Висока біологічна активність мікроелементів призвела до вивчення обміну останніх при різних фізіологічних і патологічних станах, у тому числі при карієсі зубів.
Літературні дані свідчать, що порушення балансу мікроелементів сприяє розвитку експериментального карієсу зубів, у той час як введення в раціон окремих мікроелементів призводить до зниження захворюваності тварин карієсом.
Зернопродукти, вирощені на різних ґрунтах, в умовах різного водопостачання, давали неоднакову ураженість карієсом. Між тим добавка до раціону природних харчових продуктів значно знижувала показники карієсу зубів. Вважають, що мікроелементи впливають безпосередньо на зуби, змінюючи їх структуру і хімічний склад, діють на зубний наліт, гальмуючи або активуючи обмінні реакції, що впливають на властивості та хімічний склад слини і мікрофлору порожнини рота, діють на ферментативні процеси в слині і тканинах зуба. Головне значення мікроелементів - підвищення резистентності твердих тканин зуба до карієсу (Р. Д. Габович, Р. Д. Овруцький, 1969, і ін).
Основним мікроелементом, що впливає на зуби, є фтор. При оптимальній концентрації (1 мл/л) фтору в питній воді в зубах його міститься 300 - 400 мг/кг і відповідно 0,75 - 1% фторапатиту. Саме цим автори пояснюють противокариозноа дію фтору, вважаючи, що фторапатит розчиняється повільніше, тканини зуба стають менш проникні. Іншим дослідникам вдалося встановити, що фтор сприяє задерживанию фосфорно-кальцієвих сполук в організмі і навіть сприяє процесів ремінералізації.
Деякі дослідники показують, що фтор гальмує активність ферментів бактерій, що населяють порожнину рота, зубний наліт, надає противо-ферментативне дію на процеси гліколізу в ротовій рідині та зубному нальоті.
І. Р. Лукомський висловив припущення про можливість використання препаратів фтору для попередження карієсу зубів. Пізніше він сформулював гіпотезу про противокариозном дії фтору, згідно з якою фтор, проникаючи в емаль, що надає стимулюючу дію на трофічну функцію одонтобластів. На підставі цих припущень, а також результатів лікування гіперестезії дентину фтористим натрієм був запропонований клінічний метод профілактики карієсу зубів (місцева флюоризация), досить широко використовувався протягом ряду років.
В даний час виражене противокариозноа дію фтору, що надходить в організм з водою, їжею і іншим шляхом, ні в кого не викликає сумнівів. Великі епідеміологічні дослідження захворюваності зубів у різних біогеохімічних областях, де у питній воді міститься необхідна кількість фтору, підтверджують це положення. Поряд з цим тривалі і різнобічні спостереження за штучним фторуванням води показали, що це досить ефективний спосіб попередження карієсу зубів. В даний час фторування води проводиться більш ніж в 30 країнах світу і фторовану воду отримують більше 130 млн. осіб. Зниження карієсу в різних клімато-географічних зонах варіює в межах 20 - 50%. Ефективні та інші способи застосування фтору - в молоці, таблетках, зубній пасті, полоскання.
Відмінність ефективності фтору в різних регіонах пов'язано, мабуть, з різним вмістом у питній воді і продуктах інших мікроелементів і солей, в тому числі кальцієвих. Так, В. А. Кошовская з співавторами (1976) з метою вивчення взаємозв'язку вмісту солей кальцію, магнію, фтору у питній воді з поширеністю карієсу зубів серед школярів обстежили деякі райони Одеської області 43 населених пункти і 79 вододжерел) і оглянули 11 446 школярів.
Низькі концентрації фтору (від 0,1 до 0,6 мг/л) виявлено у воді 60% вододжерел, оптимальні (0,7-1,0 мг/л)-у 21%, високі (1,5-6,0 мг/л) - у 19% вододжерел. Мінеральний склад підземних вод (78 вододжерел з 79) відрізнявся досить великою постійністю. В тому числі результати аналізів вододжерел показали, що твердість води, обумовлена вмістом солей кальцію і магнію до 7 мг-екв (згідно з ГОСТом), виявлена у 60%, а вище цього показники 40% вододжерел.
