Postgrad Med J 1951 Parfitt 349 55

7/29/2019 Postgrad Med J 1951 Parfitt 349 55

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FLUORINE IN THE DIET AS A FACTOR IN THEPREVENTION OF DENTAL CARIES

B y G I L B E R T J . P A R F I T T , F . D . S . , R . C . S . , M . R . C . S . , L . R . C . P .

B r i t i s h P o s t g r a d u a t e / M e d i c a l F e d e r a t i o n , I n s t i t u t e o f D e n t a l S u r g e r y

C a r i e s c a n b e c o n t r o l l e d b y t h e e a r l y t r e a t m e n to f t h e c a r i o u s l e s i o n , b y a l t e r a t i o n o f c o n d i t i o n su p o n t h e t o o t h s u r f a c e a n d b y d i e t a r y m e a n s

d u r i n g t h e p e r i o d o f t o o t h f o r m a t i o n .T h e i n c i d e n c e o f d e n t a l c a r i e s i s i n f l u e n c e d b y

a l a r g e n u m b e r o f f a c t o r s . A f t e r t h e t e e t h h a v e

e r u p t e d , l o c a l c o n d i t i o n s o n t h e s u r f a c e o f t h e

t e e t h h a v e t h e g r e a t e s t i n f l u e n c e , b u t t o o t h s t r u c -t u r e i s o f c o n s i d e r a b l e i m p o r t a n c e . T e e t h t h a th a v e a r o u g h s u r f a c e t e x t u r e a r e m o r e r e a d i l ya t t a c k e d b y c a r i e s t h a n t h o s e p r e s e n t i n g a s m o o t h

s u r f a c e , 1 , 2 a n d i t h a s b e e n d e m o n s t r a t e d b y o n eo b s e r v e r t h a t a r o u g h s u r f a c e t e x t u r e o f t h e e n a m e l .i s a s s o c i a t e d w i t h h y p o c a l c i f i c a t i o n o f t h e d e e p e rl a y e r s o f t h e e n a m e l b e n e a t h . 3 4 B o t h c o n d i t i o n sa r e c o n s i d e i e d t o b e t h e r e s u l t o f m e t a b o l i c d i s -t u r b a n c e , u s u a l l y o f d i e t a r y o r i g i n , d u r i n g t o o t hf o r m a t i o n .

E f f e c to f C a l c i u m

and

P h o s p h o r u s i n D i e tT o o t h s t r u c t u r e i s s e n s i t i v e t o m e t a b o l i c d i s -

t u r b a n c e d u r i n g t o o t h f o r m a t i o n 5 a n d h a s b e e ns h o w n t o b e a f f e c t e d i n a n i m a l s b y d i e t a r y m e a n s ,p a r t i c u l a r l y b y a l t e r a t i o n o f t h e c a l c i u m ,p h o s p h o r u s a n d v i t a m i n D l e v e l s o f t h e d i e t .

T o v e r u d 6 c a r r i e d o u t a c a r e f u l l y c o n t r o l l e ds t u d y i n N o r w a y a n d s h o w e d t h a t d e n t a l c a r i e sc o u l d b e r e d u c e d i n c h i l d r e n b y d i e t a r y c o n t r o lc a r r i e d o u t o v e r t h e e n t i r e p e r i o d o f t o o t h f o r m a -t i o n . T h i s n e c e s s i t a t e d d i e t c o n t r o l d u r i n g t h ea n t e - n a t a l a n d p o s t - n a t a l p e r i o d s u p t o t h e t i m e

o f t o o t h e r u p t i o n .U n d e r t h e a g e o f f i v e y e a r s , t h e c l i n i c a l d i f f e r e n c eb e t w e e n t h e d e n t a l c a r i e s i n c i d e n c e o f t h e c o n -t r o l l e d a n d u n c o n t r o l l e d g r o u p s w a s r e m a r k a b l e .H o w e v e r , t h e p e r c e n t a g e d i f f e r e n c e d i m i n i s h e dw i t h a g e , a s b o t h g r o u p s a b o v e a c e r t a i n a g e s h o w e da s i m i l a r r a t e o f c a r i e s i n c i d e n c e , b u t i n e a c h a g eg r o u p t h o s e who h a d u n d e r g o n e d i e t c o n t r o l h a dl e s s d e n t a l c a r i e s .

E f f e c t o f F l u o r i n e i n D i e t

E p i d e m i o l o g i c a l s t u d i e s d e m o n s t r a t e t h a t t h ei n g e s t i o n o f a t r a c e o f f l u o r i n e

d u r i n gt o o t h f o r -

m a t i o n a l s o a f f e c t s t h e t o o t h s t r u c t u r e a n d l o w e r st h e i n c i d e n c e o f d e n t a l c a r i e s . T h e a d d i t i o n o f

f l u o r i n e t o t h e d i e t m i g h t , t h e r e f o r e , b e a p o s s i b l em e a n s o f m a s s c a r i e s c o n t r o l .

T h e f i r s t e f f e c t o f f l u o r i n e u p o n t h e t e e t h t o b e

r e p o r t e d w a s a w h i t e m o t t l i n g o r a b r o w n s t a i n i n ga n d p i t t i n g o f t h e e n a m e l s u r f a c e . 7 T h i s c o n d i t i o nw a s n o t i c e d i n a l a r g e p e r c e n t a g e o f t e e t h o f p e o p l el i v i n g i n c e r t a i n w e l l - d e f i n e d l o c a l i t i e s . O n e

h u n d r e d a n d f o r t y o f s u c h e n d e m i c a r e a s w e r er e p o r t e d i n t h e U . S . A . , a n d A i n s w o r t h , 8 i n t h i s

c o u n t r y , r e p o r t e d u p o n t h e m o t t l e d t e e t h f o u n di n t h e i n h a b i t a n t s o f M a l d o n i n E s s e x . M a n yo t h e r r e p o r t s o f s u c h a r e a s h a v e come f r o m v a r i o u s

p a r t s o f t h e w o r l d .A i n s w o r t h r e p o r t e d t h a t a l l t h e c a s e s s h o w i n g

m o t t l i n g o r s t a i n i n g o f t h e t e e t h c a m e f r o m w i t h i n

t h r e e m i l e s o f M a l d o n a n d t h a t t h i s d i s f i g u r e m e n tw a s n ot s e e n i n i n d i v i d u a l s b o r n o u t s i d e t h e a r e aa n d m o v i n g i n t o M a l d o n a b o v e t h e a g e o f e i g h ty e a r s , t h e i n c i d e n c e o f m o t t l i n g d e c r e a s i n g r a p i d l yw h e n t h e move o c c u r r e d a b o v e t h e a g e o f t h r e ey e a r s . He n o t e d t h a t t h e b r o w n s t a i n f i r s t

a p p e a r e d o n t h e m o s t p r o r h i n e n t p a r t o f t h e

e r u p t e d t o o t h a n d w a s t h e n f o l l o w e d b y s t a i n i n go f t h e m o s t p r o m i n e n t p a r t o f t h e n e x t t o o t h t ob e e x p o s e d i n t h e m o u t h . T h i s s u g g e s t e d a n

o u t s i d e i n f l u e n c e o r o r i g i n o f t h e s t a i n , s u c h a s

a t m o s p h e r e o r w a t e r .T h e p o s s i b l e c a u s e s o f s u c h a c l i n i c a l c o n d i t i o n

w e r e c o n s i d e r e d a n d t h e m o s t l i k e l y w a s t h o u g h tt o b e t h e p r e s e n c e o f s o m e s u b s t a n c e i n t h e d r i n k -

i n g w a t e r . T h e w a t e r o f t h e M a l d o n d i s t r i c t w a s

a n a l y s e d a n d t h e p r e s e n c e o f a h i g h e r - t h a n - a v e r a g ec o n c e n t r a t i o n o f f l u o r i n e w a s f o u n d .S i m i l a r o b s e r v a t i o n s w e r e m a d e i n A m e r i c a 9

a n d , i n a s u r v e y o f a l a r g e n u m b e r o f s u c h a r e a s ,n o d i f f e r e n c e s o t h e r t h a n t h e f l u o r i n e c o n t e n t o f

t h e w a t e r s u p p l y c o u l d b e d i s c o v e r e d .I n 1 9 2 8 A i n s w o r t h a l s o r e p o r t e d a l o w e r d e n t a l

c a r i e s e x p e r i e n c e i n b o t h d e c i d u o u s a n d p e r -m a n e n t t e e t h o f t h e M a l d o n c h i l d r e n , a l t h o u g ht h e d e c i d u o u s t e e t h s h o w e d n o e v i d e n c e o f m o t t -

l i n g . B l a c k i n i 9 i 6 1 0 a n d M c K a y i n 1 9 2 9 , 1 1 a

y e a r a f t e r A i n s w o r t h ' s r e p o r t , n o t e d a d e c r e a s e da m o u n t o f c a r i e s i n o t h e r e n d e m i c a r e a s .

F o l l o w i n g t h e s e r e p o r t s , s u r v e y s w e r e c a r r i e do u t t o a s c e r t a i n w h e t h e r a c o r r e l a t i o n e x i s t e d

group.bmj.comon June 20, 2013 - Published by pmj.bmj.comDownloaded from

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3 5 0 POSTGRADUATE MEDICAL JOURNAL J u l y I 9 5 1

b e t w e e n t h e d e n t a l c a r i e s e x p e r i e n c e a n d t h ef l u o r i n e c o n t e n t o f d r i n k i n g w a t e r , a n d t o w h a te x t e n t f l u o r i n e w a s p r e s e n t i n f o o d s a n d p u b l i cw a t e r s u p p l i e s .

N a t u r a l O c c u r r e n c e o f F l u o r i n e

F l u o r i n e i s

w i d e l yd i s t r i b u t e d i n n a t u r e ,

b e i n gp r e s e n t i n m e a s u r a b l e a m o u n t s i n a l m o s t e v e r ya r t i c l e o f d i e t 1 2 ' , 3 a n d i n m a n y w a t e r s u p p l i e s .S u r f a c e w a t e r c o n t a i n s o n l y a t r a c e o f f l u o r i n ea n d m o s t p u b l i c w a t e r s u p p l i e s u t i l i z i n g s u r f a c ew a t e r c o n t a i n l e s s t h a n 0 . 2 p a r t s p e r m i l l i o n

( p . p . m . ) o f f l u o r i n e . A n u m b e r o f p u b l i c s u p p l i e s ,h o w e v e r , o b t a i n w a t e r f r o m b o r e h o l e s w h i c h m a yc o n t a i n a n a p p r e c i a b l e a m o u n t o f f l u o r i n e s h o u l d

f l u o r i n e b e p r e s e n t i n t h e w a t e r - b e a r i n g s t r a t a .F l u o r i n e o c c u r s i n r o c k s a s f l u o r s p a r a n d

a p a t i t e a n d i s p r e s e n t i n t h e p h o s p h a t i c b e d s a n d

c l a y s w h i c h o c c u r i n m a n y p a r t s o f E n g l a n d . 1 4I n t h e s e a r e a s , i f t h e d r i n k i n g w a t e r i s o b t a i n e df r o m b o r e h o l e s , s o m e o f t h e s u p p l i e s c o n t a i n a sm u c h a s 6 p . p . m . o f f l u o r i n e , a s i n t h e M a l d o nd i s t r i c t . P u b l i c w a t e r s u p p l i e s i n E n g l a n d w i t h

a b o v e I . 0 p . p . m . o f f l u o r i n e i n c l u d e C h e l m s f o r d ,C o l c h e s t e r , M a l d o n , S l o u g h , S o u t h S h i e l d s a n d

W e s t H a r t l e p o o l , b u t a l t h o u g h t h e s e a n d m a n yb o r e h o l e s i n E s s e x a n d a f e w i s o l a t e d s u p p l i e s c o n -

t a i n a p p r e c i a b l e a m o u n t s o f f l u o r i n e , t h e m a j o r i t yo f d r i n k i n g w a t e r s i n t h i s c o u n t r y c o n t a i n l e s st h a n 0 . 2 p . p . m

Amount o f F l u o r i n e I n g e s t e dAn a v e r a g e m i x e d d i e t c o n t a i n s f r o m 0 . 2 t o

0 . 3 p . p . m . o f f l u o r i n e , w h i c h s u p p l i e s b e t w e e n

0 . 2 a n d 0 . 5 m g . o f f l u o r i n e p e r d a y , 1 2 , 1 8 a p a r t f r o m

t h a t t a k e n i n t h e d r i n k i n g w a t e r . S o m e a r t i c l e s o ff o o d c o n t a i n a b o v e I . o p . p . m . o f f l u o r i n e , n o t a b l yc e r e a l s , f l o u r a n d s o m e v e g e t a b l e s ; f i s h m a yc o n t a i n u p t o a s much a s 1 5 p . p . m .

T h e a v e r a g e d a i l y w a t e r c o n s u m p t i o n i s b e -t w e e n 2 a n d 2 4 p i n t s , b u t t h e a m o u n t t a k e n b yi n d i v i d u a l s v a r i e s c o n s i d e r a b l y . 6 , 1 6 I f t h e f l u o r i n ec o n t e n t o f t h e w a t e r i s I . 0 p . p . m . , i . 5 m g . o f

f l u o r i n e m a y b e i n g e s t e d b y t h i s m e a n s , i n a d d i t i o nt o t h a t c o n t a i n e d i n t h e s o l i d d i e t . A t o t a l amount

o f 0 . 8 m g . o r m o r e o f f l u o r i n e p e r d a y w o u l d b e

i n g e s t e d b y c h i l d r e n d r i n k i n g a w a t e r c o n t a i n i n g0 . 2 p . p . m . , w h e r e a s m o r e t h a n d o u b l e t h i s a m o u n t

m i g h t b e i n g e s t e d , b y t h o s e l i v i n g i n a h i g h f l u o r i n ea r e a w h e r e t h e w a t e r c o n t a i n s f r o m I . o t o 1 . 5p . p . m . o f f l u o r i n e .

A b s o r p t i o n o f F l u o r i n e

F l u o r i n e i n t h e d r i n k i n g w a t e r i s a b s o r b e d ' lf r o m t h e g u t m o r e r e a d i l y t h a n f l u o r i n e c o n t a i n e d

i n t h e f o o d ; 8 0 % o f w a t e r - b o r n e f l u o r i n e i sa s s i m i l a t e d , 1 7 w h e r e a s o n l y 6 0 % o f f l u o r i n e i nf o o d i s a b s o r b e d , l 2 t h e r e m a i n d e r b e i n g e x c r e t e d

i n t h e f a e c e s . T h e f l u o r i n e w hi c h b e c om e s

a b s o r b e d i s e x c r e t e d i n t h e u r i n e o r s w e a t .

A b s o r p t i o n o f f l u o r i n e i s i n f l u e n c e d b y t h e

p r e s e n c e o f o t h e r s u b s t a n c e s i n t h e g u t , i n p a r -t i c u l a r c a l c i u m , w h i c h w h e n p r e s e n t i n s u f f i c i e n ta m o u n t s c o n s i d e r a b l y d e c r e a s e s i t s a b s o r p t i o n . I n

t h i s

r e s p e c ti t i s o f i n t e r e s t t o n o t e

t h a t , d u r i n gt h e f i r s t y e a r s o f l i f e , w h e n t o o t h f o r m a t i o n i s

a c t i v e , t h e d i e t m a i n l y c o n s i s t s o f m i l k , w h i c h n o t

o n l y h a s a l o w f l u o r i n e c o n t e n t ( c o w ' s m i l k c o n -

t a i n i n g o n l y 0 . 0 7 t o 0 . 2 2 p . p . m . ) , b u t c o n t a i n sa c o n s i d e r a b l e a m o u n t o f c a l c i u m a n d r e p l a c e s t h e

c o n s u m p t i o n o f w a t e r . A c e r t a i n p e r c e n t a g e o ff l u o r i n e , h o w e v e r , i s e v e n a b s o r b e d f r o m c a l c i u mf l u o r i d e .

P r o p r i e t a r y b r a n d s o f b a b y f o o d m a y c o n t a i nm o r e f l u o r i n e t h a n r a w c o w ' s m i l k , a s t h e y a r em a d e u p w i t h w a t e r w h i c h , i n s o m e d i s t r i c t s , h a sa

h i g hf l u o r i n e

c o n t e n t ,b u t t h e a m o u n t o f c a l c i u m

i n t h e d i e t i s h i g h a n d i s a d m i x e d w i t h t h ef l u o r i n e - b e a r i n g w a t e r .

A t t h i s i m p o r t a n t p e r i o d , t h e r e f o r e , n o t o n l y i st h e f l u o r i n e c o n t e n t o f t h e d i e t l o w , b u t a b s o r p t i o ni s h i n d e r e d .

F l u o r i n e B a l a n c e

I n a s t u d y o f t h e f l u o r i n e c o n t e n t o f t h e u r i n e ,i t w a s f o u n d t h a t , i n g e n e r a l , t h e f l u o r i n e c o n t e n t

o f t h e u r i n e w a s s i m i l a r t o t h a t o f t h e d r i n k i n gw a t e r , 7 . s l i g h t l y a b o v e w h e n t h e c o n t e n t o f t h e

d r i n k i n g w a t e r w a s b e l o w 0 . 3 p . p . m . a n d s l i g h t l yb e l o w w h e n t h e w a t e r c o n t e n t w a s a b o v e 1 . 2

p . p . m . , b u t t h i s d i d n o t n e c e s s a r i l y i n d i c a t e a

r e t e n t i o n o f f l u o r i n e b y t h e b o d y . M c C l u r e

r e p o r t e d t h a t t h e a m o u n t o f f l u o r i n e a b s o r b e d

f r o m f o o d , i n t h e v a r i o u s g r o u p s s t u d i e d , w a s

r e m a r k a b l y c o n s t a n t .T h e f l u o r i n e c o n c e n t r a t i o n o f t h e b l o o d i s a l s o

p r o p o r t i o n a l t o t h e f l u o r i n e c o n t e n t o f t h e d r i n k i n gw a t e r . l 8 T h e a v e r a g e f l u o r i n e c o n c e n t r a t i o n i nt h e b l o o d o f a g r o u p o f i n d i v i d u a l s w a s . o 0 1 4p . p . m . w h e n t h e d r i n k i n g w a t e r c o n t a i n e d 1 . 1 2

p . p . m . o f f l u o r i n e . T h e h i g h e s t b l o o d c o n c e n t r a -t i o n f o u n d w a s o . I p . p . m . , o n e m e m b e r o f e a c h

g r o u p h a v i n g t h i s l e v e l , w h i c h s u g g e s t e d t h a t ,a l t h o u g h t h e a v e r a g e b l o o d l e v e l o f f l u o r i n e w a s

r a i s e d b y ' t a k i n g a h i g h f l u o r i n e c o n t e n t w a t e r , a

c o n c e n t r a t i o n o f i . I p . p . m . d i d n o t p r o d u c ee x c e s s i v e b l o o d l e v e l s .

E l i m i n a t i o n o f f l u o r i n e f r o m t h e b o d y i s p r a c -t i c a l l y c o m p l e t e i f t h e i n g e s t i o n i s n o t a b o v e 4 . 0t o 5 . 0 m g . p e r d a y . ' 2 No t o x i c a c c u m u l a t i o n t a k e s

p l a c e b e l o w t h i s l e v e l , b u t i f w a t e r c o n t a i n i n gb e t w e e n I . 5 t o 3 . 0 p . p . m . o f f l u o r i n e i s i n g e s t e d

d u r i n g t h e p e r i o d o f t o o t h f o r m a t i o n , m o t t l i n ga n d s t a i n i n g i n a c e r t a i n p e r c e n t a g e o f t h e t e e t h i s

p r o d u c e d , b u t n o b o n e l e s i o n s o c c u r .





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J u l y I 9 5 1 P A R F I T T : F l u o r i n e i n t h e D i e t 3 5 1

T o x i c i t yB o n e l e s i o n s h a v e b e e n d e s c r i b e d i n a f e w

m e m b e r s o f a c o m m u n i t y w h o s e w a t e r s u p p l yc o n t a i n e d 6 . 0 p . p . m . f l u o r i n e , 1 9 b u t m a n y o t h e rc o m m u n i t i e s d r i n k w a t e r c o n t a i n i n g a h i g h e rf l u o r i n e c o n t e n t a n d n o b o n e l e s i o n s h a v e b e e n

r e p o r t e d a m o n g s t t h e m . S e v e r a l r e p o r t s s u g g e s tt h a t w e l l - n o u r i s h e d i n d i v i d u a l s a r e a b l e t o t a k eg r e a t e r a m o u n t s o f f l u o r i n e w i t h o u t s h o w i n g s i g n so f f l u o r o s i s o f e i t h e r t e e t h o r b o n e s . 2 0 I t i s t h o u g h tt h a t a n a m p l e s u p p l y o f v i t a m i n C f s o f p a r t i c u l a ri m p o r t a n c e . T h e i n d i v i d u a l s i n w h i c h t h e b o n el e s i o n s w e r e d e s c r i b e d w e r e p a r t i c u l a r l y i l ln o u r i s h e d . 1 9

A i n s w o r t h r e p o r t e d t h a t t h e e r u p t i o n o f t h et e e t h w a s a p p a r e n t l y d e l a y e d i n c h i l d r e n r e s i d i n gi n M a l d o n , 8 a n d i n C o l o r a d o S p r i n g s 2 1 i t i s s t a t e dt h a t t h e l a t e e r u p t i o n f o u n d i n t h a t c o m m u n i t ym i g h t b e a s s o c i a t e d w i t h t h e h i g h f l u o r i n e c o n t e n t

o f t h e w a t e r s u p p l y ( 2 . 6 p . p . m . ) ; n o a l t e r a t i o ni n t h e d a t e s o f e r u p t i o n w e r e o b s e r v e d i n c o m -m u n i t i e s u s i n g s u p p l i e s c o n t a i n i n g u n d e r 2 . 0p . p . m . o f f l u o r i n e .

T h e t o x i c e f f e c t s o f s u b s t a n c e s s u c h a s f l u o r i n ed e p e n d u p o n t h e q u a n t i t y i n g e s t e d , t h e l e n g t h o fe x p o s u r e , i t s e l i m i n a t i o n f r o m t h e b o d y a n d t h et h e t i s s u e t o l e r a n c e . C r y o l i t e ( N a 3 A l F 6 ) w o r k e r s

m a y a b s o r b u p t o 3 0 m g . f l u o r i n e d a i l y , t h e c o n -c e n t r a t i o n i n t h e u r i n e r e a c h i n g u p t o 4 3 p . p . m . 1 2R e t e n t i o n o f f l u o r i n e o c c u r s i n t h e b o n e s o f s u c hi n d i v i d u a l s . E x c e s s i v e c o n c e n t r a t i o n s o f f l u o r i n e

i n t h e u r i n e m a y b e d e m o n s t r a t e d f o r a s l o n g a ss e v e n y e a r s a f t e r c e s s a t i o n o f e x p o s u r e t o c r y o l i t ed u s t .

F l u o r i n e i n T e e t h

S e v e r a l i n v e s t i g a t o r s h a v e a n a l y s e d t e e t h f o rt h e i r f l u o r i n e c o n t e n t . 5 L e s s f l u o r i n e w a s f o u n di n t h e e n a m e l - t h a n i n t h e d e n t i n e , b u t i n e a c ht i s s u e t h e a m o u n t w a s r e l a t e d t o t h e f l u o r i n ec o n t e n t o f t h e w a t e r s u p p l y . 2 2 When t h e f l u o r i n ec o n c e n t r a t i o n o f t h e d r i n k i n g w a t e r w a s b e t w e e n0 . 2 t o 0 . 3 p . p . m . t h e e n a m e l w a s f o u n d t o c o n t a i n

o . o I p e rc e n t . f l u o r i n e a n d

t h e d e n t i n e 0 . 0 2 3 p e rc e n t . , w h e n t h e w a t e r c o n t e n t w a s I . o t o I . i p . p . m .t h e e n a m e l c o n t a i n e d 0 . 0 1 3 p e r c e n t . a n d t h e d e n -t i n e 0 . 0 3 8 p e r c e n t . , a n d w h e n t h e w a t e r c o n t e n tw a s 7 . 6 p . p . m . t h e e n a m e l c o n t a i n e d o . o 6 p e r c e n t .a n d t h e d e n t i n e o . I 2 p e r c e n t . No m o r e f l u o r i n ew a s f o u n d i n n o n - c a r i o u s t h a n i n c a r i o u s t e e t hf r o m t h e s a m e i n d i v i d u a l . 2 3

E p i d e m i o l o g i c a l S t u d i e s

R e d u c t i o n i n c a r i e s i n c i d e n c e

A s e a r l y a s I 9 1 6 , B l a c k ' ° o b s e r v e d a l o w e r e dc a r i e s i n c i d e n c e i n a r e a s o f e n d e m i c

f l u o r o s i s ,a n d i n 1 9 2 8 A i n s w o r t h 7 f o u n d t h a t o n l y 7 . 9 p e rc e n t . o f t h e p e r m a n e n t t e e t h o f M a l d o n c h i l d r e n

w e r e c a r i o u s , w h e r e a s t h e a v e r a g e c a r i e s i n c i d e n c eo f t h e p e r m a n e n t t e e t h o f s i m i l a r g r o u p s o f c h i l d r e ni n o t h e r p a r t s o f t h e c o u n t r y w a s 1 3 . 1 p e r c e n t .C a r i e s o f t h e d e c i d u o u s t e e t h w a s a l s o r e d u c e d ,1 2 . 8 p e r c e n t . b e i n g c a r i o u s i n t h e M a l d o n c h i l d -r e i a s c o m p a r e d w i t h t h e a v e r a g e o f 4 3 p e r c e n t .f o r t h e w h o l e c o u n t r y . T h i s r e d u c t i o n i n d e n t a l

c a r i e s , p e c u l i a r t o t h e M a l d o n d i s t r i c t , w a sa t t r i b u t e d t o t h e s a m e c a u s e a s t h a t w h i c h p r o -d u c e d m o t t l i n g a n d s t a i n i n g o f t h e t e e t h .

D e a n , i n 1 9 3 8 , 2 4 c a r r i e d o u t a d e n t a l s u r v e y o fs c h o o l c h i l d r e n i n t w o t o w n s i n t h e U n i t e d S t a t e sa n d r e p o r t e d t h a t t h e c h i l d r e n o f G a l e s b u r g ,w h e r e t h e w a t e r s u p p l y c o n t a i n e d i . 8 p . p . m . o f

f l u o r i n e , h a d a d e n t a l c a r i e s i n c i d e n c e o f o n e - t h i r do f t h a t o f t h e c h i l d r e n o f Q u i n c e y , w h e r e t h ew a t e r s u p p l y w a s f l u o r i n e - f r e e . A w i d e r s u r v e yw a s t h e n c a r r i e d o u t i n 2 1 c i t i e s , 7 , 0 o o c h i l d r e nb e i n g e x a m i n e d i n a l l . 2 6 T h e d a t a s h o w e d a

r e m a r k a b l y c o n s i s t e n t r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h ef l u o r i n e c o n t e n t o f t h e d r i n k i n g w a t e r a n d t h ed e n t a l c a r i e s e x p e r i e n c e ; c a r i e s b e i n g c o n s i s t e n t l yl e s s w i t h i n c r e a s i n g a m o u n t s o f f l u o r i n e i n t h ew a t e r s u p p l y .

