การหาปริมาณ Fluorideใน Dentifrice แบบคิดในใจ

รูปที่เห็นถ้าเราพลิกรอบๆ กล่องยาสีฟัน จะเจอปริมาณฟูลออไรด์ในหน่วย ppm ที่คุ้นเคย ความหมายคือ ยาสีฟันหลอดนี้มีปริมาณ Fluoride ion ที่ความเข้มข้น 1,450 ppm (ปกติในยาสีฟันจะจำกัดปริมาณสูงสุดของ F – ion ที่ไม่เกิน 1,500 ppm)

และยาสีฟันในตลาดส่วนมาก สารออกฤทธิ์ที่ให้ F- ion จะมีอยู่ 2 ตัว

คือ

1.Sodium fluoride (NaF)

2.Sodium MonoFluoroPhosphate (Na2 PO3 F (คุ้นกันในชื่อ MFP fluoride))

(Na มี 1+, P 5+, O 2-, F 1- ดังนั้น Na ติดประจุ +1, PO3 ติดประจุ -1 (มาจาก 5+(-2×3)=5-6 = -1) , F ติด -1

ทำให้เป็น 2 Na ประจุ +2 กับ 1 ((PO3)F ) ประจุ -2 –> redox เป็น Na2 (PO3) F

MFP fluoride
NaF

แต่เราจะพบว่า ส่วนใหญ่ใช้ NaF มากกว่า MFP fluoride

และมีน้อยมาก ที่จะใช้ทั้ง MFP fluoride และ NaF ในหลอดเดียวกัน

Fluocaril จัดหนัก คือให้มาทั้ง 2 ตัว แต่ F-ion รวม ก็ยังจำกัดไม่เกิน 1,500 ppm

ทำไมผู้ผลิตจึงนิยมใช้ NaF > MFP fluoride ?

เหตุผล เพราะ ถ้าเรามาดูสูตรโมเลกุล NaF เทียบกับ MFP fluoride (Na2 PO3 F)

จากตารางธาตุ

มวลอะตอมของ Na = 23, F = 19, P = 31, O = 16, F = 19

จะได้

มวลโมเลกุล NaF = 23 + 19 = 42

มวลโมเลกุล Na2 PO3 F = (23×2) + 31 + (16×3) + 19 = 144

ปริมาณ F- ion ใน NaF = 19/42 = 0.4524 = 45 %

ปริมาณ F-ion ใน Na2 PO3 F = 19/144 = 0.1319 = 13.2%

ในปริมาณน้ำหนักที่เท่ากัน NaF จะ release F-ion > MFP fluoride ประมาณ 3 เท่า

Product ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น Dentifrice, Mouthrinse หรือ Fluoride ในรูปแบบอื่นๆ จึงนิยมใช้ NaF เป็นหลักครับ

ทีนี้ลองเทียบปริมาณในการนำไปใช้

MFP 1% w/w = 10 mg/g จะมี F-ion = (10 x 13.2)/100 = 10/7.6 = 1.32 mg/g = 1.32 x 1000 = 1,320 ppm

NaF 1% w/w = 10 mg/g จะมี F-ion = (10 x 45)/100 = 10/2.2 = 4.55 mg/g = 4.55 x 1000 = 4,550 ppm

สรุปคือ MFP 1% w/w = F-ion 1,320 ppm, NaF 1% w/w = F-ion 4,550 ppm

ลองนำไปใช้ตรวจคำตอบในชีวิตประจำวันของคนทั่วไป

NaF 0.315% w/w = F-ion 0.315 x 4,550 = F-ion 1,433.25 ppm

ถือว่า มีการปัดเศษนิดหน่อย ก็ ok ~ 1,450 ppm เพื่อให้ผู้บริโภคเข้าใจง่าย

ต่อมา ลองนำมาใช้ในชีวิตประจำวันทันตแพทย์กันบ้างครับ

จากบทความใน CDEC

ตัดมาเฉพาะตรงนี้

จากข้อ 1 Mouthrinse 0.05% = F-ion 225 ppm –> สารออกฤทธิ์ 1% =F-ion 4,500 ppm ( มาจาก 225/0.05 = 4,500)

