Введение к работе
Актуальность проблемы
Среди проблем современной стоматологии предупреждение кариеса зубов является одним из основных научных направлений. Кариес зубов в наши дни имеет повсеместное распроcтранение и является главной причиной утраты зубов (Э.М. Кузьмина, 1997; K.G. Knig, 1999; P.Pieper, 2001; H.Y. Wang, 2002; О.Г. Аврамова, 2003; M. Bonecker, 2003; T.M. Marthaler, 2003; O. Fejerskov, E.A. Kidd, 2004; L. Maes, 2006). В 2003 году Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) совместно с Международной Федерацией стоматологов (FDI) предложены новые глобальные цели стоматологического здоровья на период до 2020 года. Точные причины снижения распространенности кариеса в некоторых странах до сих пор не известны, так как, например, в Норвегии заболеваемость снизилась за несколько лет до распространения зубных паст, содержащих фтор, а в Нидерландах снижение распространенности кариеса произошло независимо от фторирования воды, которое было прекращено в этой стране в 1973 году. На сегодняшний день общепризнано, что кариес возникает при наличии кариесогенной микрофлоры, легкоусвояемых углеводов и низкой резистентности эмали, которые в комплексе должны присутствовать определенный промежуток времени (P.H. Keyes, 1962, K.G. Knig, 1987). По мнению P.D. Marsh, R.S.Percival (2006), M.S. Wolff (2009), Р.Д. Ламонт (2010), «агрессивность» кариесогенных бактерий определяется складывающейся экологической ситуацией в зубном налете. По данным многих исследователей, резистентность к кариесу связана со строением и свойствами тканей зубов, зубных рядов и челюстей, а также состоянием всего организма (M. Goldberg, 1995; Г.Н. Пахомов, 2005; В.К.Леонтьев,2006, П.А. Леус, 2008; Е.В.Боровский, 2009, E. Beniash, 2009). Более конкретизированы и научно обоснованы взаимосвязи целого ряда социальных сфер и кариеса зубов в качестве факторов риска возникновения патологии в работе O. Fejerskov и F.Manji (1990).
Развитие экспериментально-аналитической эпидемиологии в стоматологии в 1980-1990 гг. позволило выявить достоверные взаимосвязи распространенности и интенсивности кариеса зубов с рядом медико-социальных факторов, влияние которых не находило объяснения в предложенных к этому периоду теориях развития кариозного процесса (П.А. Леус, 2008). Но, видимо, не было методов, позволяющих качественно исследовать начальные поражения эмали кариозным процессом.
Прежде всего, установлено, что в эмали зубов, построенной из апатитоподобного вещества и незначительного количества органических веществ, на уровне элементарных ячеек кристаллов осуществляются интенсивные ионные замещения составляющих их минеральных компонентов. Нарушения динамического равновесия в механизме минерального обмена в эмали приводят к образованию кариеса зубов (S. Mann, 2001; J. Shi, 2003; T. Sakae, 2006). Ведущим симптомом раннего кариеса является очаговая деминерализация эмали (И.В. Кобиясова, 2005; Y. Iijima, 2008; L. Karlsson, 2010; M. Graye, 2012). Сопоставление патогистологических изменений в эмали и клинических проявлений очаговой деминерализации позволило исследователям сделать вывод о том, что реминерализация очагов пораженной эмали возможна лишь при сохранности органического матрикса (Г.Н. Пахомов, В.К. Леонтьев, 2005). После удаления органического вещества путем кипячения с щелочным этиленгликолем эмаль теряет свойство осмотической мембраны и становится полностью проницаемой (A.F. Atkinson, 1947). Из этого следует, что именно органическое вещество придает эмали свойство полупроницаемой мембраны (G.N. Jenkins, 1970). В исследованиях последних лет получены новые данные о природе и функции органической матрицы эмали. В частности, подтверждено, что ее важнейшая роль – это стабилизация буферной системы, обеспечивающей наличие в ней свободных ионов кальция (Y. Yamakoshi, 2001). Считают, что органическая матрица формирующейся эмали регулирует форму и структуру минеральных частиц, где исходным эмалевым материалом является аморфный фосфат кальция, который преобразуется в апатитные кристаллы (E.Beniash, 2009). Органический матрикс, связанный с кристаллами и в ходе образования эмали обеспечивавший процессы их роста и ориентировки, по мере созревания эмали почти полностью утрачивается. Он сохраняется в виде тончайшей трехмерной белковой сети, нити которой располагаются между призмами (M. Goldberg, 1995; E. Beniash, 2009).
Значение органической составляющей эмали так и недооценено, несмотря на серьезные научные изыскания и факты, полученные за последние 50 лет. На сегодняшний день проблема ранних стадий кариеса зубов решается путем использования специальных реминерализующих препаратов, в состав которых вводятся фтор, кальций, фосфор (Y. Jijima, 2008; N.V. Bulkina, 2012). Однако не все замещения в кристаллической структуре эмали усиливают резистентность зубов к кариозному процессу, так как ионы кальция и фосфора, как правило, адсорбируются на поверхности эмали зуба, что приводит к их быстрому смыванию ротовой жидкостью во время приема пищи. Ясно и другое: кариес зубов не может быть предотвращен полностью только мерами фторпрофилактики (T.M. Marthaler, 1990, А.А. Кунин, 2004).
Достижения современной стоматологии не позволяют значительно снизить распространенность кариеса среди населения. Остаются до конца не раскрытыми биохимические процессы обмена веществ в твердых тканях зуба, возникновение дефицита макро- и микроэлементов, состояние тканевого барьера, структура органического матрикса и спектра составляющих его биополимеров, способных препятствовать проникновению в ткани зуба микроорганизмов. Хорошим примером являются крайне высокие расходы на реставрационную стоматологию в Европе. В частности, в Германии в 1999 году стоимость лечения последствий кариозного процесса для страховых компаний составила 10,3 миллиарда евро, что соответствует 42,8% всех заболеваний, обусловленных питанием (Жан-Франсуа Руле, Стефан Циммер, 2010). Эти расходы не приводят к решению проблемы. Интенсивное внедрение новых дорогостоящих технологий в современной России в области стоматологии также направлено на пломбирование зуба, не являясь лечением кариеса, а лишь составляющим его компонентом.
Все вышесказанное послужило поводом для проведения данного научного исследования.
Цель исследования
Повышение эффективности профилактики и лечения кариеса на основе разработки и оценки методов нормализации обменных процессов твердых тканей зуба.
Задачи исследования
1. Изучить и провести сравнительный анализ клинико-лабораторных показателей твердых тканей интактных и кариозных зубов, а также ротовой жидкости и зубного налета у пациентов в возрасте от 18 до 45 лет. Разделить обследованных пациентов на клинические группы в зависимости от уровня кариесрезистентности.
2. Выявить наиболее информативные прогностические и диагностические клинико-лабораторные показатели твердых тканей зубов и ротовой жидкости, характеризующие высокую резистентность полости рта к развитию кариозного процесса, а также показатели риска для пациентов со средней и низкой кариесрезистентностью.
3. Изучить гистоархитектонику эмали интактных и кариозных человеческих зубов, удаленных по клиническим показаниям у пациентов в возрасте от 16 до 60 лет.
4. Проанализировать состояние макро- и микроэлементов в твердых тканях зубов в комплексе с углеводно-белковыми биоорганическими полимерами и гиалуроновой кислотой в удаленных по клиническим показаниям интактных зубах и зубах, пораженных кариозным процессом у пациентов в возрасте от 16 до 60 лет.
5. На основе полученных лабораторных данных морфогистохимического, рентгеноспектрального, инфракрасного спектрального микроанализов предложить для промышленного производства лечебно-профилактические средства, нормализующие обменные процессы в твердых тканях зубов для предотвращения развития кариозного процесса.
6. Изучить возможность проникновения и накопления лечебно-профилакти-ческих средств, содержащих аминокислоты и гиалуроновую кислоту, в твердые ткани коронковой части зуба.
