The use of ozone in therapeutic dentistry

Inna V. Starikova; Старикова Инна Владимировна; Elena M. Chaplieva; Чаплиева Елена Михайловна; Natalia V. Piterskaya; Питерская Наталия Валерьевна; Maxim R. Kuznetsov; Кузнецов Максим Романович; Svetlana V. Litvyakova; Литвякова Светлана Владимировна; Elena V. Starikova; Старикова Елена Вячеславовна

doi:10.19163/1994-9480-2024-21-4-3-8

The use of ozone in therapeutic dentistry

Authors: Starikova I.V.¹, Chaplieva E.M.¹, Piterskaya N.V.¹, Kuznetsov M.R.¹, Litvyakova S.V.¹, Starikova E.V.¹
Affiliations:
1. Volgograd State Medical University
Issue: Vol 21, No 4 (2024)
Pages: 3-8
Section: Lecture
URL: https://journals.eco-vector.com/1994-9480/article/view/646442
DOI: https://doi.org/10.19163/1994-9480-2024-21-4-3-8
ID: 646442

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

A promising area of modern dentistry is the so-called minimally invasive dentistry (minimal intervention dentistry – MID). The main principle of which is the use of non-invasive or minimally invasive technologies. Currently, not only traditional medicinal treatment with antiseptic solutions is used to combat microorganisms, but also innovative technologies. According to most researchers, ozone therapy is a highly effective non – drug treatment method with bactericidal, antiviral, fungicidal, immunomodulatory, antihypoxic and detoxifying effects. It is used in the treatment of caries, in periodontics, endodontics, treatment of diseases of the oral mucosa (SOPR), maxillofacial surgery.

Keywords

оzone, ozone therapy, application in therapeutic dentistry

Full Text

Озонотерапия широко применяется при лечении инфекций в хирургии, дерматовенерологии, косметологии и стоматологии. Концентрация озона, используемая в лечебных целях, варьирует от 1 до 100 г/мл (0,05–5 %) в зависимости от показаний и состояния пациента. Контролируемое применение озона безопасно, не имеет побочных эффектов, не влияет на большинство лекарств, в том числе антибиотики, стимулирует кровообращение и иммунный ответ. Бактерицидная, вирулицидная и фунгицидная активность озона широко изучена и уже много лет используется в промышленности и медицине [1].

Немецкий химик Кристиан Фридрих Шенбейн считается основоположником озонотерапии. В 1840 г. он обнаружил «пахнущий газ» при прохождении электрического разряда через воду. Во время Первой мировой войны газообразный озон использовался для лечения газовой посттравматической гангрены, инфицированных ран, ожогов ипритом (боевое отравляющее вещество) и свищей у немецких солдат [2].

Доктор Э.А. Фиш (1899–1966) – первый стоматолог, применивший озонированную воду в своей практике. Немецкий хирург доктор Эрвин Пайра (1871–1946) применил ее для стимулирования гемостаза, улучшения местного снабжения тканей кислородом и подавления размножения бактерий. В 1971 г. был основан Международный институт озона (IOI), ныне известный как Международная озоновая ассоциация (International Ozone Association). В 2004 г. профессор Эдвард Лирих опубликовал статью «Озон – революция в стоматологии» [3].

В настоящее время озонотерапия является признанным методом лечения во многих странах. Она применяется при лечении острых и хронических бактериальных, вирусных и грибковых инфекций, глазных заболеваний, а также дерматологических, легочных, почечных, гематологических и нейродегенеративных заболеваний [4, 5, 6].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Анализ клинической значимости и потенциального использования озона в современной стоматологии.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Поиск публикаций. Поиск проводился в реферативных базах данных PubMed, Web of Science, РИНЦ, Science Direct, в поисковых системах Medline, Google Scholar с 2001 по 2023 г. Проанализировано более 78 публикаций отечественных и зарубежных авторов. Были использованы Ключевые слова: озон, озонотерапия, применение в терапевтической стоматологии.

Критерии отбора публикаций. Рандомизированные контролируемые исследования, проводимые in vitro и in vivo, с применением озонотерапии у пациентов с различными стоматологическими заболеваниями. В исследованиях оценивалось влияние озонотерапии на микрофлору СОПР, микроциркуляцию пародонта, изменение иммунологических показателей.

