Det började som en observation som snart tog formen av en idé. Den slutade, fem decennier senare, som en vetenskaplig revolution som sköt tandvården i spetsen för den förebyggande medicinen. Detta är berättelsen om hur tandläkarvetenskapen upptäckte – och slutligen bevisade för världen – att fluorid, ett mineral som finns i stenar och jord, förhindrar karies. Även om karies fortfarande är ett problem för folkhälsan är det inte längre det otyglade problem som det en gång var, tack vare fluorid.
En mystisk sjukdom
Under 1909 övertalade dr McKay (till höger) Colorados delstatliga tandläkarförening att bjuda in dr Green Vardiman Black (till vänster), en av landets mest framstående tandläkarforskare, att närvara vid 1909 års kongress, där McKays resultat skulle presenteras. De två männen inledde gemensam forskning och upptäckte andra områden i landet där brunfärgning av tänderna förekom.
Fluoridforskningen hade sin början 1901, när en ung tandläkare vid namn Frederick McKay lämnade östkusten för att öppna en tandläkarpraktik i Colorado Springs, Colorado. När han kom dit blev McKay förvånad över att hitta mängder av infödda från Colorado Springs med groteska bruna fläckar på tänderna. Dessa permanenta fläckar kunde vara så allvarliga att ibland var hela tänder fläckade med en färg som chokladgodis. McKay sökte förgäves efter information om denna bisarra sjukdom. Han fann inget omnämnande av de brunfärgade tänderna i någon av den tidens tandläkarlitteratur. Lokalbefolkningen skyllde problemet på ett antal märkliga faktorer, t.ex. att äta för mycket griskött, konsumera sämre mjölk och dricka kalciumrikt vatten. McKay tog därför upp handsken och inledde själv forskning om sjukdomen. Hans första epidemiologiska undersökningar strandade på bristande intresse bland de flesta tandläkare i området. Men McKay framhärdade och till slut intresserade han de lokala tandläkarna för problemet, som blev känt som Colorado Brown Stain.
Ett fruktbart samarbete
McKays första stora genombrott kom 1909, när den berömda tandforskaren Dr. G.V. Black gick med på att komma till Colorado Springs och samarbeta med honom om den mystiska sjukdomen. Black, som tidigare hade hånat att det var omöjligt att en sådan sjukdom inte kunde rapporteras i den dentala litteraturen, lockades västerut strax efter att Colorado Springs Dental Society genomfört en studie som visade att nästan 90 procent av stadens lokalt födda barn hade tecken på de bruna fläckarna. När Black anlände till staden chockades även han av förekomsten av Colorado Brown Stain i munnen på infödda invånare. Han skulle senare skriva:
”Jag tillbringade avsevärd tid med att gå på gatorna, lägga märke till barnen i deras lek, dra till mig deras uppmärksamhet och prata med dem om deras lekar osv. i syfte att studera den allmänna effekten av missbildningen. Jag fann den framträdande i varje grupp av barn. Man behöver inte leta efter den, för den tvingar hela tiden på sig den främmande människans uppmärksamhet genom sin ihållande framträdande. Detta är mycket mer än en missbildning i barndomen. Om det bara var det skulle det ha mindre betydelse, men det är en missbildning för livet.”
Black undersökte fluoros i sex år, fram till sin död 1915. Under den perioden gjorde han och McKay två avgörande upptäckter. För det första visade de att fläckig emalj (som Black kallade tillståndet) berodde på utvecklingsbrister i barnens tänder. Denna upptäckt innebar att stadsbor vars permanenta tänder hade förkalkats utan att utveckla fläckar inte riskerade att få sina tänder bruna; små barn som väntade på att deras andra tanduppsättning skulle bryta fram löpte däremot stor risk. För det andra fann de att tänder som drabbats av Colorado Brown Stain var överraskande och oförklarligt motståndskraftiga mot karies. De två forskarna var fortfarande långt ifrån att fastställa orsaken till Colorado Brown Stain, men McKay hade en teori gömd i bakhuvudet. Kanske fanns det, som vissa lokalbefolkningen föreslog, en ingrediens i vattenförsörjningen som gjorde tänderna fläckiga? Black var skeptisk; McKay var dock fascinerad av teorins utsikter.
