Вы здесь

Методы реминерализации эмали и дентина депульпированных зубов

В механизмах нарушения устойчивости депульпированных зубов к функциональной нагрузке важная роль принадлежит изменениям структуры и свойств твердых тканей, возникающих в результате интенсивного воспалительного процесса в пульпе. В исследованиях последнего времени большое внимание уделяется изучению специфических структурно-морфологических сдвигов в твердых тканях зубов вследствие различных патогенных факторов и сложных патофизиологических процессов (3,5). Достаточно полно изучены процессы деминерализации эмали в процессе развития кариеса зубов и в значительно меньшей степени механизмы структурно-функциональных нарушений органо-минерального комплекса эмали и дентина при воспалении пульпы и после депульпирования (3,4,7,9). В то же время известно, что в 44,6% случаев удаление зубов в молодом возрасте связано с разрушением твердых тканей после депульпирования (7). Это является весьма убедительным основанием необходимости поиска путей и совершенствования методов лечения пульпита, направленных на предупреждение осложнений в твердых тканях, стабилизацию их структуры и сохранение функциональной устойчивости (6).

Настоящее исследование посвящено изучению структурно-функциональных нарушений в эмали и дентине при пульпите и в депульпированных зубах с целью последующей реминерализации твердых тканей депульпированных зубов. Решение поставленной цели осуществлялось путем изучения характера химических связей в структуре минерального и органического компонентов твердых тканей на различных стадиях воспалительной реакции пульпы зубов человека.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследованы бноптаты эмали и дентина 80 удаленных по различным показаниям зубов у лиц в возрасте 20-36 лет. Изучено 80 зубов: 10 интактных (контрольная группа), 10 с острым диффузным пульпитом, 30 с хроническими формами пульпитов и 30 депульпированных в различные сроки. Биоптаты готовили из различных участков и слоев твердых тканей коронковой части адекватно используемым методам исследования и поставленным задачам (1, 8). Для изучения состояния кристаллических структур минерального компонента применяли методы ИК-спектроскопии (в интервале частот 500 - 1300 см-1 и 3300 - 400 см-1), фазового рентгеноструктурного анализа и электронной дифракции кристаллов (8).

Изучение химических превращений в органической матрице дентина при воспалении пульпы проведено методом ИК-спектроскопии в интервале частот 900-2126 см-1, 2400-3200 см-1 и дифференциальным термогравиметрическим анализом (2, 8). Исследования проведены на: ИК-спектрофотометрах ИР-20 и "Спекорд-75" (Германия), рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 с автоматической обработкой данных, дериватографе системы Ф. Паулик и Эрдель (Венгрия), электронном микроскопе AEI 8-02 (Англия) в режиме электронной дифракции.

Проанализировано 206 ИК-спектров, 147 рентгенограмм и 56 дери-ватограмм. Расшифровку результатов проводили по данным специальной литературы, картотеке ASTM (США). Результаты исследования обработаны компьютерными методами по специальным программам на языке "Турбо-Паскаль" (2).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ ИК-спектров эмали и дентина на стадиях острого и хронического воспаления пульпы выявил характерньге нарушения очертаний спектральных кривых. В минеральном компоненте при остром воспалении пульпы наблюдаются расщепления спектров в области аниона Р043 в частоте 1020-1080 см"1 и некоторое выравнивание кривой и снижение относительной интенсивности поглощения на 20%. В области деформационных асимметричных колебаний ортофосфата в частоте 540-615 см-1 заметно снижение поглощения. Одновременно



может наблюдаться увеличение плеча в области полносимметричных колебаний аниона Р()4'3 в частоте 970-990 см1. В интервале валентных колебаний мостиковых групп Р- О- Р наблюдаются незначительные изменения. Рефлексы кривых в частотах 3350-3760 см-1 свидетельствуют о количественном перераспределении адсорбированной воды и гидроксильных анионов. Рост полосы в частоте 3690-3670 см-1 показывает увеличение наличия свободной, слабосвязанной воды. Колебания химической связи Са-0 и катиона Са+2 в частоте 460-510 см 1 связаны с незначительной деформацией.

Изменения кривых ИК-спектров органической матрицы дентина при остром пульпите ограничиваются областью валентных колебаний функциональных групп боковых радикалов, обусловленных появлением элементов диссоциации, увеличением количества и гидроксильных (ОН ), и водородных (Н+) ионов, расположенных в гидратных оболочках белковых молекул, и накоплением количества свободной адсорбированной воды на 16-22%, способной проникать через гидратную оболочку за счет имеющихся в ней вакансий. Это подтверждается данными дерива-тографии по количеству потери адсорбированной воды и появлению небольшого количества легколетучих органических элементов.

