APPLICATION OF MINERAL COMPLEXES IN ENDOGENOUS AND EXOGENOUSE METHODS TO IMPROVE PREVENTION REMINERALING FUNCTIONS OF ORAL LIQUID

Full Text

Актуальность. В современной стоматологии профилактика кариеса зубов является важнейшим научным направлением. Возникновение кариозного процесса зависит от структуры и свойств эмали, дентина, состава ротовой жидкости, состояния тканей пародонта, внешних факторов, таких как сопутствующие заболевания, диеты, уровня гигиены [1-5]. Диагностика эмали на ранних стадиях кариозного процесса представляет собой отдельную задачу, для решения которой применяются новые приборы и методики анализа, распознающие заболевание на всех более ранних этапах [4, 6-8]. Развитие деминерализации - это процесс разрушения структурных единиц эмали (в частности нанокристаллов гидроксиапатита кальция и его замещенных форм) в результате механического воздействия или деятельности бактерий [9, 10], с периодическими этапами восстановления твердой ткани [5, 11-13]. Противоположные деминерализации процессы восстановления зубной эмали, в целом называются реминерализацией и осуществляются за счет ротовой жидкости, насыщенной ионами кальция, натрия, фосфатов, хлора и т.д. Не все замещения в кристаллической структуре эмали, как и не все методы профилактики усиливают резистентность зубов к кариозному процессу и способствуют установлению баланса деминерализация - реминерализация. Исследования эффективности профилактики, проводимой экзогенными методами - чистка и аппликации гелями показали действенность данного направления и характера действия [15]. Развитие кариеса - долговременный процесс, и в случае, если в ротовой жидкости будет сниженная концентрация необходимых минеральных и органических источников, деминерализующие факторы будут преобладать. Поэтому развитие эндогенных методик профилактики кариеса - то есть нормализации уровня ионного обмена на ферментативном уровне в ротовой жидкости, должно способствовать установлению процесса реминерализации эмали. Как показывают исследования, проведенные в работе [14], реминерализация эмали не эффективна при высоких концентрациях кальция и фосфатов в биопленках, слюне или искусственных кальцийсодержащих средствах. Высокие уровни кальция и фосфата приводят к быстрому осаждению фосфата кальция в минеральных фазах на поверхности эмали. В дальнейшем данное обстоятельство препятствует нормальной реминерализации. На наш взгляд оптимальная реминерализация зависит от длительного воздействия на поверхность эмали оптимальными концентрациями кальция, фосфатов и фторидов. Эндогенный биологически доступный кальций, фосфат и фторид может изменить кариесогенность в лучшую сторону и будет способствовать активной минерализации деминерализованных твердых тканей эмали. Таким образом, целью нашего исследования является сравнение экзогенных и эндогенных методов насыщения ротовой жидкости минеральными комплексами, для повышения её реминерализующей функции. Материал и методы исследования. В исследовании приняли участие 28 человек (18 девушек и 10 мужчин) в возрасте 18-25 лет, физически здоровые, без вредных привычек, предоставившие для исследования свою ротовую жидкость, а также информированное согласие на участие в исследовании. Регламент забора ротовой жидкости был следующий. Во время проведения исследований и за неделю до их начала пациенты питались в основном пищей растительного происхождения, вели стандартный водный режим, не принимали лекарственные аппарата, не употребляли алкоголь. Утром восьмого дня, после начала наблюдений, пациенты в первый раз собрали ротовую жидкость методом сплёвывания в пробирку без стимуляции. Данная ротовая жидкость являлась контрольным образцом сравнения. Для определения характера эффективности экзогенных методов профилактики нами была выбрана зубная паста с мультиминеральным комплексом «Рокс Активный кальций» ООО Артлайф, включающим глицерофосфат кальция, глицерофосфат натрия, кремний, магний. Пациенты на протяжении одного месяца чистили зубы предложенной зубной пастой. На 31 день исследования, пациенты после гигиены, собирали ротовую жидкость через 5 минут после использования пасты. Также, спустя 30 минут, ротовая жидкость собиралась повторно. В этот же день пациентам проводили клиническое определение степери реминерализации эмали (КОСРЭ-тест). На 37 день пациентам был предложен минеральный комплекс « Рокс Медикал» ООО Артлайф, в составе которого глицерофосфат кальция, магния сульфат, ламинария, витамины В1,В6). В течение месяца группа исследования должна чистить зубы зубной щёткой, смоченной тёплой водой, без пасты, и после приема пищи принимать предложенные жевательные таблетки (Рокс Медикал), по одной таблетке 3 раза в день. Через один месяц, утром 67 дня, до приема пищи методом сплевывания была собрана в пробирки ротовая жидкость, и в этот же день пациентам проводили КОСРЭ-тест. Далее пациентам было предложено в течение 3 месяцев, чистить зубы без пасты, зубной щёткой, смоченной тёплой водой, находиться в обычном режиме питания и вести тот же образ жизни, как и в начале исследования. После истечения 3 месяцев у всех пациентов также утром натощак методом сплевывания в пробирки был произведен забор ротовой жидкости и повторный КОСРЭ-тест. Ротовая жидкость, собранная в пробирки на всех этапах исследования центрифугировалась на скорости 3000 оборотов в минуту, для получения осадка. Надосадочная жидкость удалялась с помощью микропипетки, а осадок высушивали в термостате при температуре 36°С. Исследования особенностей химического состава осадка ротовой жидкости, после указанной пробоподготовки образцов, в нашей работе были проведены методом Инфракрасной спектроскопии (ИК-спектроскопии.). Для сбора ИК-спектров мы использовали спектрометр Vertex-70 (Bruker, Германия) и приставку нарушенного полного внутреннего отражения PLATINUM ATR с алмазной призмой. Спектры были собраны в диапазоне 4000 - 500 см-1. Интегральные площади характерных полос колебания, а также расчет их отношений был произведен с использованием программного обеспечения OPUS (Bruker), включающий в себя широкий спектр функциональных возможностей для различных типов измерений, обработки и оценки данных, полученных методами ИК- спектроскопии. Анализ полученных спектров мы провели на основе данных целого ряда литературных источников, в которых методом ИК-спектроскопии исследовались ротовая жидкость, твердые ткани человеческого зуба, а также фосфаты, имеющие отношение к образованию эмали и дентина [8, 9]. Список активных колебаний в полученных спектрах проведенных исследований, области и частоты, в которых расположены максимумы колебательных полос, а также их принадлежности к группам колебаний приведены в таблице 1. Таблица 1. Активные колебания в ИК-спектрах ротовой жидкости в соответствии с Международными стандартами При кариесе зубов изменяется не только растворимость эмали зубов, но и снижается реминерализующая способность слюны. Т.Л. Рединова, В.К. Леонтьев и Г.Д. Овруцкий (1982) разработали способ оценки устойчивости зубов к кариесу, основанный на оценке растворимости эмали зубов и реминерализующих свойств слюны - клиническое определение скорости реминерализации эмали (КОСРЭ-тест). Оценку устойчивости зубов к кариесу проводят следующим образом. Предварительно заготавливают кислотный буфер с рН 0,49 и 2,0% раствор метиленового синего. Поверхность эмали исследуемого зуба тщательно очищают от налёта, используя при этом перекись водорода, а затем просушивают струёй воздуха. После этого на поверхность эмали зуба стеклянной палочкой наносят каплю солянокислого буфера с рН 0,49. По истечении 60 сек деминерализующий раствор удаляют ватным тампоном. Последующее промывание водой не требуется. На протравленный участок эмали зуба на 60 сек наносят ватный шарик, пропитанный 2,0% водным раствором метиленового синего, затем ватный шарик убирают и приступают к тщательному удалению излишков краски (используют только сухие ватные тампоны). При необходимости, если зубной налёт был плохо снят, поверхность зуба очищают повторно. Спустя сутки проводят повторное прокрашивание протравленного участка эмали зуба, не воздействуя предварительно деминерализующим раствором. Если протравленный участок эмали зуба окрашивается, то эту процедуру повторяют через сутки. Утрата способности протравленного участка эмали зуба прокрашиваться расценивают как полное его восстановление. По тому, на какой день протравленный участок эмали зуба утрачивает способность прокрашиваться, и судят о реминерализующих свойствах слюны, которую выражают в сутках. Высокая реминерализующая способность слюны (от 24 ч до 3 сут), низкая - более 3 сут. Полученные результаты и их обсуждение. Первичный анализ всех данных показал, что все полученные спектры, независимо от способа их регистрации, содержат абсолютно один и тот же набор колебательных мод и незначительно отличаются друг от друга в интенсивностях тех или иных колебаний (рис. 1,2). Рис. 1. ИК-спектры пропускания электромагнитного излучения через исследуемый образец ротовой жидкости. Рис. 2. ИК-спектры пропускания электромагнитного