T h e i n c i d e n c e a n d s e v e r i t y o f m o t t l i n g o f t h et e e t h w a s a l s o f o u n d t o b e i n c r e a s e d w i t h i n c r e a s -i n g f l u o r i n e c o n t e n t o f t h e w a t e r , b u t t h e a p p e a r -a n c e o f d e n t a l f l u o r o s i s w a s n o t e s s e n t i a l t o t h el e s s e n e d d e n t a l c a r i e s e x p e r i e n c e , a s b o t h t h em o t t l e d a n d u n a f f e c t e d t e e t h b e c a m e e q u a l l yc a r i o u s . A f u l l a n a l y s i s o f t h e w a t e r s u p p l i e s o f

t h e s e c o m m u n i t i e s w a s c a r r i e d o u t , b u t n o c o r -r e l a t i o n w a s f o u n d t o e x i s t b e t w e e n t h e i n c i d e n c eo f d e n t a l c a r i e s a n d t h e h a r d n e s s o f t h e w a t e r o rt h e p r e s e n c e i n t h e w a t e r o f a n y s u b s t a n c e o t h e rt h a n f l u o r i n e .A l o w d e n t a l c a r i e s e x p e r i e n c e h a s b e e n r e p o r t e d

f r o m m a n y a r e a s w h e r e t h e f l u o r i n e c o n t e n t o f t h ed r i n k i n g w a t e r i s h i g h . I n t h i s c o u n t r y , W e a v e rc a r r i e d o u t a d e n t a l a n d n u t r i t i o n a l s u r v e y o f t h ec h i l d r e n o f N o r t h a n d S o u t h S h i e l d s , 2 6 t w o t o w n ss i m i l a r i n m a n y r e s p e c t s , b u t d i f f e r i n g i n t h ef l u o r i n e c o n t e n t o f t h e d r i n k i n g w a t e r . T h e

S o u t h S h i e l d s w a t e r i s d r a w n f r o m b o r e h o l e s i nm a g n e s i u m l i m e s t o n e a n d w a s r e p o r t e d t o c o n t a i n ,o n a n a v e r a g e , b e t w e e n 1 . 2 a n d I . 8 p . p . m . o f

f l u o r i n e , w h e r e a s t h e f l u o r i n e c o n t e n t o f N o r t hS h i e l d s w a t e r s u p p l y w a s 0 . 2 5 p . p . m . I n e a c ht o w n 5 0 0 c h i l d r e n a g e d f i v e y e a r s a n d a s i m i l a rn u m b e r a g e d t w e l v e y e a r s w e r e e x a m i n e d . T h ec a r i e s e x p e r i e n c e o f b o t h t h e d e c i du o us a n d p e r -m a n e n t t e e t h w a s . f o u n d t o b e b e t w e e n 5 0 t o 6 0

p e r c e n t . l o w e r i n S o u t h S h i e l d s , w h i c h i s i n c l o s ea g r e e m e n t w i t h t h e f i n d i n g s o f . D e a n f o r t h i sp a r t i c u l a r l e v e l o f f l u o r i n e i n t h e d r i n k i n g w a t e r .W e a v e r f o u n d n o e v i d e n c e o f

d e l a yi n t h e

e r u p t i o no f t h e t e e t h n o r a n y i n t e r - r e l a t i o n s h i p b e t w e e n t h ei n c i d e n c e o f c a r i e s , m o t t l i n g o f t h e t e e t h a n d





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3 5 2 POSTGRADUATE MEDICAL JOURNAL J u l l y 1 9 5 1

n u t r i t i o n a l c o n d i t i o n . E x p r e s s i n g t h e d i f f e r e n c ei n c a r i e s e x p e r i e n c e , b e t w e e n t h e t w o g r o u p s , a sa p e r c e n t a g e m i g h t b e m i s l e a d i n g , a n d i t w a s s u g -g e s t e d t h a t a t r u e r p e r s p e c t i v e m i g h t b e g i v e n b ye x p r e s s i n g t h e l o w e r e d c a r i e s e x p e r i e n c e a s a d e l a yi n t h e o n s e t o f d e n t a l c a r i e s . He f o u n d t h a t a tf i f t e e n y e a r s o f a g e t h e c h i l d r e n i n S o u t h S h i e l f l s

h a d t h e s a m e a v e r a g e a m o u n t o f c a r i e s a s f o u n di n t h e c h i l d r e n o f N o r t h S h i e l d s a t 1 2 y e a r s o f

a g e a n d t h a t t h i s , t h e r e f o r e , c o u l d b e e x p r e s s e d a sa d e l a y o f d e n t a l c a r i e s o f t h r e e y e a r s .

I n a s u r v e y c a r r i e d o u t s i x y e a r s l a t e r , W e a v e r 2 7

f o u n d t h e d i f f e r e n c e i n t h e d e n t a l c a r i e s e x p e r i e n c eo f t h e t w o g r o u p s w a s n o t s o g r e a t a s i n t h e f i r s t

s u r v e y a n d a t t r i b u t e d t h e c h a n g e t o a n a l t e r a t i o ni n d i e t .

W e a v e r a l s o e x a m i n e d a n u m b e r o f a d u l t s i nN o r t h a n d S o u t h S h i e l d s a n d , a l t h o u g h t h e r ew a s a d i f f e r e n c e i n t h e d e n t a l c a r i e s i n c i d e n c e

b e t w e e n t h e t w o g r o u p s , c a r i e s i n c r e a s e d y e a r b yy e a r a t a s i m i l a r r a t e , t h e d i f f e r e n c e b e i n g e q u i v a -l e n t t o a p o s t p o n e m e n t o f c a r i e s o f a b o u t f i v e

y e a r s . 2 8 He a l s o e x a m i n e d c h i l d r e n a n d a d u l t si n W e s t H a r t l e p o o l , 2 7 w h e r e t h e w a t e r c o n t a i n e d

2 . 0 p . p . m . o f f l u o r i n e , a n d f o u n d t h a t e a c h a g eg r o u p s h o w e d a l o w e r c a r i e s i n c i d e n c e t h a n c o m -

p a r a b l e g r o u p s i n S o u t h S h i e l d s w h e r e t h e w a t e r

s u p p l y c o n t a i n e d 1 . 6 p . p . m . o f f l u o r i n e . A l t h o u g ht h e d e n t a l c a r i e s w a s c o n s i d e r a b l y r e d u c e d i nW e s t H a r t l e p o o l , t h e amount o f m o t t l i n g o f t h et e e t h o f t h e a d u l t s w a s s e v e r e .

From t h e s e s u r v e y s i t b e c a m e c l e a r t h a t t h em a r g i n b e t w e e n b e n e f i c i a l a m o u n t s o f f l u o r i n e i nt h e d r i n k i n g w a t e r a n d a m o u n t s t h a t p r o d u c em o t t l i n g o f t h e e n a m e l i s n a r r o w , a n d t h e r e i s al i m i t t o t h e r e d u c t i o n i n c a r i e s t h a t c a n b e o b t a i n e d

o n a c c o u n t o f t h e a d v e r s e e f f e c t s o n t h e t e e t h

f o l l o w i n g t h e i n g e s t i o n o f t h e h i g h e r c o n c e n t r a t i o n so f f l u o r i n e .

H o d g e 2 9 a n a l y s e d t h e d a t a c o l l e c t e d b y D e a n i nh i s s u r v e y o f 2 1 c i t i e s a n d f o u n d t h a t , b y p l o t t i n gt h e i n c i d e n c e o f m o t t l i n g o f t h e t e e t h a n d o f c a r i e s

a g a i n s t t h e f l u o r i n e c o n t e n t o f t h e d r i n k i n g w a t e r

u p o na

l o g a r i t h m i c s c a l e ,t h e d a t a f e l l o n t w o

s t r a i g h t l i n e s . T h e l i n e r e p r e s e n t i n g t h e d e c r e a s ei n c a r i e s c r o s s e d t h e l i n e r e p r e s e n t i n g t h e i n -c i d e n c e o f m o t t l i n g a t , o r a b o v e , t h e l e v e l o f I

p . p . m . o f f l u o r i n e a n d t h i s p o i n t o f i n t e r s e c t i o n

m i g h t b e c a l l e d t h e p o i n t o f m i n i m a l c a r i e s w i t h

m i n i m a l m o t t l i n g o f t h e e n a m e l .

M o t t l i n g o f t h e e n a m e l a s s o c i a t e d w i t h a f l u o r i n ec o n t e n t o f t h e d r i n k i n g w a t e r b e l o w I . 5 p . p . m .i s s o m i l d a s t o b e u n n o t i c e d u n l e s s t h e t e e t h a r e

s p e c i f i c a l l y e x a m i n e d f o r t h e c o n d i t i o n , a n d o n l ya b o v e t h i s p o i n t i s t h e c o n d i t i o n u n s i g h t l y o r t h ei n c i d e n c e

h i g h .A t t h e l e v e l o f i

p . p . m .o f f l u o r i n e

t h e r e was n o i n d i c a t i o n t h a t t h e o c c a s i o n a l a p p e a r -a n c e o f w h i t e f l e c k s on t h e e n a m e l s u r f a c e i s , i n

f a c t , a s s o c i a t e d w i t h t h e p r e s e n c e o f f l u o r i n e i n t h ed r i n k i n g w a t e r .

T h i s a n a l y s i s , t h e r e f o r e , d e m o n s t r a t e d t h a t ab e n e f i c i a l r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s c o u l d b e

p r o d u c e d w i t h l i t t l e o r n o i n j u r y t o t h e e n a m e l .

I n g e s t i o n o f F l u o r i n e d u r i n g T o o t h F o r m a t i o n

I n v e s t i g a t i o n s h a v e b e e n c a r r i e d o u t t o f i n da t w h a t a g e i n g e s t i o n o f f l u o r i n e p r o d u c e s a n e f f e c t

u p o n t h e t e e t h . F o r t h i s p u r p o s e a n e x a m i n a t i o n

w a s m a d e o f f a m i l i e s t h a t h a d m i g r a t e d i n t o

h i g h - f l u o r i n e a r e a s 3 0 a n d o f c h i l d r e n f r o m c o m -

m u n i t i e s w h o s e w a t e r s u p p l y h a d b e e n c h a n g e d t oa h i g h e r f l u o r i n e l e v e l . 3 ' 3 2

From t h e s e s t u d i e s i t w a s f o u n d t h a t t h e m o s t

s u s c e p t i b l e p e r i o d w a s f r o m b i r t h u p t o t h e a g e o f

s i x o r e i g h t y e a r s . D u r i n g t h i s p e r i o d i n g e s t i o n o f

f l u o r i n e i n t h e d r i n k i n g w a t e r c o u l d a f f e c t t h et e e t h e i t h e r a s a f l u o r o s i s o r a s a b e n e f i c i a l

r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s .T h e e x t e n t t o w h i c h c a r i e s w a s r e d u c e d w a s

s h o w n , t h e r e f o r e , t o b e d e p e n d e n t u p o n t h e l e n g t ho f s t a y a n d t h e a g e a t t h e t i m e o r a r r i v a l i n t h e

h i g h - f l u o r i n e a r e a . I f t h e c h i l d w a s r e s i d e n t f o r

o n l y s o m e o f t h e s e y e a r s , c e r t a i n o f t h e t e e t h o n l yw e r e a f f e c t e d a n d r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s w a s

n o t s o m a r k e d ; t h e t e e t h a f f e c t e d b e i n g t h o s e

u n d e r g o i n g a p a r t i c u l a r s t a g e o f c a l c i f i c a t i o n a t t h et i m e . T h e f u l l e f f e c t w a s o b t a i n e d o n l y b y t h e

i n g e s t i o n o f f l u o r i n e c o n t i n u o u s l y o v e r t h e w h o l e

p e r i o d f r o m b i r t h t o t h e t i m e o f e r u p t i o n o f t h e

t e e t h .A r n o l d , h o w e v e r , f o u n d n o c h a n g e i n d e n t a l

c a r i e s e x p e r i e n c e i n a s m a l l g r o u p o f c h i l d r e n who

f o r f o u r y e a r s h a d c o n s u m e d w a t e r , t h e f l u o r i n ec o n t e n t o f w h i c h h a d b e e n c h a n g e d f r o m o . It o 0 . 7 p . p . m .

R u s s e l l 3 3 a l s o r e p o r t e d u p o n t h e d e n t a l c o n -

d i t i o n o f a g r o u p o f c h i l d r e n i n t h e t o w n o f M i t -

c h e l l , w h o s e w a t e r s u p p l y h a d b e e n a c c i d e n t a l l yf l u o r i n a t e d o v e r a p e r i o d o f e i g h t e e n m o n t h s . The

s u r v e y w a s c a r r i e d o u t b e t w e e n n i n e a n d t e n y e a r sa f t e r e x p o s u r e . D u r i n g t h e e i g h t e e n m o n t h s i n

q u e s t i o n t h e f l u o r i n e c o n t e n t w a s p r o b a b l y m a i n -t a i n e d a t a l e v e l o f I . o p . p . m . f o r a p e r i o d o f s i xm o n t h s a n d a t 2 . 8 p . p . m . f o r f i v e m o n t h s ; i o

p e r c e n t . o f t h e c h i l d r e n s h o w e d a m i l d d e g r e e o f

m o t t l i n g , b u t n o c h a n g e i n t h e d e n t a l c a r i e s

e x p e r i e n c a w a s o b s e r v e d . T h e c a r i e s r a t e o f t h e

M i t c h e l l a n d o f c o m p a r a t i v e g r o u p s o f c h i l d r e nr o s e c o n t i n u o u s l y w i t h a g e . Had t h e r e b e e n a n ym a r k e d i n h i b i t o r y e f f e c t , t h e c a r i e s i n c i d e n c ec u r v e s f o r t h e M i t c h e l l c h i l d r e n w o u l d h a v e

d e v i a t e d a t c e r t a i n a g e s , b u t t h e y d i d n o t , w h i c hd e m o n s t r a t e d t h a t n o a l t e r a t i o n i n t h e c a r i e si n c i d e n c e h a d o c c u r r e d a n d n o b e n e f i c i a l e f f e c th a d f o l l o w e d t h i s t e m p o r a r y f l u o r i n a t i o n o f t h ew a t e r s u p p l y .





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J u l y 1 9 5 1 PARFITT: F l u o r i n e i n t h e D i e t 3 5 3

I n g e s t i o n o f F l u o r i n e a f t e r T o o t h F o r m a t i o n

I t i s g e n e r a l l y r e p o r t e d t h a t a r e d u c t i o n i nd e n t a l c a r i e s i s n o t p r o d u c e d i f t h e i n g e s t i o n o ff l u o r i n e o c c u r s a b o v e t h e a g e o f s i x t o e i g h t y e a r s .D e a t h e r a g e , 4 h o w e v e r , r e p o r t e d a s l i g h t l y l o w e r e d

c a r i e s e x p e r i e n c e i n a g r o u p o f 2 8 6 S e r v i c e m e n

who h a d l i v e d i n h i g h - f l u o r i n e a r e a s f o r v a r y i n gl e n g t h s o f t i m e a f t e r t h e i r t e e t h h a d e r u p t e d , a n dt h i s s u g g e s t e d t h a t t h e b e n e f i t i s n o t e n t i r e l yl i m i t e d t o t h e p r e - e r u p t i v e p e r i o d . A 3 0 t o 4 0p e r c e n t . r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s i n c i d e n c e h a sb e e n c l a i m e d f o l l o w i n g t h e t o p i c a l a p p l i c a t i o n o fa 2 p e r c e n t . a q u e o u s s o l u t i o n o f s o d i u m f l u o r i d et o t h e s u r f a c e s o f t h e . t e e t h s o o n a f t e r t h e i r

e r u p t i o n .

R e d u c t i o n i n D e n t a l C a r i e s i n A d u l t

P o p u l a t i o n

R e p o r t so f t h e d e n t a l c o n d i t i o n o f a d u l t s w h o

h a v e s p e n t t h e i r e n t i r e l i v e s i n a h i g h - f l u o r i n ea r e a s h o w t h a t t h e r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s ,s o c l e a r l y d e m o n s t r a t e d i n c h i l d r e n o f s c h o o l a g e ,i s c o n t i n u e d t o a c e r t a i n d e g r e e i n t o a d u l t l i f e .A r n o l d 3 2 r e p o r t s t h a t f e w e r t e e t h a r e m i s s i n g i na d u l t s l i v i n g i n C o u r t l a n d a n d B a r t l e t t , w h e r e t h ew a t e r c o n t a i n s 5 p . p . m . a n d 8 p . p . m . f l u o r i n e ,t h a n i n s i m i l a r i n d i v i d u a l s l i v i n g i n f l u o r i n e - f r e ea r e a s , a n d W e a v e r d e m o n s t r a t e d a d i f f e r e n c e i nt h e i n c i d e n c e o f c a r i e s i n a d u l t s i n N o r t h a n d

S o u t h S h i e l d s w h i c h w a s e q u i v a l e n t t o a

p o s t p o n e m e n t o f f i v e y e a r s .A s u r v e y i n t h i s c o u n t r y o f t h r e e h i g h - a n d t h r e e

s i m i l a r l o w - f l u o r i n e a r e a s 3 5 d e m o n s t r a t e d a d i f -f e r e n c e i n c a r i e s e x p e r i e n c e o f a d u l t s t o b e e q u i v a -l e n t t o a d e l a y o f t e n y e a r s . A r e d u c t i o n i n c a r i e sw a s o b s e r v e d i n c h i l d r e n u n d e r t h e a g e o f f i v e

y e a r s . A v e r y c o n s i d e r a b l e r e d u c t i o n i n d e n t a lc a r i e s e x t e n d i n g t h r o u g h o u t c h i l d h o o d a n d i n t oa d u l t l i f e a p p e a r s , t h e r e f o r e , t o f o l l o w t h e i n g e s t i o no f f l u o r i n e - b e a r i n g w a t e r d u r i n g t h e p e r i o d o ft o o t h f o r m a t i o n f r o m b i r t h t o s i x o r e i g h t y e a r so f a g e .

F l u o r i d a t i o n o f P u b l i c Water S u p p l i e sA s m a n y p u b l i c w a t e r s u p p l i e s c o n t a i n l e s st h a n o . 2 5 p . p . m . o f f l u o r i n e , t h e p o s s i b i l i t y o f

a d d i n g f l u o r i d e s t o t h e w a t e r t o m a i n t a i n t h e l e v e la t , o r n e a r , I . 0 p . p . m . h a s b e e n c o n s i d e r e d , a n di n t h e U n i t e d S t a t e s a n d C a n a d a f o u r e x p e r i m e n t a ls c h e m e s h a v e b e e n i n o p e r a t i o n f o r t h r e e o r f o u ry e a r s . 3 6 P r e l i m i n a r y r e p o r t s s h o w b e t w e e n 2 5p e r c e n t . a n d 4 5 p e r c e n t . r e d u c t i o n o f c a r i e s i nd e c i d u o u s t e e t h a n d b e t w e e n 20 p e r c e n t . a n d

3 0 p e r c e n t . i n p e r m a n e n t t e e t h .T h e f u l l e f f e c t o f i n t r o d u c i n g f l u o r i n e i n t o t h e

w a t e r s u p p l y c a n n o t b e a s s e s s e d i n l e s s t h a n 1 5y e a r s , b y w h i c h t i m e c h i l d r e n b o r n i n t h e a r e aw i l l h a v e r e a c h e d a n a g e w h e n a n u m b e r o f p e r -

m a n e n t t e e t h h a v e e r u p t e d a n d h a v e b e e n e x p o s e dt o t h e p o s s i b i l i t y o f c a r i o u s a t t a c k .A n u m b e r o f l o c a l a u t h o r i t i e s i n t h e U n i t e d

S t a t e s h a v e c o n s i d e r e d i t u n n e c e s s a r y t o a w a i t t h er e s u l t s o f t h e s e e x p e r i m e n t s , a n d 7 0 c i t i e s a r ea l r e a d y a d d i n g f l u o r i d e s t o t h e i r w a t e r s u p p l i e sa n d

I o oo t h e r s a r e

p r e p a r i n gt o d o s o . T h e

v a r i o u s m e t h o d s a n d t h e c o s t o f w a t e r f l u o r i d a t i o nh a s b e e n d e s c r i b e d b y B u l l . 3 7

A d m i n i s t r a t i o n o f F l u o r i d e i n T a b l e t s

A l t h o u g h f l u o r i n e i s a b s o r b e d a p p r e c i a b l y l e s sf r o m f o o d t h a n f r o m w a t e r , t h e r e i s s o m e a b s o r p -t i o n o f f l u o r i n e f r o m b o n e m e a l , c r y o l i t e a n d

c a l c i u m f l u o r i d e i n t h e g u t , 1 6 a n d i t h a s b e e n

s u g g e s t e d t h a t , i n o r d e r t o a d m i n i s t e r t h e n e c e s s a r ya m o u n t o f f l u o r i n e t o c h i l d r e n d u r i n g t h e p e r i o do f t o o t h f o r m a t i o n , t a b l e t s c o n t a i n i n g a f l u o r i d es h o u l d b e t a k e n b y t h e i n d i v i d u a l i n s t e a d o f s u b -

j e c t i n g t h e e n t i r e c o m m u n i t y t o a w a t e r c o n t a i n i n ga h i g h - f l u o r i n e c o n t e n t . S t r e a n a n d B e a u d e t 3 8i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t i v e n e s s o f f l u o r i d e - c o n t a i n -i n g t a b l e t s i n r e d u c i n g d e n t a l c a r i e s a n d c l a i m e ds o m e s u c c e s s , b u t o t h e r i n v e s t i g a t o r s h a v e f o u n dn o r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s f o l l o w i n g t h e i r u s e .T h i s m e t h o d o f g i v i n g f l u o r i n e , t h e r e f o r e , i s s t i l li n t h e e x p e r i m e n t a l s t a g e , b u t h a s t h e d i s a d v a n t a g et h a t r e l i a n c e h a s t o b e p l a c e d o n t h e p a t i e n t t ot a k e t h e p r e s c r i b e d n u m b e r o f t a b l e t s o v e r a

c o n s i d e r a b l e l e n g t h o f t i m e .

L a b o r a t o r y I n v e s t i g a t i o n o f F l u o r i n e C o n t e n to f T e e t h

T h e c l i n i c a l e v i d e n c e t h a t t h e f l u o r i n e p r e s e n ti n t h e d e n t i n e a n d e n a m e l i s d e r i v e d f r o m s y s t e m i ci n g e s t i o n d u r i n g t h e p e r i o d o f t o o t h f o r m a t i o n i sc o n f i r m e d b y a n i m a l e x p e r i m e n t s a n d b y t h e f a c tt h a t u n e r u p t e d t e e t h s h o w e v i d e n c e o f f l u o r o s i s .

A d m i n i s t r a t i o n o f s o d i u m f l u o r i d e t o r a t s b yi n j e c t i o n d e m o n s t r a t e d t h a t a h i g h f l u o r i n e i n t a k ea f f e c t s t h e o d o n t o b l a s t c e l l s , t h e f o r m a t i o n o f t h ed e n t i n e m a t r i x , a n d a l s o t h e c a l c i f i c a t i o n o f t h ee n a m e l a n d d e n t i n e . S u c h e f f e c t s w e r e c o n s i d e r -

a b l y g r e a t e r w h e n t h e a n i m a l s w e r e p l a c e d o na l o w c a l c i u m , r a c h i t i c d i e t a n d , i n a d d i t i o n , a n

u n c a l c i f i e d z o n e a p p e a r e d i n t h e t o o t h s u b s t a n c ec o r r e s p o n d i n g i n p o s i t i o n t o t h e l i n e o f d e v e l o p -m e n t a t t h e t i m e o f i n j e c t i o n . 3 9 T h i s p a r t i c u l a rr e a c t i o n d i d n o t t a k e p l a c e w h e n t h e a n i m a l s w e r ef e d o n a n o r m a l d i e t o r o n a h i g h c a l c i u m r a c h i t i cd i e t .

A n a l y s e s o f e n a m e l a n d d e n t i n e h a v e d e m o n -s t r a t e d t h a t t h e t e e t h o f i n d i v i d u a l s b o r n i n h i g h -f l u o r i n e a r e a s c o n t a i n c o n s i d e r a b l e a m o u n t s o f

f l u o r i n e . E l e c t r o n m i c r o s c o p y o f s u c h t e e t h s h o w

t h a t t h e e t c h e d s u r f a c e o f t h e d e n t i n e a n d e n a m e lh a v e a f i n e r s t r u c t u r e t h a n i s n o r m a l l y s e e n , 4 0a n d e l e c t r o n d i f f r a c t i o n a n d X - r a y d i f f r a c t i o n

D





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3 5 4 POSTGRADUATE MEDICAL JOURNAL J u l y 1 9 5 1

s t u d i e s s h o w t h a t t h e f l u o r i n e p r e s e n t i n t h e t e e t hi s i n t h e f o r m o f a f l u o r a p a t i t e .

M e c h a n i s m o f C a r i e s R e d u c t i o n b y F l u o r i n e

T h e r e a r e s e v e r a l p o s s i b l e m e c h a n i s m s b y w h i c ht h e i n g e s t i o n o f f l u o r i n e m a y r e d u c e d e n t a l c a r i e s .I t

m a yi n t e r f e r e w i t h t h e

a c i d - p r o d u c i n gm e c h -

a n i s m s o f t h e o r a l b a c t e r i a o r i n c r e a s e t h e r e s i s t a n c eo f t h e t o o t h s t r u c t u r e t o a c i d a t t a c k , o r i n t e r f e r ew i t h p r o t e o l y s i s .

S o d i u m f l u o r i d e a f f e c t s t h e m e t a b o l i s m o f o r a ll a c t o b a c i l l i 4 1 a n d i n h i b i t s a c i d p r o d u c t i o n f r o m

g l u c o s e i n c o n c e n t r a t i o n s f r o m I . o t o I o o p . p . m .H o w e v e r , t h e a c t u a l n u m b e r a n d g r o w t h o f t h el a c t o b a c i l l i i s n o t g r e a t l y a f f e c t e d . S a l i v a r y l a c t o -b a c i l l u s c o u n t s a r e f o u n d t o b e o n l y s l i g h t l y l o w e ri n h i g h - f l u o r i n e a r e a s . 4 2 , 4 3

T h e p r e s e n c e o f f l u o r i n e i o n s i n h i b i t s c e l l u l a ro x i d a t i o n a n d a l s o i n h i b i t s c a r b o h y d r a t e f e r m e n t a -t i o n b y i n a c t i v a t i o n o f e n o l a s e . 4 4 F l u o r i n e e n t e r si n t o c o m p l e x c o m p o u n d s w i t h c a l c i u m , m a g -n e s i u m , m a n g a n e s e a n d i r o n a n d i n c o n c e n t r a t i o n so f i o o p . p . m . m a n y o f t h e s e m e t a l s p r e s e n t i n t h em o l e c u l e s o f e n z y m e s o r i n t h e s u b s t r a t e b e c o m eb o u n d t o f l u o r i n e a n d a n u m b e r o f e n z y m es y s t e m s n e c e s s a r y t o b a c t e r i a l a c t i v i t y a r e w h o l l yo r p a r t i a l l y i n h i b i t e d .

E n o l a s e i s t h e m o s t s e n s i t i v e e n z y m e a n d t h eo n l y o n e l i k e l y t o b e a f f e c t e d b y t h e c o n c e n t r a t i o n so f f l u o r i n e f o u n d i n t h e m o u t h . I t i s t h o u g h tt h a t t h e p r e s e n c e o f f l u o r i n e i n t h e o r a l c a v i t y i n

c o n c e n t r a t i o n s o f I . o p . p . m . i n t r o d u c e d i n f o o da n d w a t e r i s u n l i k e l y . t o h a v e a n y m a r k e d e f f e c t o nt h e c a r i o u s p r o c e s s .

T h e f l u o r i n e c o n t e n t o f t h e s a l i v a i s i n c r e a s e db y i n g e s t i o n o f f l u o r i n e i n t h e d r i n k i n g w a t e r , 4p . p . m . g i v i n g r i s e t o a n a v e r a g e s a l i v a r y l e v e l o fo . I 6 p . p . m . o f f l u o r i n e . 4 6 T h i s c o n c e n t r a t i o n i sn o t s u f f i c i e n t t o i n t e r f e r e w i t h b a c t e r i a l a c t i v i t ya n d c l i n i c a l l y i t w a s f o u n d t h a t t h e c o n c e n t r a t i o no f f l u o r i n e i n t h e s a l i v a h a d n o r e l a t i o n t o d e n t a lc a r i e s e x p e r i e n c e . A c o n c e n t r a t i o n o f f l u o r i n e i sf o u n d t o o c c u r b e n e a t h t h e e n a m e l s u r f a c e , a n d

H o d g e a n d S o g n n a e s 4 6 s u g g e s t e d t h a t t h e f l u o r i n eb o u n d i n c o m b i n a t i o n w i t h e n a m e l m a y g i v er e l a t i v e l y h i g h l o c a l c o n c e n t r a t i o n s o f f l u o r i n e .T h i s m i g h t i n h i b i t t h e b a c t e r i a l a c t i v i t y o r t h ee n z y m e p r o c e s s e s w h i c h a r e b e l i e v e d t o d i s s o l v et h e p r o t e i n a n d c a l c i f i e d m a t e r i a l o f t h e t o o t hs u b s t a n c e , b u t p r e s u m a b l y t h e c o m b i n e d f l u o r i n ew o u l d h a v e t o b e r e l e a s e d b e f o r e i t c o u l d b e m a d ea v a i l a b l e a n d s o m e d e s t r u c t i o n o f t h e t o o t h s u b -s t a n c e w o u l d n e c e s s a r i l y h a v e a l r e a d y o c c u r r e d .F l u o r i n e m a y c o m b i n e w i t h t h e o r g a n i c m a t e r i a l

o f t h e t o o t h s u b s t a n c e a n d t h i s m i g h t p r o f o u n d l ya f f e c t p r o t e o l y s i s .

A f u r t h e r e x p l a n a t i o n o f t h e m e c h a n i s m o f t h er e d u c t i o n o f d e n t a l c a r i e s i s t h a t t h e t o o t h s u b -

s t a n c e i s r e n d e r e d l e s s r e a d i l y s o l u b l e i n a c i d s b yt h e p r e s e n c e o f f l u o r i n e . S h o u l d d e n t a l c a r i e s ,

t h e r e f o r e ,b e

i n t i m a t e l yc o n n e c t e d w i t h

a c i d d e s -t r u c t i o n o f t h e t o o t h s u b s t a n c e , t h e p r e s e n c e o ft h e l e s s r e a d i l y s o l u b l e f l u o r a p a t i t e m i g h t e x p l a i nt h e l o w e r e d c a r i e s i n c i d e n c e . C l i n i c a l f i n d i n g sp o i n t t o t h e p r e s e n c e o f f l u o r i n e i n t h e t o o t h

s u b s t a n c e i t s e l f a s b e i n g t h e i m p o r t a n t f a c t o r a n dt h e l a t t e r e x p l a n a t i o n i s p o s s i b l y t h e m o r e t e n a b l e .

P a r t i a l C o n t r o l o f D e n t a l C a r i e s b y I n g e s t i o no f F l u o r i n e

F l u o r i n e i s n o t p r e s e n t i n f o o d s i n s u f f i c i e n ta m o u n t s t o g i v e a n y b e n e f i c i a l e f f e c t f r o m i n g e s t i o n

a n d t h e f e w a r t i c l e s o f d i e t w h i c h c o n t a i n l a r g eq u a n t i t i e s o f f l u o r i n e c a n n o t b e t a k e n t o t h ee x c l u s i o n o f o t h e r f o o d s . A d d i t i o n o f f l u o r i n e t ot h e c o m m o n f o o d s u b s t a n c e s i s n o t p r a c t i c a b l ea s t h e d o s a g e i s n o t u n d e r c o n t r o l , f o r v a r y i n ga m o u n t s o f t h e f o o d m i g h t b e c o n s u m e d b y d i f -f e r e n t i n d i v i d u a l s ; n o r w o u l d t h e f o o d s u b s t a n c en e c e s s a r i l y r e a c h t h o s e m o s t l i k e l y t o d e r i v eb e n e f i t f r o m i t . B u t t h e p r e s e n c e o f n a t u r a l l yo c c u r r i n g f l u o r i n e i n t h e . d r i n k i n g w a t e r i n c o n -

c e n t r a t i o n s o f I . o t o 1 . 2 p . p . m . h a s n o t o n l y b e e n

d e m o n s t r a t e d a s h a r m l e s s b u t a s c a u s i n g a c o n -s i d e r a b l e r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s . T h e a r t i f i c i a li n t r o d u c t i o n o f f l u o r i n e i n t o t h e d r i n k i n g w a t e r

b y a d d i t i o n o f f l u o r i d e s , a s c a r r i e d o u t i n s o m a n yd i s t r i c t s i n t h e U n i t e d S t a t e s o f A m e r i c a , w o u l d

a p p e a r t o b e a m o s t v a l u a b l e m e a s u r e i n t h e c o n t r o lo f d e n t a l c a r i e s .

S u m m a r yT h e n a t u r a l o c c u r r e n c e o f f l u o r i n e , t h e a m o u n t s

i n g e s t e d i n f o o d a n d w a t e r , i t s a b s o r p t i o n a n d

e x c r e t i o n i s o u t l i n e d .

E p i d e m i o l o g i c a l s t u d i e s u p o n d e n t a l c a r i e s i n -

c i d e n c e o f c o m m u n i t i e s u s i n g w a t e r s u p p l i e sc o n t a i n i n g v a r i o u s a m o u n t s o f f l u o r i n e a r e

d e s c r i b e d .A c o n s i d e r a b l e r e d u c t i o n i n d e n t a l c a r i e s -

e x p e r i e n c e w i t h i n c r e a s i n g a m o u n t s o f f l u o r i n e

p r e s e n t i n t h e d r i n k i n g w a t e r h a s b e e n f o u n d ,t o g e t h e r w i t h a r i s e i n t h e i n c i d e n c e o f m o t t l e d

t e e t h , t h e e a r l i e s t s i g n o f a f l u o r o s i s . The p o s s i b l em e c h a n i s m s o f t h e r e d u c t i o n o f d e n t a l c a r i e s b yt h e i n g e s t i o n o f f l u o r i n e a n d o f m a s s c o n t r o l o fd e n t a l c a r i e s a r e d i s c u s s e d .

REFEREJNCES

' M E L L A N B Y , M . , a n d MELLANBY, H . ( 1 9 4 8 ) , B r i t . M e d . J . ,4 5 7 3 , 4 0 9 .

K I N G , J . D . ( 1 9 4 4 ) , D e n t a l R e c o r d , 6 4 , 0 2 o .'MELLANBY, M. ( 1 9 2 8 ) , B r i t . D e n t . J . , 4 9 , 5 2 .

4MELLANBY, M. ( I 9 3 7 ) , B r i t . D e n t . J . , 6 2 , I 7 .b L E I C E S T E R , H. M. ( 1 9 4 9 ) , ' B i o c h e m i s t r y o f t h e T e e t h , ' p u b .

b y H e n r y K i m p t o n , L o n d o n .'TOVERUD, G . ( 1 9 4 9 ) , B r i t . D e n t . J . , 8 6 , 1 9 1 .





http://pmj.bmj.com/

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http://pmj.bmj.com/



J u l y 1 9 5 1 THORNE: Women i n M l e d i c i n e : T h e E a r l y Y e a r s 3 5 5

AINSWORTH, N . J . ( 1 9 2 8 ) , R o y . D e n t . H o s p . i M a g . , 2 , 2 - 1 5 .' A I N S W O R T H , N . J . ( 1 9 3 3 ) , B r i t . D e n t . J . , 5 5 , 2 3 3 .9 D E A N , T . ( 1 9 4 6 ) , ' A . A . A . S . D e t t a l C a r i e s a n d F l u o r i n e , ' 5 - 3 r .

" ' B L A C K , G . V . , a n d McKAY, F . S . ( 1 9 1 6 ) , D e n t a l C o s m o s , 5 8 , 1 2 9 ." M c K A Y , F . S . ( I 9 2 9 ) , D e n t a l C o s m o s , 7 1 , 7 4 7 .2McCLURE, F . J . ( 1 9 4 6 ) , ' A . A . A . S . D e n t a l C a r i e s a n d F l u o r i n e , '

7 4 - 9 2 .

3 M c C L U R E , F . J . ( I 9 4 9 ) , U . S . P u b . H e a l t h R e p t s . , 6 4 , 3 4 ."4BROMEHEAD, C . N . , MURRAY, M. M . , e t a l . ( 1 9 4 3 ) , T h e

L a n c e t , A p r i l 1 7 , 1 9 4 3 , 4 9 0 .1 ' M c C L U R E , F . J . ( 1 9 4 3 ) , A n m . . D i s e a s e o f C h i l d r e n , 6 6 , 3 6 2 ."McCLURE, F . J . , e t a l . ( 1 9 4 5 ) , 7 . I n d u s t r i a l H y g . a n d T o x . , 2 7 ,

1 5 9 ." I M c C L U R E , F . J . , a n d K I N S E R , C . A . ( 1 9 4 4 ) , U . S . P ub . H e a l t h

R e p . , 5 9 , 1 5 7 5 ."SMITH, F . A . , e t a l . ( 1 9 5 0 ) , J . D e n t . R e s . , 2 9 , 5 6 9 ." P A N D I T , C . G . , e t a l . ( I 9 4 0 ) , I n d i a n Y . M e d . R e s . , 2 8 , 5 3 3 .2 0 M U R R A Y , M. M . , a n d WILSON, D . C . ( 1 9 4 8 ) , B r i t . D e n t . J . ,

8 4 , 9 7 ."SHORT, E . M. ( 1 9 4 4 ) , J . D e n t . R e s . , 2 3 , 2 4 7 ." 2 M c C L U R E , F . J . , a n d L I K I N S , R . C . ( 1 9 5 0 ) , J . D e n t . R e s . , 2 9 ,

3 1 5 .

" 3 McCLURE, F . J . ( 1 9 4 8 ) , J . D e n t . R e s . , 2 7 , 2 8 7 .2 ) I E A N , H . T . , e t a l . ( 1 9 3 9 ) , U . S . P u b . H e a l t h R e p t s . , 5 4 , 8 6 2 .

" ' D ) E A N , H . T . ( I 9 4 7 ) , Am. J . O r t h . a t d O r a l . S u r g . , 3 3 , 4 9.

" ' I W E A V E R , R . ( 1 9 4 4 ) , B r i t . D e n t . J . , 7 5 , 2 9 .

2 7 W E A V E R , R . ( 1 9 5 0 ) , B r i t . D e n t . J . , 8 8 , 2 3 1 .

2 " W E A V E R , R . ( 1 9 4 8 ) , P r o c . R o y . S o c . M e d . , 4 1 , 2 8 4 .

2HODGE, H . D . ( 1 9 5 0 ) , J . Am . D e n t . A s s . , 4 0 , 4 3 6 .

3 0 K L E I N , H . ( 1 9 4 7 ) , S c i e n c e , 1 0 5 , 4 5 .3KLEIN. H . ( 1 9 4 8 ) , U . S . P u b . H e a l t h R e p t . , 6 3 , 5 6 3 .3 2 A R N O L D , F . A . , J U N . ( 1 9 4 6 ) , ' A . A . A . S . D e n t a l C a r i e s a n d

F l u o r i n e , ' 9 9 - 1 0 7 .

3 3 R U S S E L L , A . L . ( 1 9 4 9 ) , J . D e n t . R e s . , 2 8 , 2 9 8 ."4DEATHERAGE, C . F . ( 1 9 4 3 ) , J . D e n t . R e s . , 2 2 , 1 2 9 .3 5 F O R R E S T , J . R . , P A R F I T T , G . J . , e t a l . , i n p r e s s .3 6 B U L L , F . A . ( 1 9 5 0 ) , J . Am . D e n t . A s s . , 4 1 , 1 4 6 .3 " B U L L , F . A . ( 1 9 5 1 ) , J . Am . D e n t a l A s s . , 4 2 , 2 9 .3 " S T R E A N , L . P . , a n d BEAUDET, J . P . ( 1 9 4 5 ) , N. Y . S t a t e J . o f

M e d . , 4 5 , 2 1 8 3 .3 ' I R V I N G , J . T . ( I 9 4 9 ) , J . D e n t . R e s . , 2 8 , I 7 .4OGEROULD, C . H . ( I 9 4 5 ) , J . D e n t . R e s . , 2 4 , 2 2 3 ." C L A P P E R , W. E . ( I 9 4 7 ) , P r o c . S o c . E x p . B i o . a n d M f e d . , 6 5 , 3 3 3 .4 2 D E A N , H . T . , e t a l . ( 1 9 4 1 ) , U . S . P u b . H e a l t h R e p t . , 5 6 , 3 6 5 .4 3 A R N O L D , F . A . , DEAN, H . T . , e t a l . , U . S . P ub . H e a l t h R e p t s . ,

5 7 , 7 7 3 .

4 4 B O R E I , H . ( I 9 4 5 ) , ' A r k i v . f o r K e m i - M i n e r a l o c i o c h g e o l o c i 2 o A , 'N . 8 , 2 0 8 .

" M c C L U R E , F . J . ( 1 9 4 1 ) , A m e r . J . D i s . C h i l d . , 6 2 , 5 1 2 .4 6 H O D G E , H . C . , a n d SOGNNAES, R . F . ( 1 9 4 6 ) , ' A . A . A . S . D e n t a l

( a r i e s a n d F l u o r i n e , ' 5 3 - 7 3 .

WOMEN IN MEDICINE: THE EARLY YEARS

B y MA Y T H O R N E , O . B . E . , M . D . , F . R . C . S . I . , L . S . A .

A h u n d r e d y e a r s a g o a s t i r r i n g b e g a n t o b e f e l t

b y a f e w w o m e n b o t h h e r e a n d i n A m e r i c a t h a t

t h e y s h o u l d b e a b l e t o p r e p a r e t h e m s e l v e s t o e n t e r

t h e m e d i c a l p r o f e s s i o n . E l i z a b e t h B l a c k w e l l w a s

t h e f i r s t w o m a n i n A m e r i c a w h o , a b o u t i 8 5 0 ,m a d e u p h e r m i n d t o s t u d y m e d i c i n e . S h e h a d

n o i d e a a t t h a t t i m e o f t h e d i f f i c u l t i e s t h a t s t o o db e t w e e n h e r a n d q u a l i f i c a t i o n , b u t b y d i n t o f

a t t e n d i n g a f e w l e c t u r e s h e r e a n d t h e r e , b y m a k i n gu s e o f e v e r y s c r a p o f e x p e r i e n c e , b y r e a d i n g a n d

b y t h e h e l p o f a f e w p h y s i c i a n s who s y m p a t h i z e dw i t h h e r i n h e r a m b i t i o n , s h e , a f t e r s o m e y e a r s o fh a r d s t r u g g l e a n d d i s a p p o i n t i n g w o r k , m a n a g e dt o p r e s e n t h e r s e l f f o r e x a m i n a t i o n a t t h e U n i v e r s i t yo f G e n e v a i n t h e S t a t e o f Ne w Y o r k , p a s s e d a n d

b e c a m e a q u a l i f i e d p h y s i c i a n .I n E n g l a n d a f e w y e a r s l a t e r E l i z a b e t h G a r r e t t

h a d s i m i l a r a m b i t i o n s . S h e m e t w i t h s i m i l a r

t r y i n g e x p e r i e n c e s ,b u t s h e , t o o ,

p e r s e v e r e di n a n

i n d o m i t a b l e w a y . S h e h a d t h e f r i e n d s h i p o f s o m eo f t h e l e a d i n g m e d i c a l m e n , who g a v e h e r s y m -

p a t h y , t h o u g h t h e y c o u l d g i v e h e r l i t t l e h e l p ;b u t s h e g o t a l i t t l e t e a c h i n g a n d e x p e r i e n c e h e r e

a n d t h e r e a n d m a d e t h e b e s t p o s s i b l e u s e o f i t .A f t e r s o m e y e a r s s h e l e a r n e d t h a t t h e S o c i e t y o f

A p o t h e c a r i e s o f L o n d o n a d m i t t e d , t o t h e i r l i c e n c et o p r a c t i s e m e d i c i n e , s t u d e n t s who h e l d t h e

c e r t i f i c a t e o f a p r a c t i c a l a p o t h e c a r y . S h e b e c a m ea p p r e n t i c e d a n d s u b s e q u e n t l y q u a l i f i e d a s a n

a p o t h e c a r y , a n d i n I 8 6 5 a p p l i e d f o r a d m i s s i o n t o

p r e s e n t h e r s e l f a t t h e f i n a l e x a m i n a t i o n . S h e w a s

a d m i t t e d t o t h e e x a m i n a t i o n , p a s s e d a n d w a s t h u s

t h e f i r s t w o m a n i n E n g l a n d l e g a l l y q u a l i f i e d t o

p r a c t i s e a s a p h y s i c i a n o f m e d i c i n e . T h e S o c i e t yw a s a p p a r e n t l y h o r r i f i e d a t w h a t i t h a d d o n e , a n da t o n c e t o o k s t e p s t o a l t e r i t s r e g u l a t i o n s f o ra d m i s s i o n t o t h e e x a m i n a t i o n , b y m a k i n g a r u l et h a t i n f u t u r e , c e r t i f i c a t e s o f i n s t r u c t i o n f r o m a

r e c o g n i z e d m e d i c a l s c h o o l m u s t b e p r e s e n t e d b ya l l c a n d i d a t e s f o r t h e f i n a l e x a m i n a t i o n . T h i s

r e g u l a t i o n p r e v e n t e d a n y o t h e r w o m a n f r o m p r e -s e n t i n g h e r s e l f f o r t h e f i n a l e x a m i n a t i o n .





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doi: 10.1136/pgmj.27.309.3491951 27: 349-355Postgrad Med J

Gilbert J. ParfittDental Caries

Factor in the Prevention ofFluorine in the Diet as a

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Postgrad Med J 1951 Parfitt 349 55