CC BY
22
УДК 616.314.13-053.2:612.126
Г.М. Григоренко, Л.О. Хоменко, Г.В. Сороченко, Л.М. КаПтанчук
ДОСЛ1ДЖЕННЯ IN VITRO ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ ЕМАЛ1 ПОСТ1ЙНИХ ЗУБ1В У ПЕР1ОД ВТОРИННО1 М1НЕРАЛ1ЗАЦП
1нститут електрозварювання ¡мен/' £. О. Патона Нац'юнальний медичнийунi верситет¡мен'10. О.
Вступ
Проблема профтактики кар1есу зуб1в в Укра'ш залишаеться актуальною, що зумовлено його зна-чною поширен1стю та в1дсутн1стю стабтьних ре-зультат1в в1домих метод1в профтактики [1]. Основы ф1зюлопчш властивост емал1 (ступ1нь мшера-л1зацй', резистентнють до кислотно'' атаки, м1кро-рельеф поверхш) мають велике значення в патогенез! кар1есу зуб1в та виступають пров1дними параметрами для прогнозування розвитку кар1есу [25]. Найнижчий р1вень м1нерал1зац|| твердих тканин постшних зуб1в спостер1гаеться в перший р1к п1сля ix прор1зування [6]. Це пщтверджуеться значним зростанням показниш приросту поширеност1 та 1нтенсивност1 кар1есу пост1йних зуб1в у пер1од 615 рок1в [7]. Кар1есрезистентн1сть емал1 змшюеть-ся за рахунок вторинно' м1нерал1зац|| [2-4]. Досл1-дження параметр1в емал1 пост1йних зуб1в, особливо в перюд штенсивно'' вторинно'' мшерал1заци, сприятиме вдосконаленню кар1еспроф1лактичних заход1в.
Для дослщження емал1 зуб1в на сучасному експериментальному р1вн1 використовують нов1тн1 технологи (вторинна юнна масспектрометр1я, рас-трова електронна м1кроскоп1я, Оже-спектроскоп1я, нано1ндентування та ш.), як1 мають низку переваг (одночасне визначення ктькох параметр1в, точ-н1сть, 1нформативн1сть) та доступн1 в1тчизняним досл1дникам [8-10].
Тому актуальним е вивчення х1м1чного складу та морфолопчноТ структури поверхневого шару емал1 постшних зуб1в у пер1од 1нтенсивноТ' вторин-ноТ м1нерал1зац1Т' за допомогою нов1тн1х метод1в досл1дження.
Мета дослiдження - вивчення in vitro змш х1м1-чного складу i морфологiчноТ структури поверхневого шару емалi постшних зубiв безпосердньо пь сля 'х прорiзування та впродовж 12 мюя^в.
Об'ект i методи дослiдження
Для проведення дослщження було використа-но 15 зразш емалi постiйних зубiв, що прорiзали-ся в однаковий термш.
Зразки емалi отримували з постшних зубiв, якi були видалеш за ортодонтичними показаннями (премоляри 11-13^чних дiтей, не пiзнiше 6 мюя-цiв пiсля прорiзування). Одразу шсля видалення коренi зубiв вiдрiзали на рiвнi емалево-цементного з'еднання та видаляли залишки м'я-
Богомольця
ких тканин. Коронарш сегменти очищували за допомогою ультразвуку i полiрувальноТ пасти та щп--ки.
5 зразш емалi склали початкову групу досл^ дження. Iншi 10 зразш були довтьно розподiленi порiвну на двi групи (6 мiсяцiв i 12 мiсяцiв) та роз-мщеш у двох окремих герметичних боксах (по 5 зразш у бош), як були заповненi штучною сли-ною (T. Fusayama, 1975). Ус зразки пiд час досл^ дження не обробляли шякими лкувально-профтактичними засобами.
Зразки емалi для подальших дослiджень зрiза-ли з вестибулярной' та орально' поверхонь корон-ково' частини зубiв за допомогою алмазного диску товщиною 0,2 мм пщ струменем води, очищували за допомогою ультразвуку, знежирювали i вакуу-мували. Поверхш зразш не напилювали для максимально' достовiрностi результату. Поверхневий шар емалi дослщжували на початку експеримен-ту, через 6 i 12 мiсяцiв.
Поверхню зразкiв на першому етапi дослн дження аналiзували за допомогою вторинного електронного методу в сканувальному електро-нному мiкроскопi (SEM, INCA PENTA FET*3, Oxford Instruments, Co., UK) зi збтьшенням вiд 200 до 5000. На другому етап визначали ктькюний хiмiчний склад поверхневого шару емалi методом рентгенофотоелектронно'' спектроскопi'' (X-ray, EDS) за допомогою Оже^крозонда JAMP-9500F (Field Emission Auger Microprobe) апарата JEOL JSM 5310LV (Япошя). Для кожного зразка проводили аналiз у 5-7 точках поверхш. Результати об-числювали у вагових вщсотках. Дослщження виконаш у вщд^ фiзико-хiмiчних дослщжень ма-терiалiв (завiдувач вiддiлу - академк НАН Укра'ни Г. М. Григоренко) 1нституту електрозварювання iменi G.О. Патона НАН Укра'ни.
Статистичну обробку результат лаборатор-них та кл^чних дослiджень проводили з викорис-танням програм МЕДСТАТ. Ураховували середню арифметичну (М) та стандартну похибку серед-ньо' арифметично' (m). Достовiрнiсть вщмшнос-тей середнiх величин оцiнювали з використанням t -критерiю Ст'юдента.
Результати дослщження хiмiчного складу поверхневого шару незрто' емалi постiйних зубiв упродовж 12 мiсяцiв методом рентгенофотоелектронно'' спектроскопи представленi в табл. 1.
Таблиця 1
Змiни хiмiчного складу поверхневого шару незрлоГ емалi по^йних зубiв упродовж 12 мсяцв
Група 1 час дослщження Умют х1м1чних елемент1в (% вагов1)
С О Р Ыа Мд Р С1 Са Э1 N Са/Р
Група 1 Початок 8,22± 0,73 54,09± 6,08 0,1± 0,03 0,58± 0,07 0,21± 0,04 14,83± 0,41 0,46± 0,08 20,47± 1,07 0,02± 0,009 1,02± 0,25 1,38± 0,08
Група 2 6 мюяц1в 8,06± 0,57 53,37± 4,97 0,11± 0,01 0,56± 0,05 0,25± 0,02 14,98± 0,41 0,43± 0,05 21,12± 0,84 0,02± 0,009 1,1± 0,15 1,41± 0,04
Група 3 12 мюяц1в 7,23± 0,51 53,59± 5,12 0,13± 0,01 0,54± 0,06 0,22± 0,01 15,12± 0,53 0,45± 0,06 21,62± 0,71 0,03± 0,007 1,07± 0,17 1,43± 0,05
Результати дослщження свщчать про те, що найбтьш представленими х1м1чними елементами емал1 е оксиген (О), кальцш (Са), фосфор (Р) та карбон (С). Також було виявлено 6 елемент1в, к1-льк1сть яких перевищувала 0,01 % вагових: штро-ген (Ы), натр1й (Ыа), магнш (Мд), фтор (Р), хлор (С1) та сил1ц1й (Б1) (табл. 1).
Анал1з х1м1чного складу поверхневого шару не-зр1ло' емал1 пост1йних зуб1в св1дчить про те, що протягом 12 мюяц1в експерименту достов1рних змш к1лькост1 основних х1м1чних елемент1в виявлено не було (р>0,05). Було виявлено тенденци до зб1льшення ктькосп кальц1ю, фосфору, фтору, н1трогену, коефщ1ента кальц1й/фосфор та знижен-ня вмюту карбону, оксигену I натр1ю.
Умют кальц1ю в поверхневому шар1 емал1 на початку досл1дження дор1внював 20,47±1,07. Протягом експерименту к1льк1сть кальцш поступово збтьшувалася на 3,2% (21,12±0,84) п1сля 6-ти м1сяц1в та на 5,6 % (21,62±0,71) через 12 мюяц1в (р>0,05).
Результати дослщження свщчать про пщви-щення вмюту фосфору в дослщжуваних зразках емал1 пост1йних зуб1в упродовж 12-ти мюяц1в до-сл1дження. К1льк1сть фосфору на початку експерименту становила 14,83±0,41, пюля 6-ти м1сяц1в -14,98±0,41, через 12 м1сяц1в - 15,12±0,53 (р>0,05).
К1льк1сть фтору в зразках емал1 пост1йних зуб1в на початковому еташ становила 0,1±0,03 та недо-стов1рно зросла до 0,11 ±0,1 через 6 мюяц1в I 0,13±0,1 через 12 мюяц1в досл1дження (р<0,05).
Ктькють карбону в емал1 зразк1в на початку експерименту дор1внювала 8,22±0,73. Пюля 6 I 12 м1сяц1в експерименту вмют карбону знизився, вщ-повщно, до 8,06±0,57 (1,9%) та 7,23±0,51 (12,04%) (р>0,05).