7. На основе разработанных лечебно-профилактических мероприятий предложить научно обоснованную методику нормализации обменных процессов в твердых тканях зубов, подверженных деминерализации.
8. Изучить эффективность предложенных методов, нормализующих обменные процессы в твердых тканях зуба с применением разработанных лечебно-профилактических средств на протяжении 3-5 лет.
Научная новизна исследования
Впервые предложены методы, нормализующие обменные процессы в твердых тканях зуба в условиях развития кариозного процесса путем восстановления аминокислотного спектра и гиалуроновой кислоты, являющихся компонентами органического тканевого барьера в межкристаллических пространствах эмали и дентинных канальцах.
В серии морфогистохимических исследований подтверждена гипотеза о содержании в эмали человеческого зуба гиалуроновой кислоты.
С помощью морфогистохимического и рентгеноспектрального микроанализов, растровой электронной микроскопии и инфракрасной микроспектроскопии изучены углеводно-белковые биополимеры и гиалуроновая кислота в комплексе с химическими элементами минеральной составляющей твердых тканей интактных и кариозных зубов. На основе полученных данных предложены и выпущены для реализации лечебно-профилактические средства, нормализующие обменные процессы в твердых тканях зуба, что позволяет сформулировать новое направление профилактических мероприятий для предупреждения развития кариозного процесса.
На основании проведенной инфракрасной микроспектроскопии дана сравнительная оценка содержания органической и минеральной составляющей с помощью предложенного органико-неорганического индекса в интактном и пораженном кариозным процессом участке твердых тканей зуба.
Предложена оценка кариесогенности зубного налета методом определения в нем короткоцепочечных жирных кислот (рационализаторское предложение № 1011 от 11 октября 2010 года).
Разработан индекс клинико-лабораторной оценки резистентности твердых тканей зубов с целью определения прироста интенсивности поражения кариозным процессом у пациентов в определенный промежуток времени (рационализаторское предложение № 1102 от 23 марта 2011 года).
С помощью цифровой технологии программы Image J предложен способ математической идентификации в гистологических препаратах зубов маркированных изображений, эквивалентных максимальной хромности органических биополимеров в межпризменных пространствах эмали (рационализаторское предложение № 1116 от 16 июня 2011 года).
Практическая значимость работы
В целях совершенствования научной практики, для определения значения органической составляющей в обменных процессах твердых тканей зубов апробированы и предложены методы клинико-лабораторного исследования твердых тканей зубов и мягкого зубного налета: повышена эффективность диагностики кариесогенности зубного налета способом определения короткоцепочечных жирных кислот, позволяющая решить вопрос о кратности удаления мягкого зубного налета с поверхности коронковой части зуба, предложен комплексный клинико-лабораторный индекс оценки резистентности твердых тканей зубов для диагностики прироста интенсивности кариозного процесса, что дает возможность повысить эффективность оценки появления первичных очагов деминерализации эмали и достоверной оценки прироста кариозного процесса во времени.
На основании достоверности полученных при статистической обработке научных данных сформирован комплекс клинико-лабораторных методов исследования, позволяющий с высокой прогностической значимостью оценивать стадию развития кариозного процесса, а также процессы обменных реакций в твердых тканях зуба, который включает оценку электропроводности твердых тканей зубов, микрокристаллизации, вязкости и активности лизоцима ротовой жидкости, содержание короткоцепочечных жирных кислот в мягком зубном налете.
Для стоматологической практики на фирме ООО «Радуга-Р» изготовлены стоматологические материалы: «Радогель» – для первичной профилактики развития кариозного процесса, а также реминерализации начальных кариозных очагов эмали зуба и «Универсальная биоактивная светоотверждаемая бондинговая система» – для профилактики развития вторичного кариозного процесса эмали и дентина зуба при эстетических реставрациях отпрепарированных полостей зуба, которые эффективно используются в стоматологической практике.
