水道水フッ化物添加

水道水フッ化物添加とは、虫歯を減らすために水道水にフッ化物を添加することです。フッ化物添加水には、虫歯予防に有効なレベルのフッ化物が含まれています。これは、自然に発生する場合もあれば、フッ化物を添加することによって発生する場合もあります。^[2]フッ化物添加水は歯の表面に作用します。口の中では、唾液中に低レベルのフッ化物が生成され、これにより歯のエナメル質の脱灰速度が遅くなり、虫歯の初期段階での再石灰化速度が速くなります。 ^[3]通常、フッ化化合物は飲料水に添加されますが、米国ではこのプロセスに平均して1人あたり年間約1.32ドルの費用がかかります。^{[2] [4]自然に存在するフッ化物レベルが推奨される制限を超えた場合に、}脱フッ素が必要になります。^[5] 2011年に世界保健機関は、気候、地域環境、その他のフッ化物源に応じて、フッ化物のレベルを0.5〜1.5 mg/L（ミリグラム/リットル）とすることを提案しました。 ^[6] 2024年、米国保健福祉省の国家毒性プログラムは、1.5mg/Lを超える水のフッ素化レベルが子供のIQの低下と関連していることを発見しました。^[7]ボトル入りの水のフッ素濃度は通常不明です。^[8]

虫歯は、ほとんどの先進国で依然として大きな公衆衛生上の懸念事項であり、学童の60～90％と成人の大多数に影響を及ぼしている。^[9]水道水フッ化物添加は子供の虫歯を減らすが、成人に対する有効性は明らかではない。^{[10] [11]}コクランレビューでは、他のフッ化物源にアクセスできない子供に水道水フッ化物添加を行った場合の虫歯の減少率は、乳歯で35％、永久歯で26％であると推定されている。^[10]ヨーロッパのほとんどの国では虫歯が大幅に減少しているが、水道水フッ化物添加の代わりに牛乳や食塩へのフッ化物添加が広く行われている。^[12]いくつかの研究では、特に先進国では、局所フッ化物（歯磨き粉など）が広く使用されており、虫歯率が低くなっているため、水道水フッ化物添加は不要である可能性があることが示唆されている。^[3]

水道水フッ化物添加は歯のフッ素症（形成中の歯の外観を変えたり、エナメル質のフッ素症を引き起こしたりすることがある）を引き起こすことがあるが^[3]、その違いは軽微で、通常、審美的または公衆衛生上の懸念にはならない。 ^[13]水道水フッ化物添加によるその他の副作用については明確な証拠はない。 ^[14]フッ化物の効果は、あらゆる摂取源からのフッ素の1日の総摂取量に依存する。飲料水が通常、最大の摂取源である。^[15]フッ化物療法の他の方法には、歯磨き粉、食塩、牛乳のフッ化物添加がある。^[16]最も効率的な地域社会での虫歯予防方法に関する意見は分かれている。オーストラリア政府は、水道水フッ化物添加が地域社会全体でのフッ素曝露を達成する最も効果的な方法であると述べた。^[13]世界保健機関は、水道水へのフッ素添加は、実行可能で文化的に受け入れられる場合、特にリスクの高いサブグループに対して大きな利点があると報告しています。 ^[9]一方、欧州委員会は、水道水へのフッ素添加は虫歯を減らす可能性が高いものの、局所塗布よりも効果的であるという証拠はないと判断しています。^[17]

公共水道のフッ素化は米国で初めて実施されました^[18] 2012年現在、25か国がさまざまな程度で水道水の人工フッ素化を行っており、そのうち11か国では人口の50%以上がフッ素添加水を飲んでいます。さらに28か国では水が自然にフッ素化されていますが、その多くはフッ素が最適レベルを超えています。^[19] 2012年現在、世界中で約4億3500万人が推奨レベルのフッ素化された水道水を飲んでいます（つまり、世界人口の約5.4%）。^{[19] : 56}そのうち約2億1400万人が米国に住んでいます。^[20]世界保健機関やFDI世界歯科連盟などの主要な保健機関は、水道水のフッ素化は安全で効果的であると支持しています。^[21]米国疾病予防管理センターは、水道水フッ化物添加を20世紀の米国における10大公衆衛生上の成果の1つに挙げている。 ^[22]それにもかかわらず、この実践は公衆衛生対策としては議論の的となっている。一部の国や地域ではフッ化物添加を中止したが、他の地域では拡大した。^{[11] [23]この実践に反対する人々は、その利点もリスクも十分に研究されていないと主張し、集団投薬と考えられるものと}個人の自由との間の衝突について議論している。^{[23] [24]}

水道水フッ化物添加の目的は、公共水道水に含まれるフッ化物濃度を調整することで虫歯を予防することです。^[2]虫歯は世界中で最も多くみられる慢性疾患の1つです。^[25]虫歯は命に関わることはめったにありませんが、痛みを引き起こし、食事や会話、顔の見た目、社会への適応に支障をきたす可能性があり、^[26]特に社会経済的地位の低い子どもたちの生活の質に大きく影響します。^{[25]ほとんどの}先進国では、学童の60～90%と成人の大多数が虫歯に悩まされています。アフリカの開発途上国ではこの問題は少ないようですが、食生活の変化やフッ化物への曝露が不十分なため、いくつかの国で虫歯が増加すると予想されています。^[9]米国では、少数民族と貧困層の虫歯や欠損歯の割合が高く、^[27]子どもたちの歯科治療も少なくなっています。^[28]虫歯になると、歯の運命は何度も修復することになり、アマルガム歯充填材の平均寿命は9年から14年と推定されています。^[29]口腔疾患は治療費が4番目に高い疾患です。^{[30]食塩や水のフッ化物添加の動機は、}先天性甲状腺機能低下症や甲状腺​​腫の予防のためのヨウ素添加塩の動機と似ています。^[31]

