ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF HUMAN TOOTH ENAMEL AFTER EXPOSURE TO CHEMICAL OR PHYSICAL FACTORS WHEN FIXING ELEMENTS OF A MULTIBONDING

Full Text

Актуальность. При использовании мультибондинговой несъемной ортодонтической аппаратуры возможены осложнения связанные главным образом с возникновением кариеса эмали зуба, несмотря на наличие большого выбора средств профилактики стоматологических заболеваний [1, 5, 8].

Алгоритм фиксации элементов мультибондинговой системы включает в себя обработку эмали зуба ортофосфорной кислотой, целью которой является удаление органической составляющей с поверхности конечной эмали для сцепления композитного материала с эмалью. В 1955 году компания Buonocore ввела использование фосфорной кислоты для травленияэмали зуба, а в 1965 году Ньюман впервые попытался прикрепить ортодонтические брекеты к зубам, используя технику кислотного травления и эпоксидную смолу.

В процессе аппликации ортофосфорной кислоты растворяется тонкий слой биоплёнки, которая представляет собой органическое образование содержащее гликопротеины, аминокислоты и другии протеиновые образования. При этом возникает не только деорганизация поверхностной эмали но и ее поверхностная деминерализация, что в дальнейшем приводит к подповерхстной микробной деминерализации.

Решение этой проблемы кроется в устранении причин деорганизации межпризменных пространств эмали и в персонифицированной профилактике кариеса эмали при использовании мультибондинговой несъемной ортодонтической техники [2, 3, 4, 6, 7].

В зарубежной литературе приводится механизм действия высокоинтенсивного лазерного света на твердой ткани зуба, основанный на "микровзрывах" воды, входящей в состав эмали и дентина, при ее нагревании лазерным лучом. Процесс поглощения и нагревания приводит к испарению воды из поверхностной эмали, абляции поверхстной эмали или твердых тканей зуба и удалению кристалов гидроксиапатита из зоны воздействия высокоинтенсивного лазерного света. Для охлаждения тканей используется водно-воздушный аэрозоль. Такое воздействие на эмаль зуба может быть использовано для удаления органических компонентов с ее поверхности [9].

Цель исследования. Понижение электропроводности эмали зуба после удаления с ее поверхности биопленки путем применения высокинтенсивенного лазерного света.

Материал и методы исследования.  Исследование произведено по правилам доказательной медицины и в соответствии с ее принципами. Были использованы основные клинические и дополнительные лабораторные методы исследования.

В ходе комплексного лечения пациентов с зубочелюстными деформациями было выделено 2 клинические группы и проведена обработка поверхности эмалии 37% ортофосфорной кислотой и эрбиевым стоматологическим лазером с длиной волны 2940нм - (мощность 2 Вт, вода 20%, воздух 75%, наконечник: BOOST c насадкой H 6/8, лазерный луч перпендикулярно эмали на расстоянии 5 мм от ее поверхности), перед фиксацией съемного элемента - брекета на ортодонтический клей (А16.07.048).

В серии клинико-анемнестических, клинических и клинико-лабораторных исследований изучен материал, полученный при осмотре 75 пациентов в возрасте от 15-18 лет, которым было применено несъемное аппаратурное лечение с применением мультибондинговой системы на стоматологическом приеме. Клинические методы исследования позволили сформировать клинические две клинические группы пациентов, а также обосновать показания для удаления зубов. В первой группе 15 пациентам эмаль обрабатывали гелем в составе, которого входит 37% ортофосфорная кислота, гелеобразователь и краситель в течении 40 секунд. Во второй группе 15 пациентам маль зубов обрабатывали высокоинтенсивным лазерным светом в течении 60 секунд с помощью стоматологического аппарата Doctor Smile, модель Pluser (эрбиевый) SN215, длина волны 2940нм, которая близка по структуре воде и гидроксиапатита, что объясняет его эффект фото-абляции на эмали, дентине и костной ткани. Электропроводность эмали в первой группе проводили до обработки 37% гелем ортофосфорной кислоты и после нее. Равно как и во второй группе электропроводность эмали проводили до и после обработки эмаливысокоинтенсивным лазерным светом.

С помощью аппарата «ДентЭст» фирмы ЗАО «ГеософтДент», г. Москва проводили электрометрическую диагностику эмали зуба на клиническом приеме. Измерения проводили при постоянном напряжении 4,26 Вольт, а полученные результаты оценивали в микроамперах.

