Background and aim: In order to support children's compliance with orthodontic treatment, glitter particles containing aluminium (Al) are often embedded in the acrylic of removable appliances. When worn for up to 16 h daily for 2-3 years, it can be assumed that Al ions diffuse into saliva over time. The aim of this study was to investigate the release of Al ions from the acrylic using different orthodontic wires.
Materials and method: Test specimens (surface area 5.65 cm2) were prepared from orthodontic resin and various wires; half contained aluminium glitter particles. The test specimens were placed in Petri dishes containing 50 ml of corrosion medium (pH 2.3) according to DIN EN ISO 10271 at 37 °C for 7 days. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) was used to quantify the specific ions in the corrosion solution.
Results: Statistical analysis showed a significant difference in the concentration of Al ions between samples with and without glitter particles. Concentrations from samples with glitter reached up to 14,474 μg/l Al ions; samples without glitter contained on average 1260 μg/l. A small proportion of the Al ions may originate from the alloys of the wires.
Conclusions: It should be investigated whether the aluminium concentration can lead to health risks for humans. In view of the findings, orthodontists should not offer appliances containing glitter in order to minimize aluminium uptake with saliva. It needs to be clarified whether the conditions found in the oral cavity lead to the same results as under the abovementioned conditions. Legislation should be developed to limit the release of aluminium from orthodontic products.
Zusammenfassung: HINTERGRUND UND ZIEL: Um bei kieferorthopädischen Behandlungen die Therapietreue von Kindern zu unterstützen, werden bei herausnehmbaren Apparaturen häufig Glitzerpartikel in den Kunststoff eingebettet, die Aluminium (Al) enthalten. Bei einer Tragedauer von bis zu 16 h täglich über 2–3 Jahre kann angenommen werden, dass über die Zeit Al-Ionen in den Speichel diffundieren. Ziel der Studie war es, die Freisetzung von Al-Ionen aus dem Kunststoff unter Verwendung verschiedener kieferorthopädischer Drähte zu untersuchen.
Materialien und methode: Es wurden Prüfkörper (Oberfläche 5,65 cm2) aus kieferorthopädischem Kunststoff und verschiedenen Drähten angefertigt; die Hälfte enthielt Glitzerpartikel aus Aluminium. Die Prüfkörper wurden 7 Tage lang in Petrischalen mit 50 ml Korrosionsmedium (pH 2,3) gem. DIN EN ISO 10271 bei 37 °C eingelegt. Zur Quantifizierung der spezifischen Ionen in der Korrosionslösung wurde die induktiv gekoppelte Plasmamassenspektrometrie (inductively coupled plasma - mass spectrometry, ICP-MS) verwendet.
Ergebnisse: Die statistische Analyse zeigte einen signifikanten Unterschied in der Konzentration der Al-Ionen zwischen Proben mit und ohne Glitzerpartikel. Die Konzentrationen aus Proben mit Glitzer erreichten bis zu 14.474 μg/l Al-Ionen, Proben ohne Glitzer enthielten im Durchschnitt 1260 μg/l. Ein geringer Anteil der Al-Ionen kann aus den Legierungen der Drähte stammen.
Schlussfolgerungen: Es sollte untersucht werden, ob die Aluminiumkonzentration zu Gesundheitsrisiken für den Menschen führen kann. Angesichts der Befunde sollten Kieferorthopäden keine glitzerhaltigen Apparaturen anbieten, um die Aluminiumaufnahme mit dem Speichel zu minimieren. Es muss geklärt werden, ob die in der Mundhöhle vorgefundenen Bedingungen zu gleichen Ergebnissen führen wie unter den oben genannten. Gesetzliche Regelungen sollten entwickelt werden, um die Freisetzung von Aluminium aus kieferorthopädischen Produkten zu begrenzen.
Keywords: Corrosion; Loose braces; Migration; Orofacial orthopaedics; Saliva.