Alex Poráč, 3.ročník LF UPJŠ
Bisfenol A (BPA) je organická zlúčenina, ktorá sa bežne využíva pri výrobe plastov a živíc. Patrí medzi najviac používané a vyrábané chemikálie na svete. V zubnom lekárstve sa jeho deriváty – ako napríklad bisfenol A diglycidylmetakrylát (bis-GMA) – používajú ako súčasť kompozitných výplňových materiálov či sealerov. V posledných rokoch sa čoraz častejšie diskutuje o tom, či sa z týchto materiálov môže uvoľňovať BPA do ústnej dutiny. Viaceré štúdie upozorňujú na jeho možné hormonálne účinky, keďže BPA môže pôsobiť ako tzv. endokrinný disruptor. Nakoľko sa tieto materiály bežne používajú aj u detských pacientov, táto téma si zaslúži našu pozornosť.
1. Čo je BPA a kde sa nachádza v bežnom živote
Bisfenol A (BPA) je syntetická chemická zlúčenina, ktorá sa vo veľkom využíva pri výrobe plastov a epoxidových živíc. Až 65 % BPA sa spotrebuje na výrobu plastových produktov a ďalších 30 % na epoxidové živice. Táto látka dodáva plastom dôležité vlastnosti – ako je pevnosť, pružnosť, odolnosť voči otrasom a teplotným zmenám (od –40 °C do +145 °C). V epoxidových lepidlách a povrchových náteroch zasa zvyšuje tvrdosť, chemickú odolnosť a priľnavosť k rôznym povrchom.
BPA sa bežne nachádza v každodenných výrobkoch – napríklad v plastových fľašiach, potravinových obaloch, konzervách, plastovom riade, lakoch na nechty či dokonca vo vodovodných potrubiach. Výskumy ukazujú, že v moči až 93 % ľudí možno zistiť prítomnosť BPA, čo naznačuje, aký rozšírený je jeho výskyt.
Pre jeho potenciálne zdravotné riziká bolo používanie BPA zakázané v niektorých produktoch – napríklad v dojčenských fľašiach, detských pohárikoch či iných výrobkoch určených pre malé deti. Viaceré krajiny pristúpili k regulácii jeho použitia, hlavne v citlivých oblastiach ako je potravinárstvo či produkty určené pre deti.
2. Vstup BPA do organizmu a jeho metabolizmus
Do ľudského tela sa BPA môže dostať viacerými cestami. Najčastejším spôsobom je perorálny príjem, napríklad pri konzumácii potravín balených v obaloch obsahujúcich BPA. Práve v tomto procese hrá veľkú rolu hydrolýza polykarbonátov – teda rozklad plastového povrchu, z ktorého sa uvoľňuje BPA do okolia. Uvoľňovanie je ovplyvnené faktormi ako teplota, pH, vek materiálu alebo chemické zloženie tekutiny – napríklad BPA sa uvoľňuje viac vo vodnom prostredí než v tukoch. Práve tieto poznatky boli dôvodom, prečo Európska únia, USA aj Kanada zakázali výrobu a predaj polykarbonátových dojčenských fliaš (Mercea, 2009).
Z hľadiska zubného lekárstva je kľúčové vedieť, že v ústnej dutine môže k uvoľňovaniu BPA dochádzať priamo z výplňových materiálov, a to najmä pri kontakte s kyslým pH, slinami, teplom alebo mechanickým trením.
Ďalšie, menej významné cesty vstupu BPA do tela sú cez vdychovanie vzduchu v interiéroch s prítomnosťou materiálov ako linoleum alebo laminátové podlahy. Cez kožu síce BPA preniká veľmi obmedzene, ale môže vyvolať alergické reakcie pri priamom kontakte.
Po vstupe do tela sa BPA metabolizuje v pečeni, kde sa pomocou enzýmu cytochróm P450 premieňa na neaktívne formy – konkrétne na bisfenol A-glukuronid (BPAG) alebo bisfenol A-sulfát (BPAS), ktorý ale vzniká iba pri vysokej koncentrácii BPA v organizme. Tieto metabolity sa následne v priebehu 24 hodín vylúčia močom.
