CC BY
13
УДК: 616.314-002-07+615.454.1]:621.371
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-12-124-128
КЛИНИКО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЗУБНОЙ ПАСТЫ НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ, ОБРАБОТАННОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ, ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОФИЛАКТИКИ КАРИЕСА
Моисеева Н. С.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет имени Н.Н. Бурденко», г. Воронеж, Российская Федерация
Аннотация. Одним из центральных направлений исследований в стоматологии в отношении профилактики кариеса является изучение механизмов реминерализации тканей твердых зубов путем насыщения минеральными компонентами поверхностных слоев эмали. С учетом этих позиций на первый план выходят методы, способные улучшать микроструктуру полимерных расходных стоматологических материалов, включая зубные пасты, в плане насыщения эмали минеральными компонентами и тем самым способствуя профилактике кариеса.
В связи с чем, цель исследования заключалась в клинико-экс-периментальном изучении применения полимерной зубной пасты, модифицированной электромагнитным полем в плане активизации обменных процессов эмали. Результатами экспериментального исследования подтверждена микроструктурная трансформация полимерной зубной пасты под воздействием электромагнитного поля по результатам просвечивающей электронной микроскопии.
Исследования с помощью рентгеновского микроанализа позволили выявить концентрацию микро- и макроэлементов органической и неорганической природы, проследить изменения, происходящие при контролируемой очистке зубов с помощью полимерной зубной пасты, обработанной электромагнитным полем.
Данные исследования могут стать основой предупредительной профилактики кариеса, основанной на модифицировании полимерных лечебно-профилактических зубных паст под воздействием электромагнитного поля для улучшения их физико-химических свойств.
Ключевые слова: микроструктурная трансформация, зубные пасты на полимерной основе, электромагнитное поле, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), рентге-носпектральный микроанализ (РСМА)._
CLINICAL AND EXPERIMENTAL USE SUBSTANTIATION OF THE POLYMER BASED TOOTHPASTE TREATED WITH AN ELECTROMAGNETIC FIELD FOR THE CARIES PREVENTION IMPROVEMENT
Moiseeva N.S.
Voronezh state medical university named after N.N. Burdenko, Voronezh, Russian Federation
Annotation. One of the central research problems in dentistry in terms of caries prevention is the study of the remineralizing mechanisms in hard dental tissues by mineral saturation of the enamel surface layers. Taking into account these positions, there are methods that can improve the microstructure of polymeric dental materials, including toothpastes, in terms of enamel saturation with mineral components and thus contributing to the caries prevention.
In this connection, the purpose of the study was to provide clinical and experimental study of the use of polymer toothpaste modified with an electromagnetic field in terms of enhancing the enamel exchange processes.
The results of an experimental study confirmed the microstructural transformation of polymer toothpaste under the influence of an electromagnetic field according to the results of transmission electron microscopy.
Studies using X-ray microanalysis revealed the concentration of micro-and macro-elements of organic and inorganic nature, to trace the changes occurring during controlled cleaning of teeth using polymer toothpaste treated with an electromagnetic field. These studies can be the base of caries prevention based on the modification of polymer therapeutic and prophylactic toothpastes under the influence of the electromagnetic field to improve their physical and chemical properties.
Key words: microstructural transformation, polymer based toothpastes, electromagnetic field, transmission electron microscopy (TEM), X-ray microanalysis.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
[1] Детская терапевтическая стоматология. Национальное руководство / под ред. В.К. Леонтьева, Л.П.
REFERENCES
[1] Detskaya terapevticheskaya stomatologiya. Nacional'noe rukovodstvo / pod red. V.K. Leont'eva, L.P. Kisel'nikovoj. - Moskva: GEHOTAR - Media, 2010. - 896 p._
Кисельниковой. - Москва: ГЭОТАР - Медиа, 2010. -896 с.
[2] Золотова Л.Ю. Влияние глубокого фторирования на динамику реминерализации дентина у пациентов с различными уровнями резистентности к кариесу) / Л.Ю. Золотова, А.П. Коршунов // Институт стоматологии. — 2003. — №3. — С. 56—57.
