Loading article…
水道水のフッ素添加は、虫歯を減らすために公共水道にフッ素を制御された方法で添加することです。フッ素添加水は、自然に、またはサプリメントによって達成される虫歯予防に効果的なフッ素濃度を維持します。[ 2 ]口の中では、フッ素は歯のエナメル質の脱灰を遅らせ、初期段階の虫歯の再石灰化を促進します。 [ 3 ]天然のフッ素が推奨限度を超えた場合は、フッ素除去が必要です。[ 4 ]世界保健機関（WHO）は、気候やその他の要因に応じて、フッ素濃度を0.5～1.5 mg/Lと推奨しています。 [ 5 ]米国では、推奨濃度は2015年から0.7 mg/Lで、1.2 mg/Lから引き下げられています。[ 6 ] [ 7 ]ボトル入りの水は、フッ素濃度が不明な場合が多いです。[ 8 ]
虫歯は世界中の学童の60～90％に影響を与えています。[ 9 ]フッ化物添加は子供の虫歯を減らし、コクランレビューでは他のフッ化物源がない場合、乳歯で35％、永久歯で26％の減少が推定されていますが、成人に対する有効性はあまり明確ではありません。[ 10 ]ヨーロッパやその他の地域では、虫歯の減少率は局所フッ化物や食塩フッ素添加、ナノヒドロキシアパタイトなどの代替手段によるものとされている。[ 3 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
米国は水道水フッ素添加に着手した最初の国であり、2022年時点で人口の72%がフッ素添加水を飲んでいる。[ 14 ] [ 15 ]世界全体では、人口の5.4%がフッ素添加水を受けているが、アイルランドとスペインの一部を除いて、ヨーロッパではその使用は依然としてまれである。 [ 16 ] WHO 、FDI世界歯科連盟、および米国疾病予防管理センターは、推奨レベルでのフッ素添加は安全かつ効果的であると支持している。[ 17 ] [ 18 ]批判者は、そのリスク、有効性、および倫理的影響に疑問を呈している。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
水道水フッ素添加の目的は、公共水道水のフッ素濃度を調整することで虫歯を予防することです。[ 2 ]虫歯（う蝕）は、世界で最も蔓延している慢性疾患の 1 つです。[ 22 ]虫歯は生命を脅かすことはまれですが、痛みを引き起こし、食事、会話、顔の外観、社会への受容を損なう可能性があります。 [ 23 ]特に社会経済的地位の低い子供たちの生活の質に大きな影響を与えます。[ 22 ]ほとんどの工業国では、虫歯は学童の 60～90% と大多数の成人に影響を与えています。アフリカの開発途上国では問題は少ないようですが、食生活の変化と不十分なフッ素曝露のために、いくつかの国で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両方で虫歯と歯の欠損率が高く、[ 24 ]彼らの子供たちは歯科医療を受ける機会が少なくなっています。[ 25 ]虫歯が発生すると、歯の運命は繰り返し修復されることになり、アマルガム充填歯の平均寿命は9 ～ 14 年と推定されています。[ 26 ]口腔疾患は治療費が 4 番目に高い疾患です。[ 27 ]食塩や水のフッ素添加の動機は、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食塩の動機と似ています。[ 28 ]
水道水フッ素添加の目的は、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。 [ 22 ]もう一つの目的は、歯科保健と歯科医療における不平等を解消することでした。[ 29 ]いくつかの研究では、フッ素添加によって富裕層と貧困層の間の口腔保健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 ]フッ素は虫歯の進行を遅らせることで歯科治療により多くの時間を与え、虫歯のほとんどが歯の溝や窪みに発生するようにすることで治療を簡素化するという逸話的な証拠はありますが、科学的証拠はありません。[ 30 ]他のレビューでは、水道水フッ素添加が口腔保健の社会的不平等を軽減するかどうかを判断するのに十分な証拠が見つかりませんでした。[ 10 ]
世界中の保健機関や歯科機関は、推奨レベルでの安全性と有効性を認めている。[ 3 ]フッ素の使用は、水にフッ素が自然に多く含まれる地域の子供たちの研究を受けて、1945年に始まった。[ 31 ]さらなる研究により、適度なフッ素添加が虫歯を予防することが示された。[ 32 ]
フッ素添加は飲料水の外観、味、臭いに影響を与えません。[ 1 ]通常、フッ素添加は、フッ化ナトリウム、フルオロケイ酸、または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によって行われます。
これらの化合物は、溶解性、安全性、入手しやすさ、低コストを理由に選ばれました。 [ 33 ] 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、28%がフルオロケイ酸ナトリウムでフッ素化された水、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たことがわかりました。[ 38 ]
水中に自然に存在するフッ化物は、推奨レベルを上回る場合も、推奨レベルと同等の場合も、下回る場合もあります。河川や湖沼では一般的にフッ化物濃度は0.5 mg/L未満ですが、地下水 、特に火山地帯や山岳地帯では50 mg/Lにも達することがあります 。[ 39 ]アルカリ性の火山岩、熱水岩、堆積岩、および高度に進化したマグマや熱水溶液から生じたその他の岩石には、フッ素の濃度が高く、このフッ素はフッ化物として近くの水に溶け込みます。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、次に多いのはマグネシウム-フッ化物錯体（MgF⁺ ）です。水中のフッ化物濃度は通常、蛍石（CaF₂ ）の溶解度によって制御されるため、自然界のフッ化物濃度が高いのは、カルシウムが不足したアルカリ性で軟水です。[ 40 ]