Для оценки системы травления эмали были использованы удаленные по ортодонтическим показаниям постоянные премоляры, которые были разделены на две группы по десять зубов. Выбор зубов исходил из отсутствия дефектов эмали (морфологические дефекты, флюороз, гипоплазия, трещины, вызванные наложением щипцов при удалении зуба). Эмаль зубов в первой группе обрабатывали гелем в составе, которого входит 37% ортофосфорная кислота, гелеобразователь и краситель, нанесение геля на эмаль 40 секунд. Во второй группе эмаль зубов обрабатывали высокоинтенсивным лазерным светом в течении 60 секунд с помощью стоматологического аппарата Doctor Smile, модель Pluser (эрбиевый) SN215, длина волны 2940нм.

В центре коллективного пользования научного оборудования проводили растровую электронную микроскопию и рентгеноспектральный микроанализ 20 удаленных зубов проводили. Поверхность эмали оценивали с помощью низковакуумного растрового электронного микроскопа. Исследование микрорельефа эмали зуба проводили в режиме вторичной электронной эмиссии при ускоряющем напряжении 10-15 кВ и увеличении от 200 до 300 крат. Подготовленный объект (зуб) укрепляли на держателе и помещали в камеру растрового электронного микроскопа. Кроме того, данная модель растрового электронного микроскопа позволяет одновременно проводить количественный рентгеноспектральный микрохимический анализ. Результаты статистически обработаны с использованием стандартных пакетов программ.

Полученные результаты и их обсуждение.  Показатели электропроводности эмали констатировали, что после применения ортофосфорной кислоты ее значения достигали 1,3(0,9; 1,5) мкА от исходных 0,15(0,1;0,2) мкА, (p≤0,05) тогда как после обработки эмали высокоинтенсивным лазерным светом эти значения были 0,3 (0,1;0,4)мкА от исходных 0,15(0,1;0,2) мкА (статистическая разница не достоверна) (рис. 1).

 

Рис. 1. Электрометрическая диагностика эмали после обработки ортофосфорной кислотой и высокоинтенсивным лазерным светом (мкА).

Растровая электронная микроскопия выявила, что после обработки гладкой вестибулярной эмали удаленного зуба 37% ортофосфорной кислотой, поверхность преобретает шероховатость, неровность с обнажением многочисленных микропор, в частности устьев эмалевых каналов (рис. 2а), тогда как после обработки гладкой вестибулярной эмали удаленного зуба высокоинтенсивным лазерным светом, поверхность эмали претерпевает физические изменения в виде перекристализации, что влечет за собой образования шероховатой поверхности в результате микрокавитации и испарения воды удаленной из гидроксиапатитовой матрици во время процедуры абляции. В результате этого физического воздействия устья эмалевых каналов запечатываются органо-минеральным комплексом (рис. 2б).

а) б)

Рис. 2. Микроструктура эмали после обработки:
а) ортофосфорной кислотой, б) лазерным светом.

По результатам ренгеноспектрального микрохимического анализа установленно, что после обработки эмали зуба ортофосфорной кислотой значения органической составляющей по углероду (С), как показателя органического компонента в области устья эмалевого канала составили 46,76 весовых %, по кальцию (Са) 18.61 весовых %, по фосфору (Р) - 10,29 весовых % (таблица), тогда как после обработки эмали зуба с применением высокоинтенсивного лазерного света значения органической составляющей по углероду (С) в области устья эмалевого канала составила 18,76 весовых %, по кальцию (Са) 24,36 весовых %, по фосфору (Р) - 13,55 весовых %, что говорит о минеральной насыщенности межпризменных пространств эмали и снижении возможности ее деминерализации.

