Tầm quan trọng của sắc đẹp đã làm tăng nhu cầu tẩy trắng răng, dẫn đến một loạt các sản phẩm và kỹ thuật đa dạng, phong phú. Để bắt kịp xu hướng này, các chuyên gia nha khoa đã đầu tư rất nhiều công sức để làm sáng tỏ cơ chế tẩy trắng của peroxide. “Thuyết sắc tố” dựa trên sự tương tác của hydrogen peroxide với các sắc tố hữu cơ trong cấu trúc răng và được chấp nhận là cơ chế tẩy trắng của peroxide. Sắc tố hữu cơ có các vùng giàu electron, và khi các đuôi oxy phản ứng như hydro peroxide gặp các phân tử vết bẩn, chúng chuyển đổi các chuỗi sắc tố thành các cấu trúc đơn giản hơn hoặc thay đổi các tính chất quang học của chúng và làm giảm sự xuất hiện của vết nhiễm màu (Albers 1991). Mặc dù lý thuyết sắc tố được áp dụng rộng rãi, nhưng nó vẫn chưa được hiểu đầy đủ và vẫn còn nhiều câu hỏi cơ bản: Sắc tố hữu cơ khuếch tán vào răng như thế nào? Chúng tương tác với cấu trúc răng như thế nào? Chúng tích tụ ở đâu? Thành phần và kết quả của các sản phẩm phân hủy của quá trình oxy hóa là gì? Những câu hỏi này xứng đáng được nghiên cứu thêm.
Để giúp hiểu rõ hơn về quá trình làm trắng răng, nó có thể được đánh giá theo ba giai đoạn riêng biệt: (1) sự di chuyển của chất làm trắng từ bề mặt ngoài vào men răng và ngà răng, (2) sự tương tác của các phân tử nhiễm màu với hydrogen peroxide và (3) những thay đổi về hình thái vi mô do các vật liệu gốc peroxide gây ra trên bề mặt và cấu trúc răng có thể dẫn đến những thay đổi về mặt quang học. Động học kết hợp của sự khuếch tán, tương tác và những thay đổi về hình thái vi mô được minh họa trong Hình 2.1. Kết quả của ba giai đoạn này tạo ra sự thay đổi màu sắc cuối cùng của răng sau khi làm trắng. Lý tưởng nhất là các chất làm trắng sẽ tối đa hóa độ sáng trong khi giảm thiểu đồng thời thiệt hại cho cấu trúc răng (Kwon và Wertz 2016). Việc nghiên cứu tác động của peroxide trong từng giai đoạn sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình làm trắng và tối ưu hóa các phương pháp làm trắng.
1. Giai đoạn 1: Khuếch tán
Các nhiễm màu ngoại sinh giới hạn ở bề mặt ngoài của răng có thể dễ dàng loại bỏ bằng cách đánh răng hoặc dùng thuốc phòng ngừa nha khoa. Tuy nhiên, một khi nhiễm màu đã ăn sâu vào men răng và ngà răng, hydrogen peroxide phải thấm qua các lớp này để tương tác với các sắc tố hữu cơ. Mặc dù phương pháp làm trắng răng bằng peroxide đã được giới thiệu vào những năm 1800, nhưng mãi đến năm 1987, Bowles và Ugwuneri mới định lượng được sự thâm nhập của hydrogen peroxide vào khoang tủy (Bowles và Ugwuneri 1987).