Значення коеф1ц1ента кальцш/фосфор на початку експерименту становило 1,38±0,08, що пщ-тверджуе наявш дан1 про недостатн1й р1вень м1не-рал1зацИ емал1 пост1йних зуб1в, як1 щойно прор1за-лися [6]. Протягом дослщження сшввщношення
кальц1й/фосфор поступово зростало на 2,2% (1,41 ±0,04) шсля 6-ти мюяц1в та на 3,6 % (1,43±0,05) через 12 мюяц1в (р>0,05).
Отже, досл1дження поверхневого шару емал1 пост1йних зуб1в, як1 щойно прор1залися, методом рентгенофотоелектронно' спектроскоп^' встано-вило низький р1вень м1нерал1заци дослщжуваних зразк1в. Упродовж 12 м1сяц1в експерименту не було встановлено статистично достов1рних ознак м1нерал1заци. Низький р1вень м1нерал1заци поверхневого шару емал1 пост1йних зуб1в п1д час експерименту може свщчити про недостатнш р1вень ка-р1есрезистентност1 нав1ть пюля 12-18 мюяц1в пю-ля прор1зування.
Взаемозв'язок х1м1чного складу та морфологи поверхневого шару постшних зуб1в, як1 щойно прор1залися, п1дтверджувався даними скануваль-но1' електронно' м1кроскоп1| (рис. 1-2). На електро-нних м1крофотограф1ях пщ р1зним зб1льшенням спостер1гали зм1ни ультраструктури поверхш ема-л1. На поверхш емал1 зразк1в на початку експерименту ч1тко пом1тн1 перикимати (лши Ретц1уса), на меж1 яких наявний вихщ емалевих призм аркадо-под1бноТ форми, поверхня емал1 тьмяна, шереха-та (рис. 1а, 2а). Це свщчить про низький р1вень мшерал1заци поверхневого шару емал1, в1дсут-нють захисного шару на поверхн1, надм1рну про-никн1сть незр1лоТ' емал1, наявнють умов для дода-тковоТ ретенцп м1кроорган1зм1в. Наведен! фактори зумовлюють низьку кар1есрезистентн1сть незр1ло! емал1 та високий ризик уразливосп емал1 в перюд вторинно' м1нерал1зац1!.
Через 12 мюяц1в перикимати згладжуються, емаль залишаеться матовою, шерехатою, спо-стер1гаеться значна ктькють заглибин, як1 вказу-ють на мюце виходу емалевих призм (рис. 1б). Зазначен1 зм1ни можуть указувати на те, що на поверхш незрто''' емал1 в1дбуваеться в1дкладення шару мшеральних речовин, зменшення к1лькост1 ретенцшних пункт1в та зниження проникност1 ема-л1.
Рис. 1. Поверхня незртоГ емалi пост1йних зуб1в на початку досл1дження (а) та через 12 м1сяц1в (б) (SEM, *500)
слщження поверхня емал1 постшних зуб1в стае При збтьшенш у 5000 раз1в установлено дета- однорщшшою i гладшою, зменшуеться к1льк1сть як льшшу рiзницю в мiсцi виходу на поверхню ема- вiдкритих, так i закритих кратерiв виходу на пове-левих призм упродовж 12 мюя^в експерименту рхню емалевих призм (рис. 2б). (рис. 1б, 2б). Наприкiнцi експериментального до-
SEI S.ÛkV X5.ÛÛÛ WD IS 1 mm 1/от _SEI 3 OkV X5,000 WD189miti 1imi
Рис. 2. Поверхня незрлоГ емалi nocmiüHux 3y6ie (мсце виходу емалевих призм) на початку до^дження (а) та через 12 мiсяцiв (б) (SEM, *5000)
Висновки
Отже, результати нашого дослщження свщчать про те, що емаль 3y6iB, як щойно прорiзалися, недостатньо мiнералiзована, а отже, мае недо-статнш рiвень карiесрезистентностi. Пюля 12 Mi-сяцiв експерименту спостер^аються вiзуальнi ознаки мiнералiзацiï поверхнi емал^ однак статис-тично достовiрних ознак мiнералiзацiï впродовж дослiдження встановлено не було. Такий рiвень карiесрезистентностi емалi залишаеться недоста-тнiм навiть через 12-18 мюя^в пiсля прорiзуван-ня. У цей перюд емаль постшних зубiв особливо вразлива до дм карiесогенних чинникiв порожнини рота. Тому з метою запоб^ання ураженню твер-дих тканин зуба пiсля прорiзування постiйних зу-бiв упродовж 12-18 мюя^в доцiльно призначати мiнералiзуючi засоби, як пiдвищуватимуть карiес-резистентнiсть емалi зуба.
