Florür doğal olarak oluşan bir anyondur ve optimal florür seviyesi dental karyosların önlenmesinde etkilidir1,2,3,4,5. Amerika Birleşik Devletleri'nde (ABD), karyos insidansını azaltmak ve ağız sağlığını geliştirmek amacıyla bir halk sağlığı stratejisi olarak 0.7 ppm düzeyinde toplu su florürlemesi uygulanmaktadır6. Ancak, aşırı miktarda florürün uzun süreli alımı birçok dokiyi olumsuz etkileyebilir. Yüksek florür maruziyeti mine oluşumunu bozar7,8,9, kemik oluşumunu değiştirir10 ve iskelet bütünlüğünü tehlikeye atar11.
Hücresel düzeyde florür maruziyeti; oksidatif stres12, endoplazmik retikulum stresi13, gen ekspresyonunu değiştiren epigenetik modifikasyonlar14 ve ameloblastlarda apoptoz15,16,17,18 dahil olmak üzere çeşitli metabolik bozukluklara yol açar. Küresel olarak, yer altı sularındaki yüksek florür konsantrasyonları (>1.5 ppm) ciddi bir sağlık sorunu teşkil etmektedir. Yakın tarihli bir öngörücü modelleme çalışması, dünya genelinde yaklaşık 180 milyon kişinin aşırı florür maruziyetinden potansiyel olarak etkilendiğini ve en yüksek yükün Asya ve Afrika'da olduğunu tahmin etmiştir1. Florür maruziyeti, içme suyunun yanı sıra gıdalar (örneğin, deniz ürünleri; ~1.9 ppm), içecekler (örneğin, çay; 0.5–6 ppm19) ve diş macunu gibi diş ürünleri20 (1,000–1,500 ppm) aracılığıyla da gerçekleşir.
Bu nedenle, florür maruziyetini, metabolizmasını ve dokulardaki birikimini anlamak, hem terapötik faydalarının hem de potansiyel toksikolojik sonuçlarının değerlendirilmesi için esastır. İdrar, serum, kemik ve dişler dahil olmak üzere biyolojik örneklerde florürün doğru şekilde miktar tayini, bu çalışmanın kritik bir bileşenidir. Ancak, florürün kimyasal davranışı ve kalsiyum açısından zengin matrislere olan güçlü ilgisi nedeniyle ölçüm analitik olarak zorludur. Vücuttaki florürün yaklaşık %99'u kemik ve dişler gibi mineralize dokularda bulunur21. Bu zorlukların üstesinden gelmek için, iyon seçici elektrot (ISE) potansiyometrisi, iyon kromatografisi, kolorimetrik analizler, titrimetrik prosedürler ve nükleer veya aktivasyon tabanlı yöntemler dahil olmak üzere çeşitli analitik teknikler geliştirilmiştir22. Bunlar arasında, heksametildisiloksan (HMDS) kolaylaştırmalı difüzyon tekniğinin florür seçici elektrot ölçümü ile birleştirilmesi; hassasiyeti, tekrarlanabilirliği ve çeşitli örnek türleriyle uyumluluğu nedeniyle biyolojik matrisler için en güvenilir ve yaygın olarak kullanılan yaklaşımlardan biri olarak ortaya çıkmıştır23,24,25,26,27,28,29.
Çok sayıda analitik yöntemin mevcut olmasına rağmen, her yaklaşımın deneysel veya klinik araştırmalardaki kullanımını kısıtlayabilecek sınırlamaları vardır. İyon kromatografisi yüksek hassasiyet ve seçicilik sağlar, ancak özel cihazlar ve kapsamlı numune hazırlama gerektirir30,31. SPADNS (sodyum 2‑(parasülfofenilazo)‑1,8-dihidroksinaftalin-3,6‑disülfonat) yöntemi gibi kolorimetrik analizler basit ve ucuzdur, ancak bulanıklıktan ve endojen kromoforların girişimlerinden etkilenebilirler, bu da karmaşık biyolojik örneklerdeki güvenilirliklerini kısıtlar22,32,33. Titrimetrik yöntemler maliyet açısından etkili ve kolaydır, ancak çoğu biyolojik örnekte eser düzeyde florür tespiti için gereken hassasiyetten yoksundurlar34. Nükleer veya aktivasyon temelli teknikler olağanüstü hassasiyet sunar ancak reaktörlere veya hızlandırıcı tabanlı nötron kaynaklarına erişim gerektirir, bu da onları rutin laboratuvar kullanımı için pratik olmaktan çıkarır35. Buna karşılık, HMDS destekli difüzyonun ardından yapılan ISE ölçümü, hem yumuşak hem de mineralize dokulardan florürün tamamen serbest bırakılmasını sağlarken hassasiyet, maliyet ve erişilebilirlik açısından pratik bir denge sunar. Bu durum, doku miktarının sınırlı olduğu ve fare kesici dişleri gibi mineralize yapıların diş başına yalnızca 3–5 mg kül verdiği küçük hayvanlarla yapılan çalışmalar için özellikle avantajlıdır.
Difüzyon-ISE yönteminin salınan tüm florürü küçük ve tanımlanmış bir hacimde yoğunlaştırabilme yeteneği, son derece küçük örneklerde bile doğru nicel tayine olanak tanır. Bu durum, yöntemi toksikokinetik çalışmalar, doz-yanıt deneyleri ve gelişimsel aşamalar boyunca florür metabolizması araştırmaları için oldukça uygun hale getirir. Küçük kemirgenler, özellikle C57BL/6J fareler, florürün etkilerini incelemek için hayvan modelleri olarak yaygın şekilde kullanılmıştır7,9,12,29,36.
Bu protokolde yazarlar, yüksek florür dozuna (125 ppm) maruz bırakılan farelerden toplanan serum, kemik ve dişlerdeki florür miktarını, tedavi edilmemiş kontrollerle karşılaştırarak belirlemek amacıyla HMDS destekli difüzyon tekniğini ve ardından florür seçici elektrot ölçümünü uygulamaktadırlar. Yazarlar ayrıca, florür metabolizması ve doku birikimindeki yaşa bağlı farklılıkları değerlendirmek için ergen (tedavi başlangıcında 6 haftalık) ve yetişkin (tedavi başlangıcında 18 haftalık) farelerdeki florür birikimini karşılaştırmaktadırlar. Kemirgen kesici dişleri sürekli olarak sürdüğü ve yaklaşık 7 haftalık yaşa kadar sürme ile oklüzal aşınma arasında kararlı bir dengeye ulaştığı için temsilci diş dokusu olarak alt çene kesici dişleri seçilmiştir. Bu sürekli büyüme paterni, mine gelişimi için tutarlı ve erişilebilir bir gradyan sağlayarak fare kesici dişlerini, mine oluşumu ve dental florozis araştırmaları için yaygın olarak kullanılan ve doğrulanmış bir model haline getirmektedir.