Метод для изучения механизма взаимодействия лекарственных препаратов с поверхностью эмали зуба Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

РЕЗЮМЕ

В. В. Тец, М. Ф. Вечерковская, А. А. Доморад, Д. С. Викина, Д В. Михайлова, Е. И. Онищенко, Г. В. Тец, Ю. А. Трофимова, В. В. Харламова

Микробы, не известные как представители нормальной микрофлоры ротовой полости человека

Работа посвящена выделению и идентификации малоизученных и не известных ранее микроорганизмов нормальной микрофлоры ротовой полости. Объектом исследования были смешанные биопленки, образованные аэробными бактериями. Выделены бактерии, которые не идентифицировались и не могли быть отнесены к известным видам, обитающим в ротовой полости. Результаты культивирования смешанных микробных биопленок позволяют изолировать малоизвестные и не известные ранее бактерии микробиоты человека.

Ключевые слова: малоизученные микроорганизмы, нормальная микрофлора, биопленки.

SUMMARY

V. V. Tetz, M. F. Vecherkovskaya, A. A. Domorad,

D. S. Vikina, D. V. Mikhailova, E. I. Оnischenko,

G. V. Tetz, J. A. ^ofimova, V. V. Kharlamova

Unknown bacteria - representatives of the human oral cavity microbiota

The paper presents our study on isolation and identification of unknown and insufficiently explored bacteria of the human oral cavity microbiota. Mixed biofilms formed by aerobic bacteria were investigated. Bacteria that could not be identified as known inhabitants of the oral cavity were isolated. The results of mixed microbial biofilms cultivation let us isolate unknown and insufficiently explored bacteria of the human microbiota.

Key words: insufficiently explored bacteria, normal microbiota, biofilms.

© В. В. Гришин, 2012 г. УДК 616.314-08

В. В. Гришин

МЕТОД ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ С ПОВЕРХНОСТЬЮ ЭМАЛИ ЗУБА

Лаборатория стоматологического материаловедения, научно-практический центр стоматологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова

Основным структурным образованием эмали зуба являются эмалевые призмы диаметром 4-6 мкм. Длина призмы соответствует толщине слоя эмали и даже превышает ее благодаря извилистому направлению. Основу призмы составляют кристаллы гидроксиаппа-тита. В ее состав входят органические вещества в виде субмикроскопической фибриллярной сети (филамен-тов промежуточного типа), углеводы, минеральные вещества. Эмалевые призмы объединяются с помощью менее обызвествленного межпризменного вещества и покрывают коронку зуба в виде эмали. С химической точки зрения, гидроксиапатит имеет одно из самых низких произведений растворимости солей, которое проявляется в щелочной среде.

Структура кристалла гидроксиапатита гексого-нальная и узлы ОН- расположены выше или ниже зеркальной плоскости кристалла. Это смещение превращает зеркальную плоскость в плоскость скольжения, и они становятся доступными для образования гидрат-ных оболочек, оставаясь при этом в составе кристалла. Таким поведением групп можно объяснить гидрофильные свойства очень мало растворимой соли. Каждый кристалл эмали имеет слой гидротированных связанных ионов (ОН~), образующихся на поверхнос-

ти раздела «кристалл - раствор». Благодаря гидрат-ному слою осуществляется ионный обмен, который может протекать по гетероионному механизму обмена, когда ион кристалла замещается другим ионом среды, и по изоионному, когда ион кристалла замещается таким же ионом раствора.

Деминерализация - вымывание из эмали зуба минеральных веществ: апатитов кальция, фосфора, магния, калия, натрия, фтора, хлора и др. Этот процесс заложен природой. Эмаль не «застывшая форма». Как и все участки организма, эмаль имеет способность к обновлению. Поэтому деминерализация в ней происходит постоянно. Но в противовес ей существует ре-минерализация - восстановление минеральных структур зуба. В норме эти процессы сбалансированы, но нередко в таком равновесии происходят сбои и потери берут верх над восстановлением. Для характеристики поверхности эмали зуба можно использовать явление смачивания.

Смачивание - поверхностное явление, наблюдаемое при контакте жидкости с твердым телом в присутствии третьей фазы - газа (пара) или другой жидкости, которая не смешивается с первой (так называемое избирательное смачивание). Характер смачивания определяется, прежде всего, физико-химическими взаимодействиями на поверхности раздела фаз, которые участвуют в смачивании [5].

Основные термодинамические характеристики смачивания - равновесный краевой угол смачивания Q0, работа адгезии Wa, теплота смачивания qW. Равновесный краевой угол смачивания определяется наклоном поверхности жидкости (например, капли) к смоченной ею поверхности твердого тела; вершина угла находится на линии смачивания.

Уравнение Юнга: cos Q 0 = (ss-ssl)/ ssl, где ss и ssl -соответственно поверхностные натяжения твердого тела на границе с газом и в контакте со смачивающей

ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

жидкостью; ssl - поверхностное натяжение жидкости. В соответствии с теорией Юнга-Лапласа, краевой угол определяется конкуренцией двух сил, действующих на линию трехфазного контакта (ЛТК).

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Использовался 10 %-й раствор глюконата кальция, фармакопейный; 10 %-й раствор хлорида кальция, фармакопейный.

Разработка метода была проведена на удаленных зубах. Зубы тщательно очищались, промывались водой и хранились в физиологическом растворе в холодильнике.

Угол смачивания определялся микроскопом. Микроскоп располагался горизонтально, по отношению к поверхности поворачивали объектив с центральной линией, транспортиром измерялся угол поворота от нулевого положения.

Измерения проводились на центральных резцах. Зубы перед исследованием подготавливали: проводили очистку зубной щеткой с «кернумексом» - порошком средней абразивности, состоящим из алюмосиликатов магния и кальция, который используют для профессиональной чистки зубов. Затем зубы мыли в воде, промокали фильтровальной бумагой и протирали спиртом. Перед использованием их выдерживали в дистиллированной воде 5 минут, чтобы на полярных группах образовались гидратные оболочки, и снова промокали фильтровальной бумагой. Можно проводить подготовку поверхности, используя препарат «Аэросил». Капли воды наносились на поверхность зуба инсули-новым шприцом с тонкой иголкой. Средний вес капли ~ 8мг, маленькая капля дает возможность уменьшить влияние силы тяжести. Измерения проводили при 20-кратном увеличении окуляра, снабженного линейной шкалой. Краевые углы можно рассчитать с помощью линейных параметров капли по формуле (1) -рассчитывают значение cos©:

cos © =

iH i I -

(1)

При d/2 < h можно использовать более простое выражение cos© =(d/2h) - 1. (2)

Таким образом, для определения краевого угла смачивания необходимо измерить высоту капли h и диаметр ее основания d [1].

Можно определять краевой угол смачивания ротовой камерой, нанося дозатором каплю на поверхность зуба, а затем по программе рассчитывать соответствующий угол ©.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При исследовании угла смачивания поверхности эмали зуба было обнаружено, что угол не является

постоянной величиной и различия могут быть достаточно большими (10-12 о, при погрешности измерения 0,5 о). Любые химические или физико-химические изменения поверхности зуба, сопутствующие началу патологического процесса в ткани, будут изменять угол смачивания. Процессы, приводящие к образованию на поверхности гидрофобных соединений -образование фторапатита, адсорбционных пленок, плохо смачиваемых водой, ведут к увеличению угла смачивания. Процессы, инициирующие образование полярных групп на поверхности, адсорбцию поверхностно-активных веществ, ведут к уменьшению угла смачивания.

Это можно объяснить строением и минеральным составом эмали. Основной вклад в величину угла смачивания вносит фторапатит. По сравнению с гидро-ксиапатитом фторапатит не содержит гидратируемых водой групп и произведение растворимости на несколько порядков меньше, чем у гидроксиапатита. Он является гидрофобным и плохо смачивается. Угол смачивания определяется энергиями межмолекулярного взаимодействия на границе трех фаз и характеризует гидрофильность (гидрофобность) поверхности. При деминерализации гидроксилапатит переходит в кальцийдефицитную форму и заряд его становится несбалансированным. На кристалле появляются отрицательно зараженные группы, которые хорошо взаимодействуют с водой. Так, при обработке поверхности эмали кислотой (5 %-я уксусная) происходит выход ионов кальция в раствор. Фосфатный матрикс остается, но он уже приобретает заряд. Ионы противоположного заряда из раствора подходят к поверхности кристалла и образуется двойной электрический слой. От ионов в кристалле он отличается тем, что его ионы гидратированные (покрыты гидратны-ми оболочками), и поверхность становится гидрофильной, соответственно угол смачивания уменьшается. Дальнейшая обработка раствором глюконата кальция (0,1 %) ведет к повышению угла смачивания до значений, характерных для гидроксиапатита, так как при этом гидратированный двойной электрический слой исчезает в результате химического восстановления кристалла. Однако при реминерализующей терапии используют более концентрированные растворы. При обработке поверхности зуба 10 %-м раствором глюконата кальция измерение угла смачивания статистически отчетливо показало его уменьшение, вплоть до значений, приближающихся к нулю. На основании этого можно сделать вывод о механизме взаимодействия солей кальция с поверхностью эмали: первый этап - занятие вакантных мест в кристалле апатита, второй этап - образование плотных ионных адсорбционных пленок и за счет электростатических сил отталкивания остановка процесса ре-минерализации. При дальнейшей выдержке происходил постепенный переход ионов кальция в глубь эмали за счет процессов адсорбции-десорбции. Поэтому

целесообразно длительное воздействие на эмаль раствора за счет применения каппы, или интенсификация процесса методом ионофореза.