ボトル入り飲料水の中には、表示されていないフッ化物を含むものがあり、これは水源水に自然に含まれている場合や、水道水がフッ化物添加されている場合に含まれています。[ 41 ] 米国食品医薬品局（FDA）は、脱イオン、精製、脱塩、または蒸留と表示されたボトル入り飲料水製品は、フッ化物が添加成分として明記されていない限り、フッ化物が全く含まれていないか、ごく微量しか含まれていないように処理されていると述べています。[ 41 ]
世界保健機関などの当局は、水道水中のフッ素の量に関する勧告を発表しています。下限は虫歯の発生を減らすために設定され、上限は歯フッ素症などの害を防ぐために設定されています。この範囲を下回るレベルは水道水のフッ素添加によって上げることができ、この範囲を上回るレベルは処理技術を使用して下げる必要があります。WHOの上限（「ガイドライン値」）である1.5 mg/Lは、1984年以来繰り返し再確認されています。[ 5 ]： 371 WHOは、消費量を6 mg/日未満に抑えるために、一部の国の基準を設定する際に上限を下げる必要があるかもしれないと述べています 。これは、温暖な気候など水道水の消費量が多い場合、またはフッ素の他の供給源（食品、空気、歯科用製剤など）が存在する場合に起こり得ます。[ 5 ]： 371 2011年にWHOは、虫歯予防効果は0.5 mg/Lから始まると報告しており[ 5 ]： 372 、ほとんどのフッ素添加基準は0.5 ～ 1.0 mg/Lの範囲を目標としている 。WHO自身はフッ素添加の目標値を示していない。[ 5 ]： 370
欧州食品安全機関の栄養製品、栄養およびアレルギーに関するパネル（NDA）は、フッ化物を必須栄養素とは考えていませんが、食事性フッ化物が虫歯予防に有益な効果をもたらすため、フッ化物の適正摂取量（AI）値[ a ]を定義しています。すべての供給源（食事以外の供給源を含む）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大人の両方で、1日あたり体重1kgあたり0.05mgです。[ 42 ] 60kgの成人の仮定を適用すると 、これは 1日あたり3mgに相当します。（この仮定は、2011年のWHO報告書で、フッ化物以外の物質の制限値を導き出すために繰り返し使用されており、合計74回使用されています。）[ 5 ] EFSAは、水中のフッ化物含有量の上限を1.5mg /Lとしています。2024年に、子供の1日あたりのフッ化物摂取の許容上限値（UL）の草案を作成しました。[ 43 ]
2011年、米国保健福祉省（HHS）と米国環境保護庁（EPA）は、フッ化物の推奨濃度を0.7 mg/Lに引き下げた。[ 6 ] 2015年、米国食品医薬品局（FDA）は、米国公衆衛生局（PHS）による地域水道システムのフッ化物添加の勧告に基づき、ボトル入り飲料水の製造業者に対し、ボトル入り飲料水中のフッ化物を1リットルあたり0.7ミリグラム（mg/L、百万分率に相当）以下に制限するよう勧告した。[ 44 ]
2007年のオーストラリアの系統的レビューでは、0.6～1.1 mg/Lの範囲が推奨されている。 [ 11 ]
2011年以前の米国の推奨事項は、1962年の評価に基づいており、米国では、 平均最高気温に応じて、水中のフッ化物の最適レベルを0.7～1.2mg/Lの範囲と定めていました。最適レベルは、人々がより多くの水を飲む温暖な気候では低く、涼しい気候では高くなります。[ 45 ]
1974年から1989年の間、フッ素は米国国立研究評議会によって必須栄養素としてリストアップされていました。1989年、フッ素が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、この指定は削除されましたが、口腔衛生へのプラスの影響があるため、フッ素は依然として「有益な元素」とみなされています。1980年代後半から1990年代前半の研究によると、フッ素添加されている場合、小児のフッ素摂取量は体重1kgあたり1日約0.05mg、添加されていない場合は体重1kgあたり1日約0.03mgです。[ 46 ]
米国では、疾病管理予防センターが水道水フッ素添加に関する勧告を作成し、人員、報告、訓練、検査、監視、サーベイランス、過剰添加時の措置、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。[ 47 ]
WHOは、低フッ化物水（または牛乳や塩）のフッ化物添加、およびフッ化物配合歯磨き粉、フッ化ジアミン銀ワニス、グラスアイオノマーセメントなどの局所フッ化物製剤によって、適切なフッ化物摂取量を達成することを推奨しています。WHOはまた、可能であれば代替水源に切り替えるか、脱フッ化物技術を用いることで、過剰摂取を避けることを推奨しています。[ 48 ]
自然界に存在するフッ化物濃度が推奨限度を超えた場合は、脱フッ素処理が必要です。脱フッ素処理は、活性アルミナ、骨粉、骨炭、リン酸三カルシウムの粒状層に水を浸透させる方法、ミョウバンで凝集させる方法、または石灰で沈殿させる方法で行うことができます。[ 4 ]粘土も脱フッ素処理に使用できますが、まず有毒化学物質やその他の汚染物質が含まれていないことを確認する必要があります。[ 48 ]
ピッチャー型や蛇口に取り付けるタイプの浄水器はフッ化物含有量を変えません。より高価な逆浸透膜フィルターはフッ化物の65～95％を除去し、蒸留はフッ化物を完全に除去します。[ 8 ]