Анализ рентгенограмм свидетельствует о постепенном увеличении параметров кристаллической решетки гидроксилапатита, сопровождающихся достоверным снижением коэффициента осевых параметров, т.е. появлением элементов деформационных сдвигов. Это связано с увеличением концентрации анионов (Р04 3 ) и снижением количества катиона (Са+2). Наблюдается асимметричный процесс. Подобные изменения кристаллической решетки снижают устойчивость кристаллов к растворению за счет появления в них вакансий. В то же время наличие вакансий можно использовать как условие репозиции кристаллов.

Удлинение сроков воспаления пульпы способствует интенсификации механизмов растворения и распада кристаллов минерального компонента. На ИК-спектрах происходит снижение интенсивности полос поглощения в области валентных колебаний ортофосфатного (Р04 3 ) аниона. Появление асимметричных плеч в высокочастотную и низкочастотную сторону указывает на снижение энергии химической связи анионного каркаса гидроксилапатита с катионом Са+2 и органической матрицей. На дифрактограммах выражен рост аморфной фазы. Дан-

ные рентгеноструктурного анализа свидетельствуют об увеличении микроискажений в кристаллической решетке и росте примесных дефектов. Наблюдается процесс разрушения как на поверхности зерен, так и по границам блоков, о чем свидетельствует смещение и выраженность рефлексов основных полос Са+2 и Р04"\ Расчет данных рентгенограмм позволил установить, что патологический процесс протекает через образование фаз и различается в эмали и дентине только во времени их возникновения. Установлено, что наряду с появлением мелкодисперсной и аморфизированных фаз на рентгенограммах на фоне растворения кристаллов появляются рефлексы, свидетельствующие о появлении и формировании колоний кристаллов. Следует предположить о явлении спонтанной рекристаллизации, что вполне вероятно, если учесть сохранение матричной органической основы. Данные ИК-спектров органической матрицы дентина при хронических пульпитах указывают на два наиболее выраженных процесса. Существенной деформации подвергаются химические связи воды и кислото-растворенных фракций основного вещества. Об этом свидетельствуют полосы поглощения валентных колебаний связи С=0, СН2, С-О-С, пептидных связей СН - NH, гидроксильных анионов белково-связан-ной воды. Наблюдается увеличение доли - конформацни белковых молекул и снижается функциональная способность органической матрицы возбуждать минерализацию. Данные дериватограмм свидетельствуют об увеличении потери воды (дегидратации) и доли демаскированных органических структур. В то же время данные ИК-спектров подтверждают предположение о значительной устойчивости коллагеновых структур. Сохранены пептидные CH-NH, межцепочные----и

- - Н- и сильные водородные Н ... ОН связи при некотором снижении доли конформации и количества гидроксильных ионов во внутренних структурах. Это обусловливает наряду с деминерализацией элементы синерезиса как адаптивной реакции органических структур. Элементы денативации белка связаны в основном с дроблением белковых молекул основного вещества - гликозоаминогликанов и не затрагивают коллагеновые комплексы дентина. В то же время, как было установлено, потеря свыше 40% химических связей коллагеновых структур с минеральным компонентом приводит к утрате способности нук-леации кристаллов в естественных условиях.

Таким образом, развитие и интенсификация воспалительной реакции в пульпе зубов человека как осложнение кариеса сопровождается деминерализацией эмали и в большей степени дентина с нарастающими явлениями денативации основного вещества органической матрицы. В механизмах деминерализации процесс растворения и распада кристаллов гидроксилапатита протекает ступенчато многофазно. Периодичность объясняется циклическим процессом накопления химически реагентных в отношении минералов эмали и дентина продуктов. Замещение кальция и частично фосфора продуктами диссоциации аминокислотных радикалов изменяет природу апатитов и условия рекристаллизации. Показателем рекристаллизации являются спонтанно образующиеся кристаллы с параметрами элементарной ячейки, близкой к гидроксилапатиту. При этом существенную роль играют не только реагентные свойства кальция, но и резистентность к конфор-мационным сдвигам органической матрицы, ее нуклеарные возможности в условиях патофизиологических сдвигов водо- и кислотораст-воримых фракций.

Полученные результаты свидетельствуют, что в механизмах восстановления гомеостаза твердых тканей ведущая роль должна принадлежать методам, обеспечивающим моделирование естественных условий минерализации с постепенным насыщением структуры комплексом минералов. Этим обеспечивается создание условий для продления жизни депульпированных зубов.