis is done. 

2. Teeth are dried and but not isolated with cotton rolls as varnish sticks 
to cotton. 

3.  First  lower  arch  is  taken  up  for  application  and  then  upper  arch  as 
saliva collects rapidly on the lower arch. 

4. Dispense a small amount of varnish (0.3 ml to 0.5 ml, or 2 drops, for 
the entire primary dentition) to the applicator dish or pad. 

5.  Application  is  done  with  single  tufted  brush  starting  with  proximal 
surfaces  (Dental  floss  can  be  used  to  ensure  that  the  varnish  reaches 
interproximal areas) (Fig. 30.21). 

6.  Since  varnish  sets  rapidly  when  they  come  in  contact  with  saliva,  no 
drying is necessary. 

7. After application, patient is made to sit with mouth open for 4 minutes. 

8. Patient is instructed not to rinse or drink anything for 1 hour, and not to 
eat anything solid and avoid brushing till next morning. Patient is advised 
to  take  liquids  or  semisolids  only,  as  contact  between  varnish  and  tooth 
surface  is  maintained  for  about  18  hours.  It  is  for  prolonged  interaction 
between fluoride and enamel. 

Fluoride Prophylactic Paste 

The major functions of prophylactic paste are: 

1.  To  clean  the  tooth  surface  through  the  removal  of  all  exogenous 
deposits. 

2. Polish the dental hard tissues, including restorations. 

Prophylactic  paste  contains  abrasive  particles  which  abrade  the  deposits 
and  debris  from  tooth  surface.  Now  a  days  APF-silicone  dioxide  paste 
and  SnF2  -  Zirconium  silicate  paste  are  also  available.  Studies  have 
shown that their use alone cannot be considered as an effective cariostatic 
method. A thorough polishing may remove a thin, but highly mineralized 


background image

11

 

 

outer layer of enamel. If prophylaxis is required for periodontal reason or 
cosmetic reasons then fluoride prophylactic past recommended, as it may 
help replenish the minerals that abraded during polishing. They may have 
a modest carious effect. 

 

Comparative effectiveness of professionally applied topical fluoride 

agents 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mustafa Shaheen
المشاهدات: لقد قام 11 عضواً و 176 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل