CC BY
11
УДК 616.314-007.13-091.8-076+616:611.018.2-007.17
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-6-43-47
СТРУКТУРА МИНЕРАЛЬНОГО КОМПОНЕТА ЭМАЛИ РЕНИНИРО-ВАННЫХ ЗУБОВ В ПОСТНАТАЛЬНОМ ПЕРИОДЕ ОНТОГЕНЕЗА ПРИ ДИСПЛАЗИИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ
Коршунов А.С., Конев В.П., Московский С.Н.,
Фирсова В.О., Курятников К.Н., Вавакин В.Ю.
ФГБОУ ВО «Омский государственный медицинский университет», г. Омск, Российская Федерация
Аннотация. В работе представлены результаты исследования размеров, формы и упаковки эмалевых призм, ретинированных интактных зубов нижней челюсти в возрастные периоды 15-20 лет, 21-30 лет, 31-40 лет при дисплазии соединительной ткани и без нее. Установлено, что в указанных группах наблюдаются различные темпы роста и развития кристаллов эмали зубов. Без дисплазии соединительной ткани во всех сравниваемых возрастных группах кристаллы имеют аркообразные формы с крупными кристаллами, плотно упакованы по отношению друг к другу, однако при дисплазии соединительной ткани кристаллы отличаются полиморфизмом, причем наиболее выражен в возрастных группах 15-20 лет и 21-30 лет, при этом форма кристаллов меняется от пирамидальной в возрастных группах 15-20 лет и 21-30 лет до аркообразной формы, которые встречаются в возрастной группе 31-40 лет. При дисплазии соединительной ткани в возрастных группах 1520 лет и 21-30 лет встречаются мелкие кристаллы, которые менее плотно упакованы по отношению друг к другу. В возрастной группе 31-40 лет при дисплазии соединительной ткани кристаллы отличаются большими размерами и более плотной упаковкой по отношению друг к другу. Ключевые слова: электронная микроскопия, эмалевые кристаллы, дисплазия соединительной ткани.
STRUCTURE OF THE MINERAL COMPONENT OF ENAMEL IMPACTED TEETH IN THE POSTNATAL PERIOD OF ONTOGENESIS IN CONNECTIVE TISSUE DYSPLASIA
Korshunov A.S., Konev V.P., Moskovskiy S.N., Firsova V.O., Kuryatnikov K.N., Vavakin V.Yu.
Omsk state medical university, Omsk, Russian Federation
Annotation. The paper presents the results of the study of the sizes, shape and packing of enamel prisms of retinal intact teeth of the lower jaw in the age periods of 15-20 years, 21-30 years, 31-40 years with connective tissue dysplasia and without it. It was found that in these groups different growth rates and development of enamel crystals are observed. Without dysplasia of connective tissue in all compared age groups, crystals have arcuate forms with large crystals, are tightly packed in relation to each other, however, with dysplasia of connective tissue, the crystals differ in polymorphisms, with the most pronounced in the age groups 15-20 years and 21-30 years , while the shape of the crystals varies from pyramidal in the age groups 15-20 years and 21-30 years to the arcuate shape that occur in the age group 31-40 years. With connective tissue dysplasia, in the age groups of 15-20 years and 21-30 years old, small crystals are found that are less densely packed in relation to each other. In the age group of 31-40 years with dysplasia of connective tissue, the crystals are characterized by their large dimensions and denser packing relative to each other.
Key words: electron microscopy, enamel crystals, connective tissue dysplasia.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИИ СПИСОК
[1] Наноструктура эмали зубов норме и дисплазии соединительной ткани / Коршунов А.С., Конев В.П., Московский С.Н. [и др.] / Уральский медицинский журнал. - 2017. - №7(151). - С. 15-19.
[2] Взаимоотношение минерального и органического мат-рикса эмали ретинированных зубов при дисплазии соединительной ткани / Коршунов А.С., Конев В.П., Московский С.Н. [и др.] // Практическая медицина. -2017. - №7(108). - С. 152-155.
[3] Human amelogenesis. I: High resolution electron micros-
REFERENCES
[1] Nanostructure of tooth enamel norm and connective tissue dysplasia / Korshunov A.S., Konev V.P., Moskovsky S.N. [et al.] / Ural medical journal. - 2017. - №7 (151). - P. 1519.
[2] Relationship between mineral and organic enamel matrix of impacted teeth in connective tissue dysplasia / Korshunov A.S., Konev V. P., Moskovsky S. N. [ etc.] / / Practical medicine. - 2017. - №7 (108). - P. 152-155.
[3] Human amelogenesis. I: High resolution electron micros_copy study of ribbon-like crystals. / Cuisine F.J. [and ets] //
copy study of ribbon-like crystals. / Cuisinier F.J. [and ets] // Calcif Tissue Int. - 1991. - №51. - Р. 259-268.
[4] Daculsi G., Kerebel B. High-resolution electron microscope study of human enamel crystallites: size, shape, and growth. - J Ultrastruct Res. - 1978. - №65. - Р. 163-172.
[5] Length and shape of enamel crystals. / Daculsi G., Menan-teau J., Kerebel L.M. [and ets] // Calcif Tissue Int. - 1984. - №36. - Р. 550-555.
[6] Initial enamel crystals are not spatially associated with mineralized dentin / Diekwisch T.G. [and ets] // Cell Tissue Res. -1995. - №279. - Р. 149-167.
[7] Nanci A. Enamel: composition, formation, and structure. In: Ten Cate's oral histology development, structure, and function. - St. Louis, MO, USA: Mosby. - 2003. - Р. 145191.
[8] Способ изготовления препаратов зубов для морфологических исследований эмалевых призм в АСМ и инвертированных микроскопах / Шестель И.Л., Коршунов А.С., Лосев А.С. [и др.] // 2011. - Патент на изобретение RUS №2458675.
Введение. Одним из важных компонентов эмали зуба человека является кристалл гидроксиапатита, который на протяжении длительного развития и созревания видоизменяется, и напрямую зависит от развития и созревания органической матрицы [1, 2]. Известно, что кристаллы на ранних стадиях развития, имеют достаточную ширину, необходимую для размещения одиночной элементарной ячейки окта-кальций фосфата или две элементарных ячейки гидроксиапатита, при этом длина и толщина удлиняющихся кристаллов на ранних стадиях развития зуба остается неизменна [3]. По мере развития эмали зубов кристаллы формируются и удлиняются, показатели ширины и толщины выравниваются, за счет активного анизотропного роста эмалевых кристаллов в длину и толщину [4, 5, 6, 7]. Ранние кристаллы имеют пирамидальную форму, множество неровностей, шероховатостей, однако зрелая эмаль коронковой части зуба имеет призматическую форму, имеющая схожую площадь поперечного сечения в основе и верхушке [5]. Несмотря на большое количество публикаций о развитии и созревании эмалевых кристаллов в пост-натальном онтогенезе, отсутствуют убедительные данные о темпах роста эмалевых кристаллах на разных этапах развития зубов человека.
Материалы и методы исследования. У 140 человек (70 человек с дисплазией соединительной ткани (ДСТ), 70 человек без ДСТ) извлекали по 1 ретинированному зубу (38, 48) для исследования в возрастных группах 15-20 лет, 21-30 лет, 31-40 лет. ДСТ устанавливали по методике Омского государственного медицинского университета. Полученные образцы подготавливали и исследовали на базе Омского государственного технического университета кафедры «Оборудования и технологии сварочного производства» с
Calcif Tissue Int. - 1991. - №51. - P. 259-268.
[4] Daculsi G., Kerebel B. High-resolution electron microscope study of human enamel crystallites: size, shape, and growth. - J Ultrastruct Res. - 1978. - №65. - P. 163-172.
[5] Length and shape of enamel crystals. / Daculsi G., Menan-teau J., Kerebel L.M. [and ets] // Calcif Tissue Int. - 1984. - №36. - P. 550-555.
[6] Initial enamel crystals are not spatially associated with mineralized dentin / Diekwisch T.G. [and ets] // Cell Tissue Res. -1995. - №279. - P. 149-167.
[7] Nancy A. Enamel: composition, formation, and structure. In: Ten Cate''s oral histology development, structure, and function. - St. Louis, MO, USA: Mosby. - 2003. - P. 145191.
[8] Method of manufacturing dental preparations for morphological studies of enamel prisms in AFM and inverted microscopes / Shestel I.L., Korshunov A.S., Losev A.S. [etc.] // 2011. - Patent for invention RUS №2458675.
использованием полировально-шлифовального станка Нейрис, шлифовальных кругов hermes с разной степенью зернистости, и полировальных кругов с алмазной суспензией Akasel, разного количества микрон [8]. Осмотр образцов осуществлялся на оптическом микроскопе марки Olympus jx 41, с увеличением 1000 крат. В результате были получены электронные снимки зубов у обследованных лиц, по которым анализировали степень упаковки, форму и размер эмалевых призм в указанных возрастных периодах. Математическая обработка данных проводилась с помощью статистического пакета STATISTICA 10.0 (StatSoftInc. USA).
Результаты исследования и их обсуждения.
Данные последних лет, полученных с помощью электронной микроскопии, вносят некоторые коррективы в представления об ультраструктуре эмали зубов и ее компонентов. При электронной микроскопии, как и оптической, изучение ткани начинается со сравнительно малого увеличения, при котором визуализируются эмалевые призмы, с детализацией их величины, формы, степень их развития.
Анализируя данные табл.1, важно отметить, что форма эмалевых призм во всех возрастных подгруппах без ДСТ имеет правильную, упорядоченную форму в виде шестигранных или семигранных форм эмалевых призм. Наиболее постоянную форму эмалевые призмы имеют в возрастной подгруппе 31-40 лет, где доминируют эмалевые призмы с семигранной формой с достаточно плотной упаковкой (рис. 2). Однако в возрастных группах 15-20 лет, 21-30 лет эмалевые призмы также имеют семигранное строение, однако в большом количестве встречаются шестигранные формы эмалевых призм с более хаотичным и менее плотных расположением друг к другу (рис. 1).
—--
Таблица 1
Качественные характеристики эмалевых призм в различные возрастные периоды
постнатального онтогенеза
Показатели/ Группы 15-20 лет 21-30 лет 31-40 лет
ДСТ / без ДСТ ДСТ / без ДСТ ДСТ / без ДСТ
Форма эмалевых призм Пирамидальная/ Аркообразная Аркообразная/ Аркообразная Аркообразная/ Аркообразная
Степень упаковки эмалевых призм Хаотичное/ Плотная Хаотичное/ Плотная Плотная/ Плотная
Рис. 1. Ориентация эмалевых призм у обследованной группы 31-40 лет без ДСТ Ув. х1 000
Необходимо обратить внимание, что форма эмалевых призм во всех возрастных группах с ДСТ имеет также аркообразную форму, однако в группе 15-20 лет пирамидальная форма эмалевых призм наиболее распространена. Хаотичное расположение объясняется различной их формой в виде пятигранных, шестигранных и семигранных эмалевых призм. Наиболее постоянную форму эмалевые призмы имеют в возрастной группе 31-40 лет, где доминируют эмалевые призмы с шестигранной формой, при этом встречаются единичные семигранные формы эмалевых призм (рис. 4). В возрастных группах 15-20 лет, 21-30 лет эмалевые призмы имеют наименее упорядоченную форму строения, в большом количестве встречаются пятигранные, шестигранные формы эмалевых призм (рис. 3), семигранные формы эмалевых призм практически не визуализируются.
Необходимо отметить изменение размеров и формы кристаллов по мере увеличения возрастного периода в группе без ДСТ, однако структура кристаллов сохраняет свое постоянство, имея аркообразную форму во всех группах (табл. 2). Важным аспектом уль-
Рис. 2. Ориентация эмалевых призм у обследованной группы 21-30 лет без ДСТ Ув. х1 000
траструктурного строения эмали является наличие неровностей и выступов на поверхности эмалевых кристаллов, которые ярко выражены в возрастных периодах 15-20 лет и 21-30 лет, в возрастном периоде 31-40 лет наличие шероховатостей и неровностей на кристаллах эмали не наблюдалось. Следует отметить, что в возрастном периоде 31-40 лет эмалевые призмы отличаются меньшей рельефностью. Важно отметить, что во всех сравниваемых возрастных группах мы не обнаружили разветвлений на множественные кристаллы и их слияние. Плотность упаковки кристаллов является важным показателем, которая определяется степенью упаковки коллагена, указывающим на зрелость эмалевой ткани и увеличивающаяся с возрастом. Наибольшая плотность упаковки эмали зубов наблюдается в возрастной группе 31-40 лет, однако в группах 15-20 лет, 21-30 лет, отмечается высокий уровень упаковки кристаллов, соответствующий нормальным значениям, характеризующие данный возрастной период жизни человека.
Рис. 3. Ориентация эмалевых призм у обследован- Рис. 4. Ориентация эмалевых призм у обследованной группы 31-40 лет с ДСТ Ув. х1 000 ной группы 21-30 лет с ДСТ Ув. х1 000
Таблица 2
Количество эмалевых призм в единице объема 10 * 10 микрон в различные возрастные периоды
постнатального онтогенеза
Группа/Возраст 15-20 лет 21-30 лет 31-40 лет
ДСТ 3,32±0,12* 3,57±0,21** 4,02±0,16**
без ДСТ 5,68±0,13 5,79±0,11* 6,02±0,25**
Примечание. Степень достоверности различия рассчитана по отношению к группе без ДСТ *- Р <0,05, **- Р <0,01.
Необходимо отметить значительные изменения и разнообразие размеров кристаллов, по мере увеличения возрастного периода в группе с ДСТ, при этом структура кристаллов отличается своей вариабельностью, имея пирамидальную и аркообразную формы, наибольшая вариабельность по данному показателю выражена в возрастных группах 15-20 лет, 21-30 лет при ДСТ. Важным аспектом ультраструктурного строения эмали является наличие неровностей и вы-стуиов на поверхности эмалевых кристаллов, которые
ярко выражены в возрастных периодах 15-20 лет и 2130 лет, в возрастном периоде 31-40 лет наличие шероховатостей и неровностей на кристаллах эмали наблюдалось значительно меньше. В возрастном периоде 31-40 лет эмалевые призмы отличаются выраженной рельефностью. Во всех сравниваемых возрастных группах мы не обнаружили разветвлений на множественные кристаллы и их слияние, как и во всех возрастных группах без ДСТ.
Рис. 5. Упаковка эмалевых призм у обследованной группы 21-30 лет с ДСТ Ув.х 5 000
Рис. 6. Упаковка эмалевых призм у обследованной группы 21-30 лет без ДСТ Ув.х 5 000
Плотность упаковки кристаллов зависит от упаковки и ориентации коллагеновых волокон между эмалевыми призмами, которая указывает на недостаточную зрелость эмали зубов при ДСТ в возрастные периоды 15-20 лет и 21-30 лет (рис. 6), в сравнении с аналогичными возрастными группами без ДСТ (рис. 5), хотя наблюдается значительный темп созревания эмалевых призм с возрастом в группе с ДСТ. Наибольшая плотность упаковки эмали зубов при ДСТ наблюдается в возрастной группе 31-40 лет, а в группах 15-20 лет, 21-30 лет отмечается низкий уровень упаковки кристаллов, не соответствующий значениям аналогичных возрастных групп без ДСТ (рис. 5, 6).
Выводы. По результатам исследования размера, формы и упаковки эмалевых призм в различные возрастные периоды можно утверждать о различных
темпах роста и развития эмалевых призм у обследованных с дисплазией соединительной ткани и без нее. Наибольшая упорядоченность эмалевых призм наблюдается в группе 31-40 лет без дисплазии соединительной ткани, где кристаллы имеют аркообразную форму, плотнее упакованы, имеет большие размеры, что характерно для зрелых кристаллов. В группах без дисплазии соединительной ткани кристаллы имеют пирамидальную и аркообразную формы, менее плотно упакованы и имеют различные размеры кристаллов, что характерно для незрелых кристаллов, однако в группе с дисплазией соединительной ткани с возрастом отмечается значительный рост и уплотнение кристаллов, что наблюдается при созревании эмалевых призм в раннем постнатальном периоде онтогенеза за долго до прорезывания зуба в полость рта.