水道水フッ化物添加の目的は、特に子供や貧困層に負担がかかる慢性疾患を予防することです。 ^{[25]もう一つの目的は、歯の健康と}歯科治療の不平等を埋めることです。^[32]いくつかの研究では、フッ化物添加により富裕層と貧困層の間の口腔衛生の不平等が軽減されることが示唆されていますが、証拠は限られています。^[3]フッ化物が虫歯の進行を遅らせることで歯科治療に多くの時間をかけられること、また、ほとんどの虫歯が歯の小窩や溝に発生するため治療が簡単になるという逸話的ではあるが科学的証拠はありません。^[33]他のレビューでは、水道水フッ化物添加が口腔衛生の社会的格差を軽減するかどうかを決定するには証拠が不十分であることがわかりました。^[10]

世界中の保健機関や歯科機関が、その安全性と有効性を認めています。^[3]フッ素の使用は、水中に天然のフッ素濃度が高い地域の子供たちを対象にした研究を受けて、1945年に始まりました。^[34]さらに研究を進めると、適度なフッ素添加は虫歯を予防することがわかりました。^[35]

フッ化物添加は飲料水の見た目、味、匂いには影響しません。^[1]通常、フッ化ナトリウム、フルオロケイ酸、フルオロケイ酸ナトリウムの3つの化合物のいずれかを水に添加することで行われます。

• フッ化ナトリウム（NaF）は最初に使用された化合物であり、標準物質です。^[36]これは白色で無臭の粉末または結晶です。手作業で取り扱う場合は、粉塵を最小限に抑えられるため、結晶形態が好まれます。^[37]他の化合物よりも高価ですが、取り扱いが容易で、通常は小規模な公益事業会社で使用されています。^[38]摂取または吸入するとグラム単位で有毒です。^[39]
• フルオロケイ酸（H ₂ SiF ₆）は、米国で最も一般的に使用されている水道水フッ素化添加剤です。^[40]これはリン酸肥料製造の安価な液体副産物です。 ^[36]濃度は様々で、通常は23～25％です。水分を多く含むため、輸送費が高額になることがあります。^[37]六フッ化ケイ酸、六フッ化ケイ酸、ハイドロフルオロケイ酸、ケイフッ化ケイ酸とも呼ばれます。^[36]
• フッ化ケイ酸ナトリウム（Na ₂ SiF ₆）は、フッ化ケイ酸のナトリウム塩です。粉末または非常に微細な結晶で、フッ化ケイ酸よりも輸送が容易です。また、ケイフッ化ナトリウムとしても知られています。^[37]

これらの化合物は、溶解性、安全性、入手しやすさ、低コストのために選ばれました。 ^[36] 1992年の国勢調査では、使用されている化合物の種類を報告した米国の公共水道システムでは、人口の63％がフルオロケイ酸でフッ素化された水を、28％がフルオロケイ酸ナトリウムで、9％がフッ化ナトリウムでフッ素化された水を受け取っていることがわかりました。^[41]

疾病管理予防センターは、水道水フッ化物添加に関する勧告を策定し、人員、​​報告、訓練、検査、監視、監視、過剰投与の場合の措置、および使用される主要な化合物ごとの技術的要件を規定している。^[42]

フッ化物はかつて必須栄養素と考えられていたが、米国国立研究評議会は、人間の成長に必須であることを示す研究が不足しているため、この指定を削除した。しかし、口腔の健康に良い影響を与えることから、フッ化物は依然として「有益な要素」であると考えている。^[43]欧州食品安全機関の栄養製品、栄養、アレルギーに関する委員会（NDA）は、フッ化物を必須栄養素ではないと考えているが、食事中のフッ化物が虫歯予防に有益な効果をもたらすことから、適切な摂取量（AI）を定義している。あらゆる摂取源（食事以外の摂取源を含む）からのフッ化物のAIは、妊娠中および授乳中の女性を含む子供と成人の両方で、1日あたり体重1kgあたり0.05 mgである。^[44]

2011年に、米国保健福祉省（HHS）と米国環境保護庁（EPA）は、フッ素の推奨レベルを0.7 mg/Lに引き下げました。^{[45] 2015年に、米国食品医薬品局（FDA）は、米国公衆衛生局（PHS）のコミュニティ水道システムのフッ素化に関する勧告に基づき、ボトル入り飲料水メーカーに、ボトル入り飲料水に含まれるフッ素を1リットルあたり0.7ミリグラム（mg/L、}百万分の1に相当）以下に制限することを推奨しました。^[46]

これまでの勧告は1962年の評価に基づいており、当時米国は平均最高気温に応じてフッ素の最適濃度を0.7～1.2mg/Lの範囲と定めていた。最適濃度は人々がより多くの水を飲む温暖な気候では低く、寒冷な気候では高かった。^[47]

これらの基準は、フッ素濃度が過剰で水からフッ素を除去する必要がある世界のすべての地域に適しているわけではなく、エアコンの普及やソフトドリンク、超加工食品、フッ素入り歯磨き粉、その他のフッ素源の使用増加により時代遅れになった仮定に基づいています。 ^[6] 2011年、世界保健機関は1.5 mg/Lが絶対的な上限であり、0.5 mg/Lが適切な下限である可能性があると述べました。^[6] 2007年のオーストラリアの体系的レビューでは、0.6〜1.1 mg/Lの範囲が推奨されました。^[13]

