CC BY
32
Химическое моделирование взаимодействия препаратов серебра с твердыми тканями зуба и йодидами
Бутвиловский А.В.1, Терехова Т.Н.1, Бурдашкина К.Г.1, Качанович И.В.2, Курпан С.Д.1
1Белорусский государственный медицинский университет, Минск 2Унитарное предприятие «Унидрагмет БГУ», Минск
Butvilovsky A.V.1, Terekhova TN.1, Burdashkina K.G.1, Kachanovich I.V.2, Kurpan S.D.1
Belarusian State Medical University, Minsk 2Unitary Enterprise "Unidragmet BSU", Minsk
Chemical modeling of the interaction of silver preparations
with tooth hard tissues and iodides
Резюме. Целью исследования является химическое моделирование взаимодействия препаратов серебра, применяющихся в стоматологической практике для приостановления кариеса временных зубов, с гидроксиапатитом и йодидами. Установлено, что компоненты «Аргената двухкомпонентного», а также их смесь имеют сильнокислую среду следовательно, при нанесении на твердые ткани зуба будут вызывать их декальцинацию. Среда препарата «Аргенат однокомпонентный» является слабощелочной. В результате стехио-метрических расчетов обнаружено, что при аппликации «Аргената однокомпонентного» для связывания ионов серебра необходимо добавление 10% раствора повидон-йода в соотношении 3:110 или децимолярного раствора KI в соотношении 3:86. Значение водородного показателя смеси «Аргената однокомпонентного» (в присутствии гидроксиапатита и без него) c 10% раствором повидон-йода в установленном соотношении достоверно (p<0,001) меньше такового для смеси «Аргената однокомпонентного» с раствором йодида калия с концентрацией 16,6 г/л в предложенном соотношении.
Ключевые слова: химическое моделирование, препараты серебра, приостановление кариеса зубов, кариес зубов.
Медицинские новости. — 2019. — №9. — С. 73—76. Summary. The aim of the research is a chemical simulation of the interaction of silver preparations used in dental practice for arresting caries treatment of deciduous teeth wtth hydroxyapatite and iodides. It was established that the components of the "Argenate two-component", as well as their mixture, are strongly acidic solutions, and, therefore, when applied to tooth hard tissues, they will cause their decalcification. The solution "Argenate one-component" is slightly alkaline. As a result of stoichiometric calculations, it was found that when applying the "Argenate one-component" for the binding of silver ions, it is necessary to add a 10% solution of povidone-iodine in a ratio of 3:110 or a decimolar KI solution in a ratio of 3:86. The pH value of the mixture of "Argenate one-component" (in the presence and absence of hydroxyapatite) with 10% povidone-iodine solution in the established ratio is significantly (p<0.001) less than that for the mixture of "Argenate one-component" with a solution of potassium iodide wtth a concentration of 16.6 g/l in the proposed ratio. Keywords: chemical modeiing, silver preparations, arresting caries treatment, tooth caries. Meditsinskie novosti. - 2019. - N9. - P. 73-76.
Применение фторида диаммин-серебра (фДс) для приостановления кариеса временных зубов характеризуется высокой клинической эффективностью [5-11]. Единственным недостатком данного метода является изменение цвета обработанных твердых тканей зубов, что может негативно влиять на эстетику улыбки [3, 6, 8]. Одним из механизмов окрашивания является образование нерастворимого фосфата серебра (желтого цвета), который в щелочной среде превращается в АдОН, разлагающийся на Ад2О (буро-черного цвета) и воду. Оксид серебра также может распадаться под действием солнечного света и/или восстановителей.
Разработка способов минимизации окрашивания эмали и дентина зуба при проведении серебрения является важным направлением научных ис-
следований. Так, нами предложена модификация классического способа применения ФДС, заключающаяся в незамедлительной последовательной аппликации йодидов [4]. При этом будет происходить преимущественное образование йодида серебра, имеющего светло-желтый цвет и практически нерастворимого в воде благодаря устойчивой кристаллической структуре (произведение растворимости К3(Ад1)=8,52-10-17), что и будет определять менее выраженное изменение цвета обработанных временных зубов. Упрощенная схема реакции ФДС с йодидами и гидроксиапатитом, как основным неорганическим компонентом твердых тканей зуба, может быть представлена следующим образом: Са10(РО4)6(ОН)2 + Ад^Н^-^Ад^ + Са^ + N^^0 Актуальность настоящего исследования связана с тем, что химизм
взаимодействия этих веществ остается недостаточно изученным.
Цель исследования - провести химическое моделирование взаимодействия препаратов серебра, применяющихся в стоматологической практике для приостановления кариеса временных зубов, с гидроксиапатитом и йодидами.
Перед исследователями стояли следующие задачи. Определить рабочий диапазон рН среды препаратов серебра «Аргенат двухкомпонентный» и «Аргенат однокомпонентный» для оценки потенциального риска декальцинации твердых тканей зуба при их нанесении. Провести стехиометрический расчет соотношений компонентов химической модели серебрения (38% раствор ФДС с 10% раствором повидон-йода и децимолярным раствором йодида калия). Сопоставить значения рН смеси «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода и децимолярным раствором йодида
_| Значения рН компонентов «Аргената
двухкомпонентного» (Арг II) и их смеси с гидроксиапатитом (ГА)
калия в полученных соотношениях. Сравнить водородные показатели смеси гидроксиапатита и «Аргената одноком-понентного» с таковым при добавлении к ней 10% раствора повидон-йода или раствора KI с концентрацией 16,6 г/л.
Материалы и методы
В качестве материалов исследования использованы зарегистрированные в Республике Беларусь препараты серебра («Аргенат двухкомпонентный» и «Аргенат однокомпонентный», Влад-МиВа), гидроксиапатит (AC371260010, Acros Organics), раствор калия йодида концентрацией 0,1 моль/л (16,6 г/л KI), 10% раствор повидон-йода («Бетадин», EGIS).
Химическое моделирование классического способа применения ФДС осуществляли путем смешивания 100 мг гидроксиапатита, 30 мкл «Аргената одно-компонентного» и эквивалентного новым способам количества дистиллированной воды. Химическое моделирование новых способов применения ФДС проводили путем смешивания 100 мг гидроксиапатита, 30 мкл «Аргената одноком-понентного» с установленными путем стехиометрических расчетов объемами изучаемых растворов йода.
Определение рН проводилось с помощью рН-метра («Hanna instruments», модель HI2211), каждое измерение проводили 10 раз. Содержание серебра определяли методом рентгенофлуо-
ресцентного анализа (РФА) на РФА-спектрометре ЕкаХ-Ри («Е^есЬ, Украина).
Полученные результаты обрабатывали методами описательной статистики, описание количественных переменных представлено в виде медианы, нижнего и верхнего квантиля Ме Ю1; Q3]. Достоверность различий при множественном сравнении определена по критерию Н (Краскела - Уоллиса), при апостериорных сравнениях - по критерию и (Манна - Уитни) с поправкой Бонферрони (с критическим уровнем значимости при проверке статистических гипотез равном 0,017). Достоверность различий при сравнении двух групп определена по критерию и (с критическим уровнем значимости 0,05).
Результаты и обсуждение
Установлено, что значение рН жидкости №1 «Аргената двухкомпонентного» (рис. 1) составляет 2,82 [2,82; 2,83], жидкости №2 - 3,06 [3,05; 3,06] (и=0; р<0,001). При смешивании данных компонентов получается раствор с рН, равным 2,30 [2,29; 2,31], что достоверно ниже как жидкости №1 (и=0; р<0,001), так и жидкости №2 (и=0; р<0,001). Известно, что при снижении рН до уровня 5,5 и ниже скорость деминерализации гидроксиапатита значительно превышает скорость реминерализации [2, 3]. Таким образом, проведенные измерения позволяют утверждать, что компоненты
«Аргената двухкомпонентного», а также их смесь имеют сильнокислую среду, следовательно, при нанесении на твердые ткани зуба они будут вызывать их декальцинацию. Действительно, при моделировании взаимодействия «Аргената двухкомпонентного» с гидроксиапатитом зафиксировано достоверное увеличение рН на 61,3% до уровня 3,71 [3,70; 3,71], что свидетельствует о значительном выходе кальция из гидроксиапатита.
Значение рН «Аргената однокомпо-нентного» оказалось равным 8,56 [8,54; 8,69], что означает, что среда является слабощелочной и данный препарат не будет вызывать декальцинацию апатитов. Необходимо отметить, что рабочий диапазон рН среды «Аргената однокомпо-нентного» согласуется с данными литературы в том, что значение рН препаратов 38% раствора фторида диамминсеребра составляет 8-9 [6]. Таким образом, применение «Аргената однокомпонентного» в клинической практике является более предпочтительным по сравнению с «Ар-генатом двухкомпонентным».
При сравнительном анализе рН изучаемых растворов йода (рис. 2) установлено, что раствор йодида калия с концентрацией 16,6 г/л имеет водородный показатель равный 5,86 [5,86; 5,88], что статистически значимо выше, чем таковой «Бетадина» (4,51 [4,50; 4,52]; и=0, р<0,001). Данный факт можно объяснить наличием в последнем вспомогательных
Значение рН смеси «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода («Бетадин») и раствором KI с концентрацией 16,6 г/л
Значение рН смеси гидроксиапатита и «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода («Бетадин») и раствором KI с концентрацией 16,6 г/л
веществ: глицерина, ноноксинола 9, кислоты лимонной безводной, безводного однозамещенного натрия гидрофосфата, едкого натра (10% раствор (м/о) для установления pH) и очищенной воды.
Перед моделированием взаимодействия «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода произведен стехиометрический расчет соотношений:
2[Ag(NH3)2]F + I2 ^ 2AgI + 4NH3t+ 2F-; т(Аргената) = р х V = 1,22г/мл • (3,03 мл* = 0,0366 г; т(ФДС) = W • т(Аргената) =0,38 • 0,0366 г = 0,013908 г; m(I2) = т(ФДС) • n(I2) • M(I2) / п(ФДС) • М(ФДС) = 0,013908 г • 1 моль • 254 г/моль / 2 моль
• 161 г/моль = 0,01097 г.
Зная, что в 100 мл «Бетадина» содержится 1 г I2 (согласно инструкции производителя), по пропорции находим требуемый объем раствора, равный 1,097 мл. Таким образом, при аппликации 0,03 мл «Аргената однокомпонентного» для связывания серебра необходимо 1,097 мл 10% раствора повидон-йода, что эквивалентно соотношению 3:110.
Аналогичный расчет выполнен и для «Аргената однокомпонентного» с раствором йодида калия с концентрацией 16,6 г/л:
[Ag(NH3)2]F + KI ^ Agi + 2NH3t + 2KF; m(KI) = т(ФДС) • n(KI) • M(KI) / п(ФДС)
• М(ФДС) = 0,013908 г • 1 моль • 166 г/моль; 1 моль • 161 г/моль = 0,01434 г
Зная, что в 100 мл изучаемого раствора йодида калия содержится 1,66 г К1, по пропорции находим требуемый объем раствора, равный 0,86 мл. Таким образом, при аппликации 0,03 мл «Аргената однокомпонентного» для связывания серебра необходимо 0,86 мл раствора йодида калия с концентрацией 16,6 г/л, что эквивалентно соотношению 3:86.
Значение водородного показателя смеси «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода в соотношении 3:110 (рис. 3) составило 9,48 [9,48; 9,49]. Аналогичный показатель для смеси «Аргената однокомпо-нентного» с раствором йодида калия с концентрацией 16,6 г/л в соотношении 3:86 оказался достоверно выше (10,70 [10,69; 10,70]; и=0, р<0,001), что связано с различиями значений рН изучаемых растворов йода. Следует отметить, что более низкие значения рН, полученные при смешивании «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода, будут более предпочтительны клинически в контексте минимизации риска химического ожога слизистой оболочки полости рта.
Установлено, что при смешивании «Аргената однокомпонентного» с 10% раствором повидон-йода в полученном соотношении осаждение серебра не про-
исходит как в ближайшие, так и в отдаленные сроки. Также было установлено, что препарат «Бетадин» не осаждает серебро и из раствора нитрата серебра. Мы предположили, что содержащийся в препарате «Бетадин» комплекс йодид-ионов, связанных с поливинилпирролидоном, вероятно, не разрушается в условиях проведения эксперимента при контакте с ионами серебра.
