Влияние физических факторов на проницаемость твердых тканей зуба

Электропроводимость тканей зуба обусловлена наличием в них жидкости, содержащей ионы различных веществ.

Электропроводимость эмали очень низкая, что связано с высо­кой степенью минерализации и небольшим содержанием воды.

Электропроводимость зависит от напряжения источника тока, типа и величины электродов. Существуют оптимальные условия для проникновения веществ в твердые ткани зуба.

По данным Souren (1965), для кальция оптимальная сила тока 0,5 мА. Имеет значение заряд проникающих частиц. Z. Roydhous (1968 г.) установил, что хорошо проникают отрицательно заря­женные ионы вследствие деполяризации эмали, в норме имеющей отрицательный заряд.

Повышение проницаемости твердых тканей прямо пропорци­онально их электропроводимости. Если электрический ток не по­вреждает структуру эмали, то распределение веществ в ней такое же, как и при обычной диффузии.

Превышение допустимых пределов силы тока, напряжения, вре­мени выполнения процедуры приводит к необратимым изменени­ям в тканях.

Электрофорез способствует более активному проникновению ионов кальция в эмаль, чем аппликация.

Ультразвук увеличивает проницаемость эмали для кальция в 1,5-2 раза.

Растворимость эмали

Из анализа работ, посвященных проблеме растворимости эма­ли, следует, что это очень сложный процесс. Что же помают под «растворимостью»:

Изменение состава эмали или выход некоторого количества ве­щества из эмали в раствор за определенный промежуток времени?

По видимому, все же правильно определять растворимость по степени уменьшения количества кальция и фосфора в тканях, а не по их содержанию в биоптате (Боровский Е.В., Леонтьев В.К.). В.Б. Недосеко и соавт., указывают, что термин «растворимость эмали» с позиции химии неправомерен, однако он прочно вошел в обиход и используется стоматологами. Правильнее говорить о выходе минеральных компонентов.

Данных о естественной растворимости эмали в условиях физи­ологии и при патологии полости рта недостаточно, так как отсут­ствуют методы, позволяющие объективно оценивать эти показа­тели in vivo.

В стоматологии особое значение имеет растворимость эмали в кислотах. Большое внимание уделено изучению различных есте­ственных деминерализующих агентов, присутствующих в полос­ти рта в физиологических условиях и при патологии: молочной, пировиноградной, уксусной кислот, различных аминокислот и т.д. Показано, что растворимость эмали зависит от вида и состава ра­створителя, температуры, строения эмали.

Установлено, что растворимость эмали в аминокислотах зна­чительно ниже, чем в других органических кислотах. Наиболее выраженное деминерализующее действие оказывают аспарагиновая кислота и лизин; из пищевых кислот - лимонная (Conboy A., Сох J., 1971).

Особое значение в проблеме растворимости эмали имеет фтор. Замещение даже одной из 50 групп гидроксила в гидроксиапатите ионом фтора ведет к значительному снижению растворимости. При воздействии же высоких концентраций фтора в кислой среде обра­зуется практически нерастворимый фторид кальция (CaF₂) - стой­кое соединение, которое обеспечивает резистентность эмали к ка­риесу.

Интересные данные получены А.Н. Шадриной (1951 г.), изучав­шей способность эмали поглощать фтор. Она пришла к выводу, что основная его масса поглощается не вследствие химической реакции связывание с кальцием, а за счет явлений адсорбции. Сорбированные зубом вещества, в том числе фтор, оказывают активное биологичес­кое действие на процессы обновления эмали.

На растворимость эмали оказывают влияние и другие факто­ры. Добавка цинка, алюминия, молибдена в раствор приводят к существенному снижению растворимости эмали, что явилось ос­нованием для включения их в рецептуру зубных паст. Натрий и магний почти не влияют на скорость растворения, а наличие кар­боната в растворе способствует ускорению растворения эмали и замедлению реминерализации, за счет частичного связывания кальция или замещения фосфатных групп гидроксиапатита, на­личие сульфатов в растворителе так же увеличивает растворимость эмали.

Важное значение имеют сведения о прижизненной раствори­мости эмали. С целью определения этого показателя применяют различные методы, поэтому получаемые результаты и их трактов­ка в значительной степени зависят от использованного метода. В основе всех методов - воздействие на эмаль кислотными раство­рами.

Определение прижизненной растворимости эмали можно ис­пользовать для оценки ее резистентности с помощью ТЭР-теста, CRT-теста, КОСРЭ-теста (см. приложение).

