Modern dentures are typically made from acrylic plastic, but at least until the 1980s, porcelain was also very commonly used.

In the 1940s, manufacturers began adding uranium to the porcelain powder used to make dentures. The idea was that the fluorescence of the uranium would help mimic the look of real teeth under a variety of natural and artificial light conditions.  Uranium had the advantage over some of the alternative materials because its fluorescence is unaffected by the high temperatures (800 – 1400 degrees centigrade) used to bake the porcelain. According to NCRP 95, it seems that manufacturers had stopped adding uranium to porcelain dentures by 1986 or so.

Papastefanou et al (1987) measured uranium levels in 22 samples of porcelain powders used in Greece and found that the concentrations ranged from 3.6 Bq/kg (0.1 pC/g) to 5600 Bq/kg (151 pCi/g).  A more limited study in 1977 by Binney and Scherpelz indicated an average uranium concentration of 224 ppm (2,760 Bq/kg or 70 pCi/g). In England , O’Riordan and Hunt estimated that the average concentration in the porcelain powders might be as high as 5,060 Bq/kg (136 pCi/g).  Sairenji et al measured uranium concentrations in Japanese dental powders ranging from 4.56 Bq/kg (0.12 pCi/g) to 1,000 Bq/kg (27 pCi/g).

Note that the naturally occurring potassium-40 in these dentures can contribute significantly to their overall radioactivity.

It is likely that the dose to the oral mucosa as a result of the uranium in dentures is primarily due to the beta particles emitted by the decay products of U-238: Th-234 and Pa-234m. The contribution of the alpha particles to the dose is hard to predict due to the tremendous uncertainties in their attenuation.

One investigation in Great Britain (O’Riordan and Hunt 1974) estimated that a set of porcelain dentures containing 0.1 % uranium might deliver an annual dose to the oral mucosa of 600 rem by the emitted alphas and 2.8 rem by the beta particles. A 1987 study by Papastefanou et al calculated a similar dose: 400 rem per year.  Don Thompson, with the US FDA, calculated a dose of approximately 130 rem per year to the oral mucosa due to the alpha emissions from dentures with a uranium concentration of 0.044 %. NCRP Report No. 95 estimated that the annual beta dose to the basal cells of the mucosa (the most sensitive portion of the oral mucosa) was 0.7 rem.  This dose was due to the betas emitted by potassium-40 as well as the decay products of the uranium. When they factored in the percent of the population that did not have uranium-containing dental prostheses, the NCRP estimated that the average beta dose to the basal cells of the mucosa in the US population was approximately 0.13 rem. To permit a calculation of the effective dose equivalent, the NCRP also employed a weighting factor of 0.0001 for the basal cells of the mucosa.

The pertinent Nuclear Regulatory Commission regulations (2003), found in 10 CFR 40.13a are as follows:

« 40.13 Unimportant quantities of source material.

 (a) Any person is exempt from the regulations in this part and from the requirements for a license set forth in section 62 of the Act to the extent that such person receives, possesses, uses, transfers or delivers source material in any chemical mixture, compound, solution, or alloy in which the source material is by weight less than one-twentieth of 1 percent (0.05 percent) of the mixture, compound, solution or alloy. »

This limit of 0.05 % (500 ppm uranium) equates to approximately 167 pCi/g or 6,170 Bq/kg.

References

Binney, S. and Scherpelz, R. Technique for Rapid Analysis of Uranium in Porcelain Dentures. Health Physics 33: 341-343; 1977

Dietz, C. US Patent Number 301,174;  1942.

NCRP. Radiation Exposure of the U.S. Population from Consumer Products and Miscellaneous Sources. NCRP Report No. 95; 1987.

Papastefanou, C., Vitsentzos, S. and Garefis, P.  Uranium in Dental Porcelain Powders and Dose Induced in Oral Mucosa. Radiation Protection Dosimetry 19(1): 49-53, 1987.

Thompson, D. Recommendations on the Use of Uranium in Porcelain Teeth. in NUREG/CP-0001, Radioactivity in Consumer Products. August 1978.

https://www.orau.org/PTP/collection/consumer%20products/dentures.htm

 

Charles Dietz travaille chez “Dentists’ Supply Company”. 

Dentsply a été fondée par quatre hommes d’affaires new-yorkais en 1899 sous le nom de Dentists’ Supply Company, à peu près au moment où elle a fait sa première acquisition, un fabricant de dents en porcelaine de Pennsylvanie. L’un des quatre fondateurs, George H. Whiteley, est devenu le principal opérateur de la société grâce à son expérience de céramiste. Les contributions de Whiteley à l’entreprise sont inestimables, car il est à l’origine de nombreuses innovations, telles qu’un procédé breveté utilisant des anneaux de platine qui réduisent la casse des dents. D’autres innovations (attribuées à des médecins comme James Williams, engagés par l’entreprise à des fins de recherche) comprenaient des prothèses dentaires mieux adaptées, la taille des dents pour les personnes ayant des formes de visage différentes et des dents colorées en fonction de l’âge.

https://www.freepatentsonline.com/2301174.html 

 

Les dents naturelles présentent une fluorescence blanche lorsqu’elles sont soumises à une lumière ultraviolette. Cependant, de nombreuses recherches ont été menées sur les dents artificielles pendant de nombreuses années pour tenter de reproduire autant que possible les caractéristiques des dents naturelles, mais la caractéristique importante de la fluorescence n’avait pas été atteinte avant la découverte de Charles Dietz selon laquelle l’inclusion de faibles pourcentages d’uranium dans les dents artificielles en porcelaine donnerait à ces dents une fluorescence, conformément au brevet américain n° 2,301,174.