После смешивания «Аргената одно-компонентного» с раствором К1 с концентрацией 16,6 г/л в эквивалентном соотношении (3:86) выпавший осадок отфильтровали и фильтрат проанализировали на наличие свободных ионов серебра. Как показали результаты РФА, содержание ионов серебра в фильтрате оказалось меньше чувствительности спектрометра, то есть менее 0,01 мг/мл. Это свидетельствует о том, что серебро оказалось полностью связанным при добавлении йодида калия.
При множественном сравнении рН смеси гидроксиапатита и «Аргената однокомпонентного» с таковым при добавлении к ней 10% раствора повидон-йода или раствора К1 с концентрацией 16,6 г/л (рис. 4) установлены статистически значимые отличия между ними (Н=25,18; р<0,001). Значение рН смеси гидрокси-апатита с «Аргенатом однокомпонент-ным» является минимальным (9,30 [9,29;
Примечание: * - объем 38% раствора ФДС, рекомендуемый для аппликации.
9,32]), при добавлении 10% раствора повидон-йода значимо (U=0; р<0,001) возрастает на 1,6% до 9,45 [9,44; 9,46], а при добавлении раствора KI с концентрацией 16,6 г/л - на 11,5% (10,37 [10,36; 10,38], U=0; p<0,001). Более высокие значения рН, зафиксированные при добавлении раствора KI, определяют больший риск повреждения слизистой оболочки полости рта при потенциальном применении такого способа применения ФДС in vivo.
Выводы:
1. Компоненты «Аргената двухкомпонентного», а также их смесь имеют сильнокислую среду (2,82 [2,82; 2,83], 3,06 [3,05; 3,06] и 2,30 [2,29; 2,31] соответственно), следовательно, при нанесении на твердые ткани зуба они будут вызывать их декальцинацию. pH среды препарата «Аргенат однокомпонентный», напротив, является слабощелочной (8,56 [8,54; 8,69]).
2. В результате стехиометрических расчетов установлено, что при аппликации 30 мкл «Аргената однокомпонентного» для связывания ионов серебра необходимо 1,097 мл 10% раствора повидон-йода (соотношение 3:110) или 0,86 мл раствора KI с концентрацией 16,6 г/л (соотношение 3:86).
3. Значение водородного показателя смеси «Аргената однокомпонентного» c 10% раствором повидон-йода в соотношении 3:110 (9,48 [9,48; 9,49]) достоверно (p<0,001) меньше такового для смеси «Ар-гената однокомпонентного» с раствором йодида калия с концентрацией 16,6 г/л в соотношении 3:86 (10,70 [10,69; 10,70]).
4. Значение рН смеси гидроксиапа-тита с «Аргенатом однокомпонентным» является минимальным (9,30 [9,29; 9,32]), при добавлении 10% раствора повидон-йода значимо (р<0,001) возрастает на 1,6% до 9,45 [9,44; 9,46], а при до-
бавлении раствора KI с концентрацией 16,6 г/л - на 11,5% (10,37 [10,36; 10,38]). Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Бутвиловский А.В., Барковский Е.В., Кармалько-ва И.С. // Вестник ВГМУ. - 2011. - №1. - С.138-144.
2. Кнаппвост А. // Стоматология для всех. - 2001. -№3. - С.38-42.
3. Терехова Т.Н., Бутвиловский А.В., Бурак Ж.М. // Современная стоматология. - 2009. - №1. - С.57-59.
4. Терехова Т.Н., Бутвиловский А.В., Хрусталев В.В. // Современная стоматология. - 2019. - №3. - С.28-30.
5. Усачев В.В., Суетенков Д.Е. // Стоматология детского возраста и профилактика. - 2005. -№3-4. - C.58-61.
6. Horst J.A., Ellenikiotis H., Milgrom P.L. // CDA J. -2016. - Vol.44, N1. - P.17-28.
7. Jain M., et al. // Int. J. of Oral Health Dentistry. -2018. - Vol.4, N2. - P.58-62.
8. Llodra J.C., et al. // J. Dent. Res. - 2005. - Vol.84, N8. - P.721-724.
9. Lo E.C.M., Chu C.H., Lin H.C. // J. Dent. Res. -2001. - Vol.80, N12. - P.2071-2074.
10. Rosenblatt A., Stamford T.C.M., Niederman R. // J. Dent. Res. - 2009. - Vol.88, N2. - P.116-125.
11. Shah S., et al. // J. AOR. - 2014. - Vol.5, N1. - P.25-35.
Поступила 29.04.2019г.
Возрастные особенности структуры заболеваний слизистой оболочки полости рта у детей
Мамедова А.А.
Азербайджанский медицинский университет, Баку
Mammadova A.A.
Azerbaijan Medical University, Baku
Age features of the oral mucosa diseases structure in children
Резюме. Было проведено ретроспективное исследование 73 медицинских карт детей в возрасте от 1 месяца до 12 лет, направленных на консультацию к стоматологу на базу кафедры детской стоматологии Азербайджанского медицинского университета. Средний возраст составил 7,8±3,7 года. Все пациенты были разделены на группы в зависимости от возраста: I группа -1-11 месяцев, II группа - 1-3 года, III группа - 4-7 лет, IV группа - 8-12 лет. Были проанализированы диагнозы, а также результаты бактериологических и вирусологических исследований. Для статистического анализа полученных цифровых данных вычислены частоты (Р%) и их 95-процентные доверительные интервалы (±mp%). Все вычисления проводились с помощью электронной таблицы Excel-2013 и SPSS-20. Установлено, что меньше всего с заболеваниями слизистой оболочки полости рта (СОПР) обращались дети в возрасте до одного года (11 детей, или 15,1% обращений). Наиболее часто заболевания СОПР наблюдались у детей в возрасте от 1 до 3 лет (32 ребенка, или 43,8% обращений). Анализ структуры заболеваний СОПР выявил преобладание во все возрастные периоды (за исключением детей до 1 года, у которых преобладал стоматит кандидозной этиологии) герпетического стоматита (во II группе - 62,5±8,6%; в III группе - 35,3±11,6%, в IVгруппе - 46,2±13,8%). Травматические поражения СОпР наименее часто наблюдались в возрасте 8-12лет (7,7±7,4%). В различные возрастные периоды структура заболеваний СОПР имеет свои особенности, в связи с чем профилактические мероприятия по предотвращению данных заболеваний у детей должны быть прицельно направлены на наиболее характерную для соответствующего контингента патологию. Ключевые слова: заболевания слизистой оболочки полости рта, стоматит, гингивит, дети.
Медицинские новости. - 2019. - №9. - С. 76-78. Summary. A retrospective study of 73 medical records of children aged 1 month to 12 years was conducted, aimed at consulting a dentist at the base of the Pediatric Dentistry Department of the Azerbaijan Medical University. The average age was 7.8±3.7 years. All patients were divided into groups depending on age: group I -1-11 months, group II - 1-3 years, group III - 4-7 years, group IV - 8-12 years. The diagnoses were analyzed, as well as the results of bacteriological and virological studies. For a statistical analysis of the obtained digital data, frequencies (P%) and their 95% confidence intervals (±mp%) were calculated. All calculations were performed on the spreadsheet Excel-2013 and SPSS-20. It was found that children under the age of one year (11.1%; 15.1% of references) treated the least of the DDS. The most common diseases of the system for cardiovascular disease were observed in children aged 1-3 years (32 children; 43.8% of the cases). An analysis of the structure of diseases of the SADR revealed the prevalence in all age periods (with the exception of children under 1 year old, in whom candidosis etiology prevailed) of herpetic stomatitis (in group II - 62.5±8.6%; in group III - 35.3±11.6%, in group IV - 46.2±13.8%). Traumatic lesions of DGPS were least often observed at the age of 8-12 years (7.7±7.4%). At different age periods, the structure of diseases of the system of cardiovascular diseases has its own characteristics, and therefore preventive measures to prevent diseases of the system of cardiovascular diseases in children should be targeted to the most characteristic pathology for the corresponding population. Keywords: diseases of the oral mucosa, stomatitis, gingivitis, children.
Meditsinskie novosti. - 2019. - N9. - P. 76-78.