水中に自然に存在するフッ化物は、推奨レベル以上、同じ、または以下である可能性がある。河川や湖沼のフッ化物濃度は通常0.5 mg/L未満であるが、地下水、特に火山地帯や山岳地帯では50 mg/Lも含まれることがある。^{[15]高度に進化した}マグマや熱水溶液に由来するアルカリ性の火山岩、熱水岩、堆積岩、その他の岩石には高濃度のフッ素が含まれており、このフッ素はフッ化物として近くの水に溶解する。ほとんどの飲料水では、総フッ化物の95%以上がF ⁻イオンであり、マグネシウム-フッ化物錯体（MgF ^{+ ）が次に多い。水中のフッ化物濃度は通常、}蛍石（CaF ₂ ）の溶解度によって制御されるため、天然のフッ化物濃度が高い場合は、カルシウムが欠乏し、アルカリ性で軟水である。^[48]フッ素除去は、自然に存在するフッ素濃度が推奨限度を超えた場合に必要となる。これは、活性アルミナ、骨粉、骨炭、またはリン酸三カルシウムの粒状床に水を浸透させる、ミョウバンで凝固させる、または石灰で沈殿させることによって達成できる。^[5]

ピッチャーや蛇口に取り付ける浄水器ではフッ素含有量は変わりません。より高価な逆浸透膜フィルターでは65～95%のフッ素が除去され、蒸留ではすべてのフッ素が除去されます。^[8]ボトル入り飲料水の中には、表示されていないフッ素が含まれているものもありますが、これは水源に自然に存在する場合や、水道水がフッ素添加された場合に発生します。^[49] FDAは、脱イオン、精製、脱ミネラル、蒸留と表示されているボトル入り飲料水製品は、添加成分としてフッ素が明記されていない限り、フッ素がまったく含まれていないか、微量しか含まれていないとしています。^[49]

既存の証拠によると、水道水へのフッ素添加は虫歯を減らすことが示唆されている。また、一貫した証拠によると、フッ素添加は歯のフッ素症を引き起こすことが示唆されているが、そのほとんどは軽度で、通常は審美上の問題ではない。^{[10] [13]}その他の悪影響については明確な証拠はないが、それに関する研究のほとんどが質の低いものとなっている。^[14]

水道水のフッ化物添加は子供の虫歯を減らすという研究結果が出ている。^{[10] [17] [50]}成人に対する有効性については、効果があるとする研究もあれば、そうでないとする研究もあり、結論は明確ではない。^{[10] [50]} 1950年代と1960年代の米国の研究では、水道水のフッ化物添加により子供の虫歯が50～60％減少したと示されているが、1989年と1990年の研究では、減少率が低く（それぞれ40％と18％）、これはおそらく、他の供給源、特に歯磨き粉からのフッ化物の使用が増えたこと、およびフッ化物添加地域で作られ、フッ化物添加されていない地域で消費される食品や飲料の「ハロー効果」によるものと考えられる。^[2]

2000年の英国システマティックレビュー（ヨーク）では、水道水フッ化物添加により、虫歯のある子供の割合が15％減少し、乳歯の虫歯、欠損、治療 本数が減少する（平均減少本数は2.25本）ことがわかった。このレビューでは、エビデンスの質は中程度であると判断され、観察者のバイアスを減らしたり、交絡因子を制御したり、分散指標を報告したり、適切な分析を使用したりした研究はほとんどなかった。天然フッ化物添加と人工フッ化物添加の間に大きな違いは見られなかったが、何らかの違いについて結論付けるにはエビデンスが不十分であった。^[14] 2007年のオーストラリアのシステマティックレビューでは、ヨークのレビューと同じ包含基準を使用し、さらに1つの研究を追加した。これはヨークのレビューの結論には影響しなかった。^[51] 2011年の欧州委員会のシステマティックレビューでは、ヨークのレビューの結論に基づいてその有効性が判断された。^[11] 2015年のコクランの系統的レビューでは、他のフッ素源にアクセスできない子供たちに水道水のフッ素化を行った場合の虫歯の減少率は、乳歯で35％、永久歯で26％と推定されました。^[10]エビデンスの質は低かったです。^{[10] 2020年の}政治経済ジャーナルの研究では、水道水のフッ素化により歯の健康と労働市場の結果が大幅に改善されましたが、認知能力には有意な影響がなかったことがわかりました。^[52]

フッ化物はあらゆる年齢の成人の虫歯を予防する可能性がある。2007年にCDCの研究者が行ったメタ分析では、水道水のフッ化物添加により成人の虫歯が約27%予防されたことがわかった。これは、フッ化物のあらゆる投与方法にさらされた場合に予防される割合（平均29%）とほぼ同じである。^[53] 2011年の欧州委員会のレビューでは、成人の虫歯減少に関して水道水のフッ化物添加のメリットは限られていることがわかった。 ^[17] 2015年のコクランレビューでは、成人における水道水のフッ化物添加の有効性に関する決定的な研究は見つからなかった。^[10] 2016年のレビューでは、全体として、地域の水道水のフッ化物添加プログラムの停止に続いて虫歯が増加するという、さまざまな質の証拠が見つかった。^[54]

ヨーロッパのほとんどの国では、フッ化物配合歯磨き粉の導入や、洗口液、栄養補助食品、専門家が塗布または処方するジェル、フォーム、ワニスなど、その他のフッ化物含有製品の大量使用により、水道水フッ化物添加を行わなくても虫歯が大幅に減少した。 ^[3]たとえば、フィンランドとドイツでは、他の原因でフッ化物に広く曝露されている地域では、水道水フッ化物添加が中止された後も虫歯率は安定しているか、または減少し続けている。しかし、米国では、ほとんどのヨーロッパ諸国とは異なり、学校による歯科治療がなく、多くの子供が定期的に歯科医に通っておらず、多くの米国の子供にとって水道水フッ化物添加がフッ化物への曝露の主な原因であるため、水道水フッ化物添加は依然として明らかに必要である。^[32]水道水フッ化物添加の効果は、予防歯科治療がすべての子供に無料で提供されるかどうかなどの状況によって変わる可能性がある。^[55]

