Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1. Структура и свойства эмали временных зубов 10
1.2. Методики определения концентрации фторида в твердых тканях зуба 12
1.3. Кариес в стадии меловидного пятна временных зубов и современные методы его лечения 21
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 39
2.1. Экспериментальные исследования.. 39
2.1.1. Аналитическое исследование 39
2.1.2. Электронно-микроскопическое исследование 48
2.2. Клиническое исследование 53
2.2.1. Принципы формирования групп исследования и алгоритм обследования пациентов с кариесом в стадии меловидного пятна 53
2.2.2. Методика определения площади меловидного пятна 57
2.2.3. Методика применения «Диплеи Ф» 58
2.2.4. Методика расчета основных показателей клинического исследования 60
ГЛАВА 3. Результаты собственных экспериментальных исследований 65
3.1. Результаты аналитического исследования 65
3.2. Результаты электронно-микроскопического исследования 68
ГЛАВА 4. Результаты собственного клинического исследования 81
4.1. Результаты первичного обследования пациентов 81
4.2. Методика расчета курсов лечения кариеса в стадии меловидного пятна 83
4.3. Результаты промежуточного анализа исследования 85
4.4. Результаты окончательного анализа исследования 87
ГЛАВА 5. Заключение 90
Выводы 100
Практические рекомендации 101
Список литературы
- Методики определения концентрации фторида в твердых тканях зуба
- Кариес в стадии меловидного пятна временных зубов и современные методы его лечения
- Электронно-микроскопическое исследование
- Результаты промежуточного анализа исследования
Методики определения концентрации фторида в твердых тканях зуба
Эмаль зуба является самой твердой тканью в организме человека. Это обусловлено высоким — до 95%- содержанием неорганических веществ, в то время как органические вещества составляют около 1,2% веса эмали. Органическая матрица эмали представляет собой макромолекулярный комплекс, образованный фибриллярным протеидом и кальцийсвязывающим белком при участии ионов кальция и полярных липидов. Этот комплекс обладает большим сродством с минеральной фазой и служит инициатором процесса кальцификации, регулируя рост кристаллов путем селективного связывания ионов кальция. Минеральная основа эмали зубов представлена кристаллами гидрокси-, карбонат-, хлор- и фторапатитов; менее 2% веса зрелой эмали составляют неапатитные формы, которые являются следами минерала, присутствовавшего во время развития зуба, а также результатом нарушения минерализации после его прорезывания [60]. Основными компонентами, из которых построены кристаллы апатитов, являются кальций (33-39%) и фосфаты (16-18%), соотношение которых в эмали в среднем составляет 1,67 [33]. Концентрация этих веществ варьирует в разных участках коронки зуба: наиболее минерализованы жевательные поверхности, наименее — фиссуры и придесневые области всех зубов. В эмали присутствует около 40 микроэлементов, которые можно условно поделить на 3 группы: 1) вещества, концентрация которых выше в поверхностных слоях эмали — фтор, свинец, цинк, сурьма, железо; 2) вещества, содержание которых больше во внутренних слоях эмали -натрий, магний, карбонаты; 3) вещества, равномерно распределенные по всей толщине эмали стронций, медь, алюминий, калий [34].
Эмаль зуба обладает свойством проницаемости - это способность клеток и тканей пропускать газы, воду и растворенные в ней вещества. Эмаль ведет себя как пористая мембрана, в апатите может обмениваться до трети ионов. Так, ионы кальция могут быть заменены ионами натрия, кремния, стронция, свинца, кадмия и т.д. Гидроксильные группы могут обмениваться на ионы фтора, хлора и др. Проникновение веществ в эмаль и ионный обмен происходят в несколько этапов: с поверхности эмали через микропространства ионы проникают в водный слой кристалла, оттуда — на поверхность кристалла и затем — с поверхности в различные отделы кристаллической решетки. Длительность стадий неодинакова — первая продолжается несколько минут, третья - десятки дней. Проницаемость различных анатомических отделов зуба различна, это обусловлено неоднородностью структуры. Наиболее проницаемы слепые ямки, фиссуры и пришеечные области зубов [65].
Эмаль временных зубов отличается малой толщиной и малой степенью минерализации ткани, что обусловливает чрезвычайно быстрое прогрессирование кариозного процесса [27]. В течение 2-3 лет после прорезывания зубов под действием ротовой жидкости постоянно происходят процессы реминерализации и деминерализации [46, 72, 129]. Наименее кариесрезистентной является пришеечная область зубов, поскольку ее минерализация происходит после прорезывания. В этот период времени твердые ткани зуба уже подвержены действию кариесогенных факторов в полости рта. Превалирование процессов деминерализации, сопровождающейся потерей ионов фторида, приводит к развитию кариеса временных зубов [23].
Химия фтора отлична от химии других галогенов и делает анализ фтора чрезвычайно сложной задачей. Большинство фторидов в различной степени труднорастворимы, что затрудняет вскрытие фторсодержащих материалов.
Перед определением фтора необходимо его предварительное выделение. Это длительный процесс, выпаривание щелочных растворов в стекле может привести к потере фторида, кроме того, фтор взаимодействует со стеклянной посудой. Это явление впервые было обнаружено Рейнольдсом и Хиллом [148], подтверждено Ринком [150]. Особую трудность представляет собой анализ фтора в биологических материалах, т.к. его содержание в них составляет меньше 5 %о в пересчете на сухую массу образца [121,123].
Перед непосредственным определением концентрации фторидов необходимо произвести их отделение из изучаемого материала. К методам отделения относятся: отгонка кремнефтористоводородной кислоты, пиропідролиз, соосаждение, микродиффузия и хроматографнческие методы [77].
Отгонка кремнефтористоводородной кислоты.
Первые методы отделения фторида были основаны на летучести фторида кремния S1F4. Этот метод потерял свою ценность при введении Виллардом и Винтером [168] в 1933 году дистилляции с паром кремнефтористоводородной кислоты H2SiF6 из хлорной или серной кислоты при 135 С в присутствии стеклянных шариков. Этот метод использовали многие авторы, большинство из них рассматривали проблему полноты выделения фторида из определенного анализируемого образца. Пэк и Смит [143] подтвердили ранее обнаруженный эффект сорбции фторида стеклом аппаратуры для перегонки. Было найдено, что вследствие такого рода потерь удается отделить лишь 98%. При определении микро- и полумнкроколичеств фторида большой объем водного конденсата, необходимый для количественной отгонки фторида, приводит к сильному разбавлению анализируемого раствора. Это, безусловно, затрудняет определение, а упаривание конденсата до малых объемов с целью концентрирования может привести к потере фторида [120]. Пиропідролиз используют для определения простых и сложных фторидов в радиоактивных материалах, горных породах, рудах, минералах, шлаках, стекле, катализаторах и т.д. Метод состоит из двух стадий: нагревание образца перегретым паром и поглощение образующейся HF. Метод неприемлем для определения микроколичеств фтора [77]. Соосаждение применяли Шапиро М.Я. и Колесникова В.Г. [89]. Авторы отделяли фторид на суспензии Mg(OH)2 которую растворяли в разбавленной НЫОз и определяли фторид фотометрически Микроднффузия как метод отделения фторидов была предложена в 1954 году, она чрезвычайно важна при определении фторида в биологических материалах. Фторид-ион вьггесіїяют минеральными кислотами, превращая его в HF, который поглощают раствором щелочи. Далее фторид определяют спектрофотометрическим методом [155].
