Разработка и оценка эффективности методов аэроабразивного препарирования твердых тканей зуба при лечении кариеса (стр. 3 )

Для изучения отдаленных результатов проводилась кислотная биопсия с участков интактной эмали и границы эмаль – пломба, спустя полгода у 46 пациентов контрольной группы (46,00%) и 87 пациентов группы исследования (55,41%). Такой срок наблюдения определялся данными большинства литературных источников о развитии в эмали поздних необратимых изменений в результате одонтопрепарирования и пломбирования. Данные представлены в табл. 5.

Таблица 5

Сравнительная характеристика скорости выхода

кальция и фосфора в биоптат до препарирования

и спустя шесть месяцев после лечения, мкМоль/мин

Группы	Данные кислотной биопсии эмали
до лечения	6 месяцев после лечения
кальций	фосфор	кальций	фосфор
Контрольная группа	26,40±2,23	15,55±1,98	29,84±2,83	16,44±1,61
Группа исследования	26,38±2,11	15,72±1,09	27,70±2,70	16,12±1,69

Таким образом, из табл. 5 следует, что при традиционном препарировании твердых тканей зуба скорость выхода кальция в биоптат превышал исходный уровень на 11,53% или в 1,13 раза (р < 0,1). Для фосфора этот показатель составил – 5,41%, т. е. не является статистически достоверной величиной. В группе исследования мы не обнаружили статистически достоверной разницы между показаниями кислотной биопсии эмали до препарирования и через полгода после лечения. Эти значения составили 4,76% для кальция и 2,48% для фосфора.

На основании результатов полученных при кислотной биопсии эмали, в условиях традиционного и аэроабразивного препарирования кариозных полостей, можно сделать вывод об уменьшении содержания, такого необходимого для обменных процессов в твердых тканях зуба химического компонента, как кальций, особенно при препарировании с помощью бора, которое вызывает значительную потерю кальция в эмали. Но, чтобы доказать этот факт, нами с помощью высоких технологий, проводилось определение истинного количественного содержания кальция в эмали.

Для изучения количественного содержания кальция и фосфора проводился рентгенспектральный микроанализ поверхностных слоев эмали (РсМА), так как в ранее проведенных исследованиях доказано, что основные изменения минерального обмена эмали, выявленные при кариесе и после его лечения, обнаруживаются в ее поверхностном слое. В ранее проведенных на кафедре терапевтической стоматологии ВГМА им. исследованиях по данным РсМА было определено содержание Са и Р, а также значение Са/Р коэффициента в норме. Сравнительная характеристика химического спектра эмали представлена на рис. 3.

Рис. 3. Сравнительная характеристика абсолютного содержания

кальция и фосфора в поверхностных слоях эмали у больных контрольной группы и группы исследования.

Полученные данные наглядно свидетельствуют об обеднении поверхностного слоя эмали кальцием по сравнению с нормой. При изучении количественного содержания кальция непосредственно после препарирования полости обнаружено его уменьшение в поверхностном слое эмали в 1,65 раза или на 39,42% (р < 0.05), при этом не наблюдалось статистически достоверного снижения содержания фосфора. Полученные результаты говорят о выраженном снижении резистентности эмали под воздействием традиционного препарирования in vitro, особенно вне контакта с ротовой жидкостью. Восстановление химического спектра эмали не отмечалось и спустя один месяц; содержание кальция оставалось ниже контрольных данных в 1,31 раза или на 24,14% (р < 0,05).

Из рис. 3 следует, что применение аэроабразивного метода препарирования твердых тканей зуба при лечении кариеса не вызывает обеднения поверхностного слоя эмали кальцием и фосфором. Исследования проведенные на зубах удаленных сразу после препарирования полости Air Flow Prep K1 содержание кальция составило 26,39±0,49 лок.% по массе, спустя месяц – 26,81±0,50 лок.% по массе, при норме 26,43±1,08 лок.% по массе. Как и в контрольной группе, количественное содержание фосфора оставалось неизменным и составляло 11,77±0,91 лок.% по массе. В зубах удаленных спустя один месяц после проведенного лечения кариеса содержание кальция и фосфора в поверхностном слое эмали составило 26,25±0,51 лок.% по массе и 11,70±0,33 лок.% по массе соответственно. Положительная динамика минерального обмена в поверхностном слое эмали наблюдалась, по данным рентгенспектрального микроанализа, на протяжении всего периода исследования, что полностью согласуется с результатами полученными при изучении скорости кислоторастворимости эмали по кальцию и фосфору и еще раз наглядно подтверждает положительное влияние аэроабразивного препарирования на состояние минерального обмена эмали.

