MORPHOLOGICAL STRUCTURE OF ENAMY, DENTINE OF TEETH AND COMPOSITE FORMING MATERIALS IN VITRO

Full Text

Введение Решение проблемы повышения эффективности лечения заболеваний твёрдых тканей зуба является актуальной задачей не только стоматологического сообщеДля корреспонденции: Арутюнов Арменак Валерьевич, д-р мед. наук, доцент, профессор кафедры терапевтической стоматологии КубГМУ Минздрава России, E-mail: armenak@mail.ru. ства врачей, но и стоматологии в целом [1-3]. Современные композиционные пломбировочные материалы в состоянии отверждения не обладают цитотоксичностью, поэтому по данным литературы и клиническим наблюдениям, гиперемия и воспаление пульпы под реставрациями из композитных материалов могут возникнуть только вследствие проникновения в систему дентинных канальцев микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности [4-6]. Универсальные микрогибридные композиты, применяемые для пломбирования всех групп зубов, созданы ещё в прошлом веке, однако ряд важных проблем остается нерешённым до сих пор [7-10]. Несмотря на то что современные композиты позволяют изменять размеры, корректировать цвет и восстанавливать форму зубов, решение проблемы микропроницаемости и микропрочности эстетической реставрации не менее важно, чем соблюдение условий применения композитов, особенно при низком уровне гигиены ротовой полости [11, 12]. Обеспечение краевой герметичности и высокой адгезивной связи копозита с эмалью и дентином для предотвращения возникновения микропроницаемости реставрации для токсических агентов и последующего воспаления пульпы является одной из наиболее актуальных проблем терапевтической стоматологии. Цель исследования - оценка морфологической структуры эмали и дентина зубов до и после использования восстановительных пломбировочных материалов «Реставрин» и «Реставрин» + герметик «Easy Glaze» in vitro. Материал и методы В лабораторной части исследования использовали 30 моляров, удалённых по показаниям (пародонтит, подвижность II-III степени, ретинированные, дис-топированные третьи моляры) на верхней (n = 18) и нижней челюстях (n = 12). Сразу после удаления зубы помещали в дистиллированную воду с температурой 5 °C. При первичной обработке с помощью бормашины отсекали корни на 5 мм на уровне шейки зуба (отступив 5 мм ниже эмалево-дентинного соединения), затем каждый зуб раскалывали струбциной продольно в мезиодистальном направлении на 2 равные половины. Из каждой половины извлекали пульпу (при наличии), осколки эмали и дентинные опилки, промывали в проточной воде, высушивали, полировали алмазными дисками с полировочной пастой. Для дальнейшего исследования в каждом образце алмазным бором формировали продольную борозду длиной 5 мм, глубиной 2 мм (до дентиноэмалевой границы). После протравливания 30 % ортофосфор-ной кислотой в течение 10 сек сформированный дефект пломбировали композиционным материалом «Реставрин» (n = 15) и «Реставрин» + герметик «Easy Glaze» (n = 15). Затем образцы помещали в пробирки с искусственной слюной, насыщенной смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis), которые хранили в термостате при t=37° С в течение 45 сут. Образцы исследовали через 10, 30 и 45 сут, подготовку материала для электронно-микроскопических исследований проводили по общепринятым методикам - фиксировали в 10% нейтральном формалине и в 2% глутаральдегиде на буферном растворе с нейтральной рН = 6,8-7,2, декальцинировали в Трилоне-Б, заливали в целлоидин. Полученные с помощью микротома (ф. HMV-Corporation, Япония) срезы окрашивали гематоксилином и эозином и по Массону. Исследуемые образцы приклеивали на предметный столик токопроводящим клеем и изучали в электронном микроскопе Olimpus (Япония), электронную микроскопию проводили на аппарате JEOL серии JSM-6510 с разрешением в режиме высокого вакуума при электрическом сдвиге изображения до ± 50 мкм, (WD = 10 мм), с сохранением полученных изображений в формате JPEG. Лабораторные исследования проводили в соответствии с принципами надлежащей лабораторной практики (Национальный стандарт «Принципы надлежащей лабораторной практики» ГОСТ Р 53434-2009) и правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003). Полученные данные подвергнуты статистической обработке с использованием критерия Kruskal-Wallis на уровне значимости 5 %. Результаты и обсуждение Как показали результаты электронномикроскопического исследования, эмаль исследуемых зубов до проведения композитной реставрации представлена хорошо организованными призмами с поперечным и косым расположением и окружена межпризматическими участками (рис. 1 см. на вклейке). Призматическая