Научная статья на тему 'Исследования процессов деминерализации твердых тканей зуба врезультате развития кариеса эмали'

Исследования процессов деминерализации твердых тканей зуба врезультате развития кариеса эмали Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
460
65
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Биотехносфера
ВАК
Область наук
Ключевые слова
ГИДРОКСИЛАПАТИТ / ДЕМИНЕРАЛИЗАЦИЯ / DEMINERALIZATION / КАРИЕС / ТВЕРДЫЕ ТКАНИ ЗУБА / HARD TOOTH TISSUES / HYDROXYAPATITE / CARIOUS-AFFECTED HUMAN DENTAL ENAMEL

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Середин Павел Владимирович, Голощапов Дмитрий Леонидович, Леньшин Александр Сергеевич, Аль Зубайди Асаад Абдулхусейн

Investigations of the intact dental enamel as well as carious-affected human dental enamel were performed in the work with the use of IR-spectromicroscopy and X-ray diffraction applying synchrotron radiation. Caries of enamel was shown to be characterized by an increase of the number of deformation and valence vibrations for N C O, N H and C=O bounds, decrease of crystallinity index and by the absence of the preferable orientation of hydroxyapatite (HAP) crystals within the affected enamel. It indicates the presence of the destructive processes in the organic matrix of hard tooth tissues.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Середин Павел Владимирович, Голощапов Дмитрий Леонидович, Леньшин Александр Сергеевич, Аль Зубайди Асаад Абдулхусейн

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Research of DEMINERALIZATION of hard tooth tissues affected affected by dental caries

Investigations of the intact dental enamel as well as carious-affected human dental enamel were performed in the work with the use of IR-spectromicroscopy and X-ray diffraction applying synchrotron radiation. Caries of enamel was shown to be characterized by an increase of the number of deformation and valence vibrations for N C O, N H and C=O bounds, decrease of crystallinity index and by the absence of the preferable orientation of hydroxyapatite (HAP) crystals within the affected enamel. It indicates the presence of the destructive processes in the organic matrix of hard tooth tissues.

Текст научной работы на тему «Исследования процессов деминерализации твердых тканей зуба врезультате развития кариеса эмали»

21

Техническое обеспечение стоматологической помощи

УДК 661.31

П. В. Середин, Д. Л. Голощапов, А. С. Леньшин, Аль Зубайди Асаад Абдулхусейн

Исследования процессов

деминерализации твердых тканей зуба

*

в результате развития кариеса эмали

Ключевые слова: гидроксилапатит, деминерализация, кариес, твердые ткани зуба. Keywords: hydroxyapatite, demoralization, carious-affected human dental enamel, hard tooth tissues.

Проведены исследования интактной и пораженной кариозным процессом эмали человеческого зуба с привлечением методов ИК-спектромикроскопии и рентгеновской дифракции с использованием син-хротронного излучения. Показано, что кариес эмали характеризуется ростом деформационных и валентных колебаний связей Ы-С-О, Ы-Н и С=0, уменьшением индекса кристалличности, а также отсутствием преимущественной ориентации кристаллов минеральной составляющей — гидро-ксилапатита кальция — в пораженной эмали, что говорит о деструктивных процессах в органическом матриксе твердых тканей зуба.

Введение

Благодаря особенностям строения и состава зуб может противостоять воздействию больших механических нагрузок. Зубная эмаль — самая твердая ткань человеческого организма. Она более чем на 90 % состоит из минеральных веществ [преимущественно гидроксилапатита кальция (ГАП) Са1о(Р04)6(ОН)2, фторапатита кальция Са10(РО4)^2, карбонат-апатита кальция Саю-х (Р04)6-х (СО3)х (ОН)2-х и др.]. Ряд элементов, включенных в структуру ГАП, способен варьироваться в зависимости от многих факторов. Кроме того, в ее структуру входят органический матрикс (1,2 %), скрепляющий призмы биогенного апатита кальция, и связанная с кристаллами и органическими компонентами свободная вода (3,8 %).