При проведении РсМА в контрольной группе непосредственно после одонтопрепарирования значение Ca/P коэффициента составило 1,42; а спустя месяц после лечения – 1,93. В группе исследования эти величины составили 2,24 и 2,26 соответственно, при норме 2,27. При анализе результатов кислотной биопсии эмали и данных РсМА доказано, что при повышении растворимости эмали по кальцию, т. е. увеличении содержания Са в биоптате происходит снижение содержания кальция в поверхностных слоях эмали. Следовательно, состав кислотного биоптата не отражает истинный состав самой эмали зуба, а лишь характеризует ее свойство растворимости с преимущественным выходом кальция в раствор и истинное значение Са/Р коэффициента целесообразно рассчитывать по абсолютным величинам содержания Са и Р в эмали (данные РсМА). Учитывая доказанное ранее результатами РсМА, постоянство количественного содержания фосфора независимо от вида препарирования, значения Ca/P коэффициента в контрольной группе и группе исследования наглядно свидетельствуют о более высоком содержании кальция в поверхностном слое эмали при применении аэроабразивного метода, что указывает на его менее выраженное отрицательное влияние на твердые ткани зуба.

Таким образом, были получены значимые результаты изменений обменных процессов в эмали зуба при различных видах препарирования. Несомненно, эти различия должны зависеть от нарушения структуры твердых тканей зуба. Можно предположить, что чем больше нарушается целостность естественных структурных образований эмали зуба, тем большее изменение минерального обмена можно было бы ожидать, и наоборот, при минимуме структурных нарушений, минимальны и изменения минерального обмена. Но нельзя не учитывать возможного негативного влияния на эти процессы самого пломбировочного материала, который через определенное время может выявлять, по данным различных авторов признаки качественных изменений с последующим нарушением полноценности его механической и химической адгезии к тканям зуба. В наших исследованиях предпринята попытка снизить вероятность этого воздействия используя пломбировочный материал с рН 7,0.

Для исследования влияния традиционного и аэроабразивного препарирования на микроструктуру эмали и дентина мы использовали растровую электронную микроскопию (РЭМ). При проведении РЭМ были установлены оптимальные режимы увеличения, обеспечивающие точное определение всех нюансов изучаемых объектов и использовано увеличение х1 500, х4 500 и х5 000 для эмали, х1 500, х2 500 и х5 000 для дентина и х2 500 для исследования эмалево-композитной границы.

В контрольной группе, при изучении электроннограмм поверхности эмали на границе подготовленной к пломбированию полости (эмаль кондиционирована) под увеличением х1 500 нами было обнаружено нарушение целостности эмалевых призм. Для определения особенностей данного явления, мы сканировали изучаемые поверхности эмали в двух плоскостях: параллельно и перпендикулярно ходу пучков эмалевых призм (рис. 4).

a б

Рис. 4 (а, б). Электронная микроскопия эмали после традиционного препарирования: а – сканирование перпендикулярно ходу пучков эмалевых призм (х2 000, CamScan 4S); б – сканирование параллельно ходу пучков эмалевых призм (х1 500, CamScan 4S).

Электронная микроскопия шлифов эмали, проведенная перпендикулярно ходу эмалевых призм (рис. 4а), определила сложный рельеф отпрепарированной поверхности, повторяющий однонаправленное вращательное движение граней алмазной крошки ротационного инструмента. Видны разрушенные пучки эмалевых призм с слабоструктурированным поверхностным слоем, а также отдельные плотные микрочастицы, осколки эмалевых призм. Грани алмазной крошки бора оставляют на поверхности эмали чашеобразные углубления диаметром 5-6 μм, заполненные осколками эмалевых призм. При увеличении х2 000 раз четко прослеживается смазанность, бесструктурность границ вершин пучков эмалевых призм.