 

Prothèses dentaires. —

Dans les salles de bal et autres lieux similaires, les murs et les éléments décoratifs sont parfois ornés de décors invisibles à l’œil sous une lumière ordinaire. Ils le deviennent sous l’effet d’une lumière ultraviolette. La science a récemment reconnu le fait que les rayons ultraviolets invisibles tuent les bactéries, que ces rayons sont inoffensifs pour les êtres humains et qu’ils sont peu coûteux. Une lampe, appelée “ Sterilamp ”, créée dans le laboratoire Westinghouse de Bloomfield, New Jersey, est apparue récemment. Cette lumière est maintenant installée dans la salle d’opération de nombreux hôpitaux, dont la Mayo Clinic, Rochester, Minnesota, le New York Medical Center, entre autres, et si les résultats étonnants obtenus là-bas se poursuivent, cette lumière sera probablement bientôt utilisée dans les restaurants, les banques, et de façon généralisée pour la lutte contre les bactéries. 

Or les dents naturelles, lorsqu’elles sont soumises aux rayons ultraviolets, présentent une fluorescence qui les rend parfaitement visibles dans une pièce sombre. Il s’agit d’un phénomène inhérent. Les dents artificielles actuelles, par contre, n’ont pas cette propriété de fluorescence, et lorsqu’elles sont soumises aux rayons ultra-violets, ces dents disparaissent pratiquement, c’est-à-dire qu’elles apparaissent noires. Par conséquent, si une personne ayant des dents naturelles et des dents artificielles se trouvait dans une salle de bal, ou dans la salle d’opération d’un hôpital, ou dans toute autre pièce sombre, et que la lumière ultraviolette était alors allumée, les dents naturelles, montrant la fluorescence, apparaîtraient très nettement avec un aspect blanc crayeux, tandis que les dents artificielles seraient noires ou invisibles, de sorte qu’il en résulterait probablement une gêne considérable.

Notre objectif, dans la production de dents artificielles, a toujours été de produire des implants qui ne peuvent pas être détectés. Fabriquées jusqu’à présent à partir de porcelaine et d’autres matériaux similaires, les implants dentaires de la DENTISTS SUPPLY COMPANY ont donné une satisfaction universelle pendant de nombreuses années. Toutefois, en raison de l’utilisation croissante de la lumière ultraviolette, il est souhaitable d’apporter certaines modifications aux dents artificielles.

En outre, j’ai constaté qu’une dent artificielle ayant la propriété de fluorescence sous la lumière ultraviolette a un aspect plus vital à la lumière visible et, par conséquent, simule plus étroitement une dent naturelle vitale.

Les propriétés fluorescentes de certains composés d’uranium sont connues depuis longtemps. C’est un métal qui change de couleur à la lumière : jaune d’or, il devient vert trouble, puis vert sale. La poudre d’uranium a du reste est utilisée depuis plus d’un siècle par les céramistes qui l’incorporent à leur glaçage pour obtenir de belles nuances de rouge, d’orange et de jaune, parfois de vert ou de noir. La recette fait aussi la fortune des souffleurs de verre de Bohème, et celle de Baccarat qui produisent des verre fluorescent que l’on appelle Ouraline. On trouve ces créations sur les nobles table à travers l’Europe pour boire le vin et les liqueurs. 

Il a été proposé, il y a plusieurs années de cela, d’utiliser des composés d’uranium comme matière colorante dans les dents artificielles. Toutefois, à ma connaissance, on ne savait pas encore que les composés d’uranium pouvaient être utilisés dans la fabrication de dents artificielles en quantités suffisamment faibles pour ne pas avoir d’effet colorant perceptible sur les dents, tout en utilisant une quantité d’uranium suffisante pour conférer aux dents le degré de fluorescence désiré. Dans la fabrication des dents artificielles, il est courant d’utiliser des oxydes métalliques à haute fusion comme agent colorant. Étant donné que différentes nuances de couleur sont souhaitées et que la quantité de colorant utilisée varie en fonction de l’opacité des dents, il a été nécessaire de mettre au point un nombre considérable de formules. Ces formules de coloration ont été élaborées avec soin pendant de nombreuses années. J’ai découvert que la teneur en uranium pouvait être contrôlée de manière à ne produire aucun effet perceptible sur la couleur des dents, tout en leur conférant le degré de fluorescence souhaité.

Charles Dietz, DENTISTS SUPPLY COMPANY, numero de brevêt  US41199241A en date du 11/10/1942.