フッ化物の有害作用は、あらゆる供給源から摂取するフッ化物の総量によって異なります。一般的に推奨されている量では、明らかな有害作用は歯のフッ素症のみで、歯の発育中に子供の歯の外観が変化する可能性があります。これはほとんどが軽度であり、審美的な外観や公衆衛生に実際の影響を与える可能性は低いです。^[13] 2015年4月、米国では、歯のフッ素症のリスクを減らすために、推奨されるフッ化物濃度が0.7～1.2 ppmから0.7 ppmに変更されました。^[56] 2015年のコクランレビューでは、フッ化物濃度が0.7 ppmの場合、審美的に問題となる歯のフッ素症の参加者の割合は約12％と推定されました。^[10]審美的に問題とならないレベルの歯のフッ素症を考慮すると、この割合は40％に増加します。^[10]米国では、軽度または非常に軽度の歯のフッ素症が人口の20％、中等度の歯のフッ素症が2％、重度の歯のフッ素症が1％未満で報告されています。^[56]

フッ素中毒は、フッ素のあらゆる供給源を監視することで予防できます。直接的または間接的にフッ素添加水がリスクの約 40% を占め、その他の供給源、特に歯磨き粉が残りの 60% を占めると推定されています。^[57]天然のフッ素添加水 (0.4 mg/L) と比較して、1 mg/L へのフッ素添加では、6 人に 1 人 (95% CI 4–21 人) でフッ素中毒がさらに発生し、22 人に 1 人 (95% CI 13.6–∞ 人) で審美上問題となるフッ素中毒がさらに発生すると推定されています。ここで、審美上問題とは、1996 年に英国の 14 歳を対象に実施された調査で測定された、青年が受け入れがたいと感じるものに基づく標準化された尺度で使用されている用語です。^[14]多くの先進国では、フッ素化されていない地域でも歯のフッ素症の有病率が増加しているが、これは主に歯磨き粉に含まれるフッ素が原因である。[58] 2009年の系統的レビューでは、フッ素症は乳児用調製粉乳または^調製粉乳を溶かすために加えられた水の摂取に関連していること、その証拠は出版バイアスによって歪められていること、そして調製粉乳のフッ素が歯のフッ素症を引き起こすという証拠は弱いことが示された。^[59]米国では、虫歯の減少は、フッ素化されている地域とされていない地域の両方で歯のフッ素症の増加を伴っていたため、乳児用調製粉乳、子供用歯磨き粉、水、およびフッ素補給スケジュールにおけるフッ素は、世界中でさまざまな方法で削減されてきた。^[33]

フッ化物添加は骨折のリスクにほとんど影響を与えません。フッ化物添加レベルが高すぎる場合やフッ化物添加を行わない場合よりも、骨折のリスクがわずかに低くなる可能性があります。^[13]

水道水フッ化物添加とがん、あるいはがんによる死亡との間には、がん全般、また骨肉腫や骨肉腫に特有のものの両方において、明らかな関連性はない。 [ 60 ]^一連の研究は、水中のフッ化物濃度は骨肉腫と関連がないと結論付けている。フッ化物への曝露と骨肉腫の関連性に関する信念は、 1990年の米国国家毒性プログラムの研究に端を発しており、その研究では、オスのラットにおけるフッ化物と骨肉腫の関連性について不確かな証拠が示された。しかし、マウスにおけるフッ化物の発がん性傾向に関する確固たる証拠はまだない。^[61]水道水フッ化物添加は、国民の歯の健康を改善するために世界中で実施されている。これはまた、大きな健康上の成果であると見なされている。^[62]水道水中のフッ化物濃度レベルは規制されており、例えば米国環境保護庁は、フッ化物レベルを1リットルあたり4ミリグラム以下に規制している。^[63]実際には、水道水にはすでに天然のフッ化物が含まれていますが、多くの地域では、虫歯を減らすことができる程度までフッ化物を追加することを選択しました。^[64]フッ化物は、新しい骨の形成を引き起こす能力があることでも知られています。^{[ 65]} しかし、さらなる研究では、フッ化物添加水による骨肉腫のリスクは人間にはないことが示されています。 [66]ほとんどの研究は、飲料水のフッ化物濃度が異なる特定の地域での骨肉腫患者の症例数を数えることでした。 ^[67]データの統計分析では、異なるフッ化物添加地域における骨肉腫症例の発生に有意差は見られませんでした。^[68]もう一つの重要な研究では、骨肉腫患者から骨サンプルを採取してフッ化物濃度を測定し、新たに診断された悪性骨腫瘍の骨サンプルと比較しました。その結果、骨肉腫患者と腫瘍コントロールの骨サンプルのフッ化物濃度の中央値に有意差はありませんでした。^[69]骨のフッ素濃度だけでなく、骨肉腫患者のフッ素曝露も健康な人と有意に変わらないことが証明されています。^[70]最近の研究では、子供の頃のフッ化物添加飲料水の摂取との関連が否定されています。^[71]

フッ素は、推奨濃度をはるかに超える濃度で水中に自然に存在する可能性があり、重度の歯のフッ素症、骨格のフッ素症、骨の脆弱化など、いくつかの長期的な悪影響を及ぼす可能性があります。先進国の水道事業者は、自然濃度が高い地域ではフッ素濃度を規制された最大濃度まで下げており、WHOやその他の団体は、自然とフッ素濃度が過剰になっている発展途上国の国や地域と協力して、安全な濃度を達成しています。^[72]世界保健機関は、フッ素症が最小限になる濃度として、1.5 mg/Lのガイドライン最大フッ素値を推奨しています。^[73]