Основными составляющими поверхностного рельефа препарированной эмали сканированной параллельно ходу пучков эмалевых призм (рис 4б), являются борозды и бесструктурное вещество оскольчатых напластований обломков эмалевых призм, а также отдельные микрочастицы эмали не элиминированные ортофосфорной кислотой. На изучаемой поверхности выявлены параллельные бороздковидные канавки шириной 5-6 μм, являющие собой пучки эмалевых призм. Наблюдаются также регулярные (обычно строго параллельные широким канавкам) более мелкие борозды шириной 2-3 μм. Последние характеризуются смазанностью вещества их стенок. Видны пластинчатые наложения бесструктурного вещества, местами накладывающиеся на широкие канавки, которые, в свою очередь прерываются регулярными трещинами, по видимому являющимися результатом однонаправленного сдвига пучков эмалевых призм и их «разлома» с образованием щелевидных перерывов бесструктурного вещества. По всей вероятности, это бесструктурное вещество представляет собой мелкоразмолотый матрикс образующийся в результате сдавливающего и режущего воздействия алмазной крошки бора. Такое нарушение целостности эмалевых призм является, несомненно, следствием травмирующего воздействия традиционного одонтопрепарирования на микроструктуру эмали и является, по нашему мнению, одной из причин рецидивов при лечении кариеса.

Применение РЭМ позволило определять как структурные особенности адгезивной поверхности эмали, так и степень адгезии пломб к эмали. При использовании традиционного препарирования кариозных полостей граница соприкосновения пломб с эмалью на всем своем протяжении выглядела неоднородно, имея в некоторых участках «микрощели», размером от 1 μм, клинически неопределяемые (рис. 5а).

Выявленные, клиническими и клинико-лабораторными методами исследований, качественные и количественные изменения минерального обмена эмали зубов у больных контрольной группы подтверждались и цветными планарными спектрорентгенограммами, позволявшими оценить расположение исследуемых элементов на границе эмаль – пломба. Из рис. 5б следует, что при традиционном одонтопрепарировании отсутствует эффект диффузии кальция.

а б

Рис. 5 (а, б). Состояние эмалево-композитной границы

после традиционного препарирования:

а – электронная микроскопия (х2 500, CamScan 4S); б – планарное распределение химических элементов на границе эмаль-пломба: красный – углерод (органические соединения); зеленый – кремний (пломба); синий – кальций.

При анализе электроннограмм поверхности дентина отмечается большое количество смазанного слоя и грубых дентинных осколков в виде стружки, закупоривающей устья дентинных канальцев, а также нарушение целостности дентинных трубочек на их протяжении. Тем не менее, встречаются апертуры дентинных трубочек, не прикрытые смазанным бесструктурным веществом (рис. 6).

	Таким образом, традиционное препарирование твердых тканей зуба по данным РЭМ, вызывает значительное негативное влияние на микроструктуру эмали и дентина, о чем свидетельствует нарушение целостности эмалевых призм и дентинных трубочек, засорение адгезивных поверхностей, даже после их кондиционирования ортофосфорной кислотой. В группе исследования при изучении микроструктуры эмали,
Рис. 6. Электронная микроскопия дентина после традиционного препарирования (х2 500, CamScan 4S):

сканированной перпендикулярно и параллельно ходу пучков эмалевых призм, даже при увеличении х4 500 – х5 000 раз, нами отмечалось сохранение целостности эмалевых призм, равномерно срезанных аэроабразивной струей Air Flow Prep K1 (рис. 7 а, б).

а б

Рис. 7 (а, б). Электронная микроскопия эмали после аэроабразивного препарирования: а – сканирование перпендикулярно ходу пучков эмалевых призм (х4 500, CamScan 4S); б – сканирование параллельно ходу пучков эмалевых призм (х1 500, CamScan 4S).

При перпендикулярном сканировании поверхность эмали микрошероховатая, без чашеобразных углублений и борозд, не засорена обломками кристаллов гидроксиапатитов. Электроннограмма определяет сложный микрорельеф отпрепарированной поверхности эмали, с четкой структурой пучков эмалевых призм, а также отдельные плотные микрочастицы – остатки абразивного порошка оксида алюминия. При увеличении х4 500 раз отчетливо прослеживается структура вершин пучков эмалевых призм с отсутствием осколков эмали без элиминации их ортофосфорной кислотой (рис. 7а).

При параллельном сканировании на снимках определяются неизмененные пучки эмалевых призм, а также пучки, равномерно срезанные реактивной струей при препарировании полости, без нарушения их целостности на всем протяжении и с ярко выраженной структурой их вершин (рис. 7б). На электроннограммах изучаемых поверхностей последние выглядят как параллельные бороздковидные канавки шириной 7-8 μм. Параллельно широким канавкам отмечаются более мелкие борозды шириной 3-4 μм, являющие собой, по нашему мнению, межпризменное вещество эмали. Отчетливо прослеживается сохранение структуры пучков эмалевых призм и межпризменного вещества с отсутствием оскольчатых и пластинчатых наслоений мелкоразмолотого матрикса, трещин и разломов пучков эмалевых призм, а также обнаруживаются плотные микрочастицы – остатки абразивного порошка оксида алюминия.