Problém však môže nastať pri opakovanej expozícii alebo pri vysokých dávkach, kedy nemetabolizovaný BPA môže interagovať s estrogénovými receptormi a pôsobiť ako endokrinný disruptor, ktorý napodobňuje prirodzené hormóny, najmä estrogén, a tým môže narušiť hormonálnu rovnováhu v tele. U citlivých jedincov alebo pri dlhodobej expozícii môže ovplyvniť vývoj reprodukčných orgánov, funkciu štítnej žľazy alebo spôsobiť poruchy plodnosti. U detí môže mať vplyv aj na nervový vývoj a správanie.
Štúdia (Keri a kol., 2007) naznačuje aj potenciálnu karcinogénnu aktivitu BPA. V laboratórnych podmienkach bola dokázaná bunková transformácia a súvislosť so zvýšeným rizikom nádorov prsníka, prostaty či krvotvorného systému.
3. BPA v dentálnych materiáloch
Hoci sa čistý bisfenol A (BPA) už v súčasnosti nepoužíva priamo v zubných výplňových materiáloch, stále zohráva dôležitú úlohu ako súčasť chemickej štruktúry niektorých monomérov. Najznámejším z nich je Bis-GMA (bisfenol A diglycidylmetakrylát), ktorý je základnou zložkou mnohých živicových kompozitov a známy aj ako „Bowenov monomér“. Ďalšími derivátmi BPA sú Bis-DMA a Bis-EMA.
Tieto zlúčeniny sa vyrábajú zo samotného BPA, a preto môžu obsahovať jeho stopové množstvá (na úrovni ppm alebo ppb). Rozdiel medzi nimi je v chemickej štruktúre – zatiaľ čo Bis-DMA a polykarbonátové zlúčeniny obsahujú esterovú väzbu a môžu pri kontakte s vodou alebo slinami hydrolyzovať späť na BPA, Bis-GMA a Bis-EMA takémuto rozkladu nepodliehajú, vďaka svojej stabilnejšej molekulovej väzbe.
K malému zvyškovému výskytu BPA môže dôjsť aj pri výrobe materiálov – ak nie je chemická reakcia úplne kontrolovaná, môže v hotovom produkte zostať malé množstvo voľného BPA.
Európske, japonské a americké normy stanovujú maximálne povolené množstvá BPA v dentálnych materiáloch. Tieto limity však zohľadňujú najmä toxikologickú bezpečnosť, nie účinky BPA ako endokrinného disruptora, ktoré sa prejavujú už pri nižších koncentráciách.
Kompozity používané v zubnom lekárstve obsahujú organickú matricu (monoméry, kopolyméry, iniciátory, stabilizátory), anorganické plnivo (napr. kremičitý prášok, oxidy kovov) a spojovacie silany. Práve Bis-GMA tvorí najčastejšiu zložku organickej matrice a zodpovedá za mechanické a fyzikálne vlastnosti materiálu. Vďaka silanom sa zabezpečuje pevná väzba medzi plnivom a matricou.
4. Uvoľnovanie BPA z dentálnych materiálov
Aj keď sú koncentrácie BPA v moderných zubných výplniach veľmi nízke, niektoré výskumy preukázali, že určité množstvo BPA sa môže uvoľniť do slín, najmä krátko po aplikácii výplňového materiálu.
Štúdia Atkinson a kol. (2002) napríklad ukázala, že až 89 % Bis-DMA sa môže v priebehu 24 hodín premeniť na voľný BPA pod vplyvom slinných esteráz. Významný faktor hrá aj tzv. inhibičná vrstva na povrchu kompozitu, ktorá vzniká pôsobením kyslíka a obsahuje najviac voľných monomérov – táto vrstva je preto najviac náchylná na uvoľňovanie BPA.
Medzi faktory ovplyvňujúce uvoľňovanie BPA patrí:
- kyslé pH v ústnej dutine (napr. po konzumácii kyslých nápojov)
- zvýšená teplota (napr. pri jedení horúcich jedál)
- mechanické trenie (napr. pri žuvaní)
- a použité chemické látky (napr. niektoré ústne vody)
Po aplikácii kompozitu koncentrácia BPA v slinách dosahuje vrchol v priebehu prvých hodín, no vracia sa na pôvodnú úroveň do 24 až 30 hodín. V moči pacienta sa stopy BPA objavujú približne 9 až 30 hodín po výkone.
Zaujímavosťou je, že až 23-65 % monomérov môže ostať nepolymerizovaných aj po vytvrdnutí výplne. Práve tieto zvyšky môžu byť zdrojom uvoľňovania BPA.