稀ではあるが、水道水へのフッ化物添加が不適切に実施されると、過剰添加となり、吐き気、嘔吐、下痢などの症状を伴う急性フッ化物中毒の発生を引き起こすことがある。1991年から1998年の間に米国で3件のそのような発生が報告されており、フッ化物濃度が220 mg/Lにも達した。1992年のアラスカでの発生では、262人が病気になり、1人が死亡した。^{[74] 2010年には、}ノースカロライナ州アッシュボロで90分間に約60ガロンのフッ化物が水道水に放出されたが、これは24時間以内に放出されることが意図されていた量であった。^[75]

塩素などの他の一般的な水添加物と同様に、フッ化ケイ酸とフッ化ケイ酸ナトリウムはpHを下げ、腐食性をわずかに高めますが、この問題はpHを上げることで簡単に解決できます。^{[76]フッ化ケイ酸とフッ化ケイ酸ナトリウムは水からの}鉛の摂取量を増やす可能性があるという仮説が立てられていますが、2006年の統計分析では、これらの化学物質が子供の血中鉛濃度を高めるという懸念は裏付けられませんでした。^[77]水に添加されたフッ化物化合物には微量のヒ素と鉛が含まれている可能性がありますが、それらの存在が懸念されるという信頼できる証拠はありません。濃度は測定限界以下です。^[76]

水道水へのフッ素添加が自然環境に与える影響は調査されており、悪影響は確認されていない。調査対象には、地下水や下流の河川のフッ素濃度、芝生、庭園、植物、フッ素添加水で育った植物の消費、大気排出物、機器の騒音などが含まれている。^[76]

フッ化物は、虫歯の脱灰機構を阻害することで、その主な効果を発揮します。虫歯は感染症であり、その主な特徴は、歯垢内でのミュータンス菌や乳酸菌などの細菌の増加です。これらの細菌は、炭水化物、特に砂糖を摂取すると有機酸を生成します。^[78] pHを5.5以下に下げるのに十分な酸が生成されると、 ^[79]酸は脱灰と呼ばれるプロセスで、歯のエナメル質の主成分である炭酸 ハイドロキシアパタイトを溶解します。砂糖がなくなった後、失われたミネラルの一部は、唾液に溶解したイオンから回収（再石灰化）できます。虫歯は、脱灰速度が再石灰化速度を超えたときに発生し、通常、このプロセスには何ヶ月も何年もかかります。^[78]

水道水へのフッ化物添加を含むすべてのフッ化物添加法は、唾液や歯垢液に低濃度のフッ化物イオンを生成し、局所的または表面的な効果を発揮します。フッ化物添加水のある地域に住んでいる人は、唾液中のフッ化物濃度が 1 日に数回、約 0.04 mg/L まで上昇することがあります。^[3]技術的には、このフッ化物は虫歯を予防するのではなく、虫歯の進行速度を制御します。^[80]フッ化物イオンが溶解したハイドロキシアパタイトとともに歯垢液に存在し、pH が 4.5 を超えると、^[79]フッ化アパタイトのような再石灰化ベニアがエナメル質の残りの表面に形成されます。このベニアは元のハイドロキシアパタイトよりもはるかに耐酸性が高く、通常の再石灰化エナメル質よりも速く形成されます。^[78]フッ素の虫歯予防効果は主に、歯の萌出中および萌出後に起こるこれらの表面効果によるものです。^[81]全身のフッ素の一部は血漿を介して唾液に戻り、血漿または陰窩液を介して未萌出歯に戻りますが、フッ素の虫歯予防効果の何パーセントがこれらの全身メカニズムによるものかを判断するデータはほとんどありません。^{[82]また、フッ素は}歯の細菌の生理機能に影響を及ぼしますが、^[83]細菌の増殖に対するその効果は虫歯予防とは関係ないようです。^[84]

フッ素の効果は、あらゆる摂取源からのフッ素の1日の総摂取量に依存する。^[15]摂取されたフッ素の約70～90％は血液に吸収され、全身に行き渡る。乳児では吸収されたフッ素の80～90％が体内に保持され、残りは主に尿として排泄される。成人では約60％が保持される。保持されたフッ素の約99％は骨、歯、その他のカルシウムを豊富に含む部位に蓄積され、過剰に摂取するとフッ素症を引き起こす可能性がある。^[72]飲料水は通常、フッ素の最大の摂取源である。^[15]多くの先進国では、フッ素化されていない地域では、飲み込んだ歯磨き粉がフッ素への曝露の主な発生源である。^[58]その他の発生源には、歯磨き粉以外の歯科製品、フッ素を含んだ石炭またはリン酸肥料による大気汚染、タンザニアで肉を柔らかくするために使用されるトロナなどがある。茶葉、特に中国の一部で好まれる茶葉にも高濃度のフッ素が含まれていることが分かっています。大麦、キャッサバ、トウモロコシ、米、サトイモ、ヤムイモ、魚タンパク質濃縮物などの他の食品にも高濃度のフッ素が含まれています。米国医学研究所は、フッ素の食事摂取基準を設定しています。適切な摂取量は、生後6か月以下の乳児で0.01 mg/日、19歳以上の男性で4 mg/日です。許容上限摂取量は、乳児および8歳までの小児で0.10 mg/kg/日、それ以降は10 mg/日です。^[85]大まかな推定では、温帯気候の成人は、フッ素添加なしで1日あたり0.6 mgのフッ素を摂取し、フッ素添加ありで1日あたり2 mgのフッ素を摂取します。しかし、これらの値は世界各地で大きく異なっています。例えば、中国の四川省では、飲料水からのフッ素の平均摂取量は1日あたり0.1 mgですが、食物からは1日あたり8.9 mg、屋内での調理や食品の乾燥には高フッ素含有量の軟炭が使用されるため、空気から直接摂取するフッ素量は1日あたり0.7 mgです。^[15]