Кариес в стадии меловидного пятна временных зубов и современные методы его лечения
В зависимости от концентрации фторид-ионов в анализируемом растворе на поверхности мембраны возникает тот или иной заряд (потенциал), абсолютное значение которого измерить невозможно. Для его регистрации создается гальванический элемент из фторид-селективного электрода и электрода сравнения, имеющего в стандартных условиях постоянный потенциал, погруженных в анализируемый раствор. Разность потенциалов этих электродов (электродвижущая сила гальванического элемента) регистрируется с помощью измерительного прибора.
Использованный в нашей работе фторидселективный электрод «Элит-221» позволяет определять концентрацию фторид-ионов в растворе от 10"6 до 1 моль/дм3. Крутизна линейной части калибровочной характеристики электрода при температуре 20±5С составляет 55±4 мВ/pF ( pF - десятичный логарифм молярной концентрации фторид-ионов), электрическое сопротивление электрода при температуре 20±5С 1 МОм. Диапазон температур анализируемого раствора от +5 до +50С, допустимые значения рН анализируемого раствора 4,0-7,0.
В качестве электрода сравнения был использован стандартный хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1.М 3.1. Измерительным прибором служил иономер-милливольтметр И-130 (АРК «Энергосервис», Россия). Установка для потен-циометрического определения фторид-ионов включает колбу с анализируемым раствором, ионселективный электрод, электрод сравнения и иономер-милливольтметр (рис. 5.). Рис. 5. Установка для потенциометрнческого определения содержания фторида: 1 -фторид-селективный электрод «ЭЛИТ-221», погруженный в анализируемый раствор; 2 - хлорсеребряный электрод сравнения в том же растворе; 3 - иономер -милливольтметр
Для получения данных о концентрации фторид-ионов в растворах, полученных после растворения эмали зуба, необходимо построение градуировочного графика, который отражает зависимость потенциала электрода (Е, В) от содержания фторид-ионов в стандартных растворах с их заданной молярной концентрацией (С ( F)), и представляет собой линейную зависимость в координатах Е, -lg C(F"). Для этого проводили по 3 повторных серии измерений, результаты которых представлены в таблице 1. Таблица 1. Потенциал фторидселсктивного электрода в растворах фторида натрия
Точность определения концентрации фторид-ионов по данному градуировочному графику была подтверждена методом «введено-найдено». Метрологические характеристики с расчетом доверительного интервала представлены в таблице 2. Таблица 2. Метрологические характеристики точности определения концентрации фторид-ионов в растворах
Поскольку точность определения содержания фторид-ионов существенно зависит от ионной силы раствора, состав стандартных растворов приближали к составу раствора, получаемого при растворении эмали.
В ходе работы все растворы готовили из реактивов марки «ХЧ» (химически чистые) на дистиллированной воде.
Стандартные образцы готовили следующим способом: в пять одинаковых колб, закрывающихся пробками со шлифом, помещали по 0,05 г ортофосфата кальция, затем добавляли по 2 мл соляной кислоты концентрацией 0,5 моль/дм3 и по 1 мл раствора фторида натрия заданной концентрации от 10" до 10" моль/дм . Полученный раствор нагревали в течение 2 минут на электрической плитке в установке с обратным холодильником. Затем, не открывая, остужали до комнатной температуры (методика растворения идентична описанной для образцов эмали).
После охлаждения к стандартным образцам добавляли по 2 мл цитратного буферного раствора и доводили до объема 7,0 мл дистиллированной водой.
Нитратный буферный раствор с рН=6 имеет следующий состав: натрия цитрат безводный - 300 г/л, аммония нитрат- 100 г/л, комплексон III - 3 г/л.
Этот состав регулирует общую ионную силу раствора, а также устраняет мешающее влияние катионов кальция и алюминия, содержащихся в эмали, за счет связывания их в прочные комплексы. Значение кислотности анализируемого раствора рН=6 является оптимальным, так как при низких значениях рН активность фторида изменяется за счет образования недиссоциированных HF и H2F2, а при высоких значениях рН сказывается мешающее влияние гидроксид-иона.