Работа выполнена при поддержке РФФИ. Грант № 13-02-97500 р_центр_а. Работа частично основана на исследованиях, проводимых в Синхротронном центре Университета Висконсин-Мэдисон, поддержанного грантом Национального научного фонда БМК-0537588. Мы благодарим Синхротрон-ный центр ANKA за предоставление канала PDIFF, а также др-ра С. Дойл за помощь в его использовании.

Данные об органических веществах, содержащихся в зрелой эмали, очень условны. Дженкинс [1] приводит следующие данные о содержании органических веществ в эмали премоляров и моляров: нерастворимые белки — 0,3-0,4 %, растворимые — 0,05 %, жиры — 0,6 %, цитраты — 0,1 % в пересчете на сухую массу. Самые распространенные белки (около 90 % всей органической фракции) — гидрофобные протеины (амелогенины), обогащенные аминокислотами и определяемые в основном в незрелой эмали. Подобные белки характеризуются высокой концентрацией пролина, глутаминовой кислоты, лейцина и гистидина. Кислотные белки энамелины, которые обнаруживаются в полностью зрелой эмали и находятся в межпризменном веществе, составляют 10 %. Данные соединения имеют высокую молекулярную массу и характеризуются высокой концентрацией аспарагиновой и глутами-новой кислот, серина и глицина.

Известно, что зубная ткань находится в состоянии постоянной деминерализации и реминерализации, причем первый процесс преобладает над вторым, из-за чего может появиться кариес. Его развитие сопровождается образованием нескольких различных зон в эмали: полупрозрачной зоны, темной зоны, тела кариеса и поверхностной зоны. На стадиях развития кариозного процесса, особенно пигментированного пятна, содержание белка на участке поражения увеличивается в 3-4 раза по сравнению со здоровой эмалью. В течение нескольких лет это пятно может не превращаться в кариозную полость, хотя и наблюдается значительная убыль кальция и фосфора — деминерализация. До появления полости в твердой ткани зуба развитие кариозного процесса обратимо и структура эмали может быть восстановлена. Вероятно, огромную роль в процессах стабилизации и обратимости процессов очаговой деминерализации играет белок [2].

Органический матрикс, связанный с кристаллами ГАП и обеспечивающий их рост и ориентировку в ходе образования эмали, почти полностью утрачивается по мере созревания эмали. Он сохраняется в виде тончайшей трехмерной белковой сети, «нити» которой располагаются между призмами. В исследованиях последних лет [3] получены новые данные о природе и функции органической матрицы эмали. Подтверждено, что ее важнейшая роль — это стабилизация буферной системы, обеспечивающей наличие в ней свободных ионов кальция. Пока органический состав матрицы эмали изучен меньше, чем ее минеральная фаза.

При исследовании процессов деминерализации зубной эмали сопутствующей задачей является поиск как органических, так и неорганических материалов, которые в перспективе могли бы стать основой для стоматологических цементов и обладали бы наибольшим сродством с естественной костной тканью организма человека [4]. Стоит отметить, что синтез неорганических материалов важен и для определения фазового состава минерального компонента эмали в качестве образцов сравнения. В данной работе обсуждается синтез карбонатзамещенного гидроксилапатита кальция как материала, являющегося кристаллохимиче-ским аналогом костной ткани. Задачи, связанные со встраиванием ГАП в структуру зубной эмали или кости, расположением карбонат-иона в биологическом и искусственном гидроксилапатите, механизмами изоморфных замещений, до сих пор не имеют обоснованного решения. Одним из вариантов решения этих задач является синтез материалов с параметрами (размеры кристаллитов, наличие замещений в структуре в заданной концентрации), аналогичными биогенным. Физико-химические свойства и морфология ГАП играют ключевую роль при выборе материалов для имплантологии и стоматологии. С точки зрения химических процессов гидроксилапатит считается наиболее стабильным соединением из всех ортофосфатов кальция и вероятным продуктом длительных реакций. Поэтому зачастую синтезируют ГАП с нестехиометриче-ским соотношением или с различными видами замещения в катионной и анионной подрешетках для улучшения химической активности и, следовательно, адгезионной прочности ГАП. Синтез образцов с подобными характеристиками позволяет моделировать поведение биогенного гидроксил-апатита во внутриклеточной системе организма, предопределять возможности возникновения патогенных образований и кариесных повреждений зубной эмали. Необходимо заметить, что свойства и морфология гидроксилапатита сильно зависят от метода, которым он был синтезирован.