[3 ] Arnold W. Volumetric assesment and quantitative element analysis on the effect of fluoridated milk on enamel demincralisation / W.Arnold // Archives Oral Biology. -2003. -Vol. 48.-P. 467-473. DOI https://doi.org/10.1016/S0003-9969(03)00087-6.
[4] Dyonosopulos R. The effect of home-use fluoride gels on glassionomer, compomer and composite resin restorations / R. Dyonosopulos // Oral Rehabil-2003. -Vol. 30, N 7. -P. 683—689. http://www.academia.edu/19429414/Ef-fect_of_home-use_fluoride_gels_on_glass_iono-mer_and_composite_restorations.
[5] Kunin A.A. Improving the effectiveness of dental caries prevention using therapeutic toothpastes / A.A. Kunin, N.S. Moiseeva, L.E. Mekhantieva // The EPMA Journal. -2017. - N 8, Suppl .1. - P. 50.
[6] Moiseeva N.S. Electromagnetic influence on microstructural changes in dental filling materials: improvement in physical and mechanical properties / N.S. Moiseeva, A.A. Kunin, R.A. Shabanov et al. // The EPMA Journal. - 2017. - N 8, Suppl 1. -P. 49.
[7] Пат. 2594255 Российская Федерация, МПК A61K 6/08 A61C 5/00. Способ улучшения адгезионных и прочностных характеристик полимерных пломбировочных материалов и бондов / А.А. Кунин, Н.С. Моисеева; заявитель и патентообладатель ВГМУ. - 2015124103/15; заявл. 22.06.2015; опубл. 10.08.2016 // Бюл. - № 22.
[8] Гланц С. Биомедицинская статистика / С. Гланц. -Mосква: Практика, 1998. URL: http://medstatistic.ru/ar-
_ticles/glantz.pdf._
Введение. Кариозная болезнь в наше время распространена повсеместно и создает предпосылки для очевидного снижения уровня качества жизни людей. Исследованиями разных авторов установлена взаимосвязь между развитием кариеса зубов и проявлением общесоматической патологии, что повышает пристальное внимание научного сообщества и врачей-стоматологов к проблеме и заставляет искать новые пути решения, направленные на предупредительные диагностические и профилактические мероприятия по снижению уровня заболеваемости кариесом, которые будут оправдывать свою эффективность в долгосрочной перспективе [1, 2, 3].
Детального изучения требует состояние поверхностного слоя эмали, от которого в значительной степени зависит ее устойчивость к воздействию кариесо-генных факторов, что указывает на необходимость и целесообразность изучения химического состава эмали, с целью эффективного контроля процессов реминерализации, которые делают профилактику и лечение зубов более эффективными [3, 4].
[2] Zolotova L.YU. Vliyanie glubokogo ftorirovaniya na dinamiku remineralizacii dentina u pacientov s razlich-nymi urovnyami rezistentnosti k kariesu) / L.YU. Zolotova, A.P. Korshunov // Institut stomatologii. — 2003. — №3. — p. 56—57.
[3] Arnold W. Volumetric assesment and quantitative element analysis on the effect of fluoridated milk on enamel demincralisation / W.Arnold // Archives Oral Biology. -2003. -Vol. 48.-P. 467-473. DOI https://doi.org/10.1016/S0003-9969(03)00087-6.
[4] Dyonosopulos R. The effect of home-use fluoride gels on glassionomer, compomer and composite resin restorations / R. Dyonosopulos // Oral Rehabil-2003. -Vol. 30, N 7. -P. 683—689. http://www.academia.eduA 9429414/Ef-fect_of_home-use_fluoride_gels_on_glass_iono-mer_and_composite_restorations.
[5] Kunin A.A. Improving the effectiveness of dental caries prevention using therapeutic toothpastes / A.A. Kunin, N.S. Moiseeva, L.E. Mekhantieva // The EPMA Journal. -2017. - N 8, Suppl .1. - P. 50.
[6] Moiseeva N.S. Electromagnetic influence on microstructural changes in dental filling materials: improvement in physical and mechanical properties / N.S. Moiseeva, A.A. Kunin, R.A. Shabanov et al. // The EPMA Journal. - 2017. - N 8, Suppl 1. -P. 49.
[7] Pat. 2594255 Rossijskaya Federaciya, MPK A61K 6/08 A61C 5/00. Sposob uluchsheniya adgezionnyh i prochnostnyh harakteristik polimernyh plombirovochnyh materialov i bondov / A.A. Kunin, N.S. Moiseeva; zaya-vitel' i patentoobladatel' VGMU. - 2015124103/15; za-yavl. 22.06.2015; opubl. 10.08.2016 // Byul. - № 22.
[8] Glanc S. Biomedicinskaya statistika / S.Glanc. - Moskva: Praktika, 1998. URL: http://medstatistic.ru/arti-cles/glantz.pdf.
Механизм деминерализации и реминерализации эмали заключается в том, что они остаются в динамическом равновесии в системе «ротовая жидкость -эмаль» [2, 3, 4]. Смещение баланса в сторону деминерализации означает начало патологических структурных изменений в эмали зуба [1]. В случае начального кариеса реминерализация эмали возможна только в определенной степени и, в частности, до обратимой степени кариозного поражения.
Если вовремя насытить зубную эмаль органическими и минеральными элементами (кальций, фосфор, фтор, магний), можно добиться ее полного восстановления и повысить ее резистентность к кариесу [1, 2, 4], чему должны способствовать лечебно-профилактические зубные пасты из разнообразных компонентов, включая полимеры, играющие определенную роль в формировании структуры и характеристике их профилактических и химических свойств [5, 6].
Нами рассмотрен вопрос о структурных изменениях расходных стоматологических полимерных материалов, в том числе, зубных паст путем воздействия на
них электромагнитного поля [5, 6, 7]. Получен эффект увеличения размера частиц полимерной основы при исследовании полимерных материалов для лечения кариеса по результатам нашего исследования, проводимого с 2014 года на базе стоматологической поликлиники ВГМУ им. Н.Н. Бурденко [5, 6, 7].
Цель нашего исследования заключалась в улучшении микроструктурных характеристик зубной пасты R.O.C.S. активный кальций на полимерной основе, модифицированной электромагнитным полем, для активизации обменных процессов в твердых тканях зуба.
Материал и методы исследования. В результате исследований изучен материал, полученный при клинико-экспериментальном исследовании на базе стоматологической поликлиники ВГМУ им. Н.Н. Бурденко совместно с Воронежским государственным университетом и Воронежским государственным лесотехническим университетом им. Г.Ф. Морозова.
Нами была изучена наиболее распространенная среди населения Центрально-черноземного региона зубная паста R.O.C.S. активный кальций (Российско-швейцарская компания БКС^гоир), содержащая минеральные компоненты: кальций, фосфор, кремний и магний в оптимальном для зубов соотношении.
Основой для получения научных данных была группа из 12 человек (18-35 лет) без выраженной сопутствующей патологии и имеющих показания к удалению интактных зубов по ортодонтическим и хирургическим признакам. Обследованный контингент разделили на 2 равные группы (1 - группа, использующих зубную пасту R.O.C.S. активный кальций с влиянием электромагнитного поля, 2 - группа с использованием одноименной пасты без влияния электромагнитного поля).
Лабораторные исследования включали изучение микроструктуры зубных паст на полимерной основе с
Рис. 1. Результаты ПЭМ зубной пасты КО.С.8 активный кальций без и с воздействием электромагнитного поля
---■—
Журнал включен в Перечень рецензируемых научных изданий ВАК
~ 126 ~
воздействием и без воздействия электромагнитного поля, а также морфо-химические исследования, включающие изучение удаленных зубов.
Для проведения исследовательской работы нами была применена специализированная установка для обработки полимерной зубной пасты в электромагнитном поле при напряженности 20*10422*104 А/м в течение 20 мин. [7].
Микроструктуру зубной пасты R.O.C.S. активный кальций без и с воздействием электромагнитного поля исследовали с помощью просвечивающего электронного микроскопа Libra 120 (Carl Zeiss, Германия).
Для анализа проницаемости эмали зуба для химических компонентов зубной пасты с воздействием электромагнитного поля и без него изучали 12 удаленных интактных зубов с помощью электронного микроскопа «JEOL JSM-638OLV» (Япония) методом рентге-носпектрального микроанализа (РСМА), которые в соответствии с группами исследования были подвергнуты контролируемой чистке зубов зубной пастой R.O.C.S. активный кальций в течение 1 месяца.