Перед началом работы электрод промывали этиловым спиртом и дистиллированной водой, после чего выдерживали в дистиллированной воде в течение 10 минут для полного удаления возможных следов органических соединений.
Определение концентрации фторид-ионов в эмали включало растворение образцов по описанной выше методике и охлаждение растворов, затем в анализируемый раствор погружали электродную пару и по истечении 2 минут фиксировали потенциал электрода. Значение концентрации фторид-ионов определяли по градуировочному графику. После этого рассчитывали количество вещества и массу фторид-ионов в данном объеме раствора. Каждый эксперимент имел по 4 повторности. Для получения сравнимых результатов содержание фторид-ионов пересчитывалось на 1 грамм эмали.
Электронно-микроскопическое исследование
На 10-й день лечебный эффект был достигнут у 79,6% пациентов от общего числа обследованных в группе. На 14-й день эффект лечения отмечен у 98% пациентов, у одного пациента на деминерализованной эмали 1 зуба лечение не дало эффекта.
Необходимо отметить, что более раннее достижение клинического эффекта -на 6-10 день наблюдалось у пациентов раннего детского возраста (от 1 до 3 лет), что связано с незрелой структурой эмали и с большей ее способностью к реминерализации. Кроме того, выявлена зависимость длительности лечения от размеров меловидных пятен: 21 из 45 очагов деминерализации площадью 1 мм (46,7%) восстановились на 6 день лечения, еще 16 меловидных пятен той же площади не окрашивались «Колор-тестом №2» на 8 день, на 10 день отмечено восстановление эмали в 43 случаях (95,5%).
Очаги деминерализации площадью 1,5 мм в 12 случаях из 26 восстановились на 6 день, в 8 случаях - на 8 день и еще в 6 случаях - на 10 день (100%).
Меловидные пятна площадью 2 мм2 в 64,8% случаев исчезли на 8-10 дни, 97% пятен не окрашивались на 12 день. 40% меловидных пятен площадью 2,5 мм2 не определялись на 8 день, остальные 60% - на 10 день лечения с использованием пленки. Клинический эффект применения «Диплен Ф» при лечении очагов деминерализации площадью 3 мм2 в 58,6% случаев отмечен лишь на 10 день, 86,2% пятен не определялись на 12 день. При площади меловидных пятен 3,5 мм2 для восстановления структуры эмали требовалось от 8 до 12 дней применения пленки. Соответственно, меловидные пятна площадью от 4 до 7 мм2 восстанавливались в сроки от 10 до 14 дней. 4.3. Результаты промежуточного анализа исследования
Через 9 месяцев после начала исследования был проведен промежуточный анализ результатов с расчетом частоты неблагоприятных исходов (рецидивов деминерализации эмали и прогрессирования кариеса) в обеих группах (ЧИЛ, ЧИК), снижения относительного (СОР) и абсолютного риска (САР), а также расчетом числа больных, которых необходимо лечить с применением «Диплен Ф», чтобы предотвратить неблагоприятный исход у одного пациента (ЧБНЛ). Данные расчеты производились исходя из количества обследованных пациентов. Сроки проведения промежуточных расчетов были связаны со значительным изменением количества обследуемых пациентов, выбывших из исследования по причине физиологической смены временных зубов или по друпім причинам, описанным в разделе «Критерии исключения из исследования» в главе
Частота рецидивов деминерализации эмали и развития кариеса у пациентов основной группы составила 18,4%, тогда как у пациентов контрольной группы рецидивы кариеса в стадии меловидного пятна и прогрессирование кариеса из меловидных пятен было отмечено в 84,9% случаев. Развитие кариеса в основной группе наблюдалось в 8,2% случаев, а в группе контроля количество пациентов с прогрессированием кариозного процесса с образованием полостей составило значительно больший процент (81,1%).
