CC BY
56
УДК 616.314-001.4 -084-08 1.М. Ткаченко
АНАЛ1З ВЗА6МОЗВЯЗК1В МОРФОЛОГ1ЧНО1 БУДОВИ I М1КРОЕЛЕМЕНТНОГО СКЛАДУ ЕМАЛ1 ЗУБ1В ПРИ НАДМ1РН1Й I Ф1З1ОЛОГ1ЧН1Й СТЕРТОСТ1
Вищий державний навчальний заклад Укра'ши «УкраТнська медична стоматолопчна академiя»
Емаль 3y6iB закладаеться на ембрюнальному piBhi. У цей же перюд вiдбуваеться первинна i вторинна и мihеpалiзацiя на бiлковому матpиксi. Емаль - це мiцна, гiпеpмiнеpалiзована тканина, не здатна до регенераци. Найтовща вона в мiсцях найсильшшого тертя [1-3] i побудована за принципом мiкpостpуктуpноí iеpаpхil [4].
У напрямку вщ зовшшньо'Г поверхш до дентину концентpацiя мiнеpальних сполук знижуеться, а оpганiчних - пщвищуеться [5-7], що мае пов'язуватися з особливостями морфологи як емал^ так i дентину.
Фiзичнi властивостi емалi залежать не тiльки вiд концентраци в нiй мiнеpальних речовин, а i вiд структурно! оргашзаци в емалi кpисталiв гiдpокси-лапатиту.
На пiдставi принципу системного вивчення, су-купност елементiв системи, пов'язаних мiж собою, як реагують на змши навколишнього сере-довища як едине цте, ми спробували встановити взаемозв'язки мiж моpфологiею емалi та и хiмiч-ним складом, базуючись на отриманих даних, об-роблених статистично. При цьому вивчали мор-фологiю i мiкpоелементний склад, узагальнюючи отpиманi результати з двох дослщних груп.
Характеристики емалi зубiв, що вивчаються, на нашу думку, мають купipуватися, оскiльки вони виникають у рамках сформованих взаемин, взае-мовпливiв i взаемозв'язкiв.
Метою нашого дослiдження стало вивчення взаемозв'язку морфологи та мiкpоелементного складу емалi при фiзiологiчнiй i надмipнiй стерто-стi.
Об'екти i методи дослщження
Ми проводили дослiдження за допомогою растрового електронного мiкpоскопа (SEM) "Mira 3 LMU» («Tescan», Чехiя) з максимальним дозво-лом 1 нм i максимальним збiльшенням 1000000. Елементний склад локально! дтянки визначали за допомогою енергодисперсшного спектрометра «X-max 80mm2» («Oxford Instruments», Велико-бриташя), який був iнтегpований у растровий еле-ктронний мiкpоскоп. Дослiдження проводили на базi 1нституту iм. е.О.Патона, вiддiлення наноме-дтехнологи (м. Кшв). Загальний вигляд пристрою, що застосовувався, показано на рис. 1.
Рис. 1. Загальний вигляд растрового електронного мкро-скопа (SEM) "Mira 3 LMU» («Tescan», Чех1я) з ¡нтегрованим
енергодисперсйним спектрометром «X-max 80mm2» («Oxford Instruments», Великобритан1я)
Дослщженню пщлягали 23 зуби, видалеш за терапевтичними й ортопедичними показаннями: з фiзiологiчною (9 зубiв) i з надмipною стертютю (14 зубiв).
Запропонована нами система дослщження дозволила визначити мiкpостpуктуpу емалi без тра-дицшноТ для зразш^електриш процедури по-криття поверхш тонким шаром провщного матерн алу (С, Au, Pt). Запобiгти заряду поверхш стало можливим завдяки значному зниженню струму зонда та високш чутливостi детектоpiв. Вiдмова вiд запилення поверхш провщним матеpiалом дозволила уникнути можливого спотворення результат дослiджень. Дослiдження елементного складу за допомогою енергодисперсшного спектрометра дозволяе виявити в складi зразка хiмiчнi еле-менти з атомними номерами вщ 4 до 92 i кiлькiсно визначити Тхнш склад.
Видалеш для дослщження зуби промивали в проточнш вод^ очищували вщ зубного нальоту, висушували за допомогою фтьтрувального папе-ру i подpiбнювали за допомогою лещат, пiсля чого вибирали уламки з вщповщноТ частини зуба з поверхш, яка мае необхщний пеpеpiз емалi. З кожного зуба отримували два зразки емалк зразок -горбик i зразок - екватор.
