Se alkoi havainnosta, joka pian sai idean muodon. Se päättyi viisi vuosikymmentä myöhemmin tieteellisenä vallankumouksena, joka ampui hammaslääketieteen ennaltaehkäisevän lääketieteen eturintamaan. Tämä on tarina siitä, miten hammaslääketieteellinen tiede löysi – ja lopulta todisti maailmalle – että fluoridi, kivissä ja maaperässä esiintyvä mineraali, ehkäisee hampaiden reikiintymistä. Vaikka hampaiden reikiintyminen on edelleen kansanterveydellinen huolenaihe, se ei ole enää niin hillitön ongelma kuin ennen, kiitos fluorin.
Mysteerinen sairaus
Vuonna 1909 tohtori McKay (r) sai Coloradon osavaltion hammaslääketieteellisen yhdistyksen suostuteltua kutsumaan tohtori Green Vardiman Blackin (vas.), joka oli yksi maan merkittävimmistä hammaslääketieteellisistä tutkijoista, vuoden 1909 liittokokoukseen, jossa McKayn tutkimustuloksia oli tarkoitus esitellä. Nämä kaksi miestä aloittivat yhteiset tutkimukset ja löysivät muita alueita maassa, joissa esiintyi hampaiden ruskeaa värjäytymistä.
Fluoriditutkimus sai alkunsa vuonna 1901, kun nuori hammaslääketieteellisestä koulusta valmistunut Frederick McKay lähti itärannikolta avaamaan hammaslääkäripraktiikkaa Coloradon Coloradon Coloradon Springsiin. Kun McKay saapui paikalle, hän havaitsi hämmästyneenä, että monilla Colorado Springsin asukkailla oli hampaissaan irvokkaita ruskeita tahroja. Nämä pysyvät tahrat saattoivat olla niin vakavia, että joskus kokonaiset hampaat olivat suklaakarkin värisiä. McKay etsi turhaan tietoa tästä omituisesta sairaudesta. Hän ei löytänyt mitään mainintaa ruskeilla värjäytyneistä hampaista missään silloisessa hammaslääketieteellisessä kirjallisuudessa. Paikalliset asukkaat syyttivät ongelmasta mitä tahansa outoja tekijöitä, kuten liiallista sianlihan syöntiä, huonolaatuisen maidon nauttimista ja kalsiumpitoisen veden juomista. Niinpä McKay otti haasteen vastaan ja aloitti itse häiriön tutkimisen. Hänen ensimmäiset epidemiologiset tutkimuksensa kariutuivat useimpien alueen hammaslääkäreiden kiinnostuksen puutteeseen. McKay pysyi kuitenkin sinnikkäästi mukana ja sai lopulta paikalliset hammaslääkärit kiinnostumaan ongelmasta, joka tunnettiin nimellä Coloradon ruskea tahra.
Tuottoisaa yhteistyötä
McKayn ensimmäinen suuri läpimurto tuli vuonna 1909, kun tunnettu hammaslääketieteen tutkija tohtori G. V. Black suostui tulemaan Colorado Springsiin ja tekemään hänen kanssaan yhteistyötä salaperäisen sairauden tutkimiseksi. Black, joka oli aiemmin pilkannut, että oli mahdotonta, että hammaslääketieteellisessä kirjallisuudessa ei raportoitaisi tällaisesta sairaudesta, houkuteltiin länteen pian sen jälkeen, kun Colorado Springsin hammaslääketieteellinen yhdistys oli tehnyt tutkimuksen, joka osoitti, että lähes 90 prosentilla kaupungin paikallisesti syntyneistä lapsista oli merkkejä ruskeista tahroista. Kun Black saapui kaupunkiin, hänkin järkyttyi Coloradon ruskean värjäytymän yleisyydestä syntyperäisten asukkaiden suussa. Hän kirjoitti myöhemmin:
”Vietin huomattavan paljon aikaa kävelemällä kaduilla, huomioimalla lapsia heidän leikeissään, kiinnittämällä heidän huomionsa ja keskustelemalla heidän kanssaan heidän leikeistään jne. tarkoituksenani tutkia epämuodostuman yleistä vaikutusta. Huomasin sen näkyvän selvästi jokaisessa lapsiryhmässä. Sitä ei tarvitse etsiä, sillä se kiinnittää jatkuvasti vieraiden ihmisten huomion jatkuvalla näkyvyydellään. Tämä on paljon muutakin kuin lapsuuden epämuodostuma. Jos se olisi vain sitä, sillä ei olisi niin suurta merkitystä, mutta se on elinikäinen epämuodostuma.”