既存の証拠は、水道水のフッ素添加が虫歯を減らすことを示唆している。一貫した証拠はまた、フッ素添加が歯のフッ素症を引き起こす可能性があることを示唆しているが、そのほとんどは軽度で、通常は審美的な問題にはならない。[ 10 ] [ 11 ]他の有害な影響の明確な証拠は存在しないが、それに関する研究のほとんどすべてが質の低いものである。[ 49 ]
レビューによると、水道水のフッ素添加は子供の虫歯を減らすことが示されています。[ 10 ] [ 50 ] [ 51 ]成人に対する有効性については、効果を認めるレビューもあれば、そうでないレビューもあり、結論はそれほど明確ではありません。[ 10 ] [ 51 ] 1950年代と1960年代の米国の研究では、水道水のフッ素添加により子供の虫歯が50～60%減少したことが示されましたが、1989年と1990年の研究では減少率が低く（それぞれ40%と18%）、これはおそらく歯磨き粉などの他の供給源からのフッ素の使用が増加したこと、またフッ素添加地域で製造されフッ素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ます。[ 2 ]
2000 年に英国で行われたシステマティックレビュー(York) では、水道水のフッ素添加により、虫歯のある子供の割合が 15% 減少し、乳歯の虫歯、欠損、充填歯の数も減少(平均減少数は 2.25歯) することがわかった。このレビューでは、エビデンスの質は中程度であると結論付けられた。観察者バイアスを 減らしたり、交絡因子を制御したり、分散尺度を報告したり、適切な分析を使用したりした研究はほとんどなかった。天然フッ素添加と人工フッ素添加の間に大きな違いは見られなかったが、違いについて結論を出すにはエビデンスが不十分であった。[ 49 ] 2007 年にオーストラリアで行われたシステマティックレビューでは、York と同じ包含基準に加えて、1 つの追加研究が使用された。これは York の結論に影響を与えなかった。[ 52 ] 2011 年に欧州委員会で行われたシステマティックレビューは、York のレビューの結論に基づいて有効性を評価した。[ 19 ] 2015年のコクラン・システマティックレビューでは、他のフッ化物源にアクセスできない子供たちが水道水フッ化物を使用した場合、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 ]証拠の質は低かった。[ 10 ] 2020年のJournal of Political Economyの研究では、水道水フッ化物添加により歯科保健と労働市場の成果が大幅に改善されたが、認知能力には有意な影響はなかったことがわかりました。[ 53 ]
フッ素は、あらゆる年齢の成人の虫歯予防にも効果がある可能性があります。2007年にCDCの研究者が行ったメタ分析では、水道水のフッ素添加により成人の虫歯の約27%が予防され、これはあらゆるフッ素投与方法による予防率（平均29%）とほぼ同じであることがわかりました。[ 54 ] 2011年の欧州委員会のレビューでは、虫歯の減少という点で、成人に対する水道水のフッ素添加の利点は限られていることがわかりました。[ 50 ] 2015年のコクランレビューでは、成人に対する水道水のフッ素添加の有効性に関する決定的な研究は見つかりませんでした。[ 10 ] 2016年のレビューでは、全体として、地域の水道水フッ素添加プログラムの中止後に虫歯が増加するという、質の異なる証拠が見つかりました。[ 55 ]
ヨーロッパのほとんどの国では、フッ素入り歯磨き粉の導入や、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、ワニスなどのフッ素含有製品の多用により、水道フッ素添加を行わなくても虫歯が大幅に減少しました。[ 3 ]例えば、フィンランドとドイツでは、他の供給源からのフッ素への曝露が広範囲に及んでいる地域で水道フッ素添加が中止された後も、虫歯率は安定しているか、減少し続けています。しかし、米国では、ほとんどのヨーロッパ諸国とは異なり、学校ベースの歯科医療がなく、多くの子供が定期的に歯科医を受診せず、多くの米国の子供にとって水道フッ素添加がフッ素への曝露の主な供給源であるため、フッ素添加は依然として明らかに必要です。[ 29 ]水道フッ素添加の効果は、予防歯科医療がすべての子供に無料であるかどうかなどの状況によって異なる場合があります。[ 56 ]
フッ素の悪影響は、あらゆる供給源からのフッ素の総投与量に依存します。一般的に推奨されている投与量では、唯一明確な悪影響は歯のフッ素症であり、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的な影響を与える可能性は低いと考えられます。[ 11 ] 2015年4月、歯のフッ素症のリスクを減らすために、米国では推奨されるフッ素濃度が0.7～1.2 ppmから0.7 ppmに変更されました。[ 57 ] 2015年のコクランレビューでは、フッ素濃度が0.7 ppmの場合、審美的に問題となる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あらゆるレベルのフッ素症を考慮すると、これは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%、中等度のフッ素症が2%、重度のフッ素症が1%未満で報告されています。[ 57 ]