Аналогичные расчеты были произведены исходя из количества временных зубов, пораженных кариесом в стадии меловидного пятна. Параметр ЧБНЛ заменен на ЧЗНЛ - «число зубов, которые необходимо лечить с применением «Диплен ф», чтобы предотвратить неблагоприятный исход у одного зуба». Данные расчетов приведены в таблице 11.
Значение индекса «кп» через 9 месяцев после начала исследования в основной группе составило 6; 2-7; 0-10, в группе контроля - 7; 4-10; 0-14 (Me; 25-75%; min-max), что свидетельствует о более благоприятном состоянии стоматологического здоровья у пациентов основной группы исследования.
За 9 месяцев наблюдения в основной группе у 4 пациентов (3 мальчика, 1 девочка в возрасте от 1 до 4 лет) были выявлены рецидивы деминерализации эмали на 5 временных зубах. Данным пациентам был проведен повторный 10-дневный курс лечения с применением пленки «Диплен Ф», в результате чего был достигнут положительный клинический эффект, т.е. исчезновение очагов деминерализации эмали.
Рецидивы кариеса в стадии меловидного пятна в основной группе исследования были отмечены у 1 пациента ранней детской возрастной группы и у 3 пациентов дошкольной группы; прогрессирование кариозного процесса — у 1 пациента ранней детской группы и у 3 пациентов дошкольной группы.
В контрольной группе у 6 пациентов (2 мальчика, 4 девочки) на 14 зубах наблюдалась самопроизвольная реминерализация эмали, возможно, благодаря поддержанию хорошей гигиены полости рта. Впоследствии у 2 детей на 4 зубах произошел рецидив кариеса в стадии меловидного пятна. Локализация кариозных поражений не изменилась.
Результаты промежуточного анализа исследования
В результате данного этапа были получены обзорные электронограммы и сводные изображения исследованных поверхностей временных зубов, состоящие из суммы спектрографических точек, соответствующих элементам F, Са, Р.
На обзорных электронограммах отчетливо видна структура эмали: интактная эмаль зуба характеризуется ровной нативной поверхностью и равномерно расположенными кристаллами гидроксиапатита на тангенциальном сколе.
При кариесе в стадии меловидного пятна определяется участок неровной поверхности эмали, на тангенциальном сколе прослеживается зона повышенной порозности, что свидетельствует о наличии очага деминерализации.
После проведенного 14-дневного курса лечения кариеса в стадии меловидного пятна структура эмали на электронограммах повторяет структуру, характерную для интактных зубов. Спектрограммы изученных поверхностей отражали картину распределения микроэлементов в поверхностных и глубоких слоях эмали. О концентрации микроэлементов в каждом случае судили по градиенту яркости (количеству светлых пикселей)
Произведенный в программе Adobe Photoshop CS подсчет концентраций микроэлементов F, Са, Р показал, что содержание фторид-ионов в поверхностном слое интактной эмали составило 0,0135±0,0038%, в глубоких слоях — 0,0069±0,0050%. Содержание ионов кальция в поверхностном слое было равно 41,20±0,27%, в глубоких слоях - 36,58±0,51%. Концентрация фосфора составила 13,07±0,15% в поверхностном слое и 12,09±0,42% в глубоких слоях эмали.
Кариес в стадии меловидпого пятна характеризовался снижением концентрации фторид-ионов в поверхностном слое: 0,0036±0,0025% и повышением их концентрации в глубоких слоях: 0,034±0,0052%. Концентрация ионов кальция в поверхностных и глубоких слоях эмали снизилась и составила 22,59±0,66% и 31,06±1,18% соответственно. Количество фосфора уменьшилось в поверхностном слое до 12,38±0,28% и незначительно увеличилось в глубоких слоях до 13,11±0,68%.
По видимому, повышение содержания фторид-ионов и фосфора на тангенциальных сколах эмали при кариесе в стадии меловидпого пятна связано с компенсационным процессом усиления минерализации глубоких слоев эмали.