излучения через исследуемый образец ротовой жидкости. Из полученных нами данных (рис. 1,2), следует, что основные колебательные полосы в ИК-спектрах пропускания всех образцов сухих остатков ротовой жидкости, полученных в ходе выполнения этапов исследования, принадлежат следующим группам и комплексам. Первая и наиболее наглядная группа высокоинтенсивных колебаний, расположенная во всех спектрах в области 900 - 1200 см-1 принадлежит модам, появление которых связанно с присутствием в образцах производных фосфора, таких как фосфаты, глицерофосфаты и фосфолипиды. Необходимо отметить, что основываясь на полученных результатах и анализе литературных данных можно утверждать, что обнаруживаемая схожесть спектров крови и слюны в отношении мод с максимумом в области 1050 cm-1 позволяет отнести данные колебания к органическим производным фосфатов, глицерофосфатам и фосфотазы, а именно комплекса C-O-P-O-C. Следующая большая группа колебательных полос, локализованных в области 1240 см-1 - 1700 см-1 может быть соотнесена с вторичными амидами: Amide I (80% C=O stretchvibr. в области 1615 - 1675 см-1), Amid II (60% N-H bendand 40% C-N stretch в области 1520 - 1575 см-1) и Amid III (40% C-N stretch, 30% N-H bend в области 1270-1315 см-1). Моды, расположенные в спектрах в области 1400 - 1430 см -1 принадлежат C=O str (sym) колебаниям COO и CH2/CH3 групп. Группа полос в ИК-спектрах, локализованные в области 2750 - 2950 см-1 соответствует колебаниям C-H связей. Широкая колебательная полоса в области 3250 - 3450 см-1 соотносится с N-H связями протеинов, гормонов, а также может быть связана с присутствием в образцах O-H гидроксильных групп (т.е. воды). Следует отметить, что в ИК-спектрах ротовой жидкости, собранной на 31 день, после месячного приема таблеток на основе глицерофосфата кальция и спектре таблетки на основе глицерофосфата кальция, присутствует еще одна дополнительная группа колебаний, с максимумами в области 730-770 см-1, которая может быть соотнесена с производной фосфатной группы Р2О7 (рис.2). На рисунке 1 вместе с образцами ротовой жидкости также приведены ИК-спектры пропускания зубной пасты с мультиминеральным комплексом на основе глицерофосфата кальция и таблетки на основе минерально-витаминного комплекса и глицерофосфата кальция на рисунке 2. Анализ данных и их сопоставление со спектрами сухих остатков ротовой жидкости показывает, что в ИК-спектрах профилактических средств присутствуют группы колебаний, идентичные тем, что мы наблюдаем в спектрах ротовой жидкости. Это связано с наличием в составе профилактических средств аналогичных органо-минеральных групп и комплексов, то есть применение выбранных профилактических средств должно отразиться на изменении органо-минерального баланса ротовой жидкости и найти свое проявление в ИК-спектрах образцов. Основываясь на высказанных предположениях, а также используя данные ИК-спектроскопии, упомянутые выше изменения органо-минерального баланса могут быть изучены путем расчета и анализа минерал-органического и фосфат-углеродного соотношений между минеральной и органической составляющими в сухом остатке ротовой жидкости. Для расчета первого из них, достаточно взять отношение интегральной площади фосфатных полос в ИК спектре (области спектра 900-1200 см-1 и 730-770 см-1), к интегральной площади полосы колебаний 1615 - 1775 см-1, соотносимой с Amid I. Фосфат-углеродное отношение может быть рассчитано из отношения интенсивности полосы колебаний C=O и CH2/CH3 связей, локализованных в области 1430 - 1400 см-1 к интенсивности фосфатных полос в ИК спектре (900-1200 см-1 и 730-770 см-1) (см. таб. 2). Таблица 2. Результаты расчета изменений минерал-органического и фосфат-углеродного соотношений в ротовой жидкости на различных стадиях исследования. До проведения профилактики Минерал -органическое соотношение Фосфат-углеродное соотношение Контрольный образец 0,922 6,54 Через пять минут после использования зубной пасты с мультиминеральным комплексом комплекс (экзогенная профилактика) 1,53 12,66 30 мин после использования зубной пасты с мультиминеральным комплексом комплекс (экзогенная профилактика) 0,91 6,60 После тридцатидневного приема таблетированного минерального комплекса на основе глицерофасфата кальция (экзогенная профилактика) 1,01 13,25 Спустя 3 месяца после приема последней таблетки 0,967 7,71 Как видно из полученных данных на первом этапе исследования (табл. 2), использование зубной пасты приводит к значительному увеличению минерал-органического соотношения (в среднем практически в 1,7 