地域における虫歯予防の最も効果的な方法については意見が分かれている。オーストラリア政府の調査では、水道水のフッ素化が地域全体でのフッ素曝露を達成する最も効果的な手段であるとしている。^[13]欧州委員会の調査では、「水道水のフッ素化は局所予防に比べて明らかな利点はないようだ」としている。^[17]フッ素療法は他にも虫歯予防に効果的である。^[25]フッ素配合歯磨き粉、うがい薬、ジェル、ワニス、^[86]食塩と牛乳のフッ素化などがある。^[16] 歯科用シーラントも効果的で、^[25]シーラントの使用年数と研究の種類によって、虫歯予防率は 33% から 86% と推定されている。^[86]

フッ化物配合歯磨き粉は、最も広く使用され、厳密に評価されているフッ化物治療法である。^{[16]その導入は、}工業化国における虫歯減少の主な理由であると考えられており、^[3]虫歯が減少した国々における唯一の共通要因は歯磨き粉であると思われる。^[87]インフラの欠如により水道水や食塩へのフッ化物添加が実行不可能な多くの低所得国では、歯磨き粉が唯一の現実的なフッ化物戦略である。^[88]これは個人や家族の行動に依存しており、低所得層では使用頻度が低い。^[16]低所得国では、貧困層には手が出ない。^[88]フッ化物配合歯磨き粉は、幼若永久歯の虫歯を約 25% 予防し、より高濃度のフッ化物を使用したり、歯磨きを監督したりすると、その効果は向上する。フッ化物配合うがい薬やジェルは、フッ化物配合歯磨き粉と同程度効果がある。フッ化物ワニスは虫歯を約45％予防します。^[86]比較すると、フッ化物を含まない歯磨き粉で歯を磨いても虫歯にはほとんど効果がありません。^[58]

食塩のフッ素化の効果は、食塩のほとんどがフッ素化されている場合、水道水のフッ素化とほぼ同じです。フッ素化された塩は、家庭の塩、学校や大厨房の食事、パンとして消費者に届きます。たとえば、ジャマイカには塩の生産者が 1 社しかありませんが、公共の水道供給は複雑です。1987 年にすべての塩にフッ素化を開始し、虫歯の減少を達成しました。食塩の全面フッ素化は、コロンビアとスイスのヴォー州でも実施されています。ドイツでは、家庭でフッ素化された塩が広く使用されていますが、フッ素化されていない塩も入手可能で、消費者に選択肢があります。食塩のフッ素濃度は 90 ～ 350 mg/kg の範囲で、研究では最適濃度は約 250 mg/kg であると示唆されています。^[16]

牛乳のフッ素化は、ブルガリア、チリ、ペルー、ロシア、マケドニア、タイ、イギリスの一部でボロー財団によって実施されている。場所によって、フッ素は牛乳、粉ミルク、またはヨーグルトに添加される。例えば、粉ミルクのフッ素化は、水道水のフッ素化が技術的に実行不可能なチリの農村地域で使用されている。^[89]これらのプログラムは子供を対象としており、成人を対象としておらず、評価もされていない。^[16]体系的なレビューでは、この慣行を支持する質の低い証拠が見つかり、さらなる研究が必要であると結論付けられた。^[90]

虫歯を抑制するための他の公衆衛生戦略、例えば行動や食生活を変えるための教育などは、目覚ましい成果をあげていない。^[33]虫歯の進行速度を抑制することが十分に立証されている唯一の薬剤はフッ化物であるが、水にカルシウムを加えると虫歯がさらに減少すると示唆されている。 ^[91]虫歯を予防する他の薬剤には、クロルヘキシジンなどの抗菌剤やキシリトールなどの砂糖代替品がある。^[86]キシリトールで甘味付けしたチューインガムは、ガムがあまり高価でない場合、フッ化物やその他の従来の治療法の補助として推奨されている。^[92]細菌補充療法（プロバイオティクス）とう蝕ワクチンという2つの提案されたアプローチは、患者のコンプライアンスが最小限で済むという水道水フッ化物添加の利点を共有しているが、安全性と有効性が証明されていない。^{[86]他の実験的アプローチには、フッ化物添加砂糖、}ポリフェノール、カゼインホスホペプチド-非晶質リン酸カルシウムナノ複合体などがある。^[93]

2007年のオーストラリアの調査では、水道水へのフッ素添加は、コミュニティ全体にフッ素の虫歯予防効果を浸透させる最も効果的で社会的に最も公平な方法であると結論付けられました。^[13] 2002年の米国の調査では、シーラントは虫歯を約60％減少させたのに対し、フッ素では約18～50％減少したと推定されました。^[94] 2007年のイタリアの調査では、特に虫歯が少なくなった工業国では水道水へのフッ素添加は必要ないかもしれないと示唆し、歯磨き粉やその他の局所用フッ素が世界中で虫歯を予防する最良の方法であると結論付けました。^[3] 2004年の世界保健機関の調査では、水道水へのフッ素添加は、文化的に受け入れられ技術的に実行可能な場合、特にリスクの高いサブグループにとって虫歯予防にかなりの利点があると述べられました。^[9]

2012年11月現在、世界中で約3億7800万人が人工的にフッ素化された水を飲んでいる。その大部分は米国で発生している。世界中で約4000万人が推奨レベルまで天然フッ素化された水を飲んでいる。^[19]

フッ化物と歯の健康の関係を確立するための初期の研究の多くは、20世紀初頭に米国の科学者によって行われ、米国は公共水道のフッ化物添加を大規模に実施した最初の国でした。^{[18]フッ化物添加は、アルゼンチン、}オーストラリア、ブラジル、カナダ、チリ、コロンビア、香港、アイルランド、イスラエル、韓国、マレーシア、ニュージーランド、フィリピン、セルビア、シンガポール、スペイン、英国、ベトナムなど、米国以外の多くの国や地域でさまざまな程度に導入されています。2004年には、西ヨーロッパで推定1,370万人、米国で1億9,400万人が人工的にフッ化物を添加した水を飲んでいました。^[19] 2010年には、米国の人口の約66％がフッ化物添加水を飲んでいました。^[95]