После 14-дневного курса лечения кариеса в стадии меловидпого пятна с применением пленки «Диплен Ф» содержание всех трех элементов возросло и приблизилось к содержанию в интактной эмали. Так, концентрация фторид-ионов на поверхности эмали составила 0,0106±0,0022%, в глубоких слоях - 0,171±0,0058%. Содержание кальция увеличилось до 42,99±1,97% в поверхностном слое и до 32,73±1,44% в глубоких слоях. Количество фосфора составило 17,04±2,16%и 17,73± 1,15% соответственно. Как показывают полученные данные, применение стоматологической адгезивной пленки «Диплен Ф» для лечения кариеса в стадии меловидного пятна временных зубов приводит к восстановлению микроэлементной структуры эмали. При этом фторид-ионы остаются не только на поверхности, но и проникают в толщу эмали, что было подтверждено спектрограммами (рис. 19-30).
После получения положительных результатов экспериментальных исследований нами было проведено пилотное рандомизированное клиническое исследование эффективности пленочного средства «Диплен Ф» для лечения кариеса в стадии меловидного пятна у детей раннего детского и дошкольного возраста.
Поскольку клиническое исследование являлось пилотным, т.е. ранее подобные исследования не проводились, количество обследованных пациентов было выбрано произвольно.
В исследование были включены 126 детей (59 мальчиков, 67 девочек) 1 и 2 группы здоровья в возрасте от 1 до 6 лет с диагностированным кариесом в стадии меловидного пятна временных зубов. При условии подписания родителями ребенка формы информированного согласия (приложение 1) пациента рандомизировали в одну из групп исследования. При заполнении разработанных нами амбулаторных карт (приложение 2) учитывали зубную формулу, индекс «кп», индекс гигиены полости рта ребенка в зависимости от возраста, а также количество и размеры очагов деминерализации эмали. Пациенты основной группы для лечения начальных форм кариеса применяли фторидсодержащую пленку «Диплен Ф», являлись на контрольные осмотры на 6, 8, 10, 12 и 14 день, затем через 3 , 6, 9, 12, 15, 18, 21 и 24 месяца. Пациенты контрольной группы осматривались нами через 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 и 24 месяца. При повторных обследованиях данные определения индекса гашены полости рта, выявления очагов деминерализации эмали и их размеры вносили в соответствующие разделы амбулаторных карт. Объективная и точная оценка площади очага деминерализации эмали временного зуба, особенно у пациентов раннего детского возраста, нередко бывает затруднена. Меловидное пятно имеет сложную геометрическую форму и размытые контуры, размеры пятна обычно невелики.
Для облегчения и объективизации оценки площади очагов деминерализации была разработана авторская методика с применением прозрачных шаблонов с миллиметровыми делениями. Исследуемая поверхность зуба фотографируется на цифровую камеру и изображение переносится в компьютерную программу Photoshop CS, которая дает возможность увеличения изображения и нанесения на него миллиметровой сетки. На экране монитора врач-стоматолог может точно рассчитать площадь кариозного поражения и сравнить изображения в динамике, на протяжении курса лечения. Присутствие на фотографии шаблона с миллиметровыми делениями позволит избежать искажения истинных размеров.
Современный стоматолог должен владеть техникой цифровой фотографии, незаменимой при эстетическом лечении пациентов любого возраста.
В ходе исследования была определена продолжительность курсов лечения кариеса в стадии меловидного пятна с применением «Диплен Ф»в зависимости от возраста пациента и площади очагов деминерализации. В результате применения пленки в основной группе на 6-й день было отмечено исчезновение очагов деминерализации эмали у 7 пациентов, на 8-й день — у 16 пациентов, на 10-й день - у 39 пациентов, на 12-й день - у 45 пациентов, на 14-й день - у 48 из 49 обследованных пациентов. Таким образом, оптимальный курс лечения пленкой «Диплен Ф» составляет 14 дней, при этом у 80% пациентов клинический эффект был достигнут уже к 10-м суткам.