Na zníženie expozície BPA sa odporúča:
- okamžité vyleštenie výplne po jej aplikácii
- použitie glycerínového gélu na povrch kompozitu pred jeho vytvrdzovaním svetlom, aby sa zabránilo tvorbe kyslíkovej inhibičnej vrstvy
Napriek tomu je dôležité zdôrazniť, že množstvo BPA uvoľnené z moderných výplní je veľmi nízke. Podľa štúdie Manabe (2000) je maximálne zistené množstvo uvoľneného BPA menej než 1/1000 dávky, ktorá by mohla spôsobiť hormonálne účinky in vivo. Celkový príspevok dentálnych materiálov k expozícii BPA v organizme sa preto považuje za minimálny.
Zdroje:
- Mercea, Peter. (2009). Physicochemical Processes Involved in Migration of Bisphenol A from Polycarbonate. Journal of Applied Polymer Science. 112. 579 – 593. 10.1002/app.29421.
- MINČÍK, J. a kol.: Kariológia. Košice: JES SK, 2004. 255s. ISBN 978-80-88900-62-7
- Keri RA, Ho SM, Hunt PA, Knudsen KE, Soto AM, Prins GS. An evaluation of evidence for the carcinogenic activity of bisphenol A. Reprod Toxicol. 2007 Aug-Sep;24(2):240-52. doi: 10.1016/j.reprotox.2007.06.008. Epub 2007 Jun 28. PMID: 17706921; PMCID: PMC2442886.
- Arslan B, Yıldırım E, Bodur OC, Baloş Tuncer B, Ulusoy MÇ, Tuncer C. Effects of Tooth Brushing and MouthWashing on Leaching Bisphenol A Levels From an Orthodontic Adhesive: An In Vitro Study. Turk J Orthod. 2022 Mar;35(1):27-32. doi: 10.5152/TurkJOrthod.2021.21176. PMID: 35370131; PMCID: PMC9128393.
- Moldovan M, Balazsi R, Soanca A, Roman A, Sarosi C, Prodan D, Vlassa M, Cojocaru I, Saceleanu V, Cristescu I. Evaluation of the Degree of Conversion, Residual Monomers and Mechanical Properties of Some Light-Cured Dental Resin Composites. Materials (Basel). 2019 Jun 30;12(13):2109. doi: 10.3390/ma12132109. PMID: 31262014; PMCID: PMC6651104.
- Manabe A, Kaneko S, Numazawa S, Itoh K, Inoue M, Hisamitsu H, Sasa R, Yoshida T. Detection of bisphenol-A in dental materials by gas chromatography-mass spectrometry. Dent Mater J. 2000 Mar;19(1):75-86. doi: 10.4012/dmj.19.75. PMID: 11219092.
- Atkinson JC, Diamond F, Eichmiller F, Selwitz R, Jones G. Stability of bisphenol A, triethylene-glycol dimethacrylate, and bisphenol A dimethacrylate in whole saliva. Dent Mater. 2002 Mar;18(2):128-35. doi: 10.1016/s0109-5641(01)00031-8. PMID: 11755591.
- https://www.mass.gov/info-details/protect-your-baby-from-bpa-bisphenol-a
- Mardianti, Ferriza & Sukaton, Sukaton & Sampoerno, Galih. (2021). Benefit of Glycerine on Surface Hardness of Hybrid & Nanofill Resin Composite. Conservative Dentistry Journal. 11. 28. 10.20473/cdj.v11i1.2021.28-31.
- https://www.ada.org/resources/ada-library/oral-health-topics/bisphenol-a
- Vandenberg LN, Chahoud I, Heindel JJ, Padmanabhan V, Paumgartten FJ, Schoenfelder G. Urinary, circulating, and tissue biomonitoring studies indicate widespread exposure to bisphenol A. Environ Health Perspect. 2010 Aug;118(8):1055-70. doi: 10.1289/ehp.0901716. Epub 2010 Mar 23. PMID: 20338858; PMCID: PMC2920080.
- Zhang Z, Alomirah H, Cho HS, Li YF, Liao C, Minh TB, Mohd MA, Nakata H, Ren N, Kannan K. Urinary bisphenol A concentrations and their implications for human exposure in several Asian countries. Environ Sci Technol. 2011 Aug 15;45(16):7044-50. doi: 10.1021/es200976k. Epub 2011 Jul 20. PMID: 21732633.
