Effect of fluoride and penicillin on post-eruptive maturation of rat molars

Abstract

The purpose of this work was to compare the phenomenon of post-eruptive maturation in molars of conventional and germfree rats fed non-cariogenic diets. The effects of topical application of fluoride and feeding penicillin on maturation were studied.

The molars of conventional rats (fed a chow diet) treated topically with a 1% NaF solution and the molars of conventional rats fed a chow diet supplemented with 1% penicillin showed a significantly greater degree of maturation than did the molars of littermate rats fed chow and treated with water. On the other hand, the molars of germfree rats treated topically with a 1% NaF solution showed no significant difference in degree of maturation from the molars of similar control rats topically treated with water. These data are consistent with an hypothesis that in a normal environment the mineralization (maturation) process is opposed by a demineralization process. The demineralization process is a result of production of acid by bacteria metabolizing the diet impacted in the sulci of molars. It is proposed that in conventional animals fluoride and penicillin may influence maturation by inhibiting the demineralization process. In the germfree animals the demineralization process is absent because the oral microflora is absent.

Résumé

L'objet de ce travail était de comparer le phénomène de la maturation postéruptive dans les molaires des rats ordinaires et sans germes à qui on a donné à manger un régime «non-cariogène». On a étudié les effets de l'application topique du fluorure et de la nourriture de la penicilline sur la maturation.

Les molaires des rats ordinaires (nourris d'un régime «chow» — aliment mixte pour les animaux préparé d'habitude sous la forme d'une farine ou en boulettes) traités topiquement avec une solution à 1% de NaF et les molaires des rats ordinaires nourris d'un régime «chow» complété avec la penicilline à 1% ont montré un degré de maturation significativement plus grand que les molaires des rats de la même portée nourris de «chow» et traités avec de l'eau. De l'autre côté, les molaires des rats sans germes traités topiquement avec une solution à 1% de NaF n'ont montré aucune différence significative dans le degré de maturation des molaires de rats de contrôle semblables traités topiqument avec l'eau. Ces résultats sont en accord avec l'hypothèse que dans un milieu normal le procédé de minéralisation (maturation) est opposé par un procédé de déminéralisation. Le procédé de déminéralisation est un résultat de la production d'acide par des bactéries qui métabolisent les aliments encastrés dans les «sulci» des molaires. On propose que dans les animaux ordinaires le fluorure et la penicilline peuvent influencer la maturation en empêchant le procédé de déminéralisation. Dans les animaux sans germes le procédé de déminéralisation est absent parce que la microflore orale est absente.

Zusammenfassung

Der Zweck dieser Arbeit war ein Vergleich des nach dem Durchbruch auftretenden Reifungsphänomens der Backenzähne von gewöhnlich und von keimfrei gehaltenen Ratten, die mit einer nicht-cariogenen Diät ernährt wurden.

Es wurden die Auswirkungen von topisch angewendetem Fluorid, verbunden mit Penicillin-Fütterung auf die Reifung untersucht. Die Backenzähne der gewöhnlich gehaltenen Ratten (mit “Chow”-Diät ernährt), die mit einer 1%igen Na-Fluoridlösung topisch behandelt wurden, und solchen deren “Chow”-Diät zu 1% mit Penicillin versetzt wurde, zeigten einen erheblich größeren Reifungsgrad als die Backenzähne von Tieren des gleichen Wurfes, die nur mit der “Chow”-Diät und Wasser ernährt wurden.

Diese Resultate stimmen mit der Hypothese überein, daß in einer normalen Umgebung dem Mineralisationsprozeß (Reifung) ein Demineralisationsprozeß entgegenwirkt. Der Demineralisationsprozeß ist durch eine Säureproduktion von Bakterien bedingt, welche die in die Zahnfurchen eingepreßten Nahrungsbestandteile metabolisieren.

Es wird die Annahme vorgeschlagen, daß Fluoride und Penicillin bei den gewöhnlich gehaltenen Tieren die Reifung durch eine Inhibition des Demineralisationsprozesses beeinflussen. Bei keimfrei gehaltenen Tieren findet dagegen kein Demineralisationsprozeß statt, da die orale Mikroflora fehlt.