フッ素曝露の重要な期間は1歳から4歳までで、リスクは8歳頃に終了します。フッ素症は、フッ素のすべての供給源を監視することで予防できます。フッ素添加水が直接的または間接的にリスクの約40%を占め、その他の供給源、特に歯磨き粉が残りの60%を占めていると推定されています。[ 58 ]フッ素濃度が0.4 mg/Lの天然フッ素水と比較して 、フッ素を1 mg/Lに添加すると、6人に1人（95%信頼区間4～21人）にフッ素症が追加で発生し、22人に1人（95%信頼区間13.6～∞人）に審美的に問題のあるフッ素症が追加で発生すると推定されています。ここで、審美的に問題とは、1996年に英国の14歳を対象に行われた調査で測定された、青少年が受け入れられないと感じる基準に基づいた標準化された尺度で使用される用語です。[ 49 ]多くの工業国では、フッ素添加されていない地域でもフッ素症の有病率が増加しており、その主な原因は飲み込んだ歯磨き粉に含まれるフッ素である。 [ 59 ] 2009年の系統的レビューでは、フッ素症は乳児用ミルクまたはミルクを調製するために加えられた水の摂取に関連していること、証拠は出版バイアスによって歪められていること、そしてミルクのフッ素が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。[ 60 ]米国では、虫歯の減少に伴い、フッ素添加地域とフッ素添加されていない地域の両方でフッ素症が増加した。そのため、世界中で乳児用ミルク、子供用歯磨き粉、水、フッ素サプリメントのスケジュールにおいて、さまざまな方法でフッ素が削減されている。[ 30 ]
フッ素添加は骨折のリスクにほとんど影響を与えません。フッ素添加が過剰に高い場合やフッ素添加がない場合と比べて、骨折のリスクがわずかに低くなる可能性があります。[ 11 ]
水道水のフッ素添加と癌または癌による死亡との間には、癌全般と骨癌および骨肉腫のいずれについても明確な関連性はありません。 [ 61 ]一連の研究では、水中のフッ素濃度は骨肉腫とは関連がないと結論付けられています。フッ素曝露と骨肉腫の関連性に関する考えは、雄ラットにおけるフッ素と骨肉腫の関連性の不確かな証拠を示した1990年のNTPの研究に由来しています。しかし、マウスにおけるフッ素の発癌傾向の確固たる証拠はまだありません。[ 62 ]水道水のフッ素添加は、市民の歯の健康を改善するために世界中で実施されています。これは、健康上の大きな成功とも考えられています。[ 63 ]水道水のフッ素濃度レベルは規制されており、たとえば米国環境保護庁はフッ素レベルを1リットルあたり4ミリグラム以下に規制しています。[ 64 ]天然水にはフッ素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ほどフッ素を添加することを選択しています。[ 65 ]フッ素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。[ 66 ] しかし、さらなる研究では、フッ素添加水によるヒトの骨肉腫のリスクはないことが示されています。[ 67 ]研究のほとんどは、飲料水中のフッ素濃度が異なる特定の地域で骨肉腫患者の症例数を数えることを含みます。[ 68 ]データの統計分析では、異なるフッ素添加地域での骨肉腫症例の発生に有意差がないことが示されています。[ 69 ]もう 1 つの重要な研究では、骨肉腫患者から骨サンプルを収集してフッ素濃度を測定し、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、骨肉腫患者と腫瘍対照の骨サンプルのフッ素濃度の中央値は有意差がないことがわかりました。[ 70 ]骨肉腫患者のフッ化物曝露は、健康な人と有意な差がないことも証明されています。[ 71 ]最近の研究では、小児期のフッ化物入り飲料水の摂取との関連性は否定されています。[ 72 ]
フッ素は、推奨レベルをはるかに超える濃度で水中に自然に存在することがあり、重度の歯フッ素症、骨フッ素症、骨の弱化など、いくつかの長期的な悪影響を引き起こす可能性があります。先進国の水道事業者は、自然レベルが高い地域ではフッ素レベルを規制された最大レベルまで下げており、WHOやその他の団体は、自然レベルのフッ素が過剰な発展途上国の国や地域と協力して安全なレベルを達成しています。[ 73 ]世界保健機関は、フッ素症が最小限になるレベルとして、フッ素の最大ガイドライン値を1.5 mg/Lとすることを推奨しています。 [ 74 ]
まれに、水道水のフッ素添加が不適切に実施されると、フッ素過剰となり、吐き気、嘔吐、下痢などの症状を伴う急性フッ素中毒の発生を引き起こすことがあります。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、フッ素濃度が220 mg/Lにも達していました。1992年のアラスカでの発生では、262人が病気になり、1人が死亡しました。[ 75 ] 2010年には、ノースカロライナ州アッシュボロで、約60ガロンのフッ素が90分で水道水に放出されました。これは24時間かけて放出する予定だった量です。[ 76 ]
塩素などの他の一般的な水添加物と同様に、フルオロケイ酸とケイフッ化ナトリウムはpHを低下させ、腐食性をわずかに増加させますが、この問題はpHを上げることで容易に解決できます。[ 77 ]フルオロケイ酸とケイフッ化ナトリウムは水からの鉛の人体への取り込みを増加させる可能性があると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上昇させるという懸念を裏付けるものではありませんでした。[ 78 ]水に添加される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。[ 77 ]
水道水のフッ素添加が自然環境に及ぼす影響が調査されており、悪影響は確認されていないと主張するものもある一方で、害や懸念の証拠が見つかるものもある。調査対象となった問題には、地下水や下流の河川のフッ素濃度、芝生、庭、植物、フッ素添加水で栽培された植物の摂取、大気排出物、機器の騒音などがある。[ 77 ] [ 79 ] [ 80 ]
フッ化物は、虫歯の脱灰メカニズムを阻害することによって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、歯垢中のStreptococcus mutansやLactobacillusなどの細菌の増加です。これらの細菌は、炭水化物、特に糖類を摂取すると有機酸を生成します。[ 81 ] pHが5.5未満に低下するのに十分な酸が生成されると、[ 82 ]酸は歯のエナメル質の主成分である炭酸ヒドロキシアパタイトを溶解し、脱灰と呼ばれるプロセスが起こります。糖類がなくなると、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復（再石灰化）されます。虫歯は、脱灰の速度が再石灰化の速度を上回ったときに発生し、通常は数ヶ月から数年かかるプロセスです。[ 81 ]
水道水フッ素添加を含むすべてのフッ素添加法は、唾液と歯垢液中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。フッ素添加水を使用している地域に住んでいる人は、 1日に数回、唾液中のフッ化物濃度が約0.04 mg/Lまで上昇することがあります。[ 3 ]厳密には、このフッ化物は虫歯を予防するのではなく、虫歯の発生速度を制御します。[ 83 ]歯垢液中にフッ化物イオンと溶解したヒドロキシアパタイトが存在し、pHが4.5より高い場合、[ 82 ]フッ素アパタイトに似た再石灰化ベニアがエナメル質の残りの表面上に形成されます。このベニアは元のヒ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。[ 81 ]フッ化物の虫歯予防効果は、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。[ 84 ]全身（全身）のフッ化物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、フッ化物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。[ 85 ]また、フッ化物は歯の細菌の生理機能に影響を与えますが、[ 86 ]細菌の増殖に対するその効果は虫歯予防とは関係がないようです。[ 87 ]
フッ素の効果は、あらゆる供給源からのフッ素の1日の総摂取量に依存します。[ 39 ]摂取したフッ素の約70～90%は血液に吸収され、全身に分布します。乳児では吸収されたフッ素の80～90%が保持され、残りは主に尿を介して排泄されます。成人では約60%が保持されます。保持されたフッ素の約99%は骨、歯、その他のカルシウムが豊富な部位に蓄積され、過剰になるとフッ素症を引き起こす可能性があります。[ 73 ]飲料水は通常、フッ素の最大の供給源です。[ 39 ]多くの工業国では、飲み込んだ歯磨き粉がフッ素添加されていない地域でのフッ素曝露の主な原因となっています。[ 59 ]その他の供給源には、歯磨き粉以外の歯科製品、フッ素を含む石炭やリン酸肥料からの大気汚染、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ります。茶葉、特に中国の一部で好まれている茶磚にも高濃度のフッ素が含まれています。大麦、キャッサバ、トウモロコシ、米、タロイモ、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ることがわかっています。米国医学研究所はフッ素の食事摂取基準を設定しており、適正摂取量は生後6か月以下の乳児で0.01 mg/日、 19歳以上の男性で4 mg/日、耐容上限摂取量は8歳までの乳児と子供で0.10 mg/kg/日、それ以降は10 mg/日となっています。[ 88 ]温帯気候の成人はフッ素添加なしで1日あたり0.6 mg、フッ素添加ありで1日あたり2 mgのフッ素を摂取すると概算されています。しかし、これらの値は世界の地域によって大きく異なります。たとえば、中国の四川省では、飲料水からの1日あたりの平均フッ化物摂取量はわずか0.1mg/日ですが、食品からは8.9mg/日、屋内での調理や食品の乾燥に高フッ化物軟炭を使用しているため空気から直接0.7mg/日摂取しています。[ 39 ]
虫歯の地域予防に最も効果的な方法についての見解は様々である。オーストラリア政府のレビューでは、水道水のフッ素添加が地域全体にフッ素を曝露させる最も効果的な手段であるとされている。[ 11 ]欧州委員会のレビューでは、「水道水のフッ素添加は局所予防に比べて明らかな利点はない」とされている。[ 50 ]他のフッ素療法も虫歯予防に効果的である。[ 22 ]それらには、フッ素入り歯磨き粉、洗口液、ジェル、ワニス[ 90 ]、塩や牛乳のフッ素添加[ 89 ] などがある。歯科用シーラントも効果的であり[ 22 ] 、予防できる虫歯の割合は、シーラントの経過年数や研究の種類によって33%から86%までと推定されている。[ 90 ]
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です。[ 89 ]その導入は、工業化された国々で虫歯が減少した主な理由と考えられており、[ 3 ]虫歯が減少した国々では、歯磨き粉が唯一の共通要因であるようです。[ 91 ]インフラが不足しているため、水道水や塩へのフッ化物添加が不可能な多くの低所得国では、歯磨き粉が唯一現実的なフッ化物戦略です。[ 92 ]個人や家族の行動に依存しており、低所得層では使用が起こりにくいです。[ 89 ]低所得国では、貧困層には手が届きません。[ 92 ]フッ化物配合歯磨き粉は、若い永久歯の虫歯の約25%を予防し、フッ化物の濃度が高い場合や、歯磨きが監督されている場合は、その効果が向上します。フッ化物洗口液やジェルは、フッ化物配合歯磨き粉とほぼ同じくらいの効果があります。フッ化物ワニスは虫歯の約45％を予防します。[ 90 ]それに対し、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。[ 59 ]