Black tutki fluoroosia kuuden vuoden ajan, kuolemaansa saakka vuonna 1915. Tuona aikana hän ja McKay tekivät kaksi ratkaisevaa löytöä. Ensinnäkin he osoittivat, että kirjava kiille (kuten Black kutsui tilaa) johtui lasten hampaiden kehityspuutteista. Tämä havainto merkitsi sitä, että kaupunkilaiset, joiden pysyvät hampaat olivat kalkkeutuneet ilman, että niihin oli kehittynyt värjäytymiä, eivät olleet vaarassa saada hampaitaan ruskeiksi, mutta pienillä lapsilla, jotka odottivat toista hampaistoaan, oli suuri riski. Toiseksi he havaitsivat, että Coloradon ruskean värjäytymän vaivaamat hampaat olivat yllättävän ja selittämättömän vastustuskykyisiä reikiintymistä vastaan. Tutkijat olivat vielä kaukana Coloradon ruskean värjäytymisen syyn selvittämisestä, mutta McKaylla oli takaraivossaan eräs teoria. Ehkäpä, kuten jotkut paikalliset asukkaat ehdottivat, vesihuollossa oli jokin ainesosa, joka värjäsi hampaat? Black oli epäileväinen; McKayta sen sijaan kiehtoivat tämän teorian näkymät.
Veden aiheuttama teoria sai jättimäisen sysäyksen vuonna 1923. Tuona vuonna McKay vaelsi Kalliovuorten yli Oakleyhin Idahoon tapaamaan vanhempia, jotka olivat havainneet omituisia ruskeita tahroja lastensa hampaissa. Vanhemmat kertoivat McKaylle, että tahroja alkoi esiintyä pian sen jälkeen, kun Oakley oli rakentanut yhteisen vesijohdon viiden mailin päässä sijaitsevaan lämpimään lähteeseen. McKay analysoi veden, mutta ei löytänyt siitä mitään epäilyttävää. Siitä huolimatta hän neuvoi kaupungin johtajia luopumaan putkesta kokonaan ja käyttämään vesilähteenä toista läheistä lähdettä.
McKayn neuvo tepsi. Muutamassa vuodessa Oakleyn nuoremmat lapset versoivat terveitä jälkihampaita ilman pilkkuja. McKay sai nyt vahvistuksen, mutta hänellä ei vieläkään ollut aavistustakaan siitä, mikä Oakleyn, Colorado Springsin ja muiden saastuneiden alueiden vedessä saattoi olla vikaa. Vastaus saatiin, kun McKay ja tohtori Grover Kempf Yhdysvaltain kansanterveyslaitokselta (PHS) matkustivat Arkansasin Bauxiteen, joka oli Aluminum Company of American omistama yrityskaupunki, tutkimaan raportteja tutuista ruskeista tahroista. He havaitsivat jotain hyvin mielenkiintoista: pilkullinen kiillehäiriö oli yleinen Bauxiten lasten keskuudessa, mutta sitä ei esiintynyt lainkaan vain viiden kilometrin päässä sijaitsevassa toisessa kaupungissa. McKay analysoi jälleen Bauxiten vesihuollon. Jälleen kerran analyysi ei antanut johtolankoja. Tutkijoiden työtä ei kuitenkaan tehty turhaan.
