17КОНТРОЛЬ РЕМИНЕРАЛИЗИРУЮЩЕЙ ТЕРАПИИ ЗУБНОЙ ЭМАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БЛИЖНЕПОЛЕВОГО СВЧ-МИКРОСКОПА, РАБОТАЮЩЕГО В АВТОДИННОМ РЕЖИМЕ
А.Э. Постельга, В.О. Шароватов, Н.А. Калякина, А.А. Исаева Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского E-mail: apostelga@gmail.com
Аннотация: В работе представлена возможность контроля реминерализирующей терапии средствами ближнеполевой СВЧ-микроскопии. Рассмотрена блок-схема ближнеполевого СВЧ-микроскопа, работающего в автодинном режиме, а также приведены результаты эксперимента по контролю процесса деминерализации и реминерализации зубной эмали in vitro, а также in vivo.
Ключевые слова: ближнеполевой СВЧ-микроскоп, зубная эмаль, деминерализация, реминерализация.
Особенности изменения структурного строения эмали и изменение ее качественного состояния могут характеризовать появление и развитие кариозного повреждения эмали, а также результаты проведения реминерализирующей терапии [1,2], восстанавливающей её целостность.
Известны методы, которые позволяют измерять параметры зубной эмали и свидетельствовать о её деминерализации либо реминерализации [3,4]. Однако эти методы либо являются контактными [3], либо могут применяться только в лабораторных условиях на специально подготовленных образцах [4].
Методом контроля реминерализирующей терапии может выступать ближнеполевая СВЧ-микроскопия [5-8]. Контроль диэлектрической проницаемости зубной эмали и её толщины в совокупности предлагаемым методом позволяет оценить качество процедуры реминерализации.
Для иллюстрации возможностей предлагаемого способа были выбраны интактные зубы и зубы с кариозными образованиями, удаленные по ортодонтическим показаниям, на которые было оказано воздействие деминерализирующего вещества (слабый раствор 10% соляной кислоты) и реминерализирующего вещества (фторсодержащая паста). Диагностику толщины проводили в разных областях зуба, на которые были нанесены тестовые точки. В области этих точек действовало излучение электромагнитного сигнала от измерительной части ближнеполевого СВЧ-микроскопа, на выходе которого образуется зона действия ближнего поля с частотой 12 ГГц значением потока мощности, не превышающим 100 мкВт/см2 [5]. Блок-схема установки представлена на рис. 1.
Рис. 1. Блок-схема ближнеполевого СВЧ-микроскопа: 1 - опытный образец, 2 - СВЧ-
автодин, 3 - коаксиально-волноводная линия передачи, 4 - измерительная часть ближнеполевого СВЧ-микроскопа, 5 - аналого-цифровой преобразователь, 6 - ЭВМ
для обработки данных
Результаты, полученные в ходе контроля деминерализации и реминерализации средствами ближнеполевого СВЧ-микроскопа, представлены на гистограмме рис. 2.
1Ряд1 I Ряд2 РядЗ
Рис. 2. Зависимость напряжения на детектирующем диоде СВЧ-автодина (мВ) при отражении от участка зуба при воздействии на него деминерализирующим и реминерализирующими составами (интактный клык, муж, 55 л) в контрольных точках зуба 1-5, с убывающей толщиной зубной эмали. Ряд 2 - изначальное состояние, Ряд 1 -после 10 минутного воздействия 10% соляной кислоты, Ряд 3 - после последующего суточного воздействия фторсодержащей пасты
Экспериментальные данные, представленные на рис. 2, показывают, что предлагаемый метод позволяет эффективно контролировать изменение толщины зубной эмали, а также её общего состояния при разрушающем и восстанавливающем воздействии.
Также, на основании экспериментальных данных контроля реминерализирующей терапии in vitro, был проведён контроль реминерализации in vivo, в медицинских условиях. Схема экспериментальной установки осталась прежней и совпадает с блок-схемой на рис. 1, однако измерительная часть была доработана для работы с пациентом и для удобства при эксплуатации врачом-стоматологом. Измерения проходили до и после процедуры реминерализации (3 минуты воздействия реминерализирующего состава). Для наглядности и удобства восприятия врачом-стоматологом результаты были представлены в относительных единицах, увидеть их можно на рис. 3.