Функциональной элементарной единицей органической матрицы эмали считается растворимый в кислоте кальцийсвязывающий белок, способный осаждаться в нейтральной среде при наличии ионов кальция. Кальцийсвязывающий белок эмали

и кислотонерастворимый белок определяют ориентировку кристаллов апатитов кальция эмали и ее структуру. Пока значение белка в эмали изучено недостаточно хорошо, большинство исследователей отводят ему пассивную роль. Однако существует мнение, что кариесрезистентность эмали зависит от содержания в ней не только неорганических веществ, но и белка [5]. Белковая сеть, окружающая апатиты эмали, предотвращает контакт кислоты с апатитом и смягчает ее влияние. Таким образом, понимание процессов, происходящих в эмали как в норме, так и при патологии, во многом зависит от знания ее составных компонентов и связи между органической матрицей и неорганическим веществом.

Исследование структуры и химического состава интактной и пораженной кариесом эмали без нарушения целостности зуба также позволит обнаружить начальные изменения в твердых тканях зубов — процессы деминерализации на стадиях образования кариеса. Поскольку поверхность образцов эмали на начальных стадиях кариозного процесса мала, целесообразно использовать микродифракцию рентгеновских лучей, которая даст возможность оценить и подробно изучить данные о минеральном составе здоровых и кариозных зубов. А что касается исследования органических веществ эмали, то стоит применить ИК-Фурье-спектромикроскопию, которая позволит выявить наличие органической составляющей (белковой) в эмали.

Материалы и методы исследования

Образец зуба с кариозным очагом, удаленный у пациента по ортодонтическим показаниям при па-родонтите тяжелой степени, был подготовлен следующим образом. Вначале зуб промыли в проточной воде, очистили от зубного налета, поверхность высушили фильтровальной бумагой. Распилив зуб на специализированной установке алмазным диском с водяным охлаждением, получили пластину толщиной до 1 мм. Этот шлиф приклеили с помощью акрилатного клея на стеклянную пластину толщиной 2 мм и подвергли шлифованию и полировке алмазной пастой. Образец приведен на рис. 1.

На первом этапе нами были выполнены исследования с использованием канала «Инфракрасная спектромикроскопия» синхротрона SRC Aladdin в Университете Мэдисон (США), который обеспечивает работу в диапазоне от 720 до 4000 см-1, а также Фурье-спектрометра Thermo Fisher Scientific, совмещенного с ИК-микроскопом. Размеры анализируемой поверхности образца при получении ИК-спектров с использованием микроскопа 20 х 20 мкм. Микроструктуру зубной ткани изучали методом рентгеновской микродифракции при помощи канала ANKA-PDIFF синхротрона ANKA (Карлсруэ). Размеры анализируемой области 100 х 100 мкм. Для эксперимента использовали монохроматиче-

2!

Техническое обеспечение стоматологической помощи

Рис. 1

Фронтальный шлиф зуба с указанием исследуемых областей

ское излучение, соответствующее .а^излучению меди с длиной волны X = 1,54032 А.

На рис. 1 цифрами 1 и 2 указаны точки эмали, от которых получены ИК-спектры отражения, а цифрами 3-5 — точки в кариозном канале, где проведено микродифракционное исследование.

В качестве кристаллохимического аналога биогенного апатита зубной эмали был выбран карбонат-замещенный гидроксилапатит кальция, синтезированный методом химического осаждения из раствора с использованием яичной скорлупы птиц. Методика получения основана на том, что яичная скорлупа представляет собой карбонат кальция (СаСО3), разлагающийся выше 900 °С на углекислый газ (СО2) и оксид кальция (СаО), и детально описана в работе [6]. Оксид кальция используется для образования гидроксида кальция, титрируемого раствором ортофосфорной кислоты для получения ГАП. Температура отжига, концентрация и рН растворов являются определяющими параметрами при синтезе образцов ГАП с использованием яичной скорлупы заданной морфологии, различными размерами нанокристаллов (от 10 до 100 нм) и значениями температурной стабильности. Процесс синтеза контролировали по значениям рН в течение реакции, а также по скорости добавления кислоты в преципитат. Для проведения различных типов анализа образцы сушили при температуре 400 °С в течение 1 ч.