Лiтература
1. Савичук Н.О. Перспективи запровадження заход1в масовоТ профтактики стоматолог1чних захворю-вань дитячого населення, у тому числ1 в оргашзо-ваних дитячих колективах / Н.О. Савичук, Л.О. Хо-менко // Современная стоматология. - 2012. -№3(62). - С. 151-153.
2. Антонишин Б. В. В1ков1 особливост1 розподту еле-мент1в групи кальц1ю в емал1 зуба / Б.В. Антонишин // Вюник стоматологи. - 1997. - №3. - С. 446 -449.
3. Driessens F.C. Posteruptive maturation of Tooth enamel studied with the electron Microprobe / F.C. Driessens, H.J. Heijligers, J.M. Borggrewen // Caries Res. - 1985. - T. 19. - P. 390-395.
4. Imanishi H. Posteruptive maturation of immature young permanent enamel / H. Imanishi, M. Nishino // J. Int. Assoc. Dent. Child. - 1983. - T. 14. - P. 49-54.
5. Трачук Ю. М. Прогнозування кар1есу поспйних зуб1в та його Ыдивщуальна профтактика: дис. ... канд. мед. наук / Трачук Ю. М.- К., 2008. - 157 с.
6. Боровский Е.В. Биология полости рта / Боровский Е.В., Леонтьев В.К. - Н. Новгород: Изд-во НГМА, 2001. -304 с.
7. Сороченко Г. В. КлУко-лабораторна оцЫка ефек-тивност лкувально-профтактичних зубних паст в профтактиц карieсу: дис. ... канд. мед. наук / Сороченко Г. В. - К., 2011. - 173 с.
8. Исследование механических свойств твердых тканей зуба методом наноиндентирования / [С.Н. Дуб, А.В. Борисенко, К.Е. Печковский, И.М. Печко-вская] // Современная стоматология. - 2008.-№1(41). - С. 25 - 29.
9. Хоменко Л. О. Лабораторна оц1нка ефективност протикарюзних лкувально-профтактичних зубних паст / [Л.О. Хоменко, Г.М.Григоренко, Л.М. Каттанчук, Г.В. Сороченко] // Современная стоматология. - 2009. - № 1. - С. 75-78.
10. Ткаченко 1.М. Анал1з взаемозв'язюв морфолопчно''' будови i м1кроелементного складу емал1 зуб1в при надм1рн1й i фiзiологiчнiй стертости / 1.М. Ткаченко // Укра'нський стоматологiчний альманах. - 2013. — №4. - С. 17 - 20.
Стаття надiйшла 22.01.2015 р.
Резюме
За допомогою сканувальноТ електронноТ MiKpocKonii вивчено in vitro змши морфолопчноТ структури поверхневого шару 15 зразш емалi пocтiйних зубiв безпосердньо пicля Тх пpopiзування та впродовж насту-пних 12 мicяцiв.
Результати дocлiдження свщчать про те, що емаль зубiв, як щойно пpopiзалиcя, недостатньо мшераль зована а, отже, мае недостатнш piвень каpiecpезиcтентнocтi. Пicля 12 мюя^в експерименту спостер^ають-ся вiзуальнi ознаки мiнеpалiзацiТ пoвеpхнi емалi, однак статистично дocтoвipних ознак мiнеpалiзацiТ впродовж дослщження встановлено не було. Такий piвень каpiеcpезиcтентнocтi емалi залишаеться недостатым навiть через 12-18 мicяцiв пюля пpopiзування. У цей пеpioд емаль постшних зубiв особливо вразлива до дм каpiеcoгенних чинникiв порожнини рота. Тому з метою запоб^ання ураженню твердих тканин зуба пicля пpopiзування пocтiйних зубiв упродовж 12-18 мюя^в дoцiльнo призначати мiнеpалiзуючi засоби.
Ключовi слова: емаль, пocтiйнi зуби, мiнеpалiзацiя, пpoфiлактика каpiеcу.