Teorin om vattenorsak fick ett gigantiskt uppsving 1923. Det året vandrade McKay över Klippiga bergen till Oakley i Idaho för att träffa föräldrar som hade lagt märke till märkliga bruna fläckar på sina barns tänder. Föräldrarna berättade för McKay att fläckarna började dyka upp strax efter det att Oakley byggt en gemensam vattenledning till en varm källa åtta kilometer bort. McKay analyserade vattnet, men fann inget misstänkt i det. Trots detta rådde han stadens ledare att överge rörledningen helt och hållet och använda en annan närliggande källa som vattenkälla.
McKays råd gjorde susen. Inom några år fick de yngre barnen i Oakley friska sekundära tänder utan fläckar. McKay hade nu fått sin bekräftelse, men han hade fortfarande ingen aning om vad som kunde vara fel med vattnet i Oakley, Colorado Springs och andra drabbade områden. Svaret kom när McKay och dr Grover Kempf från Förenta staternas folkhälsotjänst (PHS) reste till Bauxite, Arkansas – en företagsstad som ägdes av Aluminum Company of America – för att undersöka rapporter om de välkända bruna fläckarna. De två upptäckte något mycket intressant: nämligen att den fläckiga emaljstörningen var utbredd bland barnen i Bauxite, men obefintlig i en annan stad bara fem mil därifrån. Återigen analyserade McKay Bauxites vattenförsörjning. Återigen gav analysen inga ledtrådar. Men forskarnas arbete var inte förgäves.
McKay och Kempf publicerade en rapport om sina upptäckter som nådde skrivbordet hos ALCOA:s chefskemist, H. V. Churchill, på företagets huvudkontor i Pennsylvania. Churchill, som hade ägnat de senaste åren åt att motbevisa påståenden om att aluminiumköksredskap var giftiga, oroade sig för att denna rapport skulle kunna ge ny föda åt ALCOA:s belackare. Han bestämde sig därför för att utföra sitt eget test av vattnet i Bauxite – men den här gången med hjälp av fotospektrografisk analys, en mer sofistikerad teknik än den som McKay använde. Churchill bad en assistent att analysera vattenprovet från Bauxite. Efter flera dagar rapporterade assistenten en överraskande nyhet: stadens vatten hade höga halter av fluorid. Churchill var otrolig. ”Vem har någonsin hört talas om fluorider i vatten”, skrek han till sin assistent. ”Du har förorenat provet. Skynda ett annat prov.”
Kort därefter anlände ett nytt prov till laboratoriet. Churchills assistent utförde ytterligare en analys på Bauxite-vattnet. Resultatet? Fotospektrografisk analys visade återigen att stadens vatten hade höga halter av fluorid som smittade det. Detta andra och samma resultat fick Churchill att sätta sig vid sin skrivmaskin i januari 1931 och skriva ett femsidigt brev till McKay om detta nya avslöjande. I brevet rådde han McKay att samla in vattenprover från andra städer ”där man har upplevt de märkliga tandproblem som uppstått …”. Vi litar på att vi har väckt ditt intresse för detta ämne och att vi kan samarbeta i ett försök att upptäcka vilken roll ’fluor’ kan spela i frågan.”
McKay samlade in proverna. Och inom några månader hade han svaret och upplösningen på sitt 30-åriga sökande: höga halter av vattenburen fluorid orsakade verkligen missfärgning av tandemaljen.