Các nghiên cứu đánh giá pha khuếch tán cho thấy sự thâm nhập của peroxide được tăng cường bởi những yếu tố sau: nồng độ hydrogen peroxide cao hơn (Bowles và Ugwuneri 1987; Gökay và cộng sự 2004; Hanks và cộng sự 1993; Palo và cộng sự 2010); sử dụng kéo dài (Hanks và cộng sự 1993; Kwon và cộng sự 2012b; Rotstein và cộng sự 1991); tăng nhiệt độ (Bowles và Ugwuneri 1987; Rotstein và cộng sự 1991); kích thước lớn của các ống ngà ở răng trẻ (Camps và cộng sự 2007); sự thay đổi trong cấu trúc răng do vị trí, quá trình xoi mòn axit hoặc phục hình (Benetti và cộng sự 2004; Camargo và cộng sự 2007; Camps và cộng sự 2010; Palo và cộng sự 2012; Patri và cộng sự 2013); và hoạt hóa bằng ánh sáng (Camargo et al. 2009). Sự thâm nhập cũng được cải thiện bằng các công thức và hệ thống phân phối cụ thể (Bharti và Wadhwani 2013; Cooper et al. 1992; Gökay et al. 2005; Park et al. 2016; Pignoly et al. 2012; Thitinanthapan et al. 1999). Kết quả của tất cả các nghiên cứu được xem xét đều phù hợp với định luật khuếch tán thứ hai của Fick, trong đó nêu rằng sự khuếch tán của một phân tử tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt, hệ số khuếch tán và nồng độ và tỷ lệ nghịch với khoảng cách khuếch tán (Brotherton Boron 1994).
Ngoài ra, các nghiên cứu đã được thực hiện để xác định con đường khuếch tán vào răng của các tác nhân làm trắng. Vì các vật liệu gốc peroxide tan trong nước, nên người ta suy đoán rằng sự khuếch tán của các phân tử này tương tự như dòng chất lỏng xảy ra trong các khoảng gian trụ men và các ống ngà (Ake-Linden 1968; Kwon và cộng sự 2012a; Pashley 1996). Trong một nghiên cứu sử dụng kính hiển vi quét laser cộng hưởng, con đường khuếch tán của hydrogen peroxide có tương quan với rhodamine B. Điều này chứng minh sự khuếch tán của thuốc vào các khoảng gian trụ và tích tụ dọc theo đường nối men – ngà, sau đó được hấp thụ vào nhánh tận cùng của các ống ngà răng, nơi thuốc có thể tiếp cận trực tiếp đến tiền ngà và khoang tủy (Kwon và cộng sự 2012a). Tuy nhiên, đây không chỉ đơn thuần là sự khuếch tán thụ động của các phân tử này mà còn đòi hỏi một gradient nồng độ được xác định bởi ái lực hóa học đối với từng mô răng (Ubaldini và cộng sự 2013). Vì thành phần hóa học có thể ảnh hưởng đến kết quả điều trị nên điều quan trọng là phải xác định nồng độ làm trắng tối ưu và thời gian áp dụng để có thể giảm thiểu tổn thương cấu trúc răng mà không ảnh hưởng đến hiệu quả làm trắng.
2. Giai đoạn 2: Tương tác
Mặc dù có rất nhiều sản phẩm tẩy trắng khác nhau trên thị trường, nhưng hầu hết đều chứa hydrogen peroxide (H₂O₂) làm thành phần hoạt tính (Dahl và Pallesen 2003). Hydrogen peroxide có thể được bôi trực tiếp hoặc được tạo ra từ phản ứng hóa học giữa sodium carbonate hoặc carbamide peroxide (Budavari et al. 1989). Hydrogen peroxide có độ nhớt nhẹ hơn nước một chút với khối lượng phân tử là 34.0147 g/mol và hoạt động như một tác nhân oxy hóa mạnh (Hess 1995). Tốc độ phân hủy và loại oxy hoạt tính hình thành phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ peroxide, cũng như độ pH và sự hiện diện của các chất xúc tác phụ và các kim loại phản ứng (Goldstein và Garber 1995).
Phân cắt đồng ly, là sự chia tách các electron liên kết dẫn đến một electron không chia sẻ:
HOOH → H⁻ + ·OOH hoặc HO⁻ + ·OH
Loại phân cắt này được thúc đẩy bởi ánh sáng và nhiệt, tạo ra các gốc tự do.