ВЫВОДЫ

Предлагаемый метод исследования позволяет получить объективную информацию о состоянии поверхности эмали зуба и патологических процессах, нарушающих ее целостность. Следовательно, он может применяться для доклинической диагностики кариеса и некариозных поражений в ежедневной практике врача-стоматолога.

ЛИТЕРАТУРА

1. Альмяшева, О. В. Поверхностные явления / О. В. Альмяше-ва, В. В. Гусаров. О. А. Лебедев. - СПб.: ЛЭТИ, 2004.

2. Боровский, Е. В. Биология полости рта / Е. В. Боровский, В. К. Леонтьев. - М.: Мед. книга. НГМА, 2001.

3. Леонтьев, В. К. Кариес и процессы минерализации: дис. ... д-ра мед. наук / В. К. Леонтьев. - М., 1978. - 541 с.

4. Кнубовец, Р. Г. Структурная минералогия апатита: авто-реф. дис. ... д-ра геолого-минералог. наук / Р. Г. Кнубовец. -М.: ВИМС, 1988. - 37 с.

5. Сумм, Б. Д. Физико-химические основы смачивания и растекания / Б. Д. Сумм, Ю. В. Горюнов. - М., 1976.

6. Lyklema, J. The Properties of the Stagnant Layer Unraveled / J. Lyklema, S. Rovillard and J. De Coninck // Langmuir. - 1998. -Vol. 14. - № 20. - P. 5659-5663.

РЕЗЮМЕ

В. В. Гришин

Метод для изучения механизма взаимодействия лекарственных препаратов с поверхностью эмали зуба

Вопросы деминерализации и реминерализации эмали зубов являются ключевыми при оценке устойчивости эмали и сохранении зубов. Изучение механизма де- и реминерализации позволит разработать эффективные средства воздействия на эмаль зубов для сохранения ее резистентности к кариесу. В работе представляется разработка метода исследования состояния эмали зубов, изучения воздействия на нее различных веществ. С помощью данного метода представлен механизм кислотной деминерализации и реминерализации солями кальция. Также данный метод может быть использован для ранней диагностики кариеса и определения кариесрезистентности. Данный метод прост в применении и нетравматичен.

Ключевые слова: эмаль зуба, реминерализация, деминерализация, кариесрезистентность, смачивание, гидроксиапатит, глюконат кальция, органические кислоты.

SUMMARY

V. V. Grishin

A method for assessment of the mechanism of interaction between medicinal preparations and the tooth enamel surface

Demineralization and remineralization of the tooth enamel are the key problems in assessment of the enamel firmness and the tooth safety. The study of the mechanisms of de-and remineralization will facilitate development of effective means for protection of the tooth enamel from caries. The paper presents a method for studing the tooth enamel condition and the effect of the enamel exposure to various substances. An attempt was made to picture the mechanism of acid demineralization and remineralization of calcium salts. With calcium salts. The method can be used for early diagnosis of caries and for assessment of cariesresistancy. This method is simple to use and is non-traumatic.

Key words: tooth enamel, remineralization, demineralization, caries resistance, wetting, hydroxyapatite, calcium gluconate, organic acids.

© М. В. Осипова, 2012 г.

УДК 616.314.17-008.1-036.22

М. В. Осипова

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ РАСПРОСТРАНЕННОСТИ ЗАБОЛЕВАНИЙ ПАРОДОНТА

Кафедра терапевтической стоматологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова

Успешное решение проблем профилактики и лечения заболеваний пародонта (ЗП) предусматривает системный анализ их распространенности и оценку эффективности планируемых лечебно-профилактических мероприятий. Распространенность этих заболеваний может определяться как для всей Российской Федерации, так и для отдельных регионов, областей, городов, населенных пунктов, учреждений и организаций.

Для определения распространенности ЗП периодически проводятся профилактические осмотры, собираются и анализируются результаты текущей стоматологической деятельности с применением методов статистической обработки данных [1, 4, 6-8]. Наиболее точные результаты получают по результатам профилактических осмотров. При этом чем шире охват населения, совершеннее методы обследования и анализа результатов, тем выше их достоверность.

На основе полученных результатов текущей распространенности могут выявляться устойчивые закономерности, характерные различным группам населения, выдвигаться требования к обеспеченности пародонтоло-гической помощью, необходимыми материальными ресурсами и др. В настоящее время распространенность заболеваний пародонта оценивают по коммунальному пародонтальному индексу CPI (Community Periodontal Index, World Health Organization, 1990). Введение этого показателя дало положительные результаты, позволившие в какой-то мере унифицировать используемые подходы и сравнивать полученные результаты.