なぜ歯磨剤にはNaFとMFPの2種類があるのか──1950年、その分かれ道になった実験

①チューブに「モノフルオロリン酸ナトリウム」と書いてある理由

手元の歯磨剤の成分表示を見てください。フッ化ナトリウム（NaF）と書いてあるものと、モノフルオロリン酸ナトリウム（MFP）と書いてあるものがあります。

なぜ2種類あるのか、説明できるでしょうか。

その分かれ道になった実験が、1950年の Journal of Dental Research に載っています。ロチェスター大学の3人が、まだ誰も歯科で使っていなかった化合物を、ハムスターとラットで試した予備研究です。

②「フッ素イオンを出さないフッ素化合物」という発想

1950年の時点で、フッ化物とう蝕の関係は分かってきていました。ただし、それまで試されてきた化合物はすべて、水中である程度解離してフッ化物イオンを出すものでした。

著者らが目をつけたのは、そこです。水溶液中でフッ化物イオンを出さない複合フッ化物なら、どうなるのか。

MFPの性質はこうです。

• 室温の水100gに約25g溶け、pH 7.0〜7.5の溶液になる
• PO₃F²⁻イオンを生じ、これは中性〜弱アルカリ性では常温で安定
• 酸性溶液ではゆっくり加水分解し、オルトリン酸とフッ化物になる
• PO₃F²⁻はフッ化物イオンともリン酸イオンとも違う反応を示し、不溶性の塩をほとんど作らない。カルシウム塩の溶解度は、フッ化カルシウムやリン酸カルシウムの数百倍

つまり、口の中での振る舞いがまったく違う可能性がある。それが、この化合物を試す動機でした。

③ハムスター60匹に、113日

実験設計はシンプルです。

• 生後29〜42日のシリアンハムスター60匹（11腹）を、同腹子が分散するように3群（雄10・雌10ずつ）に分ける
• 全群に同じ高炭水化物のう蝕誘発食を自由摂取させ、金網底のケージで飼育
• 違うのは飲水だけ：群I 蒸留水／群II NaFで40ppm F／群III MFPで40ppm F（塩として303ppm）
• MFP溶液が分解しないよう、原液を6℃で保存し、2日ごとに希釈して新しい給水瓶へ
• 期間は113日

アウトカムは4つ：罹患臼歯数、窩洞数、罹患面積、そして総う蝕スコア（面積×深さ）です。著者らは、歯質破壊の量を最もよく表すのは総う蝕スコアだとしています。

④どちらも、ほぼ同じだけ効いた

結果は明快でした。

• 雄：対照63.4 → NaF 2.2／MFP 1.4
• 雌：対照22.1 → NaF 4.0／MFP 4.0

減少幅を著者らの表現で書くと、こうなります。

• 雌：罹患臼歯数と窩洞数はどちらの化合物でも約30〜50%減、罹患面積は約70%減、総う蝕スコアは約80%減
• 雄：罹患臼歯数は約55%減、窩洞数は約70%減、罹患面積と総う蝕スコアは約95%減

体重も外観も群間で差がなく、この濃度では動物の健康状態に目立った影響はなかったと著者らは書いています。

さらに正直な記述が続きます。試料の純度をより正確なデータで再計算したところ、MFP群の実際のフッ素濃度は39ppmで、うち7ppmは20%含まれていた不純物由来でした。ただし著者らは、その7ppmをNaFとして与えたとしても、観察されたう蝕減少は生じないと補足しています。

⑤そして、毒性が桁違いに低かった

この論文のもう半分は、毒性試験です。

腹腔内投与：ラット105匹を13群に分け、74〜465 mg/kgのMFPを投与。24時間後の死亡数からLD50を求めると220±32 mg/kg。NaFの報告値は24 mg/kgなので、MFPは約8〜9倍毒性が低い。

経口投与：絶食ラット45匹に263〜1,323 mg/kgを胃管で投与し、LD50は570±68 mg/kg。比較のためNaFも98匹で測り、80±5 mg/kg。MFPはNaFの8分の1の毒性でした。

ただし、MFPは分子量が大きいぶんフッ素含量が少ない。歯科的にはこちらが本質的な比較です。

• 腹腔内：MFP 29 mg F/kg 対 NaF 10 mg F/kg
• 経口：MFP 75 mg F/kg 対 NaF 32 mg F/kg

フッ素含量あたりでも、なお2.5〜3倍の差があります。著者らはここから重要な推論をしています——組織液中（腹腔内投与）でも消化管内（経口投与）でも、この複合体はほとんど加水分解されていない、と。もし体内ですぐフッ化物イオンに分かれるなら、毒性はNaFと同じになるはずだからです。

⑥この論文の、本当の結論

著者らが CONCLUSIONS に置いた一文は、じつは「どちらが強いか」ではありません。

②で見たとおり、それまで試されてきたフッ化物はすべて水中でフッ化物イオンを出す化合物でした。「フッ素がう蝕を抑えるのは、フッ化物イオンとして働くからだ」——その前提が、静かに揺らいだことになります。

そして毒性試験の結果は、その裏づけになりました。フッ素含量あたりでもなお2.5〜3倍毒性が低いということは、体内でこの複合体がほとんど分解されていないということです。つまりMFPは、フッ化物イオンに戻ってから効いているのではない可能性がある。

「効く形」は1つではないかもしれない——1950年の予備研究が置いた問いは、そこにあります。

⑦明日の診療で、何を1つ変えるか

患者さんへの説明としては、次のように使えます。

• これはハムスターの飲水実験であり、ヒトが歯磨剤を選ぶ場面にそのまま当てはめられるものではありません。示されたのは「飲水中40ppm Fという高い水準では、両者が同程度に効いた」ことです
• この論文が示したのは「フッ素含量あたりの急性毒性がMFPのほうが低い」という一点。ここから先の製品設計の話は、この論文の外側です
• ヒトでの比較は、その後の臨床試験に委ねられました

「どちらがいいですか」に対しては、「この動物実験の時点では、フッ素として同じ量なら差は見えませんでした。ヒトでの比較はその後の話です」と答えるのが正確です。

⑧ここだけ、冷静に補助線