Dental and Medical Problems

Dent Med Probl
Index Copernicus (ICV 2021) – 132.50
MEiN – 70 pts
CiteScore (2021) – 2.0
JCI (2021) – 0.5
Average rejection rate (2022) – 79.69%
ISSN 1644-387X (print)
ISSN 2300-9020 (online)
Periodicity – quarterly

Download PDF

Dental and Medical Problems

2010, vol. 47, nr 4, October-December, p. 465–471

Publication type: review article

Language: English

Heavy Metals: Lead, Cadmium and Nickel Polluting the Environment Versus Danger of Orthodontic Patients – Review of the Literature

Skażenie środowiska metalami ciężkimi: ołowiem, kadmem i niklem zagrożeniem dla pacjenta leczonego ortodontycznie – przegląd piśmiennictwa

Joanna Antoszewska1,, Agnieszka Sieja1,, Michał Sarul1,

1 Heavy Metals: Lead, Cadmium and Nickel Polluting the Environment Versus Danger of Orthodontic Patients – Review of the Literature

Abstract

Plumbism and cadmium poisoning are a combination of a symptom complex responsible for metal-intoxications. The express of allergy during treatment with fixed appliances usually results from nickel influence. Symptoms of nickel allergy, visible on oral mucosa, follow nickel-release during orthodontic treatment. Furthermore, additional factors, such as diet, nicotine, and individual sensibility may intensively promote contribution of heavy metals in the etiology of serious illness. Cadmium and lead intoxication symptoms are widely discussed in the literature. Cadmium and lead also influence the prevalence of caries and periodontal diseases. The aim of the study was to present the literature review concerning either oral environment (accumulated cadmium and lead reservoirs influencing health status of oral cavity) or expression of hypersensivity to nickel as the factors potentially endangering orthodontic patients treated with fixed appliances. Heavy metals such as cadmium, lead and nickel take part in chemical reactions simultaneously damaging functions of the organism. Subsequently, designation of accumulation of cadmium and lead in the oral cavity as well as observation symptoms of hypersensitivity to nickel may play a significant role in marking the level of environment contamination by heavy metals. Although individuals particularly endangered are those working with alloys and battery production, permanently increasing interest towards treatment of malocclusion makes orthodontic patients jeopardized as well, especially these surrounded by environment polluted with either lead or cadmium.

Streszczenie

Ołowica i kadmica to złożone zespoły objawów toksycznego oddziaływania ołowiu i kadmu. Alergia pojawiająca się podczas leczenia ortodontycznego jest zwykle rezultatem oddziaływania niklu. Objawy alergii na nikiel mogą występować na błonie śluzowej jamy ustnej u pacjentów leczonych aparatami stałymi. Dodatkowe czynniki, takie jak: dieta, palenie tytoniu i indywidualna wrażliwość, mogą ponadto wzmacniać rolę metali ciężkich w etologii poważnych chorób ogólnych. Toksyczne objawy kadmu i ołowiu są szeroko omawiane w literaturze. Uważa się, że zarówno kadm, jak i ołów mają wpływ na rozwój próchnicy i choroby przyzębia. Celem pracy jest przegląd literatury dotyczącej stanu jamy ustnej, rezerwuaru dla kadmu i ołowiu mających wpływ na zdrowie jamy ustnej, oraz nadwrażliwości na nikiel jako czynników, na które potencjalnie są narażeni pacjenci leczeni aparatami stałymi. Metale ciężkie, takie jak: kadm, ołów lub nikiel, biorą udział w reakcjach chemicznych stymulujących uszkodzenie organizmu. Oznaczanie akumulacji kadmu i ołowiu w jamie ustnej oraz obserwowanie objawów nadwrażliwości na nikiel może odgrywać ważną rolę w określaniu poziomu kontaminacji środowiska metalami ciężkimi. Chociaż bezpośrednie narażenie występuje u osób pracujących przy produkcji baterii, to jednak stałe zwiększanie zainteresowania leczeniem wad zgryzu sprawia, iż pacjenci leczeni ortodontycznie są także narażeni, szczególnie ci żyjący w otoczeniu zanieczyszczonym ołowiem i kadmem.

