Allergische reacties en nikkelvrije beugels: een systematische review

ORTHODONTICS

Allergische reacties en nikkelvrije beugels: een systematisch overzicht

Camila Alessandra PazziniI; Leandro Silva MarquesII; Luciano José PereiraIII; Patrícia Corrêa-FariaIV; Saul Martins PaivaI

IDepartement van Pediatrische Tandheelkunde en Orthodontie, Faculteit Tandheelkunde, Federale Universiteit van Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazilië
IIDepartement van Orthodontie, School of Dentistry, Vale do Rio Verde University – UNINCOR, Três Corações, MG, Brazilië
IIIDepartement van Fysiologie en Farmacologie, Federal University of Lavras – UFLA, Lavras, MG, Brazil
IVSchool of Dentistry, Federal University of Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, MG, Brazil

Corresponderende auteur

ABSTRACT

Nikkelvrije beugels hebben aan populariteit gewonnen als een levensvatbaar alternatief voor patiënten die allergisch zijn voor nikkel. Het doel van deze systematische review was om te bepalen of er bewijs bestaat om het gebruik van nikkelvrije beugels te rechtvaardigen bij orthodontische patiënten die allergisch zijn voor nikkel. Er werd een elektronische zoekactie uitgevoerd in 7 databases (MEDLINE, BBO, LILACS, Web of Science, EMBASE, BIREME en Cochrane Library), zonder beperking wat betreft jaar of taal, met aanvullend handmatig zoeken in de referenties van de gevonden artikelen. De zoekstrategie leverde 89 artikelen op. De gegevensextractie en kwaliteitsscore van elk artikel werden onafhankelijk van elkaar door twee beoordelaars geëvalueerd, elk één keer. Na selectie op basis van de geschiktheidscriteria kwamen vier artikelen, waaronder twee gecontroleerde klinische onderzoeken en twee klinische studies, in aanmerking voor de uiteindelijke analyse. De kwaliteit van de geïncludeerde artikelen werd ook beoordeeld. Nikkelvrije beugels (nikkelgehalte – max. 2%) lijken een haalbaar alternatief te zijn voor orthodontische patiënten die allergisch zijn voor nikkel. Verdere in vivo studies, rekening houdend met de immunologische kenmerken van patiënten, zijn echter nodig om de klinische implicaties van de bevindingen van deze studie te bepalen.

Descriptoren: Orthodontische Beugels; Overgevoeligheid; Nikkel; Orthodontie.

Inleiding

Austenitisch roestvrij staal dat in orthodontische beugels wordt gebruikt, bevat 18% chroom, 0,15% koolstof en 8% nikkel.1 Uit de literatuur blijkt dat nikkel potentieel allergeen is en in staat is een overgevoeligheidsreactie in de late fase, type IV, te veroorzaken. Een dergelijke reactie wordt gekenmerkt door verschijnselen als gingivale overgroei, angulaire cheilitis en labiale desquamatie in de mondholte.2-4 Omdat orthodontische draden en beugels gedurende lange perioden in de buurt van het mondslijmvlies blijven, moeten ze bestand zijn tegen corrosie en het vrijkomen van ionen, en mogen ze geen allergische reacties opwekken. Het gebruikte materiaal moet goed worden verdragen door het mondweefsel in de orale omgeving.5

Er zijn een aantal niet-allergische beugels voor nikkelgevoelige patiënten, zoals titanium beugels, die corrosiebestendiger zijn en geen nikkel afgeven in de mondholte.5,6 Tweeëntwintig nul vijf (2205) duplex roestvrij staal bevat veel minder nikkel, en zou ook kunnen worden gebruikt om orthodontische hulpmiddelen te ontwikkelen met minder allergeen potentieel.7 Andere opties zijn keramische of plastic beugels, evenals beugels met een lage nikkelconcentratie die bekend staan als nikkelvrije beugels.1,8

Er zijn echter meldingen in de literatuur dat allergische reacties op nikkel vaak gepaard gaan met reacties op andere metalen zoals chroom en kobalt.9-11 Het is daarom moeilijk om de individuele bijdrage van elk bestanddeel te beoordelen bij het overwegen van de allergische reactie van patiënten. Daarom kunnen studies met nikkelvrije beugels belangrijke informatie verschaffen door eerst vast te stellen of nikkel werkelijk het agens is dat reacties van ontstekings- en/of allergische aard uitlokt. Bovendien zouden dergelijke studies kunnen bepalen of nikkelvrije braces daadwerkelijk een haalbaar alternatief vormen voor patiënten die allergisch zijn voor nikkel.

Discrepante uitkomsten zijn verkregen door een aanzienlijke verscheidenheid aan diagnostische benaderingen, studieontwerpen, steekproefgroottes en onderzoeksbenaderingen. Het doel van deze systematische review was dan ook om te bepalen of er bewijs bestaat om het gebruik van nikkelvrije brackets te rechtvaardigen voor orthodontische patiënten die allergisch zijn voor nikkel. Bovendien wordt een kwaliteitsanalyse uitgevoerd van de methodologische deugdelijkheid van de studies die in deze review zijn gebruikt.

Materialen en Methoden

Onderzoeksstrategieën

Om deze studie te ontwikkelen, hebben we zoekacties uitgevoerd naar relevante literatuur in elektronische databases:

• Latin American and Caribbean Center on Health Sciences Information – BIREME (www.bireme.br): Lilacs database (Gezondheidswetenschappelijke Literatuur gepubliceerd in Latijns-Amerika en het Caribisch gebied sinds 1982) en Medline (Internationale Literatuur, Medische en Biomedische gebieden, verzameld sinds 1965);
• Web of Science (www.thomsonisi.com): Database van de wetenschappen, sociale wetenschappen, kunsten en geesteswetenschappen;
• Cochrane Library (http://cochrane.bvsalud.org): toegang tot databases van Cochrane systematic reviews of controlled trials register van de Cochrane Collaboration, evaluatie van gezondheidstechnologieën, onder andere;
• BBO (Braziliaanse Bibliografie van Tandheelkunde).

Manuele zoekopdrachten werden ook uitgevoerd van referentielijsten van artikelen gevonden in, en teruggewonnen uit, de hierboven geïdentificeerde databases. Screening van in aanmerking komende studies en beoordeling van de methodologische kwaliteit van de trials en data-extractie werden uitgevoerd. De volgende criteria vormden de leidraad bij de beoordeling van de kwaliteit van de geselecteerde papers:

1. study design (randomized clinical trials – RCT; Prospective – P; controlled clinical trials – CCT; Longitudinal – L: 3 punten; clinical trials – CT: 1 punt).
2. adequate steekproefgrootte: 1 punt.
3. adequate beschrijving van selectie: 1 punt.
4. valide meetmethoden: 1 punt.
5. gebruik van analyse van methodefouten: 1 punt.
6. blindering bij metingen: 1 punt.
7. adequate statistische methoden: 1 punt.
8. confoundingfactoren meegenomen in de analyse: 1 punt.

De steekproefgroottes werden als adequaat beschouwd wanneer er een steekproefberekening werd gepresenteerd. Meetmethoden werden als valide beschouwd wanneer een meetfoutentest werd gepresenteerd. Studies met een beoordeling van 0 tot 5 punten werden beschouwd als van lage methodologische kwaliteit; die met een beoordeling van 6 tot 8 punten als van gemiddelde kwaliteit; en die met een beoordeling van 9 tot 10 punten als van hoge kwaliteit.

De gegevensextractie en kwaliteitsscore van elke paper werden onafhankelijk van elkaar geëvalueerd door twee reviewers, elk één keer. De beoordelaars selecteerden de artikelen door de titels en samenvattingen te lezen. Volledige artikelen werden verkregen als er onvoldoende gegevens in de titel en abstract waren om een duidelijke beslissing te ondersteunen. Er was een zeer hoge mate van overeenstemming tussen de onderzoekers in deze fase.

De zoekactie was niet beperkt tot een bepaald jaar, dus de resultaten omvatten alle artikelen die verschenen in elk van de databases, daterend vanaf het begin van de databases tot augustus 2010. De volgende trefwoorden werden gebruikt bij het zoeken: “nikkelvrij”, geassocieerd met “orthodontie”, “orthodontische beugels”, “nikkelallergie en orthodontie”, “allergie”, “orthodontische apparaten” en “overgevoeligheidsreactie”.

Selectiecriteria

Alle gerandomiseerde gecontroleerde trials die nikkelvrije beugels vergeleken met niet-nikkelvrije beugels werden in overweging genomen. De uitkomsten waren het uitblijven van allergische reacties. Studies in vivo werden ook opgenomen. Studies van case reports en review artikelen, abstracts en studies in vitro werden niet in overweging genomen voor deze review.

Data Collection and Analysis

Data werden verzameld rekening houdend met de volgende items: auteur, jaar van publicatie, maatregelen, studieopzet, studiegroepen, methoden/maatregelen en resultaten. Verschillen werden opgelost door discussie om consensus te bereiken tussen de twee reviewers.

Resultaten

De zoekstrategie leverde 89 papers op. Na selectie, en op basis van de geschiktheidscriteria, kwamen vier papers in aanmerking voor de uiteindelijke analyse (tabel 1). De volledige teksten van deze papers werden verkregen voor analyse.

Kwaliteit van de Studies

De kwaliteit van het onderzoek en de methodologische consistentie waren hoog in één studie,14 gemiddeld in één studie15 en laag in twee studies8,12 (Tabel 2).

De ernstigste gebreken waren CT en CCT met kleine steekproefgroottes, in vitro studies en een inadequate beschrijving van het selectieproces. Problemen in verband met verwarrende variabelen, een gebrek aan analyse van de methodefouten en het ontbreken van blindering bij de metingen zijn andere voorbeelden van tekortkomingen. De keuze van de statistische methode werd in één artikel niet gerapporteerd.12

Discussie

Nauwelijks vier studies voldeden aan de inclusiecriteria die voor de onderhavige systematische review waren vastgesteld. Dit onderstreept de schaarste aan consistente studies en een gebrek aan wetenschappelijk bewijs om orthodontisten in staat te stellen veilig voor nikkelvrije beugels te kiezen. Slechts één studie bood een hoge mate van bewijs.14 Vergelijkingen met andere studies werden dus op beperkte wijze uitgevoerd vanwege verschillen in studieopzet, analysemethoden, selectie en steekproefgrootte. Bovendien werden meta-analyse en heterogeniteit niet uitgevoerd vanwege het kleine aantal studies met verschillende methodologieën dat werd gevonden.

Nikkelvrije braces zijn geëvalueerd met betrekking tot chemische samenstelling en gedragskenmerken.1,15 Nikkelvrije roestvrijstalen braces geproduceerd door Morelli (Monobloc) bleken geen significante hoeveelheid nikkel in hun samenstelling te hebben.1 Dit suggereert dat deze beugels een haalbaar alternatief kunnen zijn voor allergische patiënten.

Andere studies wijzen ook op de positieve eigenschappen van nikkelvrije beugels wat betreft het vrijkomen van nikkel en allergische manifestaties.8,16 Nikkel is in staat om de parodontale conditie van allergische orthodontische patiënten te beïnvloeden.2 In een studie van Pazzini e.a.,2 waren de voorgeschiedenis van de patiënt van allergische reacties op nikkel (gerapporteerd in de anamnese van de patiënt) en de patchtest doorslaggevend voor de diagnose nikkelallergie. Bij het begin van de behandeling ontwikkelde de klinische toestand van de patiënt zich met het verschijnen van hyperplasische gingivagebieden die gepaard gingen met hyperemie en oedeem. Patiënten met een voorgeschiedenis van overgevoeligheid vertonen vaak deze twee symptomen, geassocieerd met nikkelhoudende hulpmiddelen.17,18 Na zeven maanden behandeling werden de hulpmiddelen verwijderd, vanwege de excessieve gebieden van hyperplasie.19 Na verwijdering van de conventionele hulpmiddelen verbeterde de ontstekingsconditie aanzienlijk, wat aantoont dat nikkel mogelijk een modificerende factor was bij allergische patiënten. Een maand na het verwijderen van het apparaat en de daaropvolgende vermindering van de ontsteking, werd besloten een nikkelvrij apparaat te plaatsen. De behandeling werd nog vijf maanden voortgezet, waarbij de hyperplasie bleef bestaan, maar in mindere mate. Hoewel de studie een klinisch geval is, toont het een persoonlijke ervaring van het probleem aan.

Aan de andere kant gaven beugels gemaakt van een Co-Cr slijtvaste legering met het laagste Ni gehalte (0,5%) niet minder Ni af in vergelijking met conventionele beugels, en dienden dus niet als alternatief voor conventionele beugels. Als groep kunnen legeringen op basis van kobalt in het algemeen in drie categorieën worden ingedeeld: slijtvaste, corrosiebestendige en hittebestendige materialen. Slijtvaste legeringen op basis van kobalt hebben het laagste nikkelgehalte (maximaal 3%), 25% tot 30% Cr, 0,25% tot 3,3% koolstof, alsmede mangaan, silicium, molybdeen, wolfraam, ijzer en natrium. Deze legering wordt gebruikt bij de vervaardiging van beugels. Slijtvaste legeringen op basis van kobalt (met een laag nikkelgehalte) vertonen echter een beperkte weerstand tegen waterige corrosie.15 De corrosie van beugels met het laagste nikkelgehalte (0,5%) kan worden verklaard door de eigenschappen die de slijtvaste legering Co-Cr met een laag nikkelgehalte (3% max.) in een waterig medium vertoont.

Nikkelvrije testmonsters veroorzaakten een aanzienlijk kleinere allergische reactie bij slechts 31% van de patiënten die gevoelig zijn voor nikkel.8 Een mogelijke verklaring hiervoor is dat de allergische reactie op nikkel vaak gepaard gaat met allergieën voor chroom en kobalt, krachtige allergenen die werden aangetroffen in de samenstelling van de twee proefmonsters die in de geciteerde studie werden getest. Men kan dus stellen dat de invloed van nikkel op de ontwikkeling van overgevoeligheidsreacties overschat kan zijn.

In de studie van Pereira et al.13 werden geen histopathologische verschillen gevonden tussen groepen met nikkelvrije en conventionele beugels. Wel werd een toename gevonden van het totale aantal leukocyten in de groep met nikkelbeugels (A3), in vergelijking met de nikkelvrije beugels (A2) en de controlegroepen (A1). Dit is gerelateerd aan type IV immuunrespons.20,21 In deze context kan binding van nikkel aan endogene macromoleculen macrofagen en cytotoxische cellen stimuleren, waarbij de expressie van adhesiemoleculen wordt opgehoogd.22-24 De differentiële kwantificering van leukocyten in het huidige onderzoek laat zien dat het verschil in het totale aantal leukocyten werd veroorzaakt door een toename van het aantal monocyten. Er is gerapporteerd dat blootstelling aan lage doses nikkel het metabolisme van monocyten kan veranderen.25 Bovendien zet nikkel T-lymfocyten aan tot de productie van verschillende cytokines, waaronder interferon IF-γ en interleukine IL-2, IL-5, en IL-10; en het stimuleert de celproliferatie.19 Deze studie evalueerde echter de histopathologische kenmerken bij ratten, waardoor extrapolatie naar mensen moeilijk is.

Een retrospectieve gegevensanalyse van patch tests en orale nikkel challenge bij 380 patiënten (204 vrouwen en 176 mannen) met Recurrent Aphthous Stomatitis (RAS) werd uitgevoerd.14 De symptomen van RAS waren volledig verdwenen bij 28/70 patiënten, gedeeltelijk verbeterd bij 31/70 patiënten en onveranderd gebleven bij 11/70 patiënten toen conventionele nikkel beugels werden vervangen door nikkelvrije beugels. Dit geeft aan dat nikkelvrije brackets bijdroegen aan een verbetering bij ongeveer 85% van de allergische patiënten. De resultaten van deze studie tonen aan dat bij sommige patiënten met een positieve patchtest voor nikkelsulfaat, het voortduren van RAS gerelateerd kan worden aan een overgevoeligheid voor ingeslikte nikkelzouten, onafhankelijk van lokaal contact met nikkel.

Conclusie

De resultaten van de huidige studie wijzen op bewijs ten gunste van het gebruik van nikkelvrije beugels (nikkelgehalte – max. 2%) als een levensvatbaar alternatief voor orthodontische patiënten die allergisch zijn voor nikkel. Verdere in vivo studies, rekening houdend met de immunologische kenmerken van patiënten, zijn echter nodig om de klinische implicaties van de bevindingen van deze studie te bepalen. Bovendien zijn studies met een hoge validiteit nodig om sterke bewijzen te produceren die de resultaten van deze systematische review verder ondersteunen.

1. Assad-LossTF, Neves RML, Mucha JN. Elemental composition and superficial aspect of metallic brackets slot. Rev Dent Press Ortod Ortop Facial. 2008 mei-jun;13(3):85-96.

2. Pazzini CA, Pereira LJ, Marques LS, Generoso R, de Oliveira Jr G Allergie voor nikkel bij orthodontische patiënten: klinische en histopathologische evaluatie. Gen Dent. 2010 Jan-Feb;58(1):58-61.

3. Pazzini CA, Júnior GO, Marques LS, Pereira CV, Pereira LJ. Prevalentie van nikkelallergie en longitudinale evaluatie van parodontale afwijkingen bij patiënten met een orthodontische allergie. Angle Orthod. 2009 Sep;79(5):922-7.

4. Burden DJ, Eedy DJ. Orthodontic headgear related to allergic contact dermatitis: a case report. Br Dent J. 1991 Jun 22;170(12):447-58.

5. Hamula DW, Hamula W, Sernetz F. Pure titanium orthodontic brackets. J Clin Orthod. 1996 Mar;30(3):140-4.

6. Deguchi T, Ito M, Obata A, Koh Y, Yamagishi T, Oshida Y. Trial production of titanium orthodontic brackets fabricated by metal injection molding (MIM) with sintering. J Dent Res. 1996 Jul;75(7):1491-6.

7. Platt JA, Guzman A, Zuccari A, Thornburg DW, Rhodes BF, Oshida Y et al. Corrosiegedrag van 2205 duplex roestvast staal. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1997 Jul;112(1):69-79.

8. Pantuzo MCG, Zenóbio EG, Marigo HA, Zenóbio MAF. Overgevoeligheid voor conventionele en voor nikkelvrije orthodontische brackets. Braz Oral Res. 2007 Oct-Dec;21(4):298-302.

9. Eliades T, Athanasiou EA. In vivo veroudering van orthodontische legeringen: implicaties voor corrosiepotentieel, nikkelafgifte, en biocompatibiliteit. Angle Orthod. 2002 Jun;72(3):222-37.

10. Hildebrand HF, Veron C, Martin P. Nickel, Chromium, Cobalt dental alloys and allergic reactions: an overview. Biomaterials. 1989 Oct;10(8):545-8.

11. Park HY, Shearer TR. In vitro release of nickel and chromium from simulated orthodontic appliances. Am J Orthod. 1983 Aug;84(2):156-9.

12. Tammaro A, De Marco G, Persechino S, Narcisi A, Camplone G. Allergie voor nikkel: eerste resultaten bij patiënten die een orale hyposensibilisatietherapie kregen toegediend. Int J Immunopathol Pharmacol. 2009 Jul-Sep;22(3):837-40.

13. Pereira CV, Kaminagakura E, Bonan PR, Bastos RA, Pereira LJ. Cellular, humoral, and histopathologic analysis in rats implanted with orthodontic nickel brackets. Angle Orthod. 2008 Jan;78(1):114-9.

14. Pacor ML, Di Lorenzo G, Martinelli N, Lombardo G, Di Gregoli A, Mansueto P, et al. Results of double-blind placebo controlled challenge with nickel salts in patients affected by recurrent aphthous stomatitis. Int Arch Allergy Immunol. 2003 Aug;131(4):296-300.

15. Haddad AC, Tortamano A, Souza AL, Oliveira PV. An in vitro comparison of nickel and chromium release from brackets. Braz Oral Res. 2009 Oct-Dec;23(4):399-406.

16. Sfondrini MF, Cacciafesta V, Maffia E, Massironi S, Scribante A, Alberti G, et al. Chroomafgifte uit nieuwe roestvrijstalen, gerecyclede en nikkelvrije orthodontische brackets. Angle Orthod. 2009 Mar;79(2):361-7.

17. Staerkjaer L, Menne T. Nickel allergy and orthodontic treatment. Eur J Orthod. 1990 Aug;12(3):284-9.

18. Bishara SE, Barrett RD, Selim MI. Biodegradatie van orthodontische apparatuur. Deel II. Changes in the blood level of nickel. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1993 Feb;103(2):115-9.

19. Fernandez-Botran R, Sanders VM, Mosmann TR, Vitetta ES. Lymphokine-gemedieerde regulatie van de proliferatieve respons van klonen van T helper 1 en T helper 2 cellen. J Exp Med. 1988 Aug;168(2):543-58.

20. Nielsen NH, Menné T. Nickel sensitization and ear piercing in an unselected Danish population. Glostrup Allergy Study. Contact Dermatitis. 1993 Jul;29(1):16-21.

21. Janson GR, Dainese EA, Consolaro A, Woodside DG, de Freitas MR. Nickel hypersensitivity reaction before, during and after orthodontic therapy. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1998 Jun;113(6):655-60.

22. Wataha JC, Hanks CT, Sun Z. Effect of cell line on in vitro metal ion cytotoxicity. Dent Mater. 1994 May;10(3):156-61.

23. Wataha IC, Sun ZL, Hanks CT, Fang DN. Effect of Ni ions on expression of intercellular adhesion molecule 1 by endothelial cells. J Biomed Mater Res. 1997 Aug;36(2):145-1.

24. Wataha JC, Lockwood PE, Marek M, Ghazi M. Ability of Ni-containing biomedical alloys to activate monocytes and endothelial cells in vitro. J Biomed Mater Res. 1999 Jun 5;45(3):251-7.

25. Wataha JC, Lockwood PE, Schedle A, Noda M, Bouillaguet S. Ag-, Cu-, Hg- en Ni ionen veranderen het metabolisme van menselijke monocyten tijdens langdurige blootstelling aan lage doses. J Oral Rehabil. 2002 Feb;29(2):133-9.