Устойчивость зубной эмали к декальцинирующим реагентам в контексте этиопатогенеза кариеса

«ДентАрт» №3, 2007 год

Юрий Костиленко,
Игорь Бойко,
Украинская медицинская стоматологическая академия
(г. Полтава, Украина)

Принято считать, что кариес является следствием локального повреждающего действия на эмаль определенных экзогенных факторов. Самой общепризнанной является ацидогенная, химико-паразитарная теория, согласно которой кариес, так или иначе, возникает в результате кислотной альтерации эмали.1,2,8,9 По механизму патогенного процесса близким к этой теории является представление о хелационном факторе, сторонники которого считают, что в ротовой жидкости имеется много субстанций, способных образовывать растворимые хелаты с кальцием. Аргументом при этом служат результаты применения различных комплексонов, в частности динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (Трилон-Б) для деминерализации костей и зубов.1,2

Не вдаваясь в подробности, отметим, что, несмотря на логичность аргументации, эти концепции несостоятельны, чтобы быть теоретической базой для разработки эффективных методов профилактики кариеса. Поэтому единственным способом борьбы с кариозным процессом остается традиционное радикально-оперативное лечение, которое, как известно, заключается в устранении кариозного дефекта и закрытии его пломбой. Но, к сожалению, и этот способ не всегда приводит к желаемому результату. Нередко при подобном лечении спустя некоторое время возникает повторное поражение того же зуба кариесом. По нашему мнению, эти факты трудно согласуются с представлениями об экзогенной природе кариозного поражения.

Цель

Исходя из вышеизложенного, мы поставили цель изучить особенности процесса декальцинации интактной и пораженной кариесом эмали путем поэтапного контролируемого протравливания ее в кислоте, а также с помощью хелатообразующего агента (Трилон-Б). Параллельно, благодаря универсальности используемого нами метода, представилась возможность получить новые данные о некоторых морфологических особенностях патогенетического состояния пульпы и твердых тканей зуба при кариесе.

Материалы и методы

В этих целях нами использованы большие постоянные коренные зубы: пять интактных и шесть зубов, пораженных средним кариесом, которые были удалены по ортодонтическим или ортопедическим показаниям на кафедре хирургической стоматологии Украинской медицинской стоматологической академии. После промывки в физиологическом растворе у них отсекали по половине каждого из корней для оптимального диффундирования в пульпу и дентин фиксирующего раствора, которым служил 4% раствор глютарового альдегида на фосфатном буфере. После этого проводили дегидратацию, а затем пропитку каждого зуба в отдельности эпоксидной смолой Эпон-812 в соответствии с методами подготовки образцов для трансмиссионной электронной микроскопии, но с двойным удлинением времени на каждом этапе.

Пропитанные препараты зубов помещали в чистую смесь эпоксидной смолы. Для получения более твердого компаунда к ней добавляли немного больше отвердителя. Полимеризацию проводили в отдельных кюветах, соответствующих размеру зуба.

Разумеется, что эмаль при этом, будучи предельно минерализованной, пропитке смолой не подвергалась, но оказывалась тесно заключенной в объеме, который ограничен пропитанным дентином с одной стороны и внешним слоем чистой эпоксидной смолы с другой. Благодаря этому в дальнейшем, при рассечении блока с заключенным зубом, эмаль оказывается в положении, доступном для направленного и контролируемого протравливания в декальцинирующем растворе.

Кроме того, существенным достоинством такого метода является то, что он обеспечивает максимальную сохранность всех тканевых элементов пульпы и дентина и придает им однородную плотность, позволяющую изучать их на шлифах в целостном единстве не только под световым, но и под сканирующим электронным микроскопом. После снятия реплик их изучение возможно под трансмиссионным электронным микроскопом.4,5

Дальнейшая процедура заключалась в рассечении соответствующего блока с содержащимся в нем зубом на несколько пластинок в продольной плоскости. Из этих пластинок отбирались только срединные, то есть те, которые содержали не только твердые ткани зуба, но и пульпу. Затем их истончали (до толщины примерно 1,5 мм) на мелкозернистой наждачной бумаге и полировали. Следует отметить, что в процессе этой работы среди препаратов кариозных зубов был обнаружен один третий моляр, в котором объективно установлено наличие вторичного поражения кариесом, что произошло, как видно, спустя некоторое время после его радикально-оперативного лечения с сохранением пульпы. Это вторичное поражение выявлено в виде двух кариозных дефектов эмали по обе стороны на бугорковых возвышениях с медиальной и дистальной сторон коронки от места первичного дефекта (межбугорковая щель) посредине коронки, закрытого пломбой. При этом одно из них относится к среднему, а второе — к поверхностному кариесу.