Полученные научные данные и выпущенные на их основе лечебно-профилактические средства позволяют практическому врачу сформулировать новый подход к профилактике развития кариозного процесса, который апробирован при выполнении этой работы стоматологами в нескольких областях Центрально-Черноземного региона Российской Федерации.
Внедрение результатов в практику
Материалы диссертационного исследования и основные рекомендации, вытекающие из них, используются в работе терапевтического отделения, центра индивидуальной профилактики кариеса стоматологической поликлиники ГБОУ ВПО «Воронежская государственная медицинская академия имени Н.Н.Бурденко» Министерства здравоохранения Российской Федерации (акты внедрения от 7.10.2010, 11.10.2010, 29.03.2011), Областной стоматологической поликлиники г. Тамбова (акты внедрения от 5.04.2010), Областной стоматологической поликлиники г. Курска (акты внедрения от 17.05.2010), МУЗ городской стоматологической поликлиники №2 г. Липецка (акты внедрения от 21.05.2010), МУЗ стоматологической поликлиники №1 г. Белгорода (акты внедрения от 29.03.2010), МЛПУ стоматологической поликлиники №1 г. Орла (акты внедрения от 31.10.2011).
На основании результатов исследования разработаны и выпущены фирмой ООО «Радуга-Р» (Российская Федерация) лечебно-профилактические средства, защищенные положительными решениями Международных патентных заявок в соответствии с договорами о патентной кооперации (РСТ), действующими на территории 91 страны мира – «Лечебно-профилактическое средство для эмали зуба», номер международной публикации WO 2005/000362 A1 от 10 марта 2006 года, «Биоактивная бондинговая система», номер международной публикации WO 2005/000363 A1 от 10 марта 2006 года, а также получены патенты на изобретение на территории Российской Федерации: «Лечебно-профилактическое средство для эмали зуба» (патент на изобретение № 2423119 от 10 июля 2011 года), «Биоактивная бондинговая система» (патент на изобретение № 2423966 от 20 июля 2011 года).
Основные положения, выносимые на защиту
-
Для получения оптимальной лечебно-профилактической помощи обследованных пациентов в соответствии с клинико-лабораторными показателями твердых тканей зубов, зубного налета и ротовой жидкости целесообразно формировать в группы с высокой, средней достаточной, средней пониженной и низкой кариесрезистентностью.
-
Для оценки и прогнозирования развития кариозного процесса в полости рта на лечебно-профилактическом приеме необходимо использовать комплекс клинико-лабораторных показателей: электропроводность твердых тканей зубов, кариесогенность и содержание короткоцепочечных жирных кислот в зубном налете, микрокристаллизацию, вязкость и содержание лизоцима в ротовой жидкости.
-
Эмаль не является гомогенным кристаллом, а представляет собой минерально-белковую ткань, содержащую на всем протяжении глубже расположенного слоя участки с низкой плотностью в отличие от наружного плотно организованного слоя. При этом от эмалево-дентинной границы до наружной поверхности эмали межкристаллические пространства образуют мозаичную сеть низкоминеральной плотности.
-
Эмалевые канальцы, как и межпризменные пространства, заполнены биополимерами, представленными кроме нейтральных гликопротеинов, низкомолекулярными катионными белками с характерным спектром аминокислот (лизин, аргинин, гистидин), а также гиалуроновой кислотой. Эти органические вещества представляют «тканевой барьер» для проникновения микроорганизмов и обеспечивают минеральный обмен. При начальных стадиях кариозного процесса происходит потеря биополимеров и гиалуроновой кислоты – деорганизация в твердых тканях зубов, а также в зоне, прилегающей к очагу деминерализации при развитии кариозного процесса. Тогда как в очаге подповерхностной деминерализации содержание веществ белковой природы повышается за счет растворимого в воде белка ротовой жидкости и микроорганизмов.
-
Для применения в клинической практике разработаны и предложены лечебно-профилактические средства «Родогель» и «Универсальная биоактивная светоотверждаемая бондинговая система», позволяющие эффективно заполнять межкристаллические пространства и дентинные канальцы твердых тканей зубов, создавая барьер для проникновения микроорганизмов.