天然フッ素添加水は、アルゼンチン、フランス、ガボン、リビア、メキシコ、セネガル、スリランカ、タンザニア、米国、ジンバブエなどの国々で、世界人口の約4％によって使用されています。アフリカ、中国、インドの一部など、一部の地域では、天然フッ素添加が推奨レベルを超えています。^[19]

フィンランド、ドイツ、日本、オランダ、スイスなど、一部の国では地域社会が水道水へのフッ素添加を中止している。^[96] 水道水へのフッ素添加に対する政治的反対が変化の動機となっているが、水道水へのフッ素添加の必要性は代替戦略によって満たされることもあった。さまざまな形態のフッ素の使用は、ヨーロッパ全土における虫歯予防の基礎となっている。いくつかの国ではフッ素添加塩が導入されており、成功の度合いはさまざまである。スイスおよびドイツでは、フッ素添加塩は国内市場の65%から70%を占め、フランスでは市場シェアが1993年に60%に達したが、2009年には14%に減少した。1986年に西ヨーロッパで2番目に食卓塩のフッ素添加を導入したスペインは、2006年の市場シェアはわずか10%であると報告した。他の3つの西ヨーロッパ諸国、ギリシャ、オーストリア、オランダでは、フッ素添加食塩の生産および販売の法的枠組みが存在している。少なくとも6つの中央ヨーロッパ諸国（ハンガリー、チェコ、スロバキア、クロアチア、スロベニア、ルーマニア）は食塩のフッ素化に関心を示しているが、約35％という大幅な使用率はチェコ共和国でのみ達成された。スロバキア共和国は2005年までに食塩を処理する設備を備えていたが、他の4か国では食塩のフッ素化導入の試みは成功しなかった。^{[97] [98]} イスラエルは、教育、医療フォローアップ、フッ素含有製品およびサプリメントの使用を含む2014年の歯科保健促進プログラムを実施したとき、強制的な水道水のフッ素化はもはや必要ないと評価し、「フッ素化水の供給は、それを望まない人々もフッ素添加水を飲まざるを得なくする。したがって、このアプローチは世界のほとんどの国で受け入れられていない」と述べた。^[99]

水道水へのフッ素添加の歴史は3つの時期に分けられる。第1期（1801年頃～1933 年）はコロラド褐色斑と呼ばれる歯のエナメル質の斑点の原因に関する研究であった。第2期（ 1933年頃～ 1945年）はフッ素濃度、フッ素症、虫歯の関係に焦点が当てられ、適度なフッ素濃度が虫歯を予防することを証明した。第3期（1945年以降）は、地域の水道水にフッ素を添加することに焦点が当てられた。^[35]

19世紀前半、研究者らは、歯、骨、飲料水中にフッ化物がさまざまな濃度で存在することを明らかにした。後半には、フッ化物が虫歯を予防すると推測し、食事にフッ化物を補給することを提案し、原因は不明のままエナメル質の斑点（現在では重度の歯のフッ素症と呼ばれている）を観察した。 ^[101] 1874年、ドイツの公衆衛生官カール・ヴィルヘルム・オイゲン・エアハルトは、歯を保護するためにフッ化カリウムのサプリメントを推奨した。 ^{[102] [103]} 1892年、英国の医師ジェームズ・クライトン・ブラウンは、食事にフッ化物が欠如していると「特に虫歯になりやすい」歯になると演説で述べ、「次世代の歯を強化するために、適切な天然の形でフッ素を食事に再導入する」ことを提案した。^[104]

米国における水道水フッ素化の基礎は、歯科医フレデリック・マッケイ（1874-1959）の研究でした。マッケイは、当時コロラド・ブラウン・ステインと呼ばれていた、まだら模様の歯になるが虫歯のない歯の原因を30年かけて調査し、GVブラックや他の研究者の助けを借りて、その原因がフッ素であることを突き止めました。^[105]ステインと虫歯の少なさの間に統計的な関連性があると初めて報告したのは、1925年に英国の歯科医ノーマン・エインズワースです。1931年、アルコア社の化学者HVチャーチルは、アルミニウムとステインとの関連を懸念し、ステインがよく見られるいくつかの地域の水を分析し、共通要因がフッ素であることを発見しました。^[106]

1930年代から1940年代初頭にかけて、新設された米国国立衛生研究所のH・トレンドリー・ディーンとその同僚らは 、温帯気候で​​はフッ素濃度が約1mg/Lの場合に虫歯が大幅に減少し、フッ素症が増加するが、医学的または美容上の問題とならないレベルにとどまることを示唆する疫学的研究をいくつか発表した。[ ^108] 他の研究では、フッ素濃度が8mg/Lと高い地域でも、その他の重大な悪影響は見られなかった。^[109]フッ素添加が虫歯を予防するという仮説を検証するため、ディーンらは1945年1月25日からミシガン州グランドラピッズの水をフッ素化する対照実験を行った。1950年に発表された結果は、虫歯が著しく減少したことを示した。^{[34] [110]}虫歯の大幅な減少は、カナダのブラントフォード・サーニア・ストラットフォード研究（1945-1962年）、オランダのティール・キュレンボルグ研究（1953-1969年）、ニュージーランドのヘイスティングス研究（1954-1970年）、英国保健省研究（1955-1960年）など、米国外でも重要な初期の研究で報告されています。^[106]現在の基準からすると、これらの研究やその他の先駆的な研究は粗雑なものでしたが、虫歯の大幅な減少は、公衆衛生の専門家にフッ素添加のメリットを確信させました。^[32]