Учитывая уникальность препарата, он был предназначен для проведения тщательного морфологического исследования, в связи с чем отнесен к группе, подлежащей декальцинации в хелатообразующем агенте (Трилон-Б), так как известно, что последний является самым щадящим реагентом по отношению к органическим тканевым структурам. Протравливание в нем пластинчатых шлифов проводили в термостате при температуре 37°С с временными интервалами: 1,5 часа — поверхностное протравливание, 12 часов — протравливание средней глубины, 24 часа — глубокое протравливание, 48 часов — сквозное протравливание.

После полного завершения декальцинации у некоторых пластинчатых шлифов были иссечены участки, соответствующие дентино-пульповой зоне, которые служили для изготовления из них полутонких срезов с окраской 0,1% раствором толуидинового синего.

Другие зубы, пораженные средним кариесом, и такие же интактные использованы в целях кислотной декальцинации. В этом случае отдано предпочтение 3% соляной кислоте в физиологическом растворе (аналог раствора Эбнера) по тем соображениям, что по сравнению с другими кислотами она более соответствует физиологии пищеварительного тракта. Но следует отметить, что эффект действия этого раствора по сравнению с Трилон-Б оказался более выраженным, в связи с чем ступенчатое протравливание эмали на пластинчатых шлифах пришлось осуществлять с более короткими временными интервалами, а именно: 1 час — поверхностное протравливание, 3 часа — протравливание средней глубины, 6 часов — глубокое протравливание.

Результаты и их обсуждение

Прежде всего следует указать, что при поверхностном и среднем по глубине протравливании Трилоном-Б в толще эмали с двух сторон пластинчатого шлифа образуется небольшое углубление, дном которого становится обнажившийся слой, демонстрирующий в подробностях ее внутреннюю структуру, которая во всей своей полноте легко доступна для изучения под световым, а также сканирующим и трансмиссионным электронными микроскопами. С подробными результатами этих исследований можно познакомиться в наших прежних публикациях.5

Результаты же самого процесса декальцинации эмали, начиная от поверхностного до сквозного, наглядно выражаются в образовании между дентином и внешним слоем эпоксидной смолы постепенно углубляющейся ложбинки с крутым откосом у дентина, переходящим в плавный подъем к наружной поверхности эмали. В связи с тем, что это происходит с двух противоположных сторон пластинчатого шлифа, процесс протравливания эмали в конечном результате приводит к полному истончению ее прежде всего в самом глубоком придентинном слое и возникновению именно здесь сквозной щели (рис. 1 А-D). При этом остаток эмали представлен ее поверхностным слоем, тесно связанным с внешним окружением эпоксидной смолы. По причине того же двухстороннего протравливания поперечный профиль остатка эмали имеет остроконечную форму, направленную острием в сторону дентина.

Суть этого явления состоит в том, что степень минерализации эмали по глубине не одинакова. Самой минимальной она является в пограничной зоне с дентином, начиная от которой концентрация кристаллов апатита плавно по экспоненте возрастает к поверхности, где в самом наружном слое достигает максимума. В такой же зависимости должны находиться показатели ее микротвердости, что в основном согласуется с данными литературы.2,8

К тем же результатам приводит процесс протравливания эмали в 3% растворе соляной кислоты, однако с некоторыми особенностями и нежелательными последствиями, которые заключаются в слишком ускоренном действии соляной кислоты, сопряженном с повреждением органических тканевых структур не только эмали, но и дентина.

Следовательно, результаты исследования сводятся к одному, и надо признать, ординарному выводу: самой устойчивой к действию деминерализующих реагентов эмаль является в своем поверхностном слое, который, согласно полученным нами ранее данным,5 имеет особую структуру — он состоит из тесно сплоченных рядов кристаллических волокон (эмалевых призм), прямолинейно выходящих из основной толщи эмали, тогда как основная ее часть представлена более рыхлым цепным переплетением аналогичных структур (рис. 2).