раза), а также двукратному увеличению фосфат-углеродного соотношения. Это свидетельствует о том, что после гигиены полости рта с применением зубной пасты на основе глицерофосфата кальция в ротовой жидкости значительно увеличивается содержание фосфатов, полученных из экзогенного источника. Однако, как следует из полученных данных, уже через 30 минут величины этих соотношений приходят к уровню, который они имели до применения зубной пасты, что свидетельствует о краткосрочном эффекте такого способа реминерализации эмали. Результаты проведения клинического определения скорости реминерализации эмали: утрата способности протравленного участка эмали зуба прокрашиваться расценивают как полное его восстановление. Протравленный участок эмали зуба восстанавливался в различные сроки: Таблица 3 Результаты КОСРЭ-теста у пациентов после использования зубной пасты и приёма жевательных таблеток Реминерализующая способность слюны в сутках 1 сут 2 сут 3 сут 4 сут 5-6 сут 7-8 сут После использования зубной пасты на 31 день (количество человек, у которых эмаль утратила способность прокрашиваться) 0 0 0 15 13 0 После использования жевательных таблеток на 67 день 10 13 5 0 0 0 Через 3 месяца после приёма последней жевательной таблетки 0 8 12 7 1 0 Из таблицы 3 видно, что после использования зубной пасты в течение одного месяца, протравленный участок эмали зуба терял способность прокрашиваться только на 5-6 день у всех 28 человек, после начала проведения КОСРЭ-теста. После использования жевательных таблеток, уже на 3 сутки наблюдалась утрата способности эмали прокрашиваться у всех пациентов. Через 3 месяца после приёма последней жевательной таблетки реминерализующая способность слюны составляла от 3 до 4 суток у 96% обследованных. Анализируя результаты изменения минерал-органического и фосфат-углеродного соотношений после применения таблеток на основе глицерофосфата кальция можно сделать вывод о том, что на четвертые сутки после трехдневного употребления таблеток отмечалось в среднем 9% увеличение минерал-органического соотношения по сравнению с исходным (контрольным) образцом ротовой жидкости. Что касается фосфат-углеродного соотношения, то после употребления таблеток на основе глицерофосфата кальция оно увеличивается в среднем практически в два раза, за счет повышения в ротовой жидкости фосфатных групп. Через две недели после трехдневного приема таблеток минерал-органическое и фосфат-углеродные соотношения в ротовой жидкости практически вернулись к исходным значениям, но при этом отмечалось в среднем на 4 % увеличение минерал-органического соотношения по сравнению с исходным (контрольным) образцом ротовой жидкости. Что касается фосфат-углеродного соотношения, то после употребления таблеток на основе глицерофосфата кальция оно превышает исходные значения в среднем на 17 %, при констатации наличия следов фосфатных групп . Все вышеописанные факты свидетельствуют о том, что органо-минеральный баланс ротовой жидкости после употребления таблеток минерально-витаминного комплекса с глицерофосфатом кальция сдвигается в сторону увеличения содержания в ней минеральных групп и комплексов. Подводя итоги мы можем говорить о том, что нами обнаружены корреляции между использованием эндогенных и экзогенных методов насыщения минеральными комплексами ротовой жидкости и изменениями в минерал-органическом и фосфат-углеродном соотношениях в сухих остатках ротовой жидкости у участвовавших лиц. Данные изменения позволяют предположить, что экзогенные методы профилактики дают краткосрочный эффект поддержания баланса необходимых для реминерализации в ротовой жидкости, в то время как эндогенные приводят к долговременному присутствию необходимых для условий реминерализации групп и комплексов. Жевательные таблетки с мультиминеральным комплексом дают более выраженный эффект по сравнению с зубной пастой, содержащий мультиминеральный комплекс (р≤0,5). Выводы. Эндогенные методы профилактики создают условия для повышенного и долговременного содержания минеральных групп и комплексов в ротовой жидкости для активации процессов реминерализации эмали, являясь предпосылкой для их концентрации в биопленке на долгосрочной основе. При этом условия активного насыщения ротовой жидкости в оптимальных концентрациях, а также увеличение сроков приема эндоминеральных комплексов с целью увеличения сроков реминерализующей функции ротовой жидкости являются темой наших последующих исследований.

About the authors

Ya A Plotnikova

Voronezh State Medical University

Email: jnochka91@mail.ru

References