структура эмали оставалась неизменной даже после длительного пребывания (45 сут) в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis). При окраске микрошлифов гематоксилином и эозином и по Массону в зоне эмалево-дентинной границы визуализировались эмалевые пучки, имеющие вид небольших лентовидных образований. Отмечались участки, в которых терминальные ветви дентинных канальцев проникали в эмаль, где в зоне бесструктурной массы эмали они окончательно истончались и обрывались (рис. 2 см. на вклейке). По данным электронно-микроскопического исследования, дентин постоянных зубов до проведения композитной реставрации представлен чётко определёнными зубными канальцами и хорошо организованной сетью коллагеновых волокон (рис. 3 см. на вклейке), незначительные микро-морфологические изменения наблюдались в межпризматических пространствах. На 10-е сутки после помещения зубов в термостат в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) при окраске микрошлифов по Массону видны дентинные канальцы (периодонтобла-стические пространства), которые имеют вид трубочек, расположенных радиально от пульпарной полости до дентинно-эмалевой границы. Внутри канальцев расположены отростки одонтобластов, длина которых достигает терминальных ветвей канальцев и их анастомозов. Однако в разных частях зуба канальцы имеют особенности расположения в основном веществе: в исследуемой зоне коронковой части зуба они расположены параллельно по отношению друг к другу, терминальные ветви и анастомозы в исследуемых шлифах редкие (рис. 4, а см. на вклейке). На 30-е сутки пребывания в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) перитубулярный дентин канальцев слабо уплотнён, что характеризуется стёртостью картины границ канальцев. В промежутках между канальцами расположен гомогенный по составу интертубулярный дентин (основное вещество дентина). К 45-м суткам повсеместно отмечаются зоны, в которых плотность дентинных канальцев увеличена, что приводит к сдавливанию интертубулярного дентина (рис. 4, б см. на вклейке). При электронно-микроскопическом исследовании образцов эмали в зонах контакта с пломбировочным композиционным материалом «Реставрин» с герметиком Easy Glaze (Р-1) отмечено небольшое увеличение морфологических изменений после 30 и 45 сут пребывания в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) во всех анализируемых зонах (на границе композита с эмалью) по сравнению с интактным дентином (рис. 5 см. на вклейке). Вместе с этим в области контакта композитной реставрации с дентином зуба отмечается значительное утолщение слоя предентина и его выраженное волокнистое строение (на границе композита с дентином). При окраске микрошлифов гематокилином и эозином и по Массону на 10-е сутки после помещения зубов с пломбировочным композиционным материалом «Реставрин» с герметиком Easy Glaze (Р-1) в термостат в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) отмечается уменьшение плотности расположения дентинных канальцев в зоне эмалево-дентинной границы (рис. 6, а см. на вклейке). На 30-е сутки пребывания в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) выявлена минерализация и уплотнение перитубулярного дентина. К 45-м суткам в интертубулярном дентине визуализируются расширенные интерглобулярные пространства на фоне неравномерно минерализованного дентина, в месте перехода предентина в плащевой дентин последний имеет фестончатый вид и пронизан дентинными канальцами, сохраняющими свою конфигурацию (рис. 6, б см. на вклейке). При электронно-микроскопическом исследовании образцов эмали в зонах контакта с пломбировочным композиционным материалом «Реставрин» без герметика (Р-2) отмечено более значительное, чем в Р-1, увеличение морфологических изменений уже после 10 сут, резко усиливающееся после 30 и 45 сут пребывания в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) во всех анализируемых зонах (рис. 7 см. на вклейке). При электронно-микроскопическом исследовании образцов дентина в зонах контакта с пломбировочным композиционным материалом «Реставрин» без герметика «Easy Glaze» (Р-2) после 30 и 45 сут пребывания образцов в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) установлена выраженная деградация сети коллагеновых волокон и генерализованные микро-морфологические изменения на границе композита с дентином (рис. 8, а) и в самих дентинных канальцах (рис. 8, б). При окраске микрошлифов по Массону на 10-е сутки после помещения зубов с пломбировочным композиционным материалом «Реставрин» без герметика Easy Glaze (Р-2) в термостат в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis) отмечается