Рентгеновская микродифракция. На рис. 2 приведены результаты рентгеновской микродифракции, полученные в области наиболее интенсивных линий в спектре от синтезированного микрокристалличе-

30 31 32 33 34 35 36

2в, ёвм

Рис. 2 | Результаты рентгеновской микродифракции

ского биоактивного гидроксилапатита 1 , интактной эмали 2 и трех точек в фиссуре распространения кариеса с возрастанием глубины: начало фиссуры 3, центр фиссуры 4, низ фиссуры 5.

Дифрактограмма синтезированного гидроксил-апатита кальция, отожженного при 400 °С, не содержит дополнительных рефлексов (рис. 2, кривая 1) и в сравнении с биогенным апатитом эмали имеет более широкие рефлексы. Были оценены размеры кристаллитов полученного материала по ушире-нию рентгенодифракционных линий в сравнении с микрокристаллическим образцом, полученным по стандартной технологии, без использования скорлупы яиц. Средняя величина нанокристаллов данного ГАП 30 нм. Его оценивали по ширине рефлекса (0,450°) (002) дифрактограммы в сравнении с шириной соответствующего рефлекса микрокристаллического ГАП (0,350°), полученной нами ранее и используемой в качестве эталона [6]. В отличие от эмали значительно меньшей шириной всех линий обладает дентин, что вполне согласуется с результатами, полученными нами ранее [7, 8].

Ширина рефлекса (002), по которой оценивали размеры нанокристаллов в образцах эмали, оказывалась даже меньшей, чем в микрокристаллическом ГАП. Все эти факты свидетельствуют о влиянии текстуры, т. е. преимущественной ориентации структурных единиц эмали (призм ГАП) в определенном кристаллографическом направлении.

Из полученных экспериментальных данных следует, что индексы Миллера исследованных материалов соответствуют синтезированному гидроксилапатиту кальция Са9.8б8(РО4)5.58б(ОН)4.00б ГАП. Никаких дополнительных фаз на основе кальция нет.

Используя метод Ритвельда, мы рассчитали параметры кристаллической решетки для анализированных участков зуба. Эти данные приведены в таблице.

3

3

4

5

Таблица | Результаты рентгеноструктурного анализа

Исследуемый материал Параметры решетки Индекс текстурированности Индекс кристалличности С1 Размер кристалла ГАП,± 5 нм

а, ±0,01 А с, ±0,01 А R (300) R (112)

Синтезированный БИО ГАП [7, 8] 9,40 6,87 - - - 40

Здоровая эмаль (точка 1 на рис. 1) 9,44 6,88 11,3 2,1 1,1 40

Кариозная эмаль (рис. 1): точка 3 точка 4 точка 5 9,44 (5) 9,44 (5) 9,44 (5) 6,88 6,88 6,88 10,6 3,16 2,35 4,7 2,6 2,9 0,5 1,3 0,6 35 40 30

Как показано на рис. 2, зерна гидроксилапатита в различных анализируемых точках эмали человеческого зуба имеют выраженную преимущественную ориентацию, что можно заметить по изменению интенсивностей трех наиболее сильных линий 211, 300, 112 на дифрактограммах образцов.

Для количественной оценки степени текстуриро-ванности можно использовать индекс текстурирован-ности образца R, определяемый по соотношению интенсивностей наиболее сильных линий /(211)// (300) и /(211)//(112). Для стандартного гидроксилапа-тита в порошковой форме соотношения наиболее сильных линий в дифракционном спектре

/(211)//(300) = 1,63 и Д211)Д(112) = 1,94.

Таким образом, индекс текстурированности может быть рассчитан следующим образом:

R(300) = Д211)Д(300)/1,63;

R(112) = /(211)//(112)/1,94.