Таблица – Ренгено-спектральный микрохимический анализ эмали обработанной ортофосфорной кислотой и высокоинтенсивным лазерным светом

Химические элементы	Обработка ортофосфорной кислотой		Обработка лазерным светом
	Весовой %	Атомный %	Весовой %	Атомный %
Углерод (С)	46,76	63,77	18,76	32,54
Кислород (О)	21,05	21,55	33,21	43,26
Натрий (Na)	0,90	0,64	0,42	0,38
Магний (Mg)	0,14	0,09	0,20	0,17
Фосфор (P)	10,29	5,44	13,55	9,11
Сера (S)	0,14	0,07
Хлор (Cl)	1,17	0,54	0,49	0,29
Калий (K)	0,24	0,10
Кальций (Ca)	18,61	7,60	24,36	12,67
Медь (Cu)	0,26	0,07
Цинк (Zn)	0,43	0,11
Олово (Sn)			9,01	1,58
Итого	100,0		100,0

После воздействия высокоинтенсивного лазерного света происходят ограничение проникновения транссудата через устья эмальевых канальцев, о чем свидетельствует отсутствие таких химических элементов как калий, сера, медь и цинк при ренгенноспектральном микрохимическом анализе в областе устья эмальевого канала в отличие от эмали обработанной ортофосфорной кислотой (таблица, рис.3 - точка сканирования спектр).

Двухлетнее наблюдение пациентов показал отсутствие очагов деминерализации эмали вокруг металлических элементов мультибондинговой системы, в отличии от группы пациентов, которым для фиксации элементов мультибондинговой системы применялась ортофосфорная кислота. В 35% случаях в этой группе обнаружены очаги деминерализации эмали.

Выводы. Проведённые исследования показали, что после обработки эмали кислотой ее поверхность приобретает шероховатость, неровность с обнажением многочисленных микропор, в частности устьев эмалевых каналов, что увеличивает электропроводность эмали, а электрометрические показатели достигают 1,3(0,9; 1,5) мкА от исходных 0,15(0,1;0,2)мкА, тогда как после обработки эмали высокоинтенсивным лазерным светом эти значения были 0,3 (0,1;0,4)мкА от исходных 0,15(0,1;0,2)мкА, благодаря минеральной насыщенности межпризменных пространств эмали, устьев эмалевых каналов запечатывающихся органо-минеральным комплексом, что снижает возможность ее подповерхностной микробной деминерализации.

На основании анализа результатов клинико-лабораторных исследований разработана методика препарирования зуба с достаточной резистентностью эмали с помощью высокоинтенсивного лазерного света, в которой обоснованы параметры лазерного воздействия на эмаль и оптимальная длительность. Параметры соответствуют мощности лазерного света 2 Вт, вода 20%, воздух 75%, наконечник: BOOST c насадкой H 6/8, лазерный луч перпендикулярен эмали на расстоянии 5 мм от ее поверхности с выполнением медленных движений. После этого антисептичекая обработка перед фиксацией элемента мультибондиговой системы на ортодонтический клей не требуется.

About the authors

Yuri A. Ippolitov

Voronezh State Medical University

Author for correspondence.
Email: dsvgma@mail.ru
SPIN-code: 9204-6552

д.м.н., профессор, зав. кафедрой детской стоматологии с ортодонтией ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

Svetlana A. Mikhailova

Voronezh State Medical University

Email: svetamih1367@mail.ru
SPIN-code: 6788-8846

к.м.н., доцент кафедры детской стоматологии с ортодонтией ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

Ivan Yu. Ippolitov

Voronezh State Medical University

Email: ippolitoff87@bk.ru
SPIN-code: 7822-8170

к.м.н., ассистент кафедры ортопедической стоматологии ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

Elena O. Aleshina

Voronezh State Medical University

Email: aeo86@mail.ru
SPIN-code: 5636-3368

к.м.н., доцент кафедры детской стоматологии с ортодонтией ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

Aleksey V. Gylov

Military hospital 416 of the Ministry of Defense of Russia

Email: lv.gulova@yandex.ru

к.м.н., ФГКУ «416ВГ» Минобороны России

Russian Federation

Abbas A. Mahmoudi

Voronezh State Medical University

Email: dr.makhmudi@mail.ru

аспирант кафедры детской стоматологии с ортодонтией ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

Maher A. Solаiman

Voronezh State Medical University

Email: mahersolaiman75@gmail.com

аспирант кафедры детской стоматологии с ортодонтией ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

Viktoria P. Kuralesina

Voronezh State Medical University

Email: dsvgma@mail.ru
SPIN-code: 5049-8811

к.м.н., доцент кафедры детской стоматологии с ортодонтией ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко Минздрава России

Russian Federation, 394036, Russia, Voronezh, st. Studentcheskaya, 10

References

Supplementary files

There are no supplementary files to display.