食塩へのフッ素添加の効果は、食塩の大部分にフッ素が添加されていれば、水道水へのフッ素添加の効果とほぼ同じです。フッ素添加塩は、家庭の食塩、学校給食や大規模キッチン、パンなどに含まれて消費者の手に渡ります。例えば、ジャマイカには製塩業者は1社しかありませんが、複雑な公共水道網があり、1987年にすべての食塩へのフッ素添加を開始し、虫歯の減少を実現しました。コロンビアやスイスのヴォー州でも食塩へのフッ素添加が広く行われています。ドイツでは、フッ素添加塩は家庭で広く使用されていますが、フッ素無添加塩も入手可能で、消費者は選択できます。食塩中のフッ素濃度は90～350mg /kgの範囲で、研究では約250mg/kgが最適濃度であると示唆されています 。[ 89 ]
牛乳フッ素添加は、ブルガリア、チリ、ペルー、ロシア、マケドニア、タイ、イギリスの一部地域でボロー財団によって実施されている。地域によって、フッ素は牛乳、粉ミルク、ヨーグルトに添加される。例えば、チリの農村部では、水道水のフッ素添加が技術的に不可能なため、粉ミルクのフッ素添加が行われている。[ 93 ]これらのプログラムは子供を対象としており、大人を対象としたり、評価されたりしたことはない。[ 89 ]システマティックレビューでは、この実施を支持する質の低い証拠が見つかったが、さらなる研究が必要であるとの結論も出された。[ 94 ]
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、目立った成果を上げていない。[ 30 ]フッ化物は虫歯の発生速度を抑制することが十分に立証されている唯一の物質であるが、水にカルシウムを加えることで虫歯をさらに減らすことができると示唆されている。 [ 95 ]虫歯を予防する他の物質には、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。[ 90 ]キシリトールで甘味をつけたチューインガムは、ガムが高価でなければ、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。[ 96 ]細菌置換療法（プロバイオティクス）と虫歯ワクチンという2つの提案されたアプローチは、水道水のフッ素添加と同様に患者の遵守が最小限で済むという利点があるが、安全性と有効性は証明されていない。[ 90 ]その他の実験的なアプローチには、フッ素添加糖、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。[ 97 ]
2007年のオーストラリアのレビューでは、水道水フッ素添加は、コミュニティ全体にフッ素の虫歯予防効果を及ぼす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。[ 11 ] 2002年の米国のレビューでは、シーラントは虫歯を全体的に約60%減少させるのに対し、フッ素は約18～50%減少させると推定されました。[ 98 ] 2007年のイタリアのレビューでは、特に虫歯がまれになった工業化された国では水道水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レビューでは、水道水フッ素添加は、文化的に受け入れられ、技術的に実行可能な場合、特に高リスクのサブグループにとって虫歯予防に大きな利点があると述べました。[ 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添加された水を飲んでいる。その大半は米国にいる。 世界中で約4000万人が、推奨レベルまで自然にフッ素が添加された水を飲んでいる。[ 14 ]
フッ素と歯の健康との関連性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、米国は公共水道へのフッ素添加を大規模に実施した最初の国でした。[ 99 ]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で導入されています。2004 年に、 西ヨーロッパで推定 1370 万人、 米国で 1 億 9400 万人が人工的にフッ素添加された水を受け取っていました。[ 14 ] 2010 年に、米国人口の約 66% がフッ素添加された水を受け取っていました。[ 100 ]
天然フッ素水は、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％が利用しています。アフリカ、中国、インドの一部地域などでは、天然フッ素濃度が推奨レベルを超えています。[ 14 ]
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、水道水のフッ素添加が中止されています。[ 101 ] 水道水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ますが、水道水のフッ素添加の必要性が代替戦略によって満たされる場合もあります。さまざまな形態のフッ素の使用は、ヨーロッパ全土の虫歯予防の基礎となっています。いくつかの国では、さまざまな成功度でフッ素添加塩が導入されています。スイスとドイツでは、フッ素添加塩が国内市場の65%から70%を占めていますが、フランスでは1993年に市場シェアが60%に達したものの、2009年には14%に減少しました。1986年に食卓塩のフッ素添加を導入した2番目の西ヨーロッパの国であるスペインでは、2006年の市場シェアはわずか10%でした。