Резюме
С помощью сканирующей электронной микроскопии изучены in vitro изменения морфологической структуры поверхностного слоя 15 образцов эмали постоянных зубов непосредственно после их прорезывания и на протяжении следующих 12 месяцев.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что эмаль зубов, которые только что прорезались, является недостаточно минерализованной и, соответственно, имеет недостаточный уровень кариесре-зистентности. После 12 месяцев эксперимента наблюдаются визуальные признаки минерализации поверхности эмали, однако статистически достоверных признаков минерализации на протяжении исследования установлено не было. Такой уровень кариесрезистентности эмали остается недостаточным даже через 12-18 месяцев после прорезывания. В этот период эмаль постоянных зубов особенно уязвима к действию кариесогенных факторов полости рта. Поэтому с целью предотвращения поражения твердых тканей зуба после прорезывания постоянных зубов на протяжении 12-18 месяцев целесообразно применять минерализирующие средства.
Ключевые слова: эмаль, постоянные зубы, минерализация, профилактика кариеса.
UDC 616.314.13-053.2:612.126
IN VITRO STUDY OF SUPERFICIAL ENAMEL LAYER OF PERMANENT TEETH DURING STAGE OF SECONDARY MINERALIZATION
G.M. Grigorenko, L.A. Khomenko, G.V. Sorochenko, L.M. Kapitanchuk
Institute of Electric behalf of EO Paton National Medical University Bogomolets
Summary
Introduction. The lowest level of mineralization of hard dental tissues is observed during the first year after teeth eruption. This is confirmed by significant increase of prevalence and intensity of caries in permanent teeth from 6 to 15 years. Enamel caries-resistance changes during secondary mineralization. These confirm importance of the study of changes in the properties of the superficial enamel layer of permanent teeth during the period of intensive secondary mineralization.
The aim of the research - in vitro study of the chemical composition and morphological structure of the superficial enamel layer of permanent teeth immediately after their eruption and 12 months later.
Object and methods of the research. We used for the study 15 samples of enamel of permanent teeth (erupted not later than 6 months ago premolars of 11-13 years old children). Initial research group included 5 samples of enamel. The remaining 10 samples were randomly divided into two equal groups (6 months and 12 months) and placed into two boxes that were filled with artificial saliva (T. Fusayama, 1975). The studied samples were not treated with any preventive means.
Enamel samples were studied at the beginning of the experiment, 6 and 12 months later. Surface of the
samples at the first stage of the research was analyzed by the scanning electron microscope (SEM, INCA PENTA FET*3, Oxford Instruments, Co., UK), at the second stage quantitative chemical composition was determined by X-ray photoelectron spectroscopy (X-ray, EDS) with Auger microprobe JAMP -9500F (Japan). The results were calculated in weight percentage.
The research results indicate that during 12 months of the experiment significant changes of the quantity of major chemical elements were not found (p> 0.05). Tendency of increase of calcium, phosphorus, fluorine, nitrogen content, calcium / phosphorus ratio and decrease of carbon, oxygen and sodium content was found.
Initial calcium content was 20,47 ± 1,07, 6 months later - 21,12 ± 0,84, 12 months later - 21,62 ± 0,71 (p> 0.05). Amount of phosphorus at the beginning of experiment was 14,83 ± 0,41, 6 months later - 14,98 ± 0,41, 12 months later - 15,12 ± 0,53 (p> 0.05). Amount of carbon in the enamel samples at the beginning of experiment was 8,22 ± 0,73, 6 and 12 months later - 8,06 ± 0,57 and 7,23 ± 0,51 respectively (p> 0.05). Calcium / phosphorus ratio at the beginning of the experiment was 1,38 ± 0,08, 6 months later - 1,41 ± 0,04, 12 months later - 1,43 ± 0,05 (p> 0.05).
Electron microphotographs showed changes of the ultrastructure of the enamel surface. On the surface of enamel at the beginning of the experiment perikymata can be seen, on the border of which oulets of arcade-like enamel prisms are seen, enamel surface is din and rough. 12 months later perikymata become smoothed, enamel is matte, rough, there is a significant number of depressions that indicate the outlets of enamel prisms.
Conclusions. The research results indicate that tooth enamel of just erupted teeth is not mineralized and respectively has insufficient level of caries-resistance. After 12 months of the experiment visible signs of mineralization of enamel surface were observed, but statistically significant evidence of mineralization during research was not found. The level of enamel caries-resistance remains insufficient even 12-18 months after the teeth eruption. During this period the enamel of permanent teeth is especially susceptible to the action of cario-genic factors of the oral cavity. Therefore, for prevention of destruction of hard dental tissues of permanent teeth during 12-18 months after eruption prescription of mineralizing means is advisable.
Key words. Enamel, permanent teeth, mineralization, caries prevention.