Для статистической обработки результатов исследования использовали стандартный пакет прикладных программ STATISTICA 8.0 [8]. Рассчитывали: среднее, стандартная ошибка среднего, минимальное и максимальное значение ряда данных. Для сравнения групп применяли критерий различия Kruskal-Wallis и медианный тест. При обработке статистических данных значимыми считались различия при p <0,05.
Полученные результаты. Результаты просвечивающей электронной микроскопии подтверждают определенные изменения микроструктуры зубной пасты под действием электромагнитного поля (рис. 1, табл. 1).
Рис. 1 показывает, что под воздействием электромагнитного поля структура зубной пасты, подвергнутой воздействию электромагнитного поля, уплотняется за счет уменьшения расстояния между частицами и увеличения размера частиц; отчетливо заметна разница в сравнении с пастой контрольной
группы. Для доказательства результатов исследования нами рассмотрены изменения структуры зубной пасты Я.О.С.8 активный кальций, обработанной электромагнитным полем, включающие величину частиц и расстояния между ними (табл. 1, рис. 1).
Таблица 1
Результаты исследования зубной пасты Р.О.О.в. активный кальций по данным ПЭМ без и с воздействием электромагнитного поля
Зубная паста R.O.C.S. активный кальций Размер частиц (n=15) Расстояние между частицами (n=15)
без воздействия с воздействием без воздействия с воздействием
500 нм 36,49±1,99 41,27±3,17 56,41±0,29 34,0±2,68
Примечание: р <0,05
Результаты исследования микроструктуры зубной пасты Я.О.С.8 активный кальций до и после воздействия электромагнитного поля: в контрольной группе размер частиц пасты составлял - 36,49±1,99 нм, а в группе исследования - 41,27±3,17 нм, что говорит об укрупнении частиц материала. Расстояние между частицами зубной пасты до воздействия составляло -56,41±0,29 нм, а после - 34,0±2,68 нм, что
свидетельствует об уплотнении микроструктуры зубной пасты. Различия между группами являются статистически достоверными (р <0,05) (табл. 1, рис. 1).
Для оценки микрохимического влияния зубной пасты Я.О.С.8. активный кальций без и с применением электромагнитного поля просканирован поверхностный слой эмали с помощью прицельного рентгено-спектрального анализа (рис. 2, табл. 2).
2 О С М К ГП | 200мкт ' Электронное изображение 1
Рис. 2. Электронное изображение интактной эмали зуба после контролируемой чистки зубов пастой без и с воздействием электромагнитного поля. Увеличение х500.
Таблица 2
Количественный элементный состав поверхностного слоя эмали интактного зуба без и с воздействием
Элемент Без ЭМП воздействия С ЭМП воздействием
Весовой %
C 13,60 25,36
O 50,35 20,59
Na 0,51 0,31
Si 3,25 0,34
P 11,89 12,39
Cl 0,43 0,40
Ca 19,97 40,60
Итого 100,00 100,00
Сканирование эмалевого слоя после контролируемой чистки зубов зубной пастой Я.О.С.8. активный кальций, обработанной электромагнитным полем,
выявило более высокий процент микроэлементов, ха-растеризующих проникновение минеральных компонентов зубной пасты в межкристаллические
пространства наружного слоя эмали: кальция и фосфора (табл. 2).
Выводы. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) и рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) позволяют оценить уровень влияния лечебно-профилактических средств на обменные процессы в эмали в плане повышения ее устойчивости к кариесо-генным факторам. В результате проведения экспериментальной части исследования обнаружены микроструктурные преобразования зубной пасты КО.С.8. активный кальций под воздействием
электромагнитного поля. Микроанализ рентгеновского спектра позволил детально выявить концентрацию микро- и макроэлементов, проследить изменения, происходящие в ходе контролируемой очистки зубов, зубной пастой R.O.C.S. активный кальций, обработанной электромагнитным полем.
Применение полученных результатов экспериментальных и клинических исследований способствуют повышению эффективности профилактики кариеса.
