故事要從1901年說起…………
一位剛畢業的年輕牙醫師名字叫做馬凱(Frederick Mckay)，來到科羅拉多州的科羅拉多噴泉市(Colorado Springs, Colorado)開業。當時馬凱醫生赫然發現當地有很多人的牙齒上都有醜醜怪怪的棕色染色，這種永久性染色現象，有些甚至嚴重到整顆牙看起來像巧克力糖一樣
馬凱醫生到處尋找相關資料，卻都毫無斬獲；也翻遍當時所有的牙科文獻，對於這種牙齒的棕色染色現象，也隻字未提。反而當地居民對這種現象眾說紛紜，有人認為可能是吃太多豬肉引起；有人覺得是喝了品質不好的牛奶造成；還有人認為是水中鈣質成分太高所致。於是馬凱醫生決定開始研究這項病症，而且將這個病症取名為「科羅拉多棕染色」（Colorado Brown Stain）。
超強的合作夥伴
1909年馬凱醫邀請當時頗具知名度的牙科學者Dr. G. V. Black蒞臨科羅拉多州參加牙醫師公會年會，但是由於邀請函中提到大約有百分之九十當地出生的兒童都有「科羅拉多棕染色」的病症，這點到也深深地吸住了Dr. G. V. Black的好奇心，於是他決定前往參加那場大會。
當Dr. G. V. Black抵達科羅拉多噴泉市時，立即被眼前所見景象所震驚，在他後來的文章中描述著：「我當時花了很多時間在街上來回走動，特別注意那些正在玩耍的孩童，甚至以遊戲內容為話題藉機會跟他們交談，以了解這項病症的大略流行狀況。我發現每一個孩童的族群都有這種現象存在，對一個陌生人而言，你不需刻意去發覺它，這種奇特的現象早已強力的吸住你的注意力，這種現象已造成孩童一輩子跟畸形脫不了關係。」於是Dr. G. V. Black答應跟馬凱醫生共同來研究這個神秘的病症。
或許是上天刻意作弄，Dr. G. V. Black這位大師在1915年不幸去逝，然而在短短的六年合作期間，他們兩位已有兩項相當重要的研究發現：
（1釉質斑症（mottled enamel，當時Dr. G. V. Black以此名詞稱之）是小孩牙齒發育上的缺陷。也就是說如果恆牙已鈣化也沒有染色現象出現，那日後就不會有變棕色的危險性了。
（2有「科羅拉多棕染色」的牙齒就是能抵抗齲蝕，然而卻不知原因為何。
找到有力的證明
1923年有些來自愛達荷州歐克雷市（Oakley, Idaho）的居民發現他們小孩的牙齒上有奇怪的棕黃染色，希望請這位專家來看看。於是馬凱醫生翻山越嶺，爬過落磯山脈來到愛達荷州。由小孩的家長口中得知，這種牙齒染色現象是在歐克雷市剛完成公有給水管線後才發生的，而管線的源頭是離市區五哩路的一處溫泉。
馬凱醫生靈光一閃立刻找人到水源取回樣本，立即進行分析。出乎意料的是，分析結果竟找不到什麼可疑物質，但是當地居民卻早已將所有希望寄託在這位專家身上，為了怕面子掛不下，只好叫他們不要用那個水源了，另外找一個新的吧！
馬凱醫生的建議果然奏效，幾年內歐克雷市的孩童，新長出來的恆牙果然沒有斑點了。此時馬凱醫生的推論得到證實，但他仍然想不出來，到底科羅拉多噴泉市與歐克雷市的水質出了什麼問題？
謎底意外現身
有一天馬凱醫生和當時任職於美國衛生部（the United States Public Health Service（PHS））的 Dr. Grover Kempt到阿肯色州的布克塞市（Bauxite, Arkansas）調查牙齒棕染色事件，布克塞市是屬於美國鋁業公司所擁有的一個城市。他們發現一件很有趣的事：這種牙釉質斑點症在布克塞市的孩童相當普遍；但在五哩外的城市卻沒有這種現象。於是馬凱醫生又急著把布克塞市的水質拿來分析，結果又是沒找到什麼線索。
