Обоснование патогенетической профилактики кариеса зубов.

Теоретическое обоснование профилактики кариеса построено на основании знания этиотропных и патогенетических факторов, имеет точное доказательство на биохимическом уровне, возможности вмешиваться в патологический процесс, приостановить его и даже способствовать его обратному развитию.

Обоснование патогенетического проведения реминерализующей терапии связано со следующими факторами:

1. свойством проницаемости эмали,

2. сохранностью белковой матрицы эмали, создающей условия для связывания ионов кальция и построения ориентированных кристаллов гидроксиапатитов,

3. свойствами и строением гидроксиапатитов эмали (образование вакансий в кристаллической решетке гидроксиапатита за счет потери ионов кальция).

На молекулярном уровне процесс реминерализации можно представить как многофазный (Боровский Е.В., Леонтьев В.К., 1991; Луцкая И.К., 1999; Сунцов В.Г., 1997).

Первая фаза - доставка реминерализующих средств в виде ио­нов, предназначенных для замещения дефектов или насыщения гидро­ксиапатита (рис. 3). Важно, чтобы контакт реминерализующего раствора с эмалью был продолжительным, а также поверхность эмали была подготовлена к действию реминерализующего средства. В эту фазу происходит ионный обмен между массой раствора и гидратной оболочкой, которой покрыт каждый кристалл гидроксиапа­тита. Однако, не все ионы в одинаковой мере способны проникать в гидратный слой кристалла и удерживаться в нем. Этот процесс за­висит от многих факторов: заряда, ионного радиуса, активности, химических свойств, концентрации ионов, состояния поверхности ги­дроксиапатита, его заряда, наличия вакансий. В настоящее время установлено, что одни ионы свободно проникают в гидратный слой, однако не удерживаются в нем (калий, углерод) и вновь легко поки­дают его, не проникая далее в поверхность кристалла. Другие ионы (натрий, кальций, фосфор) не накапливаются в гидратном слое, а проникают к поверхности кристалла гидроксиапатита. Третьи - на­капливаются в гидратном слое, но не попадают на поверхность гидроксиапатита (кремний).

Для усиления эффекта реминерализации необходимо отсутствие назубного налета, обработка поверхности эмали растворами слабых кислот. В таких условиях эта стадия - очень быстрый процесс, про­исходящий за считанные минуты, в основе его лежит процесс диф­фузии.

Вторая фаза процесса реминерализации соответствует обмену между ионами гидратной оболочки и поверхностью кристалла гидро­ксиапатита. Она течет значительно медленнее, чем первая стадия. При этом важное значение имеют несколько факторов: наличие ва­кансий на поверхности кристалла, которые обеспечивают электри­ческий заряд, способствуя тем самым попаданию ионов из гидратной оболочки на поверхность апатита, состав и концентрация ионов.

Третья фаза процесса реминерализации эмали - проникновение ионов с поверхности кристалла в его глубину. Эта фаза может осу­ществляться только за счет вакансий, изоионных и изоморфных за­мещений в кристаллической решетке гидроксиапатита. Эта реакция внутрикристаллического замещения чрезвычайно медленно текущий процесс. Внутрикристаллический обмен возможен для ограниченного числа ионов - кальция, фосфата, фтора, хлора, стронция, бария, магния.

В кристаллах гидроксиапатита с большим количеством вакан­сий резко возрастает способность к поверхностным реакциям. Это легко понять при сравнении формул:

+20 -20 +16

-20

(Са^{+ 2}) 1о ((РО4)₆(ОН)2) и (Ca⁺²)8 ((РО4)₆(ОН)2)

В первом случае количество положительно заряженных ионов равно числу отрицательно заряженных ионов, во втором случае раз­ница количества заряженных ионов будет равна «-4», и кристалл ги­дроксиапатита будет заряжен отрицательно. Для снижения избы­точной поверхностной энергии отрицательно заряженный гидроксиапатит будет сорбировать на своей поверхности нейтрали­зующий избыточный заряд - положительные ионы (магния, ванадия, стронция, гидроксония).

Примером изоионного и изоморфного замещения могут служить следующие реакции:

Са 1о (РО4)₆(ОН)2 + Mg⁺² = Ca 9Mg(PO4)6(OH)2 + Са^{+ 2}

Са 10(РО4)6(ОН)2 + 2F¯ = Ca 10(PО4)6F2 + 2ОН¯

Таким образом, все вышеизложенное позволяет высказать опре­деленные рекомендации о целесообразности и возможности проведе­ния реминерализующей терапии.

1. Реминерализующие средства должны длительное время удерживаться в полости рта и вступать в контакт непосредственно с эмалью зубов.

2. Реминерализующие средства должны содержать минеральные вещества, находящиеся в ионизированном состоянии, в концентра­ции, превышающей концентрацию данных ионов в свободном состоя­нии в гидратном слое, для обеспечения эффективного процесса диф­фузии их на поверхность кристаллов.