_, 1,006 л
В 1,005
5
— 1,004
Id 1,003 <ц
3 1,002
3 1,001
4
(U -I
н 1
о 0,999 О
£ 0,998 0,997
О
Контрольные точки
■ Ряд1 иРяд2
Рис. 3. Результат проведения реминерализирующей терапии in vivo. Представление относительных единицах. Ось Х - контрольные точки зуба от шейки зуба до режущего края, ось Y - показания с детектирующего диода СВЧ-автодина в относительных единицах. Синие столбцы - результат ДО, красные столбцы - результат ПОСЛЕ.
1
2
3
Как видно из рис. 3, ближнеполевой СВЧ-микроскоп, работающий в автодинном режиме, регистрирует изменения состояния зубной эмали in vivo, даже с переделанной измерительной частью, после краткого времени воздействия реминерализирующего состава. Результаты также информативны и могут помочь врачу-стоматологу оценить качество проделанной процедуры.
Таким образом, показана возможность контроля реминерализирующей терапии с помощью использования ближнеполевого СВЧ-микроскопа, работающего в автодинном режиме.
Библиографический список
1. Макарова Н.Е., Винниченко Ю.А. Очаговая деминерализация эмали. Методы диагностики и лечения // Стоматология. 2017. №4.
2. Костиленко Ю.П., Бойко И.В., Петренко А.И. Морфологические особенности кариеса соприкасающихся поверхностей зубов человека // Медицинский алфавит. 2015. Т. 2. № 5. С. 14-16.
3. Русанов Ф.С., Маев Р.Г., Титов С.А. Неразрушающий метод измерения толщины эмали с помощью ультразвуковых волн // Стоматология. 2012. №4. С. 4-6.
4. Воллодарская С.И., Зайцев К.И., Красик В.Е., Новицкая Е.В., Фокина И.Н. Экспериментальное обосноание возможности ранней диагностики кариозных поражений эмали зуба с помощью терагерцовой спектроскопии // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, Сер. «Приборостроение». 2013. №2. стр. 47.
5. Постельга А.Э., Усанов Д.А., Дорошенко А.А. Определение динамических параметров движения упругих сферических оболочек на примере модели глазного яблока с использованием ближнеполевого СВЧ-микроскопа // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине - 2018. Сборник статей Всероссийской школы-семинара. 2018. С.198-203.
6. Kim J., Lee K., Friedman B. and Cha D. Near-field scanning microwave microscope using a dielectric resonator // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 83. №5. P. 1032-1034.
7. Guidoni G.M., Swain M.V., Jäger I. Wear behavior of dental enamel at the nanoscale with a sharp and blunt indenter tip // Wear. 2009. Vol. 266, No. 1-2. P. 60-68. Lawn B.R., Lee J.J.-W., Chai H. Teeth: among nature's most durable biocomposites // Ann. Rev. Mater. Res. 2010. Vol. 40. P. 55-75.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕЛАНИНА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПТИЧЕСКОГО ПРОСВЕТЛЕНИЯ КОЖИ ЧЕЛОВЕКА
1 1 12 И.А. Серебрякова , Ю.И. Сурков , Э.А. Генина ' ,
А.Н.Башкатов 12, В.В.Тучин 1'3, В.П. Жаров4 1 Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
2Национальный исследовательский Томский государственный университет 3Институт проблем точной механики и управления, РАН, г. Саратов 4Арканзасский Центр Наномедицины, Арканзасский Университет Медицинских Наук,
Литл-Рок, США E-mail: s.izabell2014@gmail.com
Аннотация: В работе представлены результаты экспериментального исследования воздействия олеиновой кислоты (ОК), микродермабразии, ультразвукового облучения и их комбинации на глубину зондирования оптической когерентной томографии кожи человека II и VI фототипов. Полученные результаты мониторинга свидетельствуют о значительном увеличении глубины оптического зондирования как для светлой, так и для сильнопигментированной кожи при применении ОК в сочетании с микродермабразией и сонофорезом. Эффективность оптического просветления при данном подходе составила для кожи II и VI фототипов 32 ± 1.8% и 20.7 ± 1.6 %, соответственно.
Ключевые слова: оптическое просветление, микродермабразия, сонофорез, оптическая когерентная томография, меланин.
Серьезной проблемой медицины является транспорт зондирующего излучения через слои биоткани [1]. Пигментация кожи является одной из причин ослабления светового луча. К сожалению, в литературе практически отсутствуют какие-либо данные (за исключением работы [2]) о возможности оптического просветления темной кожи человека, в