Когда R = 1, то зерна гидроксилапатита распределены случайным образом, в то время как R > 1 или R < 1 указывает на наличие преимущественной ориентации кристаллов ГАП в эмали, т. е. текстуры. Расчеты показывают, что для здоровой эмали индекс текстурированности принимает значение 11,3, в то время как для точек 3, 4, 5 в канале фис-суры соответственно 10,6; 3,16; 2,35.

Для понимания изменений в структуре твердых тканей зуба при развитии кариозного процесса в них мы можем дать их полуколичественные оценки, проанализировав результаты рентгеновской дифракции (рис. 2) с введением индекса кристалличности, предложенного Ж. Пирсоном. В соответствии с этим методом кристаллический индекс кристаллов гидроксилапатита может быть вычислен с помощью высоты дифракционных пиков к = (211), а = (112), Ь = (300) и с = (202). Основная проблема предложенного метода состоит в том, чтобы правильно разделить эти пики в спектре. Высота пика измеряется для дифракции от области внутри кариозной фиссуры: от максимума дифракции линии до минимума интенсивности

линии-ложбины, образованной двумя близкими линиями (см. рис. 2).

Таким образом, индекс кристалличности С1 может быть определен по выражению

С1 = (а + Ь + с)/к.

Рассчитанный индекс кристалличности С1 для ин-тактной эмали принимает значение 1,11, что совпадает с приводимым в литературе, в то время как для точек 3, 4, 5 в кариозной фиссуре соответственно составляет 0,55; 1,28; 0,62.

Известно, что содержание упорядоченной кристаллической части в образцах пропорционально индексу кристалличности. Снижение индекса означает аморфизацию кристалла ГАП. Полученные нами результаты позволяют сделать вывод о том, что с ростом кариозной области (в нашем случае — кариеса фиссуры эмали зуба) и глубины проникновения кариозного процесса кристаллы ГАП, упорядоченные в интактной эмали перпендикулярно к границе «эмаль-дентин», случайным образом распределены в коллагеновой матрице — белковой сетке, что соответствует случаю микрокристаллического порошкового ГАП. В то же время наблюдается аморфизация (разрушение) самого кристалла гидроксилапатита.

На основании экспериментальных данных мы можем определить размер кристаллов гидроксил-апатита по формуле Шеррера:

Б = Курсов 0),

где К — константа, близкая к 0,9; X — длина волны характеристического излучения меди, X = 1,540598 А; в — полуширина рентгеновской линии (211), по которой выполнялся анализ; 0 — брегговский угол для плоскости (211). Полученные результаты приведены в таблице. Для здоровой эмали размеры кристаллов ГАП составляют 40 нм и, как можно заметить по полученным расчетным данным, уменьшаются при погружении в фиссуру.

ИК-спектромикроскопия. Использование ИК-микроскопов, работающих в режиме отражения, и высокая интенсивность синхротронного излучения как ИК-источника позволяют исследователям

Техническое обеспечение стоматологической помощи

довольно успешно проводить анализ состояния зубной ткани, получая информацию с малого участка полированной поверхности, который представляет собой ровную плоскую поверхность. Используя соотношения Крамерса-Кронига, мы пересчитали ИК-спектры отражения, полученные в ходе проведения эксперимента, в ИК-спектры поглощения, поскольку в большинстве работ, посвященных анализу ИК-спектров эмали, приводятся ИК-спектры поглощения.

ИК-спектроскопия также использовалась для определения качественного состава синтезированного материала и изучения тонких решеточных свойств гидроксилапатита. Анализ экспериментальных и литературных данных показал, что основные колебательные моды, характерные для кристаллического ГАП, присутствуют в спектре синтезированного нами материала. Кроме того, в ИК-спектрах порошков синтезированного ГАП присутствуют малоинтенсивные пики 879 и 1415 см-1, соотносимые с группой СО3. Их появление может быть обусловлено высокой активностью исходного компонента СаО и присутствием СО2 в процессе синтеза. Положение пиков инфракрасных спектров ГАП совпадает с литературными данными. Отсутствие иных мод колебаний в спектре синтетического ГАП подтверждает данные рентгенофазового анализа об однофазности полученного материала. При сопоставлении с полученными спектрами эмали у ГАП наблюдаются небольшие различия в структуре полос РО4, которые могут быть связаны с различной структурной организацией гексагональных призм ГАП в органическом матриксе костной ткани зуба.