有一天，馬凱醫生在布克塞市的調查報告，無端的被送到位於賓州的美國鋁業公司總部的化學總工程師邱吉爾(H.V. Churchill)的桌上，這位邱吉爾先生主要的工作是為公司所生產的鋁鍋是沒有毒而辯護。邱吉爾先生看了這份報告後，突然靈機一動，心生一計：可以用這份報告來轉移抗議者的注意力，是水有毒而不是鋁鍋有毒。於是他命令手下趕快去取布克塞市的水來化驗分析，由於他們是大公司，設備當然較為先進，於是他們使用光譜分析儀來進行分析。
幾天後，邱吉爾先生的助理告訴他一個驚人的結果：那城市的水質含有很高氟化物！邱吉爾先生不削的說：「有誰聽過水中含有氟化物的？」，還大聲斥責他的助理：「一定是你把水樣本污染了！立刻重取一份回來！」。他的助理連夜趕工，第二天把另一份水的樣本已送到實驗室來了。這次取樣絕對沒有污染，但結果呢？還是含有很高的氟化物耶！
這回可把邱吉爾先生嚇得呆坐在書桌前，這位尚有企業良知的邱吉爾先生終於在1931年元月寫了一篇長達五頁的信給馬凱醫生，除向馬凱醫師說明他的最新發現外，還建議應該測試一下那些罹患班狀齒兒童城市水中的含氟量，並希望能共同研究氟化物濃度與該病症的相關性。
馬凱醫生收到信後，迫不及待地照他的建議做了，幾個月後讓他花了30多年的研究終於水落石出，證明水中高濃度的含氟量會使牙釉質變色。
氟化物研究的經典
牙齒棕染色的神秘面紗被揭開後，很多與水中氟化物的相關研究陸續展開。其中首推當時國家衛生研究院（National Institute of Health, NIH）的牙科衛生部主任丁恩博士(Dr. H. Trendly Dean)。於是他請了NIH的資深化學工程師Dr. Elias Elvove，花了兩年的時間為他設計出一套能更精確測量水中氟化物濃度的儀器。有了這項利器，Dr. Dean和他的工作團隊隨即走遍美國各鄉鎮，以測量並比較飲用水之含氟量。經過五年的努力，於1936年發表一份足以名留青史的學術報告：結論為飲水中含氟量低於1 ppm將不會造成釉質斑症。
Dr. Dean回想起馬凱醫生及Dr. G. V. Black的研究報告，牙釉質有斑點可以抵抗齲蝕，於是他推論：如果刻意把安全濃度的氟化物加進飲水中，應該有抵抗蛀牙的效用，於是開始以實驗來證實他的假說。
1944年密西根州的格蘭瑞比市委會（City Commission of Grand Rapids, Michigan）經過各方的聽證及討論，決議通過於次年開始實施飲水加氟社區計劃。因此，格蘭瑞比市成為全世界第一個實施飲水加氟的城市，實施11年後該地孩童的蛀牙率降低百分之六十，至少有三萬以上孩童受惠。
時至今日，難以數計的研究報告顯示，飲水加氟是最安全、最有效、最合乎經濟效益之預防蛀牙方法，也因為Dr. Dean的畢生努力，將蛀牙這項世界流行的傳染病，正式引入可以預防的疾病之新紀元。然而，在今天的台灣社會，仍有相當多數的民眾及孩童仍飽受蛀牙之苦，究其原因為何？實值得全民深思！
作者/黃耀慧 台北醫學大學講師 中華民國家庭牙醫學會秘書長
作者/陳秀賢 中華民國家庭牙醫學會資訊副主委
作者/姚振華 國防醫學院副教授 中華民國家庭牙醫學會理事長
引用出處: 社團法人中華民國家庭牙醫學會
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