Key words

environmental contamination, cadmium, lead, nickel, contact allergy

Słowa kluczowe

zanieczyszczenie środowiska, kadm, ołów, nikiel, alergia kontaktowa

References (42)

  1. Koizumi S., Yamada H.J.: DNA Microarray analysis of altered gene expression in cadmium-exposed human cells. Occup. Health 2003, 45, 331–334.
  2. Arora M., Weuve J., Schwartz J., Wright R.O.: Association of environmental cadmium exposure with periodontal disease in US adults. Environ. Health Perspect. 2009, 117, 739–744.
  3. Menke A., Muntner P., Silbergeld E.K., Platz E.A., Guallar E.: Cadmium levels in urine and mortality among U.S. Adults. Environ. Health Perspect. 2009, 117, 190–196.
  4. Eisinger J.: Lead and wine – Eberhard Gockel and the Colica Pictonum. Med. Hist. 1982, 26, 279–302.
  5. Needleman H.L., Schell A., Bellinger D., Leviton A., Allred E.N.: The long-term effects of exposure to low doses of lead in childhood. An 11-year follow-up report. N. Engl. J. Med. 1990, 322, 83–88.
  6. Bellinger C.: Very low lead exposures and children’s neurodevelopment. Curr. Opin. Pediatr. 2008, 20, 172– 177.
  7. Początek M., Machoy Z., Gutowska I., Chlubek D.: A comparative analysis of occupational risk in industry employees based on concentrations of some elements in teeth and body fluids. Ann. Acad. Med. Stetin. 2004, 50, 107–114.
  8. Galikeeva A.Sh., Astakhova M.R., Larionova T.K., Iakhina M.R.: Peculiarities of generalized periodontitis formation in oil extraction workers. Med. Tr. Prom. Ekol. 2008, 5, 42–45.
  9. Masanova V., Ursinyova M.: Cadmium, lead and mercury in human milk from Slovakia. Food Addit. Contam. 2005, 22, 579–589.
  10. Malara P., Kwapuliński J., Malara B., Drugacz J.: Effect of passive smoking on the level of selected metals in deciduous teeth. Przegl. Lek. 2006, 63, 1002–1006 [in Polish].
  11. Malara P., Kwapuliński J., Drugacz J.: Lead and cadmium occurrence in deciduous teeth of children exposed to cigarette smoke in apartments. Przegl. Lek. 2004, 61, 1122–1125 [in Polish].
  12. Malara P., Kwapuliński J., Drugacz J., Malara B.: Effect of cigarette smoking on coexistence of cadmium and zinc in retained wisdom teeth. Przegl. Lek. 2005, 62, 1072–1074 [in Polish].
  13. Bayo J., Moreno-Grau S., Martinez M.J., Moreno J., Angosto J.M., Guillen Perez J., Garcia M.L., MorenoClavel J.: Environmental and physiological factors affecting lead and cadmium levels in deciduous teeth. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 2001, 41, 247– 254.
  14. Tvinnereim H.M., Eide R., Riise T.: Heavy metals in human primary teeth: some factors influencing the metal concentrations. Sci. Total Environ. 2000, 255, 21–27.
  15. Alomary A., Al-Momani I.F., Massadeh A.M.: Lead and cadmium in human teeth from Jordan by atomic absorption spectrometry: Some factors influencing their concentrations. Sci. Total. Environ. 2006, 369, 69–75.
  16. Issa Y., Brunton P., Waters C.M., Watts D.C.: Cytotoxicity of metal ions to human oligodendroglial cells and human gingival fibroblasts assessed by mitochondrial dehydrogenase activity. Dent. Mater. 2008, 24, 281–287.
  17. Arora M., Weuve J., Schwartz J., Wright R.O.: Association of environmental cadmium exposure with periodontal disease in US adults. Environ. Health Perspect. 2009, 117, 739–744.
  18. Arora M., Weuve J., Schwartz J., Wright R.O.: Association of environmental cadmium exposure with pediatric dental caries. Environ. Health Perspect. 2008, 116, 821–825.
  19. Saraiva M.C.P., Taichman R.S., Braun T., Nriagu J., Eklund S.A., Burt B.A.: Lead exposure and periodontitis in US adults. J. Periodontal. Res. 2007, 42, 45–52.