Для детального рассмотрения нами была выбрана область спектра от 2000 до 900 см-1, так как именно в ней наблюдаются основные особенности, определяющие природу зубной эмали. Полученные результаты приведены на рис. 3.

На ИК-спектрах поглощения исследуемого образца наблюдаются полосы поглощения, характерные для зубной эмали. Спектр поглощения, полученный от участка здоровой (интактной) эмали 1, существенно отличается от спектра участка эмали, пораженного кариесом 2. В указанной спектральной области на спектре 1 основная полоса поглощения,

1035 см-1 vPOf

1064 см-1 vPOl \

й з •о а

1668 см

связанная с валентными колебаниями VPO4, довольно узкая и имеет максимум при 1035 см-1 и сла-бовыраженное плечо с коротковолновой стороны. Кроме этой полосы на спектре хорошо просматриваются два слабых пика при 1415 и при 1450 см-1, соответствующих плоскостным асимметричным деформационным колебаниям 5а8(0Нз). На спектрах эмали, пораженной кариесом, помимо этих полос, связываемых с неорганической составляющей зуба, наблюдаются полосы вторичных амидов: Amide I [u(C = O) 1661,7-1664,2 см-1], Amidе II [5(C-N) 1555,8 см-1] (смешанное валентно-деформационное колебание связей N-H и C-N), Amidе III [5(NH) 1240,4 см-1]. Поскольку наблюдаемые нами полосы поглощения Amide I, Amide II и Amide III связаны с наличием в составе зубной ткани аминокислот, цепочки которых образуют белок, то по их интегральной интенсивности можно судить о его концентрации. Количественной характеристикой относительного содержания белковой составляющей в ткани зуба может служить отношение интегральных интенсивностей полос поглощения Amide I, Amide II и Amide III к интегральной интенсивности

полосы v(PO4 ), которая характеризует минеральную (неорганическую) составляющую зубной ткани. Расчет этих отношений был нами произведен с использованием спектрально-программного комплекса OMNIC. Полученные данные представлены в виде гистограмм на рис. 4.

Сопоставляя между собой результаты экспериментальных исследований, мы обнаружили хорошее совпадение положений максимумов линий поглощения между собой. Этот факт позволяет нам считать, что полученные результаты являются корректными и выявляют некоторые закономерности. Так, на всех спектрах поглощения эмали полосы, связанные с белковой составляющей (Amide I, Amide II), значительно слабее, чем линии поглощения, относящиеся к минеральной (неорганической) составляющей. Это хорошо видно как на спектрах, так и на гистограммах. В то же время области эмали, пораженные кариесом или расположенные вблизи них, имеют наибольшее содержание органической составляющей, причем отношение составляющей, соотносимой с Amide I, к составляющей, соотносимой с Amide II, составляет примерно 2:1.

a)

0,60,50,40,20,10

б)

0,6-

0,5-

0,4-

0,3-

0,2-

A

A 0,1-

Интактная Кариозная эмаль эмаль

Интактная Кариозная эмаль эмаль

1800

1600 1400 Wave number, см-

1200

1000

Рис. 4 Гистограммы AAmide l/Apo-3 (а) и AAmide Il/ApO-s (б)

Рис. 3 Спектры оптического поглощения

0

Результаты

Литература

Результаты исследования наглядно показывают разницу между здоровой эмалью и при возникновении кариозной фиссуры. Больший размер кристалла (40 нм), высокие индексы текстурированности и кристалличности, а также минимум органической составляющей характеризуют здоровую эмаль и согласуются с современными представлениями о ней и результатами, аналогичными нашей работе [2].

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Сопоставление данных, полученных от карбо-натзамещеного гидроксилапатита кальция, синтезированного в данной работе, с образцами биогенного ГАП эмали зуба дает хорошее сопоставление по результатам рентгеновской дифракции и ИК-спектроскопии. Расчеты на основе формулы Ше-рерра показывают, что гранулы порошка, синтезированного ГАП, состоят из нанокристаллов со средним размером приблизительно 30 нм. Применение методов ИК-спектроскопии позволяет обнаружить примеси карбонат-ионов в нанокристаллическом гидроксилапатите, полученном с использованием яичной скорлупы в качестве источника кальция.