3. В состав реминерализующих средств должны входить ионы, способные к проникновению в гидратную оболочку и на поверхность кристаллов, а также к внутрикристаллическому обмену.

4. Эти ионы не должны образовывать такие модификации апа­титов, которые способствуют развитию кариеса зубов или нару­шать нормальный ход физико-химических и обменных процессов в тканях зубов.

В соответствии с вышеизложенным заслуживают внимания данные о влиянии на эмаль некоторых одонтотропных средств, ши­роко применяемых в стоматологии.

Как показали исследования Е.В.Боровского, В.К. Леонтьева (1991, 1996), механизм действия реминерализующей терапии связан с усилением процессов де- и реминерализации с преобладанием послед­них. Поскольку основными компонентами эмали зубов является каль­ций и фосфор, они же составляют основу реминерализующих средств. Для процесса реминерализации большое значение имеет со­отношение ионов кальция и фосфора в растворе. Это соотношение должно быть 2,0 — 1,67, т.к. при меньшем соотношении образуют­ся другие фосфорно-кальциевые соединения не кристаллической структуры.

Особое значение имеет содержание фтора в реминерализующих растворах. Препараты фтора являются одним из основных средств профилактики кариеса зубов. Механизм действия фтора (рис. 3) за­ключается в следующем.

Во-первых, фтор, взаимодействуя с апатитом эмали, замеща­ет гидроксильную или карбонатную группу с образованием менее растворимой формы - гидроксифторапатита: Ca 10(PO4)6OHF. Если замещаются оба иона гидроксила, то образуется фторапатит: Ca 10(PO4)6F2. В большей степени это происходит в наружных сло­ях эмали толщиной 1-5 мкм. Замещение происходит потому, что ионы фтора и гидроксила имеют равные ионные радиусы, одинаковый заряд и степень гидратации. Фтор придает апатитам большую упорядоченность, снижает проницаемость, тем самым растворимость эмали, облегчает процессы реминерализации. Повышенная по сравне­нию с гидроксиапатитом прочность фторапатита объясняется тем, что ионы фтора прочнее фиксируются в кристаллической ре­шетке, чем ионы гидроксила. Известно, что достаточно один ион гидроксила (ОН)¯ заменить на ион фтора (F¯) в одной из 50 молекул и проницаемость эмали уменьшится в 2 раза. А чем проницаемость эмали ниже, тем она устойчивее к действию кислот.

Во-вторых, фтор оказывает угнетающее влияние на рост и об­мен веществ микрофлоры полости рта путем активного действия на фосфоэнолпируваткиназу, в результате чего снижается интен­сивность расщепления углеводов и кислотопродукция. Фториды воз­действуют на колонизацию бактерий на поверхности эмали путем изменения адгезии и предотвращают рост зубной бляшки.

В-третьих, фтор воздействует, наряду с минеральной, и на бел­ковую фазу эмали, что влияет на процесс формирования зубов и их устойчивость к кариесу.

В-четвертых, под воздействием фторидов происходит наряду с усилением процессов реминерализации, замедление процессов демине­рализации. Фтор играет роль катализатора реакции превращений, которые протекают в гидроксиапатите. Это происходит благодаря снижению интенсивности физико-химического обмена в эмали путем уменьшения ее проницаемости с преобладанием фазы реминерализа­ции.

В клинике, при проведении реминерализующей терапии различными средствами необходимо учитывать следующие положе­ния:

1. под воздействием реминерализующей терапии происходит из­менение свойств эмали зубов;

2. в эмали прорезавшихся зубов происходит более интенсивная реминерализации наружного слоя (до 90 мкм);

3. реминерализующие растворы с высоким содержанием мине­ральных веществ не обязательно приводят к максимальному насы щению ионами кальция. Отложение большого количества минераль­ного вещества в подповерхностном слое наблюдали при увеличении времени обработки, но при низкой концентрации реминерализующего раствора. Высокая концентрация минеральных веществ в растворе приводит к быстрой минерализации наружного слоя эмали в сочета­нии со снижением ее проницаемости, что препятствует поступле­нию веществ в более глубокие слои эмали;

4. применение фтора может быть в качестве самостоятельно­го реминерализующего средства или после других минеральных ве­ществ, т.к. он улучшает их фиксацию;

5. растворы с низкой концентрацией фтора (0,05 моль/л) более эффективны, чем растворы с высокой концентрацией (0,5 моль/л), т.к. при низкой концентрации фтора в растворе реминерализация происходит интенсивнее и ионы фтора проникают на большую глу­бину в эмаль.

Деминерализация - потеря твердыми тканями зуба минераль­ных веществ. Деминерализацию эмали можно рассматривать как начальное проявление кариеса. В патогенезе кариеса зубов ведущим звеном является нарушение динамического равновесия процессов ре- и деминерализации.

Деминерализирующее действие на эмаль зуба способны оказы­вать растворы кислот (рис. 3).

Рис. 8. Шлиф эма­ли в области ее деми­нерализации

(меловидного пятна)