тотальный циторексис с одновременным распадом канальцев и образованием на участках контакта композита с эмалью микрополостей «заполненных» воздухом, что проявляется признаком появления «мёртвых путей» (рис. 9, а см. на вклейке). К 30-м суткам в дентине отмечается растрескивание дентина, неравномерность окрашивания интерглобулярного дентина и эктазия дентинных канальцев. Местами визуализируются единичные зоны глубокой декальцификации, гомогенизации и некроза дентина, сами дентинные канальцы просматриваются плохо (рис. 9, б см. на вклейке). Следует отметить, что в образцах Р-2 в зоне контакта с эмалью к 10-м суткам возникает поперечная исчерченность эмалевых призм, они начинают распадаться на фрагменты, поверхность эмали шероховата, частью с зубчатыми выступами и впадинами, контуры эмалево-дентинной границы расплывчатые. Установленные на 30 и 45-е сутки изменения в образцах Р-2 на границе с дентином характеризуются частичной облитерацией дентинных канальцев, деформации канальцев в межтрубном, перитубулярном и внутри-канальцевом дентине усиливаются прямо пропорционально увеличению срока пребывания образцов в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis). Коллагеновые волокна постепенно фрагментируются с образованием к 45-м суткам некротических участков. По нашему мнению, облитерация дентинных канальцев вместе с фрагментацией сети коллагеновых волокон является результатом потери гигроскопичности коллагеновых волокон, вызванной изменением вторичной и третичной структуры белков из-за воздействия свободных радикалов, высвобождающихся при микробной инвазии вследствие нарушения герметичности композитной реставрации Р-2 (композиционный материал «Реставрин» без герметика Easy Glaze). Анализ данных электронно-микроскопического и гистологического исследований показал, что наиболее значительные морфологические изменения в межпризматической области эмали, которая соответствует эмалевой органической матрице, происходили при использовании образцов Р-2. Анализ образцов Р-2 выявил деградацию сети коллагеновых волокон и генерализованные микро-морфологические изменения уже через 10 сут после их помещения в термостат в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis). К 30-м суткам разрывы в межпризматической части эмали в местах контакта с композитом Р-2 стали более очевидными, поскольку на фоне поперечной ис-черченности эмалевых призм они начинали распадаться на фрагменты, поверхность эмали стала шероховатой, с зубчатыми выступами и впадинами. Установленные на 45-е сутки изменения в образцах Р-2 на границе с дентином характеризуются окончательной потерей чёткости эмалево-дентинной границы, частичной облитерацией дентинных канальцев. К данному сроку деформации канальцев в межтрубном, перитубулярном и внутрика-нальцевом дентине усиливались прямо пропорционально увеличению срока пребывания образцов в термостате в пробирке со слюной и смесью оральных стрептококков (S. mutans + S. oralis), коллагеновые волокна постепенно фрагментировались с образованием к 45-м суткам некротических участков. Заключение Микроморфологические изменения дентина, выявленные в образцах Р-1 и Р-2 позволяют объяснить прогрессирующее снижение микротвёрдости дентина в местах контакта с композитом. По нашему мнению, облитерация дентинных канальцев вместе с фрагментацией сети коллагеновых волокон является результатом потери гигроскопичности коллагеновых волокон, вызванной изменением вторичной и третичной структуры белков из-за воздействия свободных радикалов, высвобождающихся при микробной инвазии вследствие нарушения герметичности композитной реставрации Р-2 (композиционный материал «Рестав-рин» без герметика Easy Glaze). Явная деградация органической части дентина к 45-м суткам может также способствовать адгезии микроорганизмов. Полученные данные позволяют с научных позиций оценить изменения микроморфологической структуры эмали и дентина в местах контакта с композиционным материалом, сопровождающиеся уменьшением микротвёрдости дентина на фоне неудовлетворительной гигиены полости рта, увеличения потребления мягких и богатых углеводами продуктов питания, изменений буферных ёмкостей слюны, а также прямым воздействием микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности на твёрдые ткани зубов.

About the authors

V. I Kolodkina

Kuban State Medical University

350063, Krasnodar, Russia

Armenak Valer'evich Arutyunov

Kuban State Medical University

Email: armenak@mail.ru
Dr. Med. Sci., associate Professor, Professor of the Department of therapeutic dentistry 350063, Krasnodar, Russia

References

Supplementary files