Nya frågor dyker upp
Därmed, genom de nyfikna fynden från Churchills laboratorieassistent, knäcktes mysteriet om de brunfärgade tänderna. Men ett mysterium ger ofta upphov till många andra. Och strax efter denna upptäckt började PHS:s forskare undersöka en mängd nya och provocerande frågor om vattenburen fluorid. Med dessa undersökningar från PHS började forskningen om fluorid och dess effekter på tandemaljen på allvar. Arkitekten bakom dessa första fluoridstudier var dr H. Trendley Dean, chef för enheten för tandhygien vid National Institute of Health (NIH). Dean började undersöka fluorosens epidemiologi 1931. En av hans främsta forskningsfrågor var att fastställa hur höga fluoridnivåer som kunde finnas i dricksvattnet innan fluoros uppstod. För att fastställa detta tog Dean hjälp av dr Elias Elvove, en ledande kemist vid NIH. Dean gav Elvove den svåra uppgiften att utveckla en mer exakt metod för att mäta fluoridnivåerna i dricksvatten. Elvove arbetade länge och hårt i sitt laboratorium, och inom två år rapporterade han till Dean om sin framgång. Han hade utvecklat en modern metod för att mäta fluoridhalter i vatten med en noggrannhet på 0,1 ppm (parts per million). Med den nya metoden i bagaget begav sig Dean och hans personal runt om i landet för att jämföra fluoridnivåerna i dricksvattnet. I slutet av 1930-talet hade han och hans personal gjort en avgörande upptäckt. Fluoridnivåer på upp till 1,0 ppm i dricksvattnet orsakade nämligen inte fluoros i emaljen hos de flesta människor och endast mild fluoros i emaljen hos en liten andel människor.
Bevis på att fluor förhindrar karies
Denna upptäckt fick Deans tankar att gå i en ny riktning. Han mindes efter att ha läst McKays och Blacks studier om fluoros att fläckig tandemalj är ovanligt motståndskraftig mot karies. Dean undrade om det skulle hjälpa att bekämpa karies om man tillsatte fluor i dricksvattnet i fysiskt och kosmetiskt säkra nivåer. Denna hypotes, sade Dean till sina kollegor, måste testas. 1944 fick Dean sin önskan uppfylld. Det året röstade stadsstyrelsen i Grand Rapids, Michigan – efter många diskussioner med forskare från PHS, Michigan Department of Health och andra folkhälsoorganisationer – för att tillsätta fluorid i den offentliga vattenförsörjningen året därpå. År 1945 blev Grand Rapids den första staden i världen att fluoridera sitt dricksvatten. studien om fluoridering av Grand Rapids vatten sponsrades ursprungligen av US Surgeon General, men togs över av NIDR kort efter att institutet bildades 1948. Under det 15-åriga projektet övervakade forskarna graden av karies bland Grand Rapids nästan 30 000 skolbarn. Efter bara 11 år meddelade Dean, som nu var chef för NIDR, ett häpnadsväckande resultat. Kariesfrekvensen bland Grand Rapids barn som föddes efter det att fluorid tillsattes i vattenförsörjningen sjönk med mer än 60 procent. Detta resultat, med tanke på de tusentals deltagarna i studien, var liktydigt med ett gigantiskt vetenskapligt genombrott som lovade att revolutionera tandvården och göra karies för första gången i historien till en sjukdom som kan förebyggas för de flesta människor.
En varaktig bedrift
Nästan 30 år efter det att studien om fluoridering i Grand Rapids avslutades fortsätter fluorid att vara tandvetenskapens huvudvapen i kampen mot karies. I dag innehåller så gott som varje tandkräm på marknaden fluor som aktiv beståndsdel, vattenfluorideringsprojekt gynnar för närvarande över 200 miljoner amerikaner och 13 miljoner skolbarn deltar nu i skolbaserade fluoridmunsköljprogram. Som siffrorna visar bidrog McKay, Dean och de andra till att omvandla tandvården till ett förebyggande yrke. Deras drivkraft, trots överväldigande motgångar, är inget mindre än en anmärkningsvärd vetenskaplig bedrift – en prestation som rankas bland de andra stora förebyggande hälsoåtgärderna under vårt århundrade.