У відповідності з цим вміст кальцію до 75 мг/л (гранично допустима норма за міжнародними стандартами) виявлена також у 60% вододжерел, в решті вміст кальцію варіював в межах 94 - 440 мг/л. Вміст магнію нижче гранично допустимої норми за міжнародними стандартами (50 мг/л) визначилося 51% вододжерел.
За даними авторів, поширеність та інтенсивність карієсу зубів серед оглянутих школярів варіювали в межах 36 - 100%, і в значній мірі залежали від вмісту фтору, солей кальцію і магнію у питній воді. Так, найменший показник поширеності карієсу зубів (44 - 60%) при інтенсивності каріозних уражень 0,8 - 1,1 на одного дитини був виявлений в тих населених пунктах, де поряд з оптимальним вмістом фтору у воді (0,7-1,0 мг/л) виявлена підвищена концентрація кальцію (94 - 440 мг/л), магнію (76-144 мг/л) і відносно висока загальна жорсткість (до 34 мг-екв).
У тих населених пунктах, де була оптимальна концентрація фтору в водоисточниках (0,7 - 1,1 мг/л), однак низький вміст у воді солей кальцію (до 36 мг/л), магнію (до 37 мг/л) і відповідно незначна загальна жорсткість води (в середньому 4,8 мг-екв), поширеність карієсу зубів (64 - 78%) була значно вище, ніж в попередній групі дітей, а інтенсивність ураження досягла 2,1-2,3 каріозного ураження на одну дитину в середньому.
У тих населених пунктах, де в водоисточниках був високий вміст фтору (3 - 5 мг/л) і показники жорсткості (8 - 18 мг-екв), поширеність карієсу зубів виявилася найнижчою (36 - 47%), а інтенсивність ураження відповідно всього 0,37-0,8 каріозного зуба на одну дитину в середньому серед школярів, які вживали воду з високим вмістом фтору (2 - 3 мг/л), але мають малу загальну жорсткість (1,1 мг-екв) і відповідно низький вміст кальцію та магнію, поширеність карієсу зубів була значно вищою (52 - 59%) при інтенсивності ураження 0,9 - 1,6 каріозного зуба на одну дитину в середньому.
У тих населених пунктах, де вода містить невелику кількість фтору (0,1.-0,3 мг/л), поширеність карієсу зубів була високою (65 - 100%). Однак чим вище жорсткість води при одному і тому ж вмісті фтору, тим була менше інтенсивність каріозного ураження зубів.
Наведені дані досить чітко ілюструють висновок про взаємозв'язок фтору та інших елементів питної води з поширеністю карієсу зубів.
Про противокариозном дії ряду інших мікроелементів (міді, кобальту, нікелю, титану та ін) є досить багато робіт, однак дані суперечливі. З клінічних досліджень слід зазначити роботу Ц. М. Хороший (1966), яка вводила в раціон дітей (187 осіб) додатково сірчанокислий цинк (0,003 г) протягом 3 міс кожні півроку як мікроелемент, що сприяє зміцненню твердих тканин зуба. Спостереження проводилися протягом трьох років. Результати профілактики ураження зубів оцінювалися на підставі показників розповсюдженості та інтенсивності карієсу (приріст кількості каріозних зубів на одну людину в %). Встановлено, що додаткове введення в організм дітей сірчанокислого цинку сприяло зниженню поширеності карієсу приблизно на 20-25% і значного зменшення числа приросту каріозних зубів на одну дитину в середньому. Автор робить висновок про необхідність додавання цинку в раціон інтернатів з метою зниження карієсу у дітей. Однак це починання не отримало подальшого поширення.