水道水フッ化物添加は1951年までに米国公衆衛生局の公式政策となり、1960年までには米国で水道水フッ化物添加が広く行われるようになり、約5000万人に利用された。^[109] 2006年までには、公共水道を利用する米国人口の69.2%がフッ化物添加水を飲んでおり、これは米国全人口の61.5%に相当し、公共水道を利用する人口の3.0%は天然フッ化物を飲んでいた。^[111]他の国々でも同様のパターンが見られた。一人当たりの砂糖消費量で世界一、歯の状態が世界で最も悪いニュージーランドは、1953年にフッ化物添加を開始し、1968年までには水道水利用人口の65%がフッ化物添加を利用していた。^[112]フッ化物添加は1953年にブラジルに導入され、1974年から連邦法で規制され、2004年までに人口の71％が使用しました。^[113]アイルランド共和国では、フッ化物添加は1960年に法律で制定され、憲法上の異議申し立ての後、ダブリンとコークの2つの大都市が1964年にそれを開始しました。^[106]フッ化物添加はすべての大規模な公共水道システムに義務付けられ、1996年までに人口の66％に達しました。^[19]他の場所では、フッ化物添加が使用され、その後中止されました。フィンランドのクオピオでは、フッ化物添加が数十年使用されていましたが、学校歯科サービスが重要なフッ化物プログラムを提供し、虫歯リスクが低かったため中止され、スイスのバーゼルでは、フッ化物添加塩に置き換えられました。^[106]

マッケイの研究により、歯のフッ素症は歯の萌出前に起こることが立証された。ディーンとその同僚は、フッ素の虫歯予防効果は萌出前にも及ぶと想定し、この誤った想定は長年受け入れられていた。しかし、2000年までに、フッ素（水と歯磨き粉の両方）の局所的効果は十分に理解され、口内のフッ素濃度を常に低レベルに保つことが虫歯予防に最も効果的であることが知られるようになった。^[114]

フッ素添加には平均で1人年あたり1.32ドルかかると推定されている（範囲：0.31～13.94ドル。この段落のすべての費用は米国のもの^{[2]で、以前の推定値[4]}からインフレ調整された2023年のドル建てである）。大規模な水道システムでは一人当たりの費用は低く、水道システム内のフッ素注入ポイントの数、供給装置と監視装置の種類、フッ素化学物質とその輸送と保管、給水施設の職員の専門知識によっても費用が左右される。^[2]裕福な国では、食塩フッ素添加の費用もごくわずかである。発展途上国では、フッ素添加物の輸入が法外に高価になる可能性がある。^[115]比較すると、フッ化物配合歯磨き粉の費用は1人年あたり11～22ドルと推定され、他の理由で既に歯を磨いている人にとっては増分費用はゼロである。歯のクリーニングとフッ化物ワニスまたはジェルの塗布には1人年あたり121ドルかかると推定されている。最悪のケースを想定し、小都市での効果が最も低く、運用コストが最も高いと推定される場合、フッ素化にかかる費用は、虫歯面1つあたり20～31ドルと推定されます。これは、歯面修復にかかる推定119ドル^[2]や、虫歯面の生涯平均割引コスト（修復した歯面の維持コストを含む）^[29]よりも低くなります。先進国で歯のフッ素症の治療にどれだけの費用がかかっているかは不明です。フッ素症は主に歯磨き粉のフッ素の摂取が原因です。^[58]

1989年に行われた虫歯予防の費用対効果に関するワークショップでは、水道水フッ化物添加は費用を上回る費用を節約できる数少ない公衆衛生対策の1つであると結論付けられているが、費用対効果に関する質の高い研究はほとんど行われておらず、確かなデータは乏しい。 ^{[2] [47]}歯科用シーラントは、リスクの高い子供と歯に適用した場合にのみ費用対効果が高い。^[116] 2002年の米国の調査では、平均して、第一永久歯をシーリングすると、 1人当たり年間0.47面を超える速度で虫歯が進行している場合に費用を節約できるのに対し、水道水フッ化物添加では、1人当たり年間0.06面を超える虫歯発生の場合に費用を節約できると推定されている。 ^[94]米国では、水道水フッ化物添加は子供の虫歯を減らす他の方法よりも費用対効果が高く、2008年のレビューでは、水道水フッ化物添加は多くの国、特に社会的に恵まれないグループにとって虫歯と戦う最良の手段であると結論付けられている。^[33] 1995年から2013年の間に発表された研究を2016年にレビューしたところ、米国における水道水のフッ素化は費用対効果が高く、大規模なコミュニティではさらに効果的であることが判明しました。^[117]

1974年から1992年までの米国のデータによると、水道水のフッ化物添加が地域に導入されると、歯科会社あたりの従業員数と歯科会社の数が大幅に減少することを示しています。このデータは、一部の歯科医が需要ショックに対応して、フッ化物添加されていない地域に移住したり、専門家として再訓練したりしていることを示唆しています。^[118]

水道水フッ化物添加論争は、公共水道の水フッ化物添加に関する政治的、道徳的、倫理的、経済的、安全上の懸念から生じている。^{[96] [119]}発展途上国と先進国両方の貧困層にとって、世界中の国際機関、国内機関、歯科医師会は、水道水フッ化物添加の安全性と有効性を支持している。 ^{[3]地域の虫歯予防に最も効果的な}フッ化物療法に関する当局の見解はまちまちで、水道水フッ化物添加が最も効果的であるとする者もいるが、特別な利点はないとして局所塗布戦略を好む者もいる。^{[13] [17]}

反対派は、水道水フッ化物添加にはう蝕予防効果がほとんどないか全くなく、深刻な健康問題を引き起こす可能性があり、コストに見合うほどの効果がなく、薬理学的に時代遅れであり、^{[2] [120] [121] [122] 、}公共の利益と個人の権利の間に道徳的矛盾が生じていると主張している。^[123]

• 国別の水道水フッ素化
• 給水と衛生の歴史