Для аналiзу i поpiвняння структури, складу i характеристик зpазкiв був розроблений алгоритм
Т'х оцшки, однаковий як для зразкiв у дтянц жува-льно'Т поверхнi, так i для зразкiв iз дтянки еква-тора зубiв iз фiзiологiчною стертiстю та зубiв, якi мають надмiрну стертiсть. Методика охоплювала:
1. Вибiр дослщжувано'Т дiлянки i дослщження структури емалевих призм та розмiрiв мiжпризмо-вого простору.
2. Вибiр дослщжувано'Т дiлянки i позначення дь лянок мiкроаналiзу.
3. Елементний аналiз у обраних дiлянках.
4. Вивчення загального вигляду дослщжувано'Т дiлянки з позначенням характерно' товщини ема-лк
При дослiдженнi емалi зубiв на рахунок мiкро-елементного складу за наведеним вище алгоритмом отримали серш цифрових знiмкiв емалi з рiз-ними ступенями збiльшення. Для достовiрностi результатiв ми роздруковували на паперовому носи ктька знiмкiв емалi зуба, що вивчаеться, отриманих iз рiзних позицiй. За масштабною м^-кою за розробленою методикою на кожному зшм-ку пiдраховували кiлькiсть емалевих призм i переводили Т'х кiлькiсть на 100 мкм. По™ обчислюва-ли середне значення емалевих призм на 100 мкм для кожного дослщжуваного сколу емалi та вносили ц данi для аналiзу у зведену таблицю. Кть-кiсть призм на одиницю площi характеризувала щiльнiсть емалi, вiд якоТ, як було зазначено раш-ше, залежать проникнiсть, твердiсть, стiйкiсть тканин на злам, вигин, скол i модуль пружностк
Результати дослщження та обговорення
Дослщжуючи морфологiю емалк виявили зво-ротний тип кореляци кiлькостi призм iз кiлькiстю промiжкiв (при р=0,00039) та прямий тип кореляци з товщиною емалi (при р=0,0055). Кiлькiсть призм (при р=0,005), промiжки мiж ними корелюють iз товщиною емалi. Тобто збiльшення ктькосп призм у емалi буде зумовлювати ТТ товщину, а Т'х зме-ншення буде призводити до збтьшення зазорiв мiж ними. Мiж товщиною емалi та промiжками мiж призмами також спостерiгаеться зворотний зв'я-зок iз довiрчим коефiцiентом (р=0,035).
Пов'язуючи кiлькiсть призм iз ктькютю мiкро-елементiв у рiзних дтянках емалi, можна помiтити зворотний тип кореляци з ктькютю кисню на дтя-нц емаль-горбик (пiдповерхня) з коефiцiентом до-стовiрностi (р=0,007). На цш же дiлянцi позитивна кореля^я з кальцiем i достовiрнiстю (р=0,02).
Достовiрно встановлено вiдмiнностi в кшькосп фосфору в зубах iз фiзiологiчною та надмiрною стертiстю на дтянц емаль-горбик-поверхня, що становила 1,19±0,72 (при р=0,032). Достовiрна рн зниця в кшькосп кальцiю також виявлена на цш дiлянцi - 3,24±2,37 (при р= 0,023).
На дiлянцi емаль-горбик (пщповерхня) досто-вiрна рiзниця виявлена мiж показниками кисню -2,77±1,91 при (р=0, 004) та кальцш - з рiзницею 4,84±2,16 при достовiрностi (р=0,003).
У зон емаль-екватор (поверхня) достовiрну рн зницю мiж показниками зубiв iз фiзiологiчною та надмiрною стертiстю встановлено мiж показника-
ми кисню, яка склала 5,32±2,33 при достовiрностi (р=0,038), натрш з рiзницею 0,164±0,05 при (р=0,00б) та кальцiю з розбiжнiстю 4,78±2,1 при (р=0,04).
На площi емаль-екватор (пщповерхня) досто-вiрна вiдмiннiсть установлена мiж киснем -5,77±1,97 при (р=0,004), кальцiем iз рiзницею 5,32±2,187 при достовiрностi вiдхилень (р=0,027). Прямий тип залежносп встановлено на дшянц емаль-екватор (пiдповерхня) мiж киснем (р=0,042) та натрiем iз коефiцiентом достовiрностi (р=0,0007).
У спiввiдношеннi мiкроелементiв Са/Р та №/Мд до кiлькостi призм установлено прямий зв'язок iз коефiцiентами (р=0,042 та р=0,0095) на дiлянках емаль-горбик (пщповерхня) та емаль-екватор (пщповерхня) вщповщно.
Промiжки мiж призмами, за даними статистич-ноТ обробки, мають зворотний зв'язок iз кiлькiстю магшю при (р=0,035) на дiлянцi емаль-екватор (пщповерхня) та емаль-горбик (пщповерхня) (при р=0,037).