Эти сведения призваны по-новому обратить внимание на известную истину: эмаль по своей природе и существу является защитным покрытием для дентина и в связи с этим наделена способностью испытывать все неблагоприятные воздействия своего окружения, в том числе — противостоять действию декальцинирующих факторов и патогенных микроорганизмов. Поэтому предположение об экзогенной природе кариеса представляется неубедительным. Серьезные сомнения в этом у нас появились в процессе всестороннего анализа литературы, а также скрупулезного морфологического изучения интактных и пораженных кариесом зубов. В этом смысле некоторые из полученных нами результатов заслуживают особого внимания.

Известно, что средний кариес характеризуется наличием полости в эмали, дно которой располагается в пределах периферической зоны дентина. На пластинчатых эпоксидных шлифах отчетливо видно, что под кариозным поражением эмали дентин находится в характерном измененном состоянии (рис. 4). Данная форма альтерации известна под названием склерозированного дентина, или зоны «мертвых трактов». В литературе такое поражение дентина расценивается как вторичное явление, возникающее вследствие деструкции эмали и вирулентного действия патогенных микроорганизмов. Действительно, на первый взгляд это представляется совершенно очевидным. Но в таком случае логично ожидать, что при поверхностном кариесе (не говоря уже о стадии меловидного пятна) дентин еще не будет вовлечен в патологический процесс и сохранит свою интактную структуру в гипоцентре поражения эмали. На самом же деле оказывается, что это не так.

На пластинчатом шлифе третьего коренного зуба, пораженного вторичным кариесом, достаточно хорошо видна (изолировано от склерозированного дентина первичного кариозного поражения) узкая траектория «мертвых трактов», пролегающая от пульпы к тому месту дентиноэмалевого соединения, которое находится в прямой проекции вторичного поверхностного кариозного дефекта эмали (рис. 1 А, B). Особого внимания заслуживает то, что между дистальным дефектом дентина у пограничной зоны с эмалью и ее поверхностным кариозным поражением находится слой эмали без явных признаков альтерации. Объяснение этого феномена опубликовано нами ранее.6 Вместе с этим, с противоположной стороны от первичного кариозного поражения, явившегося причиной лечения зуба задолго до его экстракции, отчетливо видна (также изолировано) конусообразная зона склерозированного дентина, соответствующая по проекции месту вторичного поражения эмали средним кариесом (рис. 3). Следовательно, в структуре дентина представленного нами уникального препарата запечатлен патогенетический процесс, хранящий в себе разгадку того, что является в этиопатогенезе кариеса первичным: альтерация эмали или склерозирование дентина?

Чтобы решить эту дилемму, по нашему мнению, необходимо в первую очередь располагать данными о структуре склерозированного дентина в той мере, которая бы позволяла выяснить его патогенетическую природу. К сожалению, в литературе информация по этому вопросу сводится только к констатации того, что склерозированный дентин возникает в результате гиперминерализации стенок дентинных канальцев, за счет чего последние утолщаются. По мнению некоторых авторов, при среднем и глубоком кариесе в просвете дентинных канальцев появляются патогенные микроорганизмы, хотя бесспорного визуального подтверждения этому не приводится.1,2

На наших препаратах склерозированный дентин выглядит в виде радиально исчерченного конуса, вершиной направленного к пульпе, а основанием — к кариозному дефекту (рис. 3, 4). Заметно, что по сравнению с интактным дентином в нем наблюдается изменение тинкториальных свойств при окраске толуидиновым синим. В сопоставимом значении с этими данными находятся результаты, полученные нами с помощью сканирующего электронного микроскопа. Но главным является то, что в просветах склерозированных дентинных канальцев обнаружены вытянутые вдоль них тонкие структуры веретенообразной формы. На сканограмме видно, что они свободно помещаются в просветах склерозированных дентинных канальцев, но отсутствуют в таковых смежного с ними интактного дентина (рис. 5). Этот факт интересен сам по себе, ибо принято считать, что в дентинных канальцах на всем их протяжении в норме находятся отростки одонтобластов. Наши результаты, полученные при изучении дентина интактных зубов, показывают, что это не так. Во всяком случае, в периферической зоне плащевого дентина подобные структуры нами не выявлены (рис. 6). Поэтому наличие образований, похожих на отростки одонтобластов в склерозированных дентинных канальцах, должно стать предметом особого внимания.

Объяснить их природу проще всего на основе имеющихся в литературе данных о своеобразной реакции одонтобластов на всевