Allergic reactions and nickel-free braces: a systematic review

BY admin
|

ORTHODONTICS

Allergic reactions and nickel-free braces: a systematic review

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

Wydział Stomatologii Dziecięcej i Ortodoncji, Wydział Stomatologii, Uniwersytet Federalny Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brazylia
IIWydział Ortodoncji, Szkoła Stomatologii, Uniwersytet Vale do Rio Verde – UNINCOR, Três Corações, MG, Brazylia
IIWydział Fizjologii i Farmakologii, Federal University of Lavras – UFLA, Lavras, MG, Brazil
IVSchool of Dentistry, Federal University of Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, MG, Brazil

Autor korespondencyjny

ABSTRACT

Nickel-free braces have gained popular as a viable alternative for patients who are allergic to nickel. Celem tego przeglądu systematycznego było ustalenie, czy istnieją dowody uzasadniające stosowanie zamków bezniklowych u pacjentów ortodontycznych uczulonych na nikiel. Przeprowadzono elektroniczne wyszukiwanie w 7 bazach danych (MEDLINE, BBO, LILACS, Web of Science, EMBASE, BIREME i Cochrane Library), bez ograniczeń co do roku i języka, z uzupełniającym ręcznym wyszukiwaniem piśmiennictwa w odnalezionych artykułach. W wyniku zastosowania strategii wyszukiwania uzyskano 89 prac. Ekstrakcja danych i ocena jakości każdej pracy były oceniane niezależnie przez dwóch recenzentów, każdy raz. Po selekcji na podstawie kryteriów kwalifikacji do ostatecznej analizy zakwalifikowano 4 prace, w tym 2 kontrolowane badania kliniczne i 2 badania kliniczne. Dokonano również oceny jakości włączonych artykułów. Wydaje się, że aparaty bezniklowe (zawartość Ni – max. 2%) stanowią realną alternatywę dla pacjentów ortodontycznych uczulonych na nikiel. Konieczne są jednak dalsze badania in vivo, uwzględniające charakterystykę immunologiczną pacjentów, w celu określenia implikacji klinicznych wyników tego badania.

Descriptors: Orthodontic Brackets; Hypersensitivity; Nickel; Orthodontics.

Introduction

Austenitic stainless steel used in orthodontic braces contains 18% chrome, 0.15% carbon and 8% nickel.1 The literature demonstrates that nickel is potentially allergenic and capable of causing a late-phase, type IV hypersensitivity reaction. Reakcja taka będzie charakteryzowała się takimi objawami jak przerost dziąseł, kątowe zapalenie warg sromowych i łuszczenie warg w jamie ustnej.2-4 Ponieważ druty i zamki ortodontyczne pozostają w pobliżu błony śluzowej jamy ustnej przez długi czas, muszą być odporne na korozję i uwalnianie jonów oraz nie powinny wywoływać reakcji alergicznych. Zastosowany materiał powinien być dobrze tolerowany przez tkanki jamy ustnej w środowisku jamy ustnej.5

Istnieje szereg niealergicznych aparatów ortodontycznych dla pacjentów uczulonych na nikiel, takich jak aparaty tytanowe, które są bardziej odporne na korozję i nie uwalniają niklu do jamy ustnej.5,6 Stal nierdzewna duplex 22 zero 5 (2205) zawiera znacznie mniej niklu i mogłaby również zostać wykorzystana do opracowania aparatów ortodontycznych o mniejszym potencjale alergizującym.7 Inne opcje obejmują aparaty ceramiczne lub plastikowe, a także aparaty o niskim stężeniu niklu, znane jako aparaty bezniklowe.1,8

W literaturze istnieją jednak doniesienia, że reakcje alergiczne na nikiel są często powiązane z reakcjami na inne metale, takie jak chrom i kobalt.9-11 Trudno jest zatem ocenić indywidualny udział każdego składnika przy rozważaniu reakcji alergicznej u pacjentów. Dlatego też badania z zastosowaniem bezniklowych aparatów ortodontycznych mogą dostarczyć ważnych informacji poprzez ustalenie, czy nikiel jest rzeczywiście czynnikiem odpowiedzialnym za wywoływanie reakcji o charakterze zapalnym i/lub alergicznym. Co więcej, takie badania pozwoliłyby ustalić, czy aparaty bezniklowe rzeczywiście stanowią realną alternatywę dla pacjentów uczulonych na nikiel.

Różne wyniki zostały uzyskane dzięki znacznej różnorodności podejść diagnostycznych, projektów badań, wielkości prób i podejść badawczych. Dlatego celem tego przeglądu systematycznego było ustalenie, czy istnieją dowody uzasadniające stosowanie zamków bezniklowych u pacjentów ortodontycznych uczulonych na nikiel. Ponadto przeprowadzono analizę jakościową poprawności metodologicznej badań wykorzystanych w tym przeglądzie.

Materiały i metody

Strategie badawcze

Aby opracować to badanie, przeszukano odpowiednie piśmiennictwo w elektronicznych bazach danych:

  • Latin American and Caribbean Center on Health Sciences Information – BIREME (www.bireme.br): baza Lilacs (literatura z zakresu nauk o zdrowiu publikowana w Ameryce Łacińskiej i na Karaibach od 1982 r.) oraz Medline (International Literature, Medical and Biomedical areas, compiled since 1965);
  • Web of Science (www.thomsonisi.com): baza danych z zakresu nauk ścisłych, społecznych, artystycznych i humanistycznych;
  • Cochrane Library (http://cochrane.bvsalud.org): dostęp do baz danych m.in. przeglądów systematycznych Cochrane rejestru badań kontrolowanych Cochrane Collaboration, oceny technologii medycznych;
  • BBO (Brazilian Bibliography of Dentistry).

Wykonano również ręczne przeszukiwania list referencyjnych artykułów znalezionych w, oraz odzyskanych z baz danych zidentyfikowanych powyżej. Przeprowadzono screening kwalifikujących się badań, ocenę jakości metodologicznej badań oraz ekstrakcję danych. W ocenie jakości wybranych prac kierowano się następującymi kryteriami:

  1. projekt badania (randomizowane badania kliniczne – RCT; badania prospektywne – P; kontrolowane badania kliniczne – CCT; badania podłużne – L: 3 punkty; badania kliniczne – CT: 1 punkt).
  2. odpowiednia wielkość próby: 1 punkt.
  3. odpowiedni opis doboru: 1 pkt.
  4. walidne metody pomiaru: 1 pkt.
  5. wykorzystanie analizy błędu metody: 1 pkt.
  6. zaślepienie w pomiarach: 1 punkt.
  7. odpowiednie metody statystyczne: 1 punkt.
  8. czynniki złożone uwzględnione w analizie: 1 punkt.

Rozmiary próby uznano za odpowiednie, gdy przedstawiono je z obliczeniem próby. Metody pomiaru uznawano za prawidłowe, jeśli przedstawiono test błędu pomiaru. Badania ocenione od 0 do 5 punktów uznano za niską jakość metodologiczną; te ocenione od 6 do 8 punktów za średnią jakość; i te ocenione od 9 do 10 punktów za wysoką jakość.

Eksploracja danych i wynik jakości każdej pracy zostały ocenione niezależnie przez dwóch recenzentów, raz każdy. Recenzenci wybierali prace poprzez czytanie tytułów i streszczeń. Pełne artykuły zostały uzyskane, jeśli nie było wystarczających danych w tytule i streszczeniu, aby wesprzeć jasną decyzję. W tej fazie zgodność między recenzentami była bardzo wysoka.

Wyszukiwanie nie było ograniczone rokiem, więc wyniki obejmują wszystkie artykuły, które pojawiły się w każdej z baz danych, od momentu powstania baz do sierpnia 2010 roku. W wyszukiwaniu użyto następujących słów kluczowych: „nickel-free”, associated to „orthodontics”, „orthodontic brackets”, „nickel allergy and orthodontics”, „allergy”, „orthodontic appliances” and „hypersensitivity reaction”.

Kryteria wyboru

Wszystkie randomizowane badania kontrolowane porównujące aparaty bezniklowe z aparatami bezniklowymi były brane pod uwagę. Wynikiem był brak reakcji alergicznych. Uwzględniono również badania in vivo. Do przeglądu nie brano pod uwagę opisów przypadków i artykułów przeglądowych, streszczeń i badań in vitro.

Zbieranie i analiza danych

Dane były zbierane z uwzględnieniem następujących elementów: autor, rok publikacji, środki, projekt badania, grupy badawcze, metody/środki i wyniki. Różnice zostały rozwiązane przez dyskusję w celu osiągnięcia konsensusu między dwoma recenzentami.

Wyniki

Strategia wyszukiwania pozwoliła na uzyskanie 89 prac. Po dokonaniu selekcji, na podstawie kryteriów kwalifikacji, do ostatecznej analizy zakwalifikowano 4 prace (tab. 1). Do analizy otrzymano pełne teksty tych prac.

Jakość badań

Jakość badań i spójność metodologiczna były wysokie w jednym badaniu,14 średnie w jednym badaniu15 i niskie w dwóch badaniach8,12 (Tabela 2).

Najpoważniejsze wady dotyczyły CT i CCT z małą liczebnością próby, badań in vitro i nieodpowiedniego opisu procesu selekcji. Problemy dotyczące zmiennych zakłócających, brak analizy błędu metody i brak zaślepienia w pomiarach to inne przykłady niedociągnięć. W jednej pracy nie podano wyboru metody statystycznej.12

Dyskusja

Tylko cztery badania spełniły kryteria włączenia ustalone dla obecnego przeglądu systematycznego. Podkreśla to niedostatek spójnych badań i brak dowodów naukowych pozwalających ortodontom na bezpieczny wybór aparatów bezniklowych. Tylko jedno badanie dostarczyło dowodów o wysokim stopniu wiarygodności.14 Dlatego też porównania z innymi badaniami przeprowadzono w sposób ograniczony ze względu na różnice w projektach badań, metodach analizy, doborze i wielkości próby. Ponadto nie przeprowadzono metaanalizy i heterogeniczności ze względu na niewielką liczbę znalezionych badań o różnej metodologii.

Bezniklowe aparaty ortodontyczne zostały ocenione pod względem składu chemicznego i cech behawioralnych.1,15 Okazało się, że bezniklowe aparaty ortodontyczne ze stali nierdzewnej produkowane przez Morelli (Monobloc) nie zawierają w swoim składzie znaczącej ilości niklu.1 Sugeruje to, że aparaty te mogą stanowić realną alternatywę dla pacjentów z alergią.

Inne badania również wskazują na pozytywne właściwości aparatów bezniklowych w zakresie uwalniania niklu i objawów alergicznych.8,16 Nikiel może wpływać na stan przyzębia u pacjentów z alergią ortodontyczną.2 W badaniu przeprowadzonym przez Pazzini i wsp.,2 historia reakcji alergicznych na nikiel u pacjenta (zgłoszona w wywiadzie) oraz test płatkowy były rozstrzygające dla rozpoznania alergii na nikiel. Na początku leczenia stan kliniczny pacjentki postępował wraz z pojawieniem się hiperplastycznych obszarów dziąseł połączonych z hiperemią i obrzękiem. U pacjentów z nadwrażliwością w wywiadzie często występują te dwa objawy, związane z aparatami zawierającymi nikiel.17,18 Po siedmiu miesiącach leczenia usunięto aparat z powodu nadmiernych obszarów hiperplazji.19 Po usunięciu aparatu konwencjonalnego stan zapalny uległ znacznej poprawie, co świadczy o tym, że nikiel mógł być czynnikiem modyfikującym u pacjentów z alergią. Miesiąc po usunięciu aparatu i późniejszym zmniejszeniu stanu zapalnego podjęto decyzję o założeniu aparatu bezniklowego. Leczenie kontynuowano przez kolejne pięć miesięcy, a obszary hiperplazji pozostały, ale w mniejszym stopniu. Chociaż badanie to jest przypadkiem klinicznym, pokazuje osobiste doświadczenie związane z tym problemem.

Z drugiej strony, aparaty wykonane z odpornego na zużycie stopu Co-Cr o najmniejszej zawartości Ni (0,5%) nie uwalniały mniejszej ilości Ni w porównaniu z konwencjonalnymi aparatami, nie służąc jako alternatywa dla konwencjonalnych aparatów. Stopy na bazie kobaltu jako grupa mogą być ogólnie podzielone na trzy kategorie: materiały odporne na ścieranie, odporne na korozję i żaroodporne. Odporne na zużycie stopy na bazie kobaltu mają najniższą zawartość Ni (max. 3%), 25% do 30% Cr, 0,25% do 3,3% węgla, a także mangan, krzem, molibden, wolfram, żelazo i sód. Stop ten jest stosowany w produkcji wsporników. Jednak odporne na ścieranie stopy na bazie kobaltu (z niską zawartością Ni) wykazują ograniczoną odporność na korozję wodną.15 Korozję zamków z najmniejszą zawartością Ni (0,5%) można wyjaśnić właściwościami wykazywanymi przez odporny na ścieranie stop Co-Cr z niską zawartością niklu (maks. 3%) w środowisku wodnym.

Bezniklowe próbki testowe wywołały znacznie mniejszą reakcję alergiczną tylko u 31% pacjentów wrażliwych na nikiel.8 Jednym z możliwych wyjaśnień tego zjawiska jest fakt, że reakcja alergiczna na nikiel jest często związana z alergią na chrom i kobalt, które są silnymi alergenami występującymi w składzie dwóch próbek badanych w cytowanym badaniu. Zasadne jest zatem twierdzenie, że wpływ niklu w rozwoju reakcji nadwrażliwości może być przeceniany.

W badaniu przeprowadzonym przez Pereira i wsp.13 nie stwierdzono różnic histopatologicznych pomiędzy grupami z aparatami bezniklowymi i konwencjonalnymi. Stwierdzono jednak wzrost całkowitej liczby leukocytów w grupie z zamkami niklowymi (A3), w porównaniu z grupami z zamkami bezniklowymi (A2) i kontrolnymi (A1). Jest to związane z odpowiedzią immunologiczną typu IV.20,21 W tym kontekście nikiel wiążący się z endogennymi makrocząsteczkami może stymulować makrofagi i komórki cytotoksyczne, zwiększając ekspresję cząsteczek adhezyjnych.22-24 Zróżnicowana kwantyfikacja leukocytów w obecnych badaniach wskazuje, że różnica w całkowitej liczbie leukocytów była spowodowana wzrostem liczby monocytów. Wykazano, że ekspozycja na nikiel w niskich dawkach może zmieniać metabolizm monocytów.25 Ponadto nikiel indukuje wytwarzanie przez limfocyty T kilku cytokin, w tym interferonu IF-γ oraz interleukin IL-2, IL-5 i IL-10, a także stymuluje proliferację komórkową.19 Jednakże w badaniu tym oceniano cechy histopatologiczne u szczurów, co utrudnia porównania przy ekstrapolacji na ludzi.

Przeprowadzono retrospektywną analizę danych z testów płatkowych i doustnych testów na obecność niklu u 380 pacjentów (204 kobiet i 176 mężczyzn) dotkniętych nawracającym aftowym zapaleniem jamy ustnej (Recurrent Aphthous Stomatitis, RAS).14 Objawy RAS ustąpiły całkowicie u 28/70 pacjentów, częściowo poprawiły się u 31/70 pacjentów, a u 11/70 pacjentów pozostały niezmienione, gdy konwencjonalne aparaty ortodontyczne z niklem zastąpiono aparatami bezniklowymi. Wskazuje to, że bezniklowe zamki przyczyniły się do poprawy u około 85% uczulonych pacjentów. Wyniki tego badania pokazują, że u niektórych pacjentów z dodatnim testem płatkowym na siarczan niklu, utrzymywanie się RAS może być związane z nadwrażliwością na spożyte sole niklu, niezależnie od miejscowego kontaktu z niklem.

Wnioski

Wyniki niniejszego badania wskazują na dowody przemawiające za stosowaniem aparatów bezniklowych (zawartość Ni – max. 2%) jako realnej alternatywy dla pacjentów ortodontycznych uczulonych na nikiel. Konieczne są jednak dalsze badania in vivo, uwzględniające charakterystykę immunologiczną pacjentów, w celu określenia implikacji klinicznych wyników tego badania. Ponadto potrzebne są badania o wysokiej wiarygodności, aby uzyskać mocne dowody na dalsze poparcie wyników tego przeglądu systematycznego.

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

2. Pazzini CA, Pereira LJ, Marques LS, Generoso R, de Oliveira Jr G Allergy to nickel in orthodontic patients: clinical and histopathologic evaluation. Gen Dent. 2010 Jan-Feb;58(1):58-61.

3. Pazzini CA, Júnior GO, Marques LS, Pereira CV, Pereira LJ. Prevalence of nickel allergy and longitudinal evaluation of periodontal abnormalities in orthodontic allergic patients. 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.

8. Pantuzo MCG, Zenóbio EG, Marigo HA, Zenóbio MAF. Hypersensitivity to conventional and to nickel-free orthodontic brackets. Braz Oral Res. 2007 Oct-Dec;21(4):298-302.

9. Eliades T, Athanasiou EA. In vivo aging of orthodontic alloys: implications for corrosion potential, nickel release, and biocompatibility. 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. Allergy to nickel: first results on patients administered with an oral hyposensitization therapy. Int J Immunopathol Pharmacol. 2009 Jul-Sep;22(3):837-40.

13. Pereira CV, Kaminagakura E, Bonan PR, Bastos RA, Pereira LJ. Analiza komórkowa, humoralna i histopatologiczna u szczurów, którym wszczepiono ortodontyczne zamki niklowe. 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. Chromium release from new stainless steel, recycled and nickel-free orthodontic 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. Biodegradacja aparatów ortodontycznych. Part 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-mediated regulation of the proliferative response of clones of T helper 1 and T helper 2 cells. 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 and Ni ions alter the metabolism of human monocytes during extended low-dose exposures. J Oral Rehabil. 2002 Feb;29(2):133-9.