他の3つの西ヨーロッパの国、ギリシャ、オーストリア、オランダでは、フッ素添加食用塩の製造と販売に関する法的枠組みが存在します。少なくとも中央ヨーロッパの6か国（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）が食塩フッ素添加に関心を示しているが、実際に約35%という高い使用率が達成されたのはチェコ共和国のみである。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か国ではフッ素添加食塩の導入は成功しなかった。[ 102 ] [ 103 ]さらに、フッ素への過剰曝露の可能性やフッ素添加方法の有効性のばらつきに関する懸念から、一部の国ではアプローチの見直しが行われている。最近の評価では、特に幼児期以降のフッ素添加による全身的なメリットが限られていることを考慮すると、より効果的で安全であると考えられる局所フッ素塗布が好まれていることが強調されている。[ 16 ]イスラエルは、教育、医療フォローアップ、フッ化物含有製品およびサプリメントの使用を含む2014年の歯科保健推進プログラムを実施した際、水道水のフッ化物添加の義務化はもはや必要ないと評価し、「フッ化物添加水の供給は、それを望まない人々にもフッ化物が添加された水を飲ませることを強いる。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。[ 104 ]
水道水フッ素添加の歴史は、3つの時期に分けられます。最初の時期（1801年頃～1933年）は、コロラドブラウンステインと呼ばれる斑点状の歯のエナメル質の原因の研究でした。2番目の時期（1933年頃～ 1945年）は、フッ素濃度、フッ素症、虫歯の関係に焦点を当て、適度なレベルのフッ素が虫歯を予防することを確立しました。3番目の時期は、1945年以降、地域の水道水にフッ素を添加することに重点が置かれました。[ 32 ]
19世紀前半、研究者たちはフッ素が歯、骨、飲料水中に様々な濃度で存在することを明らかにした。後半には、フッ素が虫歯予防に効果があるのではないかと推測し、食事にフッ素を補給することを提案し、原因不明のまま斑点状のエナメル質（現在では重度の歯フッ素症と呼ばれる）を観察した。 [ 106 ] 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、歯の保護のためにフッ化カリウムのサプリメントを推奨した。 [ 107 ] [ 108 ] 1892年、イギリスの医師ジェームズ・クリクトン＝ブラウンは、穀物の殻や茎の摂取量を減らした精製小麦粉への移行により、食事からフッ素が失われ、「虫歯になりやすい」歯になったと示唆した。彼は「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。[ 109 ]
米国における水道水フッ素添加の基礎は、歯科医フレデリック・マッケイ（1874～1959）の研究であった。マッケイは、当時コロラドブラウンステインとして知られていた、まだら模様はあるものの虫歯のない歯の原因を30年間調査し、GVブラックや他の研究者の協力を得て、その原因がフッ素であることを突き止めた。[ 110 ]着色と虫歯の少なさの統計的関連性に関する最初の報告は、1925年に英国の歯科医ノーマン・エインズワースによって行われた。1931年、アルコアの化学者HVチャーチルは、アルミニウムと着色の関連性の可能性を懸念し、着色がよく見られるいくつかの地域の水を分析し、フッ素が共通の要因であることを発見した。[ 111 ]
1930年代から1940年代初頭にかけて、新しく設立された 米国国立衛生研究所のH. Trendley Deanと同僚は、温帯気候では約1 mg/Lのフッ化物濃度が虫歯の大幅な減少と関連しており、フッ素症は増加するものの、医学的にも美容的にも問題にならないレベルにとどまることを示唆する疫学研究をいくつか発表した。[ 113 ]他の研究では、フッ化物濃度が8 mg/L にも達する地域でも、その他の重大な悪影響は見られなかった。 [ 114 ]フッ化物を加えることで虫歯が予防できるという仮説を検証するため、Deanと同僚は、 1945年1月25日からミシガン州グランドラピッズの水道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、虫歯の大幅な減少を示した。[ 31 ] [ 115 ]虫歯の著しい減少は、カナダのブラントフォード–サーニア–ストラトフォード研究 (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、米国以外の重要な初期の研究でも報告されている。[ 111 ]現代の基準からすると、これらの研究やその他の先駆的な研究は粗雑であったが、虫歯の大幅な減少は、公衆衛生の専門家にフッ素添加の利点を確信させた。[ 29 ]
フッ素添加は1951年までに米国公衆衛生局の公式政策となり、1960年までに米国では水道水のフッ素添加が広く普及し、約5000 万人が利用するようになった。[ 114 ] 2006年までに、米国の公共水道システムの利用者の69.2%がフッ素添加水を受け取っており、これは米国の総人口の61.5%に相当する。公共水道システムの利用者の3.0%は天然のフッ素を受け取っていた。[ 116 ]他のいくつかの国でも同様の傾向が見られた。一人当たりの砂糖消費量が世界一で、歯の状態が世界最悪だったニュージーランドは、1953年にフッ素添加を開始し、1968年までに水道水の供給を受けている人口の65%がフッ素添加を利用するようになった。[ 117 ]フッ素添加は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%が使用するようになった。[ 118 ]アイルランド共和国では、フッ素添加は1960年に法律で定められ、憲法上の異議申し立ての後、ダブリンとコークの2つの主要都市が1964年に開始した。[ 111 ]フッ素添加はすべての規模の大き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%に達した。[ 14 ]他の地域では、フッ素添加が使用された後、中止された。フィンランドのクオピオでは、フッ素添加が数十年間使用されたが、学校の歯科サービスが大規模なフッ素プログラムを提供し、虫歯のリスクが低かったため中止され、スイスのバーゼルでは、フッ素添加塩に置き換えられた。[ 111 ]