Прижизненная растворимость эмали у разных людей неодина­кова. Уровень ее растворимости у жителей Крайнего Севера зна­чительно выше, чем в средней полосе Западной Сибири, особенно у лиц, приехавших в этот район и проживших в нем более 10 лет. У коренных жителей (ненцы, ханты, селькупы и др.) растворимость эмали значительно ниже, что свидетельствует об адаптации зуб­ных тканей к экстремальным условиям, таким образом, наслед­ственные факторы также определяют уровень растворимости (Сун-цов В.Г., 1988 г.).

Уровень растворимости эмали индивидуален для каждого че­ловека, каждого зуба и его определенного участка. При изучении прижизненной растворимости были установлены некоторые за­кономерности.

Растворимость эмали зубов верхней челюсти выше, чем ниж­ней; растворимость вестибулярной поверхности эмали зубов ниж­ней челюсти выше, чем оральной у этих же пациентов. Наиболее растворимы 6\6, а самые резистентные 4\4. Во всех зубах наибо­лее растворима пришеечная зона и области фиссур, что связано с их меньшей минерализацией, а менее всего растворима зона, при­мыкающая к жевательной поверхности. Во всех зубах наиболее растворимы контактные, особенно дистальные, поверхности (ско­рость растворения до 35 с).

Эмаль является своего рода буферной системой по отношению к кислотам, действующим на поверхности эмали. Без этого меха­низма любое действие кислотного агента привело бы к неминуе­мому и необратимому разрушению эмали. Контролируя и изменяя состав жидкостей, омывающих эмаль зубов, можно влиять на со­став и свойства эмали, изменяя их в нужном направлении. Это свя­занно с такими свойствами эмали как ее способность участвовать в процессах минерализации, деминерализации, реминерализации. Под реминерализацией подразумевают частичное или полное восстановление минеральных компонентов эмали зуба за счет ро­товой жидкости (естественная среда) или вследствие воздействия на эмаль специальных реминерализующих растворов (искусствен­ная среда).

Изучение процесса реминерализации началось около 80 лет на­зад, а признан он был после того, как доказали существование при кариесе очага деминерализации эмали и возможности поступле­ния в этот очаг ионов кальция, фосфора и других минеральных компонентов.

Реминерализация преследует следующие цели:

• восстановление кристаллической решетки эмали;

• формирование резистентного к действию кислот наружно­ го слоя.

Процесс реминерализации - многофазный.

Первая фаза (доставка реминерализующих средств) - зависит от продолжительности контакта среды с зубом, а также от пред­варительной подготовки эмали (необходимо удаление зубных от­ложений и пелликулы).

Вторая фаза (проникновения ионов в гидратный слой) - зави­сит от заряда иона, ионного радиуса, его активности, химических свойств, концентрации ионов, а также от наличия вакансий в гид-роксиапатите, заряда поверхности и т.д.

Третья фаза (проникновение ионов из гидратного слоя на поверх­ность кристалла) - зависит от параметров гидратной оболочки.

Четвертая фаза реминерализации (проникновение ионов в глу­бину кристаллов) - осуществляется за счет вакансий и изоионных (изоморфных) замещений в кристаллической решетке гидроксиа-патита.

Таким образом, реминерализующие средства должны иметь длительный контакт с эмалью и содержать ионы в концентрации, которая повышает их концентрацию в свободном состоянии в гид-ратном слое (для обеспечения диффузии).

На основании проведенных клинических наблюдений и иссле­дований была предпринята попытка оценить состояние динами­ческого равновесия процессов де- и реминерализации при пато­логических состояниях эмали.

При начальном кариесе интенсивность процессов реминерали­зации снижена, что проявляется в уменьшении содержания Са, Р и F в белом кариозном пятне. Одновременно снижается скорость «растворения» эмали. Таким образом, для кариеса характерно сни­жение уровня обеих фаз физико-химического обмена в эмали с пре­обладанием интенсивности процессов деминерализации.

Для эрозии эмали характерно усиление физико-химического об­мена в ней за счет разнонаправленности двух основных процессов - увеличения интенсивности деминерализации и снижения интен­сивности реминерализации.

Для гипоплазии эмали характерно снижение уровня усиление фи­зико-химического обмена в эмали при сохранении динамическо­го равновесия (отсутствие клинических изменений пятен при ги­поплазии свидетельствует об уравновешивании де- и реминерали­зации).