  20. Dye B.A., Hirsch R., Brody D.J.: The relationship between blood lead levels and periodontal bone loss in the United States, 1988–1994. Environ. Health Perspect. 2002, 110, 997–1002.
  21. Chmielnicka J.: Toksyczność metali i półmetali (metaloidów). W: Toksykologia współczesna. Red.: W. Seńczuk, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1990, 360–446.
  22. Menezes L.M., Quintão C.A., Bolognese A.M.: Urinary excertin levels of nickel in orthodontic patients. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. 2007, 131, 635–638.
  23. Park H.Y., Shearer T.R.: In vitro release of nickel and chromium from simulated orthodontic appliances. Am. J. Orthod. 1983, 84, 156–159.
  24. Ağaoğlu G., Arun T., Izgi B., Yarat A.: Nickel and chromium levels in the saliva and serum of patients with fixed orthodontic appliances. Angle Orthod. 2001, 71, 375–379.
  25. Kocadereli L., Ataç P.A., Kale P.S., Ozer D.: Salivary nickel and chromium in patients with fixed orthodontic appliances. Angle Orthod. 2000, 70, 431–434.
  26. Huang T.H., Yen C.C., Kao C.T.: Comparison of ion release from new and recycled orthodontic brackets. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. 2001, 120, 68–75.
  27. Kłopotowski J.: Metale i metaloidy. W: Toksykologia kliniczna. Red.: T. Bogdanik, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 1988, 411–439.
  28. Schuster G., Reichle R., Rane I., Bauer R., Schopf P.M.: Allergies induced by orthodontic alloys: Incidence and impact on treatment. J. Orofac. Orthop. 2004, 65, 48–59 [in German].
  29. Braun-Falco O., Plewig G., Wolff H.H., Burgdorf W.H.C.: Reakcje na leki. W: Dermatologia. Red.: O. BraunFalco, G. Plewig, H.H. Wolff, W.H.C. Burgdorf, Wydawnictwo Czelej, Lublin 2002, 383–406.
  30. Rudzki E., Rebandel P., Parapura K.: The most frequent and novel contact allergens. Przegl. Derm. 2000, 2, 103–109 [in Polish].
  31. Kerosuo H., Moe G., Hensten-Pettersen A.: Salivary nickel and chromium in subjects with different types of fixed orthodontic appliances. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. 1997, 111, 595–598.
  32. Szeląg J.: Allergy to nickel – case report. Dent. Med. Probl. 2002, 39, 309–312 [in Polish].
  33. Gryziecki H., Kaska M.: Leczenie protetyczne w przypadkach elektrogalwanicznego zapalenia błony śluzowej jamy ustnej i kątów ust. Protet. Stomat. 1976, 26, 113–116.
  34. Jamroszczyk K., Lipski M., Wędrychowska-Szul C.B., Gałęska M.: Corrosion of nikel-titanium alloy used in orthodontics – potential causes and clinical sequelae. Magazyn Stomat. 2008, 18, 3, 26–29 [in Polish].
  35. Łuszczuk M.: Electrochemical phenomena in the oral cavity. Magazyn Stomat. 2003, 13, 11, 36–38 [in Polish].
  36. Masalski J.: Electrochemical behaviour of selected biomaterials in artificial saliva. Protet. Stomat. 2000, 50, 110– 115 [in Polish].
  37. Jabłońska S., Chorzelski T.: Choroby alergiczne skóry. W: Choroby skóry. Red.: S. Jabłońska, T. Chorzelski, PZWL, Warszawa 1997, 158–197.
  38. Rudzki E.: Alergeny (odcinek 31) – nikiel (uzupełnienie). Med. Prakt. 1997, 9, 111–113.
  39. Grochowski P.: Zastosowanie stopów zawierających nikiel w leczeniu protetycznym pacjentów uczulonych na metal. Część I. Protet. Stomat. 1992, 42, 206–209.
  40. Szarmach I.J, Buczko P.: Nickel in orthodontics – review of the literature. Magazyn Stomat. 2008, 18, 10, 39–47 [in Polish].
  41. Kerosuo H., Kulla A., Kerosuo E., Kanerva L., Hensten-Pettersen A.: Nickel allergy in adolescents in relation to orthodontic treatment and piercing of ears. Am. J. Orthod. Dentofac. Orthop. 1996, 109, 148–154.
  42. Grochowski P.: Zastosowanie stopów zawierających nikiel w leczeniu protetycznym pacjentów uczulonych na metal. Część II. Protet. Stomat. 1992, 42, 210–215.
© Wroclaw Medical University