На наш взгляд, интересным представляется исследование с помощью РЭМ, зуба запломбированного после аэроабразивного препарирования, для сравнения полученных результатов с традиционным препарированием.

По данным РЭМ при применении аэроабразивного препарирования твердых тканей зуба, на полученных электроннограммах мы не выявили ни одного случая нарушения краевого прилегания пломб в виде «микрощелей». На снимках эмалево-композитная граница (рис. 8а) характеризовалась однородностью, отчетливо прослеживалась микрошероховатая структура адгезивной поверхности эмали, с проникновением в нее композита. Планарная спектрорентгенограмма (рис. 8б) подтверждала, ранее полученные данные по изменению минерального обмена, а также отмечала химическую адгезию и эффект диффузии ионов кальция на границе эмаль – пломба.

а б

Рис. 8 (а, б). Состояние эмалево-композитной границы после аэроабразивного препарирования: а – электронная микроскопия (х2 500, CamScan 4S): б – планарное распределение химических элементов

на границе эмаль-пломба красный – углерод (органические соединения); зеленый – кремний (пломба); синий – кальций.

Электронная микроскопия дентина при различных увеличениях определила отсутствие «смазанного слоя» (рис. 9 а, б).

Поверхность дентина микрошероховатая, дентинные канальцы открыты, обломки дентинных трубочек отсутствуют (рис. 9а). На электроннограммах эта картина представлена системой параллельно организованных борозд являющую собой продольный срез дентинных канальцев с шириной последних 2-4 μм (рис. 9б). Микрорельеф поверхности дентина, отпрепарированного при помощи аэроабразии характеризуется отсутствием пластинчатых наложений из бесструктурного вещества и грубых дентинных осколков. Отчетливо прослеживаются апертуры дентинных трубочек, не прикрытые смазанным бесструктурным веществом.

а б

Рис. 9 (а, б). Электронная микроскопия дентина после аэроабразивного препарирования: а – поперечный срез (х5 000, CamScan 4S);

б – продольный срез (х1 500, CamScan 4S).

Результаты электронной микроскопии наглядно свидетельствуют об отсутствии отрицательного влияния аэроабразивного препарирования на микроструктуру эмали и дентина. Реактивная аэроабразивная струя создает микрошероховатую, свободную от технических загрязнений адгезивную поверхность, не нуждающуюся, в силу своего микрорельефа, в дополнительном кондиционировании ортофосфорной кислотой.

В работе была реализована попытка прогнозирования изменений минерального обмена эмали по кальцию и фосфору в зависимости от вида одонтопрепарирования и других клинических факторов в течении 6 месяцев после лечения кариеса. Использовался метод многомерной статистики «Classification trees». Факторы (предикторы), влияющие на минеральный обмен эмали включали в себя: вид препарирования, пол, возраст, диагноз, значение индексов КПУ, РМА, гигиенического индекса Федорова-Володкиной, данных кислотной биопсии эмали, КОСРЭ-теста и данных рентгенспектрального микроанализа полученных по вышеуказанным методикам.

Результаты статистического прогнозирования методом многомерной статистики «Classification trees» наглядно подтверждают полученные нами данные при использовании клинических, клинико-лабораторных и лабораторных методов исследования. Как указывалось выше, для изучения отдаленных результатов оценки достоверности результатов автоматизированных методов, проводилась кислотная биопсия с участков интактной эмали и границы эмаль-пломба, спустя полгода у 46 пациентов контрольной группы (46,00%) и 87 пациентов группы исследования (55,41%). Такой срок наблюдения определялся данными большинства литературных источников о развитии в эмали поздних необратимых изменений в результате одонтопрепарирования и пломбирования. Сравнительная характеристика математически прогнозируемых, полученных лабораторно и изначальных значений кислотной биопсии эмали представлена на рис. 10.

Рис. 10. Сравнительная характеристика прогнозируемых в отдаленные сроки, контрольных и изначальных значений кислотной биопсии эмали.

Из рис. 10 следует, что разница реально полученных и прогнозируемых величин скорости выхода кальция в биоптат составила для контрольной группы – 2,16% и для группы исследования – 1,25%. Для фосфора эти величины составили 1,7% и 1,37% соответственно, причем для кальция программа прогнозировала увеличение скорости по сравнению с реально полученными значениями, а для фосфора – ее снижение.