Отже, чим бiльшi промiжки мiж призмами, тим менша кiлькiсть магнш в емалi, що своею чергою буде впливати на стшкють емалi до жувального навантаження. Ця залежнють установлена на дн лянцi, розташованш ближче до дентину, що може бути пов'язане з первинною i вторинною мшералн зацiею. Промiжки мiж призмами також мають зворотний тип кореляци з ктькютю фосфору в дтян-ц емаль-екватор (пщповерхня) (при р=0,02) та емаль-горбик (поверхня) зi значенням (р=0,01). Досить ч^ко i сильно проявляеться зворотний зв'язок мiж кiлькiстю i розмiрами промiжкiв мiж призмами з кiлькiстю i розташуванням вуглецю в дiлянцi емаль-екватор (пщповерхня) зi значенням (р=0,0008).
Зворотна кореля^я простежуеться мiж ктькю-тю i розмiрами промiжкiв зi спiввiдношенням Са/Р (при р=0,038) у дiлянцi емаль-горбик (поверхне-вий шар) та Са/Мд (при р=0,04) на дiлянцi емаль-горбик (пщповерхня).
Товщина емалi мае пряму залежнють вщ кшькосп фосфору при (р=0,047) та зворотну вщ кть-костi кальцiю при (р=0,006) у дiлянцi емаль-горбик (пщповерхня).
Отже, чим бтьша кiлькiсть цих елемен^в у емалi, тим товща емаль. Це пщтверджуеться i прямою залежнютю товщини вiд спiввiдношення Са/Р (при р=0,02) у дiлянцi емаль-горбик (пщповерхня) (при р=0,02) на дшянц емаль-екватор (пiдповерхня).
Оцiнюючи взаемовщношення мiж елементами, встановили вiдповiднi зв'язки до кшькосп основ-них мiкроелементiв, розташованих на дiлянцi емаль-горбик-поверхня.
Юлькють вуглецю мае пряму залежнiсть вщ кь лькостi магнiю, розташованого в дтянц емаль-горбик-пiдповерхня, зi значенням при (р=0,024) та зворотну залежнють вщ кiлькостi кальцiю i хлору, розташованих у дтянц емаль-горбик-поверхня, з коефiцiентами (р=0,00012 та р=0,006) вщповщно.
Зворотну залежнють також установлено до таких мiкроелементiв як кальцiй та фосфор, розта-шованих у дiлянцi емаль-горбик-пщповерхня при (р=0,003 та р=0,0028), та фосфору, розташовано-го в дтянц емаль-екватор-пiдповерхня, при зна-ченнi (р=0,002).
Щодо спiввiдношення мiкроелементiв також установлено зворотний зв'язок до спiввiдношення Са/Р, розташованих у дiлянцi емаль-горбик- пове-рхня та емаль-горбик (пiдповерхня), зi значення-ми 0,34 i 0,407 та (р=0,0215 та р=0,006) вщповщ-но. Також зворотний зв'язок виявлено до сшввщ-ношення Са/Мд на дтянц емаль-горбик (поверх-ня) з показником 0,407 та (р=0,006).
Ктькють кисню мае зворотну кореляцiю з фосфором i кальцiем, якi мiстяться в дiлянцi емаль-горбик (пщповерхня) та емаль-екватор (пщповер-хня), при (р=0,002, р= 0,003) та (р= 0,002 та р=0,003) вщповщно.
Кисень мае зворотний зв'язок зi сшввщношен-ням Са/Р на дтянц емаль-горбик (поверхня) при (р=0,021) та емаль-горбик (пщповерхня) (р=0,006). До сшввщношення Са/Мд та Nа/Мg наявний зворотний тип кореляцп на дтянц емаль-горбик (поверхня) при (р=0,006 та р=0,032) вiдповiдно.
Кiлькiсть натрш прямо залежить вiд значень магшю в дiлянцi емаль-горбик (поверхня) при (р=0,016). Зворотний тип кореляци виявлено до сшввщношення Са/Р при (р=0,035).
Розглядаючи основнi елементи емалi, зокрема фосфор, установлено пряму залежнють концент-рацп цього елементу мiж поверхневим i пщповер-хневими шарами емалi на дiлянцi горбика та ема-лi при (р=0,0001) i (р=0,007) вiдповiдно.
Спiввiдношення мiкроелементiв також пов'язане зi змiнами в кiлькостi фосфору в повер-хневiй дiлянцi емалк Так, спiввiдношення Са/Р у дтянц емаль-горбик (поверхня) та емаль-горбик (пщповерхня) становить вщповщно при (р=0,0007 та р=0,0005), а Са/Мд у дтянц емаль-горбик (поверхня) при (р=0,004).