Критерии исключения. Публикации до 2001 г.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Свойства озона

Озон (O₃) (также известный как трехатомный кислород и триоксиген) представляет собой природное соединение, состоящее из трех атомов кислорода. Встречается в природе в виде газа в стратосфере, постоянно образующегося из молекулярного кислорода. Озон обладает характерным проникающим запахом, термодинамически нестабилен [7].

В медицинских целях его получают с помощью генератора, который пропускает чистый кислород через градиент высокого напряжения от 5 до 13 мВ. Конечный продукт представляет собой газовую смесь, содержащую 95 % кислорода и 5 % озона. При неправильном использовании или в больших количествах озон может быть токсичным и вызывать осложнения. Для медицинского применения кислородно-озоновая смесь используется в концентрации 25–75 мг/мл [8].

Озонотерапия оказывает влияние на биохимические, физиологические и фармакологические процессы, обеспечивающие четкое обоснование терапевтического эффекта и предотвращающие вредные последствия [9].

Озонотерапия используется в различных формах: в виде сухих ванн, в кислородно-озоновой смеси, повязки с озонированной водой или озонированным маслом, внутривенное или внутрисуставное введение озонированных инфузионных жидкостей или аутогемотерапии [10, 11, 12].

Механизм действия озона

Механизм лечебного действия озонотерапии связан с высоким окислительно-восстановительным потенциалом озона, что обеспечивает, с одной стороны, дезинфицирующий эффект в отношении бактерий, вирусов и грибов, с другой – приводит к активизации метаболических процессов в тканях.

С фармакологической точки зрения, озонотерапия следует принципу гормезиса (эффект усиления защитных функций организма в ответ на небольшой стресс): она обладает высокой эффективностью при более низких концентрациях, но при более высоких дозах может быть неэффективной или даже токсичной:

- при 20–30 мг/мл озон оказывает иммуностимулирующее действие;
- при 40–45 мг/мл он улучшает насыщение тканей кислородом;
- при 60–75 мг/мл он обладает бактерицидными свойствами [13].

Эффективность одной молекулы озона равна 3 000–10 000 молекул хлора и, таким образом, в 3500 раз более патогенна для микробов без побочных эффектов [14].

Антимикробный эффект озона обусловлен его действием на бактериальную клетку путем повреждения цитоплазматической мембраны, в результате чего разрушается и блокируется ферментативная система, приводя к вторичному повреждению ДНК и гибели клетки. При этом не повреждаются клетки организма человека [15, 16] за счет их антиоксидантной способности. Озон очень эффективен в отношении штаммов, устойчивых к антибиотикам. Его антимикробная активность возрастает в жидкой среде, особенно при кислом рН. Согласно данным микробиологических исследований, озон влияет на грамположительные и грамотрицательные бактерии, включая синегнойную палочку и кишечную палочку Eschericea [17, 18].

Озон воздействует на инфицированные вирусом клетки, делая их непереносимыми к пероксидам, при этом изменяется активность обратной транскриптазы, что препятствует синтезу вирусного белка. Озон также подавляет рост грибов на определенных стадиях развития.

В низких дозах, являясь мощным окислителем, озон стимулирует эндогенную антиоксидантную активность и выработку интерлейкинов и лейкотриенов, облегчая воспаление и боль [19]. Вступая в реакцию с компонентами крови (эритроцитами, лейкоцитами, тромбоцитами, эндотелиальными клетками и сосудистой системой), положительно влияет на кислородный обмен, клеточную энергию, иммуномодулирующие свойства, систему антиоксидантной защиты и микроциркуляцию. Ряд исследователей отмечают влияние озона на клеточную и гуморальную иммунную систему [20], в результате стимулирования пролиферации иммунокомпетентных клеток и синтез иммуноглобулинов, активации функции макрофагов и повышения чувствительности микроорганизмов к фагоцитозу [21]. По данным некоторых исследователей, применение озонотерапии, концентрация которой составляла 30–55 мкг/см³, вызывало увеличение выработки интерферона и выход фактора некроза опухоли и интерлейкина-2 [14]. При воздействии на кровь человека концентрацией озона от 22 до 156 мкг/мл происходит значительное высвобождение трансформирующего фактора роста бета (TGF-beta1) [22].