Phân cắt dị ly, là phản ứng khử proton để lại một cặp electron:
HOOH → H⁺ + ·OOH⁻
Quá trình khử proton này xảy ra khi độ pH tăng và tạo ra các anion perhydroxyl (Feinman et al. 1991).
Một con đường thứ ba là sự kết hợp giữa phân cắt đồng ly và dị ly, tạo ra oxy hoạt tính vừa là anion vừa là gốc tự do:
HOO⁻ + OH⁻ → O⁻· + H₂O (trong điều kiện bazơ) và
HOO⁻ → O⁻· + H⁺ (trong điều kiện axit)
Oxy hoạt tính bị hút vào các vùng giàu electron của các phân tử vết bẩn và phá vỡ liên kết đôi để làm giảm màu hoặc loại bỏ hợp chất (Albers 1991).
Mặc dù hóa học của hydrogen peroxide đã được biết đến rộng rãi và được ứng dụng để thiết lập lý thuyết chromophore (thuyết sắc tố), nhưng vẫn còn nhiều vấn đề chưa được giải quyết. Các nghiên cứu sử dụng phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) và phổ Raman không thể phát hiện chromophore hoặc các sản phẩm phân hủy của chúng trong men răng, điều này không phù hợp với lý thuyết chromophore (Darchuk et al. 2008; Elmar et al. 2012; Fattibene et al. 2005). Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu để hiểu rõ cơ chế tẩy trắng của hydrogen peroxide trong việc loại bỏ vết bẩn.
Về mặt lý tưởng, khi hydrogen peroxide di chuyển từ bề mặt răng bên ngoài vào men răng và ngà răng, tác động oxy hóa của nó nên được giới hạn ở các sắc tố hữu cơ cho đến khi nó đạt đến một điểm bão hòa hoặc ngưỡng làm trắng nhất định. Tác động oxy hóa vượt quá ngưỡng làm trắng – đặc trưng bởi sự suy giảm các sắc tố – đã được cảnh báo vì nó có thể làm hỏng cấu trúc răng. Thật vậy, việc xem xét các tài liệu cho thấy hydrogen peroxide có tương tác đáng kể với các thành phần hữu cơ và vô cơ của men răng và ngà răng trước điểm bão hòa. Điều này có thể giải thích cho những thay đổi về tính chất vật lý của nền răng sau khi điều trị làm trắng (Attin et al. 2005).
Các nghiên cứu sâu rộng sử dụng đầu dò điện cực chọn lọc ion, phổ Raman FT và kết hợp kính hiển vi điện tử quét (SEM) với máy quang phổ tia X năng lượng phân tán và chụp cắt lớp vi tính cho thấy hydrogen peroxide tương tác với cấu trúc răng và làm thay đổi thành phần hóa học của men răng và ngà răng (Kwon và Wertz 2016). Mặc dù có bằng chứng cho thấy các vật liệu chứa peroxide không ảnh hưởng không thể đảo ngược đến hóa học của men răng và ngà răng vượt quá mức liên quan lâm sàng (Arcari et al. 2005; Cavalli et al. 2011; Goo et al. 2004; Lee et al. 2006; Mc Cracken và Haywood 1996; Rodrigues et al. 2007), một số nghiên cứu đã chứng minh những thay đổi đáng kể trong tỷ lệ canxi/photphat, cho thấy sự biến đổi trong các thành phần vô cơ của hydroxypatite (Al-Saleni et al. 2007; Berger et al. 2010; Bizhang et al. 2006; de Freitas et al. 2004; Efeoglu et al. 2005; Efeoglu et al. 2007; Rotstein et al. 1996; Rotstein et al. 1992). Các nghiên cứu chụp cắt lớp vi tính trên men răng được xử lý bằng carbamide peroxide 10% hoặc 35% cho thấy độ sâu khử khoáng lần lượt là 50 µm và 250 µm (Efeoglu et al. 2005; Efeoglu et al. 2007). Hơn nữa, phân tích quang phổ hồng ngoại cũng cho thấy những thay đổi trong men răng phụ thuộc vào cả nồng độ và thời gian xử lý.