При флюорозе уровень усиления физико-химического обмена мало отличается от такового в интактных зубах, но наблюдается некоторое преобладание процессов реминерализации и своеобра­зие процесса деминерализации (уровень скорости «растворения» по фосфору и снижение ее по кальцию). Механизм действия реминерализующей терапии связан с усилением обеих фаз физико-хи­мического обмена в эмали с преобладанием процесса реминерализации (в норме реминерализации идет за счет ротовой жидкости рН=7,0-8,0).

Реминерализующие растворы, содержащие соединения кальция, фосфора и других веществ, предложены Z.M. Sisverston и др. (1971). В нашей стране впервые для реминерализации были использова­ны 10% раствор глюконата кальция и 4% раствор фторида натрия. Реминерализующая терапия возможна в ранней стадии кариеса (белое кариозное пятно), в стадии же пигментированного кариоз­ного пятна она не эффективна, что обусловлено, по мнению В.К. Леонтьева, разрушением белковой матрицы.

У детей с неблагоприятным состоянием неспецифической ре-зистентности организма процессы дереминерализации эмали зу­бов изменены в большей степени, чем у детей с благоприятным состоянием резистентности (Рединова Т.Л., 1982 г.). Изучение структуры и свойств эмали привело к возникновению такого по­нятия как кариесрезистентность.

Кариесрезистентность - это такое состояние организма и полости рта, которое обуславливает устойчивость эмали зубов к действию кариесогенных факторов.

Кариесрезистентность целесообразно рассматривать на разных уровнях:

1. молекулярном;

2. тканевом;

3. органном (зуб как орган);

4. системном (зубные ряды и челюсти);

5. организменном.

Молекулярный уровень: химический состав апатита эмали; на­личие вакансий изо- и гетероморфных замещений в кристаллах апатита; соотношение неорганических ингредиентов в молекуле; коэффициент Са/Р; регулярность строения белковой матрицы, ее способность к полимеризации и связыванию ионов кальция и фос­фата и т. д.

Тканевой уровень: наличие или отсутствие дефектов строения эмали, величина и количество структурных нарушений - плотность упаковки кристаллов и призм, расположение ламелл, степень зре­лости.

Органный уровень: количество, величина, форма, глубина фиссур; свойства пелликулы; количество и свойства зубного налета.

Системный уровень: промежутки между зубами, частота зубочелюстных аномалий.

Организменный уровень: уровень здоровья, особенности строе­ния скелета, функции слюнных желез.

В.Б. Недосенко и соавторы (1987г.)проводили клинико-лабораторные исследования с целью изучения резистентности зубов к кариесу. Уровень резистентности определяли с учетом интенсив­ности поражения зубов (КПУ), поражения отдельных групп зубов и их поверхностей.

Выделено 4 группы с различным уровнем резистентности к ка­риесу:

1 группа. Высокий уровень резистентности - это кариесрезистентные лица, не имеющие кариозных зубов. У них рН ротовой жидкости смещается в щелочную сторону, концентрация общего и ионизированного кальция достаточно высока; содержание орга­нического фосфата низкое, скорость секреции слюны высокая, осадок ротовой жидкости имеет низкую деминерализующую ак­тивность, кислотный биоптат имеет большой выход кальция и фосфора.

2 группа. Средний уровень резистентности - это лица, у кото­рых кариозные полости и очаги деминерализации локализуются на молярах, премолярах и иногда на клыках. У них рН ротовой жидкости смещена в щелочную сторону, слюна перенасыщена гидроксиапатитом, осадок ротовой жидкости имеет повышенную де­минерализующую активность; КПУ=9,0 ± 0,8; низкий индекс ги­гиены, высокий уровень кариесогенности зубного налета, скорость секреции ротовой жидкости в 2 раза ниже, чем в первой группе.

3 группа. Низкий уровень резистентности - это лица, у которых наблюдается поражение всех групп зубов, кроме резцов нижней челюсти. Характерны те же показатели, что и для лиц второй груп­пы, но более выражены; КПУ=17,7 ±1,3.

4 группа. Очень низкий уровень резистентности - это лица, у которых наблюдается поражение всех зубов. У этих людей самый высокий индекс гигиены, КПУ = 30 ± 0,9; скорость секреции слю­ны наиболее низкая; скорость реминерализации уменьшена; ро­товая жидкость недонасыщена гидроксиапатитом » на 10% по срав­нению с первой группой; самая высокая кариесогенность зубного налета; осадок ротовой жидкости имеет очень высокую демине­рализующую активность.