У дiлянцi емаль-горбик (пiдповерхня) встанов-лено достовiрну рiзницю спiввiдношень Са/Р зi значенням 0,244±0,07 (при р=0,003). Рiзниця мiж цими спiввiдношеннями також установлена в дь лянцi емаль-екватор (поверхня) 0,227±0,07 при (р=0,009) та емаль-екватор (пщповерхня) зi значенням 0,426±0,2 при (р=0,046).
Оцiнюючи данi про спiввiдношення основних елементiв Са/Р у дтянках, що вивчаються, може-мо зазначити, що при дослщженш спiввiдношення як у зубах iз фiзiологiчною стертiстю, так i з надмн рною, значення не знижувались менше нiж на 1,78 у дтянц емаль-горбик (поверхня) в зубах iз надмiрною стертiстю i на 1,7 у зубах iз фiзiологiч-ною стертiстю, що свщчить, за даними багатьох авторiв, про достатнш ступiнь мiнералiзацil емалi зубiв та досить високий рiвень резистентност емалi до карiозного процесу.
Максимальне значення сшввщношення Са/Р у зубах iз фiзiологiчною стертiстю склало 2,02 у дь лянцi емаль-горбик (пщповерхня) та 2,04 для зу-
бiв iз надмiрною стертiстю в дтянц емаль-екватор (пiдповерхня).
Оцiнюючи сшввщношення Са/Р, можна пом^и-ти взаемозв'язок iз цими ж показниками в дтянц емаль-горбик (пiдповерхня) та емаль-екватор (пщповерхня) з вщповщними значеннями 0,52 i
0.42.при статистичнiй достовiрностi (р=0,0002 та р=0,0003).
Висновки
Отже, аналiзуючи взаемозв'язки морфологи та мiкроелементного складу емалi зубiв при надмiр-нш i фiзiологiчнiй стертостi, виявлено таю особли-востi:
1. Взаемозв'язок морфолопчних структур емалi як при фiзiологiчнiй, так i при надмiрнiй стертостi.
2. Взаемозв'язок будови емалi при фiзiологiч-нiй i надмiрнiй стертостi та ТТ мiкроелементного складу.
3. Неоднорщнють мiкроелементного складу емалi в дослщжуваних дiлянках емаль-горбик (поверхня), емаль-горбик (пщповерхня), емаль-екватор (поверхня) та емаль-екватор (пщповерхня), що, ймовiрно, пов'язане з функ^ею зубноТ емалi в рiзних дiлянках i дiею на неТ ротовоТ рщи-ни, особливостями мiнералiзацiТ емалi та морфо-логiею, що вирiзняеться мiж дiлянками, якi дослн джуються.
4. Установлено взаемозв'язок кшькосп й еле-ментного складу мiкроелементiв залежно вщ стану емалi та розташування дiлянок, що вивчаються. Стабтьно висока мiнералiзацiя тканин зуба, пов'язана з необхщнютю протистояти зовнiшнiм факторам i механiчним навантаженням на зуб пщ час жування, проявляеться в стабтьно високому сшввщношенш Са/Р, що свщчить про високий ефект мiнералiзацiТ емалi при надмiрному сти-ранш.
Перспективи подальших дослiджень
Отриманi результати вказують на потребу оп-тимiзацiТ процесiв мiнералiзацiТ емалi за допомо-гою мiкроелементiв, якi можуть вибiрково замшю-вати iони кальцiю, вбудовуватися або проникати в мiжпризмовi промiжки чи вбудовуватися всереди-ну призм. ^м того, вибiр хiмiчного елементу мае бути таким, щоб при застосуванш його в практич-нш медицинi вiн мiг змiнювати хiмiчнi та фiзико-механiчнi показники емалк
Думка про взаемозв'язок мiнеральноТ компоне-нти i морфологiТ залежно вщ карiесрезистентностi емалi пiдтверджена у вщповщних працях [8-10].
Лiтература
1. Луцик О.Д. Пстолопя людини / О. Луцик, А. 1вано-ва, К. Кабак. - Льв1в: Мир, 1992. - 398 с.
2. Козел О. А. Повышенное стирание твердых тканей зубов / О. А. Козел, О. А. Круглик // Современная стоматология. - 2008. - №2. - С. 21.
3. Шварцнау В. И. Нормализация минерального обмена в полости рта при лечении гиперестезии зубов / В. И. Шварцнау, О. А. Макаренко, О. В. Деньга // Вюник стоматологи. - 2005. - № 2. - С. 71-74.
4. Шинкевич В.1. Kapiec 3y6iB / В.1. Шинкевич, 1.П. Кайдашев. - Полтава, 2010. - С. 8-39.
5. Вавилова Т.П. Биохимия тканей и жидкостей полости рта / Т.П. Вавилова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 9. 2008. - 203 с.
6. Федоров Ю.А. Некариозные поражения, развившиеся после прорезывания зубов / Ю.А. Федоров, В.А. Дрожжина, Н.В. Рубежова // Новое в стомато- 10. логии. - 1997. - №10. - С. 67-120.
7. Физико-химические аспекты транспорта ионов через эмаль зуба / А.П.Коршунов, В.Г. Сунцов, А.Н. Питаева [и др.] // Стоматология. - 2000. - Т. 79, №4. - С. 6-8.
8. Пахомов Г.Н. Рентгеноструктурный анализ эмали зубов человека в норме и патологии : автореф.
Резюме
Изучена взаимосвязь между морфологией и химическим составом эмали у пациентов с чрезмерной и физиологической стираемостью твердых тканей зубов. С целью выявления особенностей развития чрезмерной стираемости зубов изучение проводили на различных участках эмали (зона поверхности и по-дповерхности эмали в области бугра и экватора). Исследованию полежали 23 зуба, удаленные по терапевтическим и ортопедическим показаниям. По результатам исследования установлено взаимосвязь строения эмали при физиологической и чрезмерной стираемости и ее микроэлементного состава, неоднородность микроэлементного состава эмали в исследуемых участках эмаль-бугорок (поверхность), эмаль-бугорок (подповерхность), эмаль-экватор (поверхность) и эмаль-экватор (подповерхность), что, вероятно, связано с функцией зубной эмали в различных участках и воздействием на нее ротовой жидкости.
Ключевые слова: чрезмерная стираемость, микроэлементный состав, морфология эмали.
Резюме
Вивчено взаемозв'язок м1ж морфолопею i х1м1чним складом емал1 в пац1ент1в 1з надм1рною та ф1зюло-пчною стертютю твердих тканин зуб1в. З метою виявлення особливостей розвитку надм1рно' стертост зуб1в вивчення проводили на р1зних дтянках емал1 (зона поверхн та пщповерхы емал1 в д1лянц1 горбика й екватора). Дослщженню пщлягали 23 зуби, видален за терапевтичними й ортопедичним показаннями. За результатами дослщження встановлено взаемозв'язок будови емал1 при ф1зюлопчнш i надм1рнш сте-ртост та ïï м1кроелементного складу, неоднорщнють м1кроелементного складу емал1 в дослщжуваних д1-лянках емаль-горбик (поверхня), емаль-горбик (пщповерхня), емаль-екватор (поверхня) i емаль-екватор (пщповерхня), що, ймов1рно, пов'язано з функц1ею зубно' емал1 в р1зних дтянках i д1ею на не!' ротово' р1-дини.
Ключовi слова: надм1рна стертють емал1, м1кроелементний склад, морфолопя емалк
Summary
The study of the relationship between morphology and chemical composition of enamel in patients with increased physiological and abrasion of hard dental tissues has been performed. In order to identify the characteristics of superior abrasion of teeth the study was carried out in different parts of the enamel (the zone of the surface and subsurface enamel of the hill and at the equator). Exploration involved 23 teeth, remote for therapeutic and orthopedic indications. The study found the relationship of the structure of enamel at the physiological and increased abrasion and its trace element composition, heterogeneity of trace element composition of the enamel in the investigated areas of enamel tubercle (surface), enamel-bump (subsurface), enamel-equator (the surface) and the enamel equator (subsurface ) which is probably related to the function of tooth enamel in various areas and the impact of saliva.
Key words: high abrasion, trace element composition, morphology of enamel.
дис. на соискание учен. степени канд. мед. наук: спец. 14.00.21 «Стоматология» / Г.Н. Пахомов. -Рига,1968. - 18 с.
Скрипшков П.М. Розвиток та структурно-функцюнальы особливост1 емал1 зуб1в людини: дис. ...доктора мед. наук: 14.03.01 / Петро Мико-лайович Скрипнков. - Полтава, 2003. - 326 с. Фастовець О.О. Кглшко-патогенетичне об^рунту-вання комплексного лкування патолопчного сти-рання зуб1в: автореф. дис. на здобуття наук. сту-пеня доктора мед. наук: спец. 14.01.22 «Стомато-лопя» / О.О. Фастовець. - К., 2008. - 35 с.
Стаття надшшла 15.07.2013 р.