マッケイの研究により、フッ素症は歯の萌出前に起こることが明らかになった。ディーンと彼の同僚は、フッ素による虫歯予防効果も萌出前に及ぶと想定し、この誤った想定は何年も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に含まれる）の局所的な効果が十分に理解され、口腔内のフッ素濃度を常に低く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。[ 119 ]
フッ素添加の費用は平均で1人当たり年間1.39ドルと推定されています（範囲： 0.33ドル～14.73ドル。この段落の費用はすべて米国[ 2 ]のもので、以前の推定値[ 120 ]からインフレ調整された2025年のドルです）。大規模な水道システムでは1人当たりの費用が低く、費用は水道システムのフッ素注入ポイントの数、給水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、および浄水場職員の専門知識によっても影響を受けます。[ 2 ]裕福な国では塩フッ素添加の費用もごくわずかですが、発展途上国ではフッ素添加物を輸入することが法外に高額になる可能性があります。[ 121 ]比較すると、フッ素入り歯磨き粉の費用は1人当たり年間12ドル～23ドルと推定されており、すでに他の理由で歯を磨いている人にとっては追加費用はゼロです。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かかる費用は、1人あたり年間約128ドルと推定されています。最悪のケース、つまり小都市における推定有効性が最も低く、推定運用コストが最も高い場合、フッ化物添加にかかる費用は、虫歯の表面1つあたり推定21～33ドルで、これは表面を修復するための推定126ドル[ 2 ]や、修復された歯の表面の維持費用を含む虫歯の表面の平均割引生涯コスト213ドル[ 26 ]よりも低くなっています。飲み込んだ歯磨き粉のフッ化物が原因であることが多い歯のフッ素症の治療に、工業国でどれだけの費用がかかっているかは不明です。[ 59 ]
1989年に開催さ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、水道水フッ素添加は費用よりも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ましたが、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、確固たるデータも不足しています。[ 2 ] [ 45 ]歯科用シーラントは、リスクの高い子供や歯に塗布した場合にのみ費用対効果があります。[ 122 ] 2002年の米国のレビューでは、平均して、第一大臼歯のシーリングは、虫歯の発生率が1人年あたり0.47面を超える場合に費用を節約できるのに対し、水道水フッ素添加は、虫歯の発生率が1人年あたり0.06面を超える場合に費用を節約できると推定されています。[ 98 ]米国では、水道水フッ素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、水道水フッ素添加は多くの国、特に社会的に不利な立場にあるグループの間で虫歯と闘うための最良の手段であると結論付けられています。[ 30 ] 1995年から2013年の間に発表された研究の2016年のレビューでは、米国の水道水フッ素添加は費用対効果が高く、特に大規模なコミュニティではその効果が高いことがわかった。[ 123 ]
1974年から1992年までの米国のデータによると、水道水フッ素添加が地域に導入されると、歯科医院1軒あたりの従業員数と歯科医院の数が大幅に減少することが示されています。このデータは、一部の歯科医が需要ショックに対応するため、フッ素添加されていない地域に移住したり、専門医として再訓練を受けたりしていることを示唆しています。[ 124 ]
水道水フッ素添加論争は、公共水道へのフッ素添加に関する政治的、道徳的、倫理的、経済的、および安全上の懸念から生じている。[ 101 ] [ 125 ]発展途上国と先進国の両方で貧困層に対しては、世界中の国際機関や国内機関、歯科医師会が水道水フッ素添加の安全性と有効性を支持している。[ 3 ]虫歯予防のための最も効果的なフッ素療法に関する当局の見解は様々で、水道水フッ素添加が最も効果的だと主張する者もいれば、特別な利点はないとして局所塗布戦略を好む者もいる。[ 11 ] [ 50 ]
反対派は、水道水フッ素添加にはう蝕抑制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、費用に見合うほどの効果はなく、薬理学的に時代遅れであり、[ 2 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ] 、公共の利益と個人の権利の間の道徳的対立を生じさせると主張している。[ 129 ]
動物の体内に入り込む唯一の経路は、イネ科植物の珪質の茎と穀物の外皮であり、これらには比較的豊富に存在する。