จากข้อ 2 Mouthrinse 0.2% = F-ion 900 ppm –> สารออกฤทธิ์ 1% = F-ion 4,500 ppm ( 900/0.2 = 4,500)

เพราะเรารู้แล้วว่า NaF 1% w/w = F-ion 4,550 ppm

(สังเกตว่า Mouthrinse ต้องคิดเป็น w/v แต่ NaF เป็น w/w ซึ่งจะไม่มีความแตกต่างเมื่อคิดเป็น % หรือ ratio อย่าง ppm ที่ไม่มีหน่วยวัดเป็น prefix ของ g, litre เช่น mg, ml)

Mouthrinse ทั้ง 2 ความเข้มข้นในบทความนี้จึงใช้ NaF เป็น active F- ion release (แม้ท่านอาจารย์จะไม่ได้บอก แต่ละไว้ในฐานที่เข้าใจจาก conc ที่ให้ ว่าเป็น NaF )

อีกตัวอย่าง

เรื่อง แนวทางการใช้ F สำหรับเด็ก 2560

จาก ΝaF 1% w/w และ Conversion ratio ของ F-ion ใน NaF = 2.2 ( F-ion = 45% ของ NaF –> Conversion ratio = 100/45 = 2.2 )

0.05% NaF = 0.5 mg/ml –> ทำให้เป็น F-ion = 0.5/2.2 = 0.23 mg/ml –> (0.23×5) – (0.23×10) = 1.15 – 2.30 เป็นปริมาณ mg F ช่อง 1

0.2% NaF = 2.0 mg/ml –> ทำให้เป็น F-ion = 2.0/2.2 = 0.91 mg/ml –> (0.91×5)-(0.91×10) = 4.55 – 9.10 ปริมาณ mg F ช่องที่ 2

จะเห็นว่า การหารด้วย Conversion ratio ไม่ทำให้หน่วยเปลี่ยน เพราะ Conversion ration ตัวมันเองไม่มีหน่วย เป็นเพียงการหา F-ion ที่ซ่อนอยู่ในสูตรโมเลกุลของ Active gradient (ซึ่งในที่นี้คือ NaF) เท่านั้น

มาดูตารางในหน้าที่ 6 ของบทความ

APF 1.23% = 12.3 mg/ml (กรณี APF จะบอก % ของ F-ion มาเลย เวลาคิดเป็น mg/ml ให้นำ % w/v คูณด้วย 10 ) = 12,300 (1.23 x 10,000) ppm ( 1% w/v = 1/100 = (1/100) x (1,000,000/1,000,000) = 10,000/1,000,000 = 10,000 ppm)

2% NaF = NaF 20 mg/ml มี F- ion = 20/2.2 = 9.09 mg/ml ปริมาณในการเคลือบ 5 ml = 9.09 x 5 = 45.45 mg

สรุปวิธีคิด ปริมาณ F-ion จาก conc ของ NaF ที่ง่ายที่สุด คือ

1. นำ NaF % คูณด้วย 10 จะออกมาเป็น NaF mg/g (w/w), mg/ml (w/v)

2. นำผลที่ได้จากข้อ 1 เป็นตัวตั้ง แล้วหารด้วย 2.2 (ค่า Conversion ratio ของ NaF) ได้ออกมาเป็น F-ion หน่วย mg/g (w/w) หรือ mg/ml (w/v)

3. จากนั้นนำผลลัพธ์ในข้อ 2 มาคูณด้วย 1,000 จะออกมาเป็น F-ion ในหน่วย ppm

ตัวอย่าง เช่น Dentifrice ข้างกล่องระบุ Sodium Fluoride 0.315% w/w

1. นำ 0.315% x 10 = 3.15 mg/g NaF

2. 3.15/2.2 = 1.43 mg/g F-ion

3. 1.43 x 1,000 = 1430 ppm F-ion

4. Sensodyne หลอด 100 g มี NaF 315 mg มี F-ion 143 mg หรือ 1,430 ppm

และถ้าเราต้องการคิดแบบย้อนกลับ คือ พบว่า กล่อง Dentifrice ระบุ ปริมาณ (conc) F-ion เป็น ppm แล้วต้องการทราบ conc ของ Sodium fluoride ก็ทำได้โดย การนำ F-ion ppm มาคูณด้วย 2.2 แล้วหารด้วย 10,000 ก็จะออกมาเป็น % NaF ที่อยู่ในหลอดนั้น