McKay ja Kempf julkaisivat havainnoistaan raportin, joka päätyi ALCOA:n pääkemistin H. V. Churchillin pöydälle yhtiön pääkonttoriin Pennsylvaniassa. Churchill, joka oli viettänyt viime vuodet kumoten väitteitä, joiden mukaan alumiiniset keittoastiat olisivat myrkyllisiä, oli huolissaan siitä, että tämä raportti saattaisi antaa uutta rehua ALCOA:n arvostelijoille. Niinpä hän päätti tehdä oman testinsä Bauxiten vedestä, mutta tällä kertaa käyttäen valokuvaspektrografista analyysia, joka on kehittyneempää tekniikkaa kuin McKayn käyttämä. Churchill pyysi avustajaa määrittämään Bauxiten vesinäytteen. Useiden päivien kuluttua avustaja ilmoitti yllättävän uutisen: kaupungin vedessä oli runsaasti fluoria. Churchill oli epäuskoinen. ”Kuka on kuullutkaan fluorista vedessä”, hän huusi avustajalleen. ”Olette saastuttaneet näytteen. Kiirehdi toisen näytteen kanssa.”
Pian tämän jälkeen laboratorioon saapui uusi näyte. Churchillin assistentti suoritti toisen määrityksen Bauxiten vedestä. Tulos? Valokuvaspektrografinen analyysi osoitti jälleen, että kaupungin vedessä oli suuria määriä fluoridia pilaamassa sitä. Tämä toinen ja sama havainto sai Churchillin istumaan kirjoituskoneensa ääreen tammikuussa 1931 ja laatimaan McKaylle viisisivuisen kirjeen tästä uudesta paljastuksesta. Kirjeessä hän kehotti McKayta keräämään vesinäytteitä muista kaupungeista, ”joissa on esiintynyt erikoisia hammasvaivoja…”. Luotamme siihen, että olemme herättäneet kiinnostuksesi tätä aihetta kohtaan ja että voimme tehdä yhteistyötä yrittäessämme selvittää, mikä osuus ’fluorilla’ voi olla asiassa.”
McKay keräsi näytteet. Ja muutamassa kuukaudessa hän sai vastauksen ja ratkaisun 30 vuotta kestäneelle etsinnälleen: korkeat vedestä peräisin olevan fluorin pitoisuudet todellakin aiheuttivat hammaskiilteen värjäytymisen.
Uudet kysymykset nousevat esiin
Kirkon laboratorioapulaisen kummallisista havainnoista johtuen ruskean värjäytyneiden hampaiden mysteeri oli siis murrettu. Mutta yksi mysteeri aaltoilee usein moniin muihin. Ja pian tämän löydön jälkeen PHS:n tutkijat alkoivat tutkia lukuisia uusia ja provosoivia kysymyksiä veden sisältämästä fluorista. Näiden PHS:n tutkimusten myötä tutkimus fluorista ja sen vaikutuksista hammaskiilteeseen alkoi toden teolla. Näiden ensimmäisten fluoriditutkimusten arkkitehti oli tohtori H. Trendley Dean, National Institute of Healthin (NIH) hammashygieniayksikön johtaja. Dean alkoi tutkia fluoroosin epidemiologiaa vuonna 1931. Yksi hänen ensisijaisista tutkimuskohteistaan oli sen määrittäminen, kuinka korkeita fluoridipitoisuuksia juomavedessä voisi olla ennen fluoroosin ilmenemistä. Tämän määrittämiseksi Dean otti avukseen tohtori Elias Elvoven, NIH:n johtavan kemistin. Dean antoi Elvovelle vaikean tehtävän kehittää tarkempi menetelmä juomaveden fluoripitoisuuden mittaamiseksi. Elvove työskenteli pitkään ja ahkerasti laboratoriossaan, ja kahden vuoden kuluessa hän raportoi Deanille onnistumisesta. Hän oli kehittänyt nykyaikaisen menetelmän veden fluoridipitoisuuden mittaamiseksi 0,1 miljoonasosan (ppm) tarkkuudella. Tämän uuden menetelmän avulla Dean ja hänen henkilökuntansa lähtivät eri puolille maata vertailemaan juomaveden fluoripitoisuuksia. 1930-luvun lopulla hän ja hänen henkilökuntansa olivat tehneet ratkaisevan löydön. Nimittäin juomaveden jopa 1,0 ppm:n fluoridipitoisuudet eivät aiheuttaneet kiilteen fluoroosia suurimmalla osalla ihmisistä ja vain lievää kiilteen fluoroosia pienellä osalla ihmisistä.
Todiste siitä, että fluoridi ehkäisee kariesta
Tämä havainto sai Deanin ajatukset kääntymään uuteen suuntaan. Hän muisti McKayn ja Blackin fluoroositutkimuksia lukiessaan, että pilkullinen hammaskiille on epätavallisen vastustuskykyinen reikiintymistä vastaan. Dean pohti, auttaisiko fluorin lisääminen juomaveteen fyysisesti ja kosmeettisesti turvallisina pitoisuuksina hampaiden reikiintymistä vastaan. Dean kertoi kollegoilleen, että tämä hypoteesi olisi testattava. 1944 Dean sai toiveensa toteutettua. Tuona vuonna Michiganin Grand Rapidsin kaupunginvaltuusto – käytyään lukuisia keskusteluja PHS:n, Michiganin terveysministeriön ja muiden kansanterveysjärjestöjen tutkijoiden kanssa – äänesti fluorin lisäämisestä yleiseen vesihuoltoonsa seuraavana vuonna. Vuonna 1945 Grand Rapidsista tuli maailman ensimmäinen kaupunki, joka fluorasi juomavetensä.Grand Rapidsin veden fluoritutkimusta sponsoroi alun perin Yhdysvaltain yleislääkäri, mutta se siirtyi NIDR:n vastuulle pian instituutin perustamisen jälkeen vuonna 1948. Tutkijat seurasivat 15-vuotisen hankkeen aikana hampaiden reikiintymistä Grand Rapidsin lähes 30 000 koululaisen keskuudessa. Vain 11 vuoden kuluttua Dean – joka oli nyt NIDR:n johtaja – ilmoitti hämmästyttävästä havainnosta. Fluorin lisäämisen jälkeen syntyneiden Grand Rapidsin lasten kariesluvut laskivat yli 60 prosenttia. Tämä havainto, kun otetaan huomioon, että tutkimukseen osallistui tuhansia ihmisiä, merkitsi jättiläismäistä tieteellistä läpimurtoa, jonka luvattiin mullistavan hammashoidon ja tekevän hampaiden reikiintymisestä ensimmäistä kertaa historiassa suurimmalle osalle ihmisistä ennaltaehkäistävissä olevan sairauden.
Pitkäaikainen saavutus
Lähes 30 vuotta Grand Rapidsin fluorointitutkimuksen päättymisen jälkeen fluoridi on edelleen hammaslääketieteen tärkein ase taistelussa hampaiden reikiintymistä vastaan. Nykyään lähes jokainen markkinoilla oleva hammastahna sisältää fluoridia aktiivisena ainesosana; veden fluoraushankkeet hyödyttävät tällä hetkellä yli 200 miljoonaa amerikkalaista, ja 13 miljoonaa koululaista osallistuu nykyään koulujen fluoripohjaisiin suuhuuhteluohjelmiin. Kuten luvut osoittavat, McKay, Dean ja muut auttoivat muuttamaan hammaslääketieteen ennaltaehkäisyyn suuntautuneeksi ammatiksi. Heidän pyrkimyksensä ylivoimaisten vastoinkäymisten edessä ei ole vähempää kuin merkittävä tieteellinen saavutus – saavutus, joka sijoittuu vuosisatamme muiden suurten ennaltaehkäisevien terveystoimenpiteiden joukkoon.