В то же время возникновение фиссурного кариеса по данным ИК-спектромикроскопии [9-11] характеризуется ростом органической составляющей в канале фиссуры. Анализ различных точек канала фиссуры методом рентгеновской микродифракции показал, что с глубиной фиссуры можно отметить уменьшение не только размера кристаллитов ГАП, что может быть связано со строением зуба и воздействием кариозного процесса, но и индексов кристалличности и текстурированности. Все это является результатом разрушения органического матрикса, удерживающего кристаллиты ГАП и задающего им ориентацию, что приводит к дальнейшему их раз-упорядочению и разрушению вследствие механических воздействий и кариозного процесса.

Выводы

Фиссурный кариес эмали характеризуется ростом деформационных и валентных колебаний связей N-C-O, N-H и C=O, уменьшением индекса кристалличности и текстурированности, а также отсутствием преимущественной ориентации кристаллов ГАП в пораженной эмали, что говорит о деструктивных процессах в органическом матриксе твердых тканей зуба. В результате подповерхностной деминерализации в дальнейшем разрушается и сам кристалл эмали.

1. Jenkins G. N. The physiology and biochemistry of mouth. 4-th ed. Oxford, 1978. P. 599.

2. Tiznado-Orozco G. E., Garc'ia-Garc'ia R., Reyes-Gasga J. Structural and thermal behaviour of carious and sound powders of human tooth enamel and dentine // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. Vol. 42. P. 235-408.

3. Calcium binding of enamel proteins and their derivatives with emphasis on the calcium-binding domain of porcine sheath-lin. / Y. Yamakoshi [et al.] // Arch. Oral. Biol. 2001. Vol. 46. P.1005-1014.

4. Особенности формирования пористых структур на основе диоксида кремния и оксидов металлов золь-гель методами / В. С. Левицкий, А. С. Леньшин, В. А. Мошни-ков [и др.] // Изв. вузов. Материалы электронной техники. 2012. Вып. 4. C. 48-54.

5. The developing enamel matrix: nature and function / C. Robinson [et al.] // Eur. J. Oral. Sci. 1998. Vol. 106. Suppl. 1. P. 282-291.

6. Получение нанокристаллического гидроксилапатита методом химического осаждения с использованием биогенного источника кальция / Д. Л. Голощапов, В. М. Кашкаров, Н. А. Румянцева [и др.] // Конденсированные среды и межфазные границы. 2011. Т. 13. № 4. С. 427-441.

7. РФА и ИК-исследования нанокристаллического синтезированного и биогенного гидроксилапатита / В. М. Кашка-ров, Д. Л. Голощапов, А. Н. Румянцева [и др.] // Поверхность рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2011. № 12. С. 40-46.

8. Synthesis of nanocrystalline hydroxyapatite by precipitation method using hen's eggshell / D. L. Goloshchapov, V. M. Kash-karov, N. A. Rumyantseva [et. al.] // Ceramics International. 2013. Vol. 39. I. 4. P. 4539-4549.

9. Середин П. В., Лукин А. Н., Ипполитов Ю. А. Исследования интактной, а также пораженной кариозным процессом эмали человеческого зуба методом ИК-спектромикроскопии с использованием синхротронного излучения // Науч. вед. БелГУ. Сер. Медицина. Фармация. 2011. № 16 (111). Вып. 15/1. C. 104-109.

10. Ипполитов Ю. А., Лукин А. Н., Середин П. В. Исследования методом ИК-спектромикроскопии с использованием синхротронного излучения интактных и пораженных кариозным процессом эмали и дентина человеческого зуба // Вестн. новых медицинских технологий. 2012. Т. 19, № 2. С. 343-346.

11. Research hydroxyapatite crystals and organic components of hard tooth tissues affected by dental caries using FTIR-mi-crospectroscopy and XRD-microdiffraction / Seredin P. V., Kashkarov V. M., Lukin A. N. [et al.] // Конденсированные среды и межфазные границы. 2013. Т. 15, № 3.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.