-
Кратность применения профилактических средств, содержащих в своем составе аминокислоты (лизин, аргинин, гистидин) и гиалуроновую кислоту в комплексе индивидуальных мероприятий, направленных на предупреждение кариеса эмали, назначается по результатам клинико-лабораторной оценки резистентности твердых тканей зубов, ротовой жидкости, кариесогенности зубного налета.
-
Индивидуальные профилактические мероприятия с применением лечебно-профилактических средств, содержащих аминокислоты катионного белка (лизин, аргинин, гистидин) и гиалуроновую кислоту, приводят к нормализации показателей электропроводности твердых тканей коронковой части зуба за счет формирования «тканевого барьера» от проникновения микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности, а также повышению тропности прилегающего пломбировочного материала к твердым тканям зуба при эстетических реставрациях.
-
Применение лечебно-профилактических средств, содержащих аминокислоты катионного белка (лизин, аргинин, гистидин) и гиалуроновую кислоту, способствует надежной профилактике начального кариозного процесса в эмали на ранних стадиях до видимых клинических проявлений, а также снижению развития вторичного кариозного процесса при реставрационных методах лечения кариеса дентина, что подтверждается низким приростом интенсивности кариозного процесса в течение 3-5 лет.
Апробация диссертации
Материалы диссертации многократно докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Морфофункциональные аспекты заболеваний твердых тканей зубов, пародонта и слизистой оболочки полости рта» (Воронеж, 2004), XII и XVI Всероссийских научно-практических конференциях (Москва, 2004, 2006), II и III конгрессах Международной ассоциации морфологов (Орел, 2006, 2008), Всероссийском стоматологическом симпозиуме «Новые технологии в стоматологии» (Воронеж, 2006), открытии Интернациональной Лиги профилактики кариеса (Воронеж, 2006), Межрегиональном «Круглом столе» по теме «Индивидуальная гигиена полости рта и профилактика стоматологических заболеваний» (Воронеж, 2007), II – Пан-Европейском стоматологическом конгрессе (Стамбул, 2008), II и IV Международных научно-практических конференциях «Стоматология славянских государств» (Белгород, 2008, 2011), Межрегиональном симпозиуме с международным участием «Современные материалы и технологии в стоматологии» (Воронеж, 2009), Межрегиональной конференции с международным участием «Актуальные вопросы современной стоматологии» (Воронеж, 2009), Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы стоматологии» (Санкт-Петербург, 2009), III – Пан-Европейском стоматологическом конгрессе (Киев, 2009), XXIII Российской конференции по электронной микроскопии (Москва, 2010), научно-практической конференции регионального отделения СтАР г. Липецка (2011), XVI Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Париж, 2011), Всемирном конгрессе по предупредительной персонифицированной и профилактической медицине (EPMA-congress, г. Бонн, сентябрь 2011), Европейском симпозиуме по предупредительной стоматологии под эгидой Европейской Ассоциации по предупредительной медицине (Воронеж, февраль 2012 года), межкафедральной конференции Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н.Бурденко (3 июля 2012 года), Международной конференции по люминесценции и лазерной физике (г. Иркутск, 16-22 июля 2012 года).
Результаты исследования включены в программу производства расходных стоматологических материалов для профилактики и лечения кариозного процесса твердых тканей зубов на ООО «Радуга - Р» г. Воронеж.
Структура и объем диссертации
Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Работа изложена на 272 страницах текста, иллюстрирована 24 таблицами, 99 рисунками. Список использованной литературы включает 359 источников, в том числе 141 отечественных и 218 иностранных авторов.
Публикации
![Разработка и оценка эффективности методов профилактики и лечения радиомукозита слизистой оболочки рта [Электронный ресурс]](/i/i/4276/203157.png "Разработка и оценка эффективности методов профилактики и лечения радиомукозита слизистой оболочки рта [Электронный ресурс] Нуриева Наталья Сергеевна")