В 2003 г. было обнаружено, что озон может вырабатываться in vivo в активированных нейтрофилах [5]. Это открытие доказывает, что озон играет физиологическую роль не только как бактерицидный агент, но скорее как тот, который может являться частью физиологических механизмов усиления воспаления и активации связанных с ним генов.

Многочисленные данные, полученные в результате научных исследований, показывают, что озон обладает обезболивающим и противовоспалительным действием [23]. Эти эффекты обусловлены его способностью воздействия на различные стадии воспалительного процесса:

- ингибирование выработки медиаторов воспаления;
- окисление (инактивация) метаболических медиаторов боли;
- повышение местной микроциркуляцию крови, тем самым улучшая оксигенацию поврежденных тканей;
- выведение токсинов.

Влияние озона на метаболизм кислорода можно объяснить его действием на изменение реологических свойств крови:

- вызывает повышение уровня парциального давления кислорода в тканях и улучшает транспорт кислорода в крови, что приводит к изменению клеточного метаболизма, активации аэробных процессов (гликолиз, цикл Кребса, B-окисление жирных кислот) и энергетических ресурсов;
- стимулирует выработку оксида азота, который является сосудорасширяющим средством и, следовательно, расширяет артериолы и венулы;
- способствует увеличению скорости гликолиза эритроцитов;
- предотвращает слипание эритроцитов и увеличивает площадь их контакта для транспортировки кислорода [24].

В то же время озон является токсичным веществом, вызывающим хроническую кислородную интоксикации при повышении допустимой концентрации, предельно допустимой концентрацией O₃ в воздухе – 0,1 мг/м³. Для проведения озонотерапии необходим контроль концентрации, скорости подачи и времени воздействия газовой смеси.

Применение в пародонтологии

Кариес и заболевания пародонта вызываются микроорганизмами биопленки зубного налета. Озон обладает антимикробными свойствами, в том числе против анаэробных бактерий, которые играют главную роль в патогенезе пародонтита [25].

В пародонтологии озон применяется в виде озонированной воды (4 мг/мл). Грамотрицательные бактерии, такие как P. Endodontalis, P. gingivalis, более чувствительны к озонированной воде, чем грамположительные стрептококки полости рта и C. albicans в чистой культуре [26, 27].

Положительный эффект озонотерапии у пациентов с периимплантитом был продемонстрирован Daniel F. McKenna и соавт., которые показали, что озон уменьшает количество зубного налета и задерживает развитие воспалительного процесса в пародонте [24, 28].

Лечение при заболеваниях слизистой

Озонотерапия широко применяется при лечении афтозных язв, герпеса, язвенно-некротического гингивита и других инфекций, поскольку озон способствует быстрой регенерации тканей и контролирует оппортунистические инфекции [17].

Выдающиеся результаты показало применение озонотерапии при лечении хронических рецидивирующих афтозных язв и вируса простого герпеса после трех дней лечения при помощи генератора озона OzonyTron (Mymed)

Озонированное масло обладает бактерицидным и регенирирующим действием и широко применяется в качестве ирриганта при лечении острого язвенно-некротического гингивита, а также пародонтита. У пациентов с пародонтальным абсцессом отмечалось значительное уменьшение экссудации [30, 31].

Применение в лечении ятрогенного пульпита

По данным И.А. Никольской [31], универсальность механизма действия озонотерапии (наличие противомикробного, противовоспалительного, иммуномодулирующего действия, способность влиять на процессы микроциркуляции и регенерации, отсутствие побочных эффектов) позволяет использовать данный вид воздействия при случайном вскрытии пульпы зуба в клинических условиях.