Điều đáng chú ý là những thay đổi trong thành phần hữu cơ của men răng và ngà răng có thể là do khả năng oxy hóa của hydrogen peroxide, trong khi những thay đổi trong thành phần khoáng chất chủ yếu là do tính axit của nó (Jiang và cộng sự, 2007). Một số nghiên cứu cung cấp bằng chứng hỗ trợ rằng ma trận hữu cơ của men răng và ngà răng bị oxy hóa bởi hydrogen peroxide. Phân tích nhiễu xạ tia X của hydroxyapatite cho thấy hydrogen peroxide ảnh hưởng đến mô hữu cơ và các phép đo dựa trên cộng hưởng từ hạt nhân chỉ ra rằng proline và alanine có thể dễ bị tấn công bởi gốc hydroxyl hơn (Kawamoto và Tsujimoto, 2004; Sato và cộng sự, 2013; Toledano và cộng sự, 2011). Các nghiên cứu khác đánh giá những thay đổi về hình thái ở men răng và ngà răng đã sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) và FTIR để chỉ ra rằng protein nền men răng hoặc nền hữu cơ của ngà răng đã bị phân hủy một phần, gây ra những tác động này (Abouassi và cộng sự, 2011; Chng và cộng sự, 2005; Hegedüs và cộng sự, 1999; Mahringer và cộng sự, 2009; Sato và cộng sự, 2013; Ubaldini và cộng sự, 2013). Hơn nữa, các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng quá trình phân giải protein bởi metalloproteinase dentin và cathepsin B cũng có thể làm tổn hại đến thành phần hữu cơ của ngà răng (Sato và cộng sự, 2013; Toledano và cộng sự, 2011).
Nhìn chung, các nghiên cứu này chứng minh rằng hydrogen peroxide thực sự tương tác với tất cả các thành phần của ngà răng và men răng. Do đó, nó không chỉ nhắm vào các phân tử nhiễm màu mà còn làm trắng bằng cách biến đổi các chất hữu cơ trong răng. Các nghiên cứu trong tương lai phải xác định ý nghĩa lâm sàng của các tương tác giữa hydrogen peroxide và từng thành phần của răng.
3. Giai đoạn 3: Thay đổi bề mặt và màu sắc
Kết quả cuối cùng của việc làm trắng răng là tăng độ sáng màu và giảm sắc độ (chroma) trong quang phổ vàng-xanh lam và đỏ-xanh lục dựa trên hệ thống CIE Lab (Ủy ban Quốc tế về Eclairage 1995). Những đóng góp riêng biệt của men răng và ngà răng đối với màu răng đã được đánh giá, với một số nghiên cứu nhấn mạnh hơn vào vai trò của ngà răng (Kwon và cộng sự 2013; Wiegand và cộng sự 2005). Tuy nhiên, đặc điểm của men răng cũng đóng vai trò quan trọng trong tính chất quang học của răng. Men răng góp phần vào màu sắc tổng thể của răng bằng cách làm giảm độ trong mờ của răng, che khuất màu của ngà răng bên dưới (Kawamoto và Tsujimoto 2004; Ma và cộng sự 2009; Ma và cộng sự 2011). Những thay đổi trong men răng được cho là do những thay đổi về hình thái vi mô thông qua quá trình khử protein, khử khoáng và oxy hóa lớp men nông nhất (Eimar và cộng sự 2011; Ma và cộng sự 2009; Ma và cộng sự 2011). Điều này làm thay đổi mật độ của men răng khiến sự phân bố của các tinh thể men răng kém chặt chẽ hơn và có khả năng làm tăng chiết suất của nó (Li và cộng sự 2010; Ma và cộng sự 2011).
Xác định cách những thay đổi tinh tế trên bề mặt men răng ảnh hưởng đến răng là một lĩnh vực được quan tâm. Các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng bề mặt nhám tạo ra sự phản xạ khuếch tán hơn, làm cho vật thể sáng hơn, trong khi bề mặt nhẵn dẫn đến sự phản xạ gương nhiều hơn. Ngoài ra, sự gia tăng tán xạ ngược của các bước sóng ngắn, phản xạ dưới dạng trắng xanh, đóng vai trò đáng kể trong sự tán xạ ánh sáng của răng (Joiner 2004). Điều này dễ dàng được chứng minh nhất bằng sự thay đổi màu trắng ở các tổn thương sâu răng sớm do độ đục của men răng tăng lên (Ma và cộng sự 2009; Ma và cộng sự 2011; Vieira và cộng sự 2008). Một số nghiên cứu cho thấy sự thay đổi màu răng có liên quan đến việc làm trắng răng chủ yếu là do mất khoáng chất chứ không phải do sự phân hủy sắc tố (Jiang và cộng sự 2007; Kwon và cộng sự 2002; Lee và cộng sự 2006; Mc Cracken và Haywood 1996). Việc hấp thụ khoáng chất tiếp theo sau khi làm trắng răng và việc đảo ngược quá trình điều trị về cơ bản ủng hộ cho gợi ý này (Li et al. 2010).
Do tác động của những thay đổi bề mặt lên màu sắc răng, những thay đổi về cấu hình bề mặt đã được nghiên cứu rộng rãi. Các nghiên cứu SEM và AFM cho thấy độ nhám và bề mặt không đồng đều tăng lên sau khi điều trị tẩy trắng (Ben-Amar và cộng sự, 1995; Bitter và Sanders, 1993; Hosoya và cộng sự, 2003; McGuckin và cộng sự, 1992; de Freitas và cộng sự, 2020; Pinto và cộng sự, 2004; Shannon và cộng sự, 1993; Yeh và cộng sự, 2005; Zalkind và cộng sự, 1996). Đáng chú ý là hầu hết những thay đổi này không được thấy trong các nghiên cứu sử dụng chất tái khoáng hóa hoặc nước bọt làm môi trường lưu trữ (Duschner et al. 2006; Haywood et al. 1991; Joiner et al. 2004; Scherer et al. 1991; Turkun et al. 2002; White et al. 2003). Do đó, cần tiếp tục nghiên cứu về tác động của phương pháp điều trị làm trắng răng đối với những thay đổi trên bề mặt và màu răng để chỉ định các phương pháp điều trị có hiệu quả lâu dài với những thay đổi tối thiểu đối với cấu trúc răng.
Chương này mô tả quá trình làm trắng răng diễn ra theo ba giai đoạn riêng biệt, thách thức tính hợp lệ của “hiệu ứng sắc tố” được chấp nhận rộng rãi là cơ chế tẩy trắng chủ đạo của hydro peroxide. Do đó, lý thuyết này phải được sửa đổi để phản ánh sự phức tạp thực sự của các cơ chế thúc đẩy quá trình làm trắng. Thật vậy, nhiễm màu không chỉ được xác định bởi các đặc tính của các phân tử nhuộm hữu cơ mà còn bị ảnh hưởng bởi các thay đổi vi mô trên bề mặt răng và bên trong cấu trúc răng; do đó, quá trình làm trắng có thể ảnh hưởng đến men răng nguyên vẹn và các cấu trúc vi mô của ngà răng, một mối quan tâm chưa được công nhận (Kwon và Wertz 2016). Trong các nghiên cứu trong tương lai, việc đánh giá tính phức tạp của quá trình làm trắng răng sẽ dẫn đầu sự đổi mới hướng tới các vật liệu và kỹ thuật đáp ứng được mối quan tâm ngày càng tăng trong việc có được nụ cười rạng rỡ hơn một cách an toàn.
Nguồn: Perdigão, J. (2023). Tooth whitening: An evidence-based perspective. Springer.
Tự học RHM
Website: https://tuhocrhm.com/
Facebook: https://www.facebook.com/tuhocrhm
Instagram: https://www.instagram.com/tuhocrhm/
Ủng hộ page