สมมติเดินเข้าไปใน 7-11 แล้วเจอยาสีฟันที่ระบุแบบนี้

Active Fluoride 1,000 ppm

พลิกดูแล้วเป็น NaF

F-ion 1,000 ppm –> NaF = (2.2 x 1000)/ 10,000 = 0.22 %

Kodomo หลอดนี้มี NaF 0.22% ในขนาดหลอด 40 g

–> มี NaF (0.22 x 40) /100 = 0.088 g = 88 mg

อีกตัวอย่าง คือ เมื่อเราเจอ Active F-ion ปริมาณที่ไม่ลงตัว เช่น 1,450 ppm

วิธีคิด % NaF คือ การนำ 1,450 ppm มา + กัน 2 ครั้ง เป็น 1,450+1,450 = 2,900 (เป็นผลจากการคูณด้วย 2)

เก็บ 2,900 ไว้ในใจ แล้วตัด 0 ออก 1 ตัว ( เป็นผลจากการคูณด้วย 0.2) ได้ = 290

นำ 2,900 ที่เก็บไว้ในใจมา + 290 ได้ค่า = 3,190

นำ 3,190 / 10,000 = 0.319 % NaF

(วิธีคิดมาจาก 1,450 x 2.2 = 1,450 x (2 + 0.2) = (1,450 x 2) + (1,450 x 0.2))

Colgate Total หลอดนี้มี NaF 0.319%

นอกจากนั้นเรายังใช้วิธีนี้กับ Fluoride product ตัวอื่นได้

เช่น Silver Diamine Fluoride (SDF)

SDF มีสูตรโมเลกุล Ag (NH3)2 F

Ag 1+, NH3 ประจุ 0 (-3 + (1+1+1)), F 1- –>

Ag(NH3)2 ประจุ +1 กับ F -1 –> Αg (NH3)2 F

SDF atomic mass = Ag 108 + NH3 ((14+1+1+1)x2) + F 19 = 161

ปริมาณ F-ion ใน SDF = 19/161 = 0.118 = 11.8% = Conversion ratio 8.47

(มาจาก 100/11.8 = 8.47)

จากรูป แสดง conc ของ SDF ที่ใช้ในคลินิก = 38% w/v

วิธีคิด F-ion ที่อยู่ใน SDF

1. SDF 38% w/v จะมี conc = 38 x 10 = 380 mg/ml

2. SDF 380 mg/ml มี F-ion = 380/ 8.47 = 44.864 mg/ml (หารด้วย Conversion ratio ของ SDF)

3. F-ion 44.864 mg/ml = 44.864 x 1,000 = 44,864 ppm

นั่นคือ SDF 38% w/v จะมี F-ion 44,864 ppm

ตรวจคำตอบ

สรุป

ค่าพลัง F-ion ของ Mouthrinse อยู่ที่ระดับ 500-1,000 ppm

ค่า F-ion ของ Dentifrice จะมีค่าพลังอยู่ที่ 1,500 ppm

ค่า F-ion ของ Fluoride gel ค่าพลังระดับ 10,000 ppm

และ SDF ค่าพลังสูงที่สุด คือ อยู่ที่ระดับ 50,00 ppm

(ตัวเลขละเอียดตามข้างต้น แต่สรุปเป็นตัวเลขประมาณเพื่อให้จำได้ง่ายๆ ครับ)

Ref:

1. https://sciencenotes.org/use-periodic-table/

2. https://www.cdec.or.th/readonly_page.php?id=148

3. https://www.thaidental.or.th/main/download/upload/upload-20190213213340.pdf

4. https://dentalcouncil.or.th/images/uploads/file/0DZ0ANJWCPIWHGY3.pdf

5. https://www.cdec.or.th/readonly_page.php?id=10

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s