В ходе исследования в первой группе пациентов при случайном вскрытии пульпы применяли методику прямого покрытия пульпы материалом на основе гидроксида кальция (Calcipulpe – Calcium hydroxide paste, Septodont). Во второй группе в сочетании с прямым покрытием проводили озонотерапию аппаратом ОКУФ-5м. В первой группе возникали необратимые патологические изменения в пульпе у двух из шести пациентов, во второй группе во всех случаях была сохранена жизнеспособность пульпы при ее случайном вскрытии, о чем свидетельствовали данные электро-одонтодиагностики и лазерной доплеровской флоуметрии, также у больных второй группы быстрее стихали симптомы воспаления.

Лечение кариеса

Применению озона в лечении кариеса способствовали результаты исследований [32], которые показали, что озон на 99,9 % уничтожает кариесогенные микроорганизмы (S. Mutans, S. Sobrinus, S. Sanguis и S. Salivarius), протеиновые структуры, которые противодействуют деминерализации, нейтрализует кислые продукты обмена веществ бактерий (молочная, пировиноградная кислоты), усиливает естественную минерализацию твердых тканей зуба за счет своего окисляющего потенциала содержащихся в слюне минералов кальция и фосфатов [33].

Исследование Макеевой И.М. и др. позволило прогнозировать положительный результат реминерализации при лечении кариеса в стадии белого пятна. В ходе исследования было выявлено выраженное бактерицидное действие озона в отношении большинства видов микроорганизмов кариесогенной микрофлоры [34].

Применение в эндодонтии

Согласно результатам исследований озонированная вода эффективна в качестве дезинфицирующего средства против E. Faecalis, Candida albicans, Peptostreptococcus micros и Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus mutans, Candida albicans и золотистого стафилококка [14, 35].

Более того, даже однократное 40-секундное введение озона в просвет корневого канала способствовало исчезновению таких симптомов, как отек, боль и экссудат в корневом канале. Антимикробный эффект озона сравним с таковым у 2,5%-го NaOCl, но, в отличие от NaOCl, озон не токсичен для тканей во время эндодонтического лечения. Проникая через апикальное отверстие в апикальные ткани, способствует заживлению и регенерации кости. При оценке эффективности лечения хронического периодонтита через 6 и 12 месяцев наблюдалось выраженное восстановление периапикального очага, по сравнению со стандартной методикой [33]. Оптимальной для применения в клинической практике при проведении медикаментозной обработки корневых каналов является концентрация 30 и 40 мкг/л.

Согласно другим исследованиям данных об эффективности озона при обработке инфицированных корневых каналов человека in vivo, применение газа неэффективно против микрофлоры внутри биопленки [27], и оказывает меньшее действие, чем гипохлорит натрия [7, 35].

Применение в отбеливании зубов

Окисляющие свойства озона натолкнули исследователей использовать его в качестве альтернативного отбеливающего вещества для окрашенных зубов. Исследование на крысах показало эффект отбеливания окрашенных тетрациклином резцов в течение 3–4 минут [35]. Озон не обладал более эффективным действием по сравнению с перекисью водорода [14]. Однако более поздние исследования выявили синергизм в их работе, объясняя это возможностью образования озоном перекиси, которая может способствовать образованию дополнительных гидроксильных радикалов, улучшая тем самым эффект отбеливания [36].

Лечение гиперестезии зубов

Согласно результатам исследований, озон обладает способностью открывать дентинные канальцы. Это свойство используется при лечении гиперчувствительности, поскольку газообразный озон обеспечивает диффузию ионов кальция и фосфата после открытия канальцев. Проникновению этих ионов, а также фтора и цинка также способствует элиминация бактерий из дентинных канальцев [28]. Озонотерапия успешно применяется при лечении гиперчувствительности после препарирования зубов под ортопедические конструкции [30].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в ходе проведенного исследования установлено, что озон обладает выраженным антибактериальным действием в отношении микробов, вирусов, грибов. Обладает обезболивающим и противовоспалительным действием за счет воздействия на различные стадии воспалительного процесса. Может применяться в различных направлениях в стоматологии, являясь альтернативным методом традиционной медицины. Однако озонотерапия во многих исследованиях используется в качестве дополнительного метода лечения. При заболеваниях слизистой оболочки полости рта она доказала свою эффективность и в качестве основного метода лечения. Изучение свойств озонотерапии и ее использование как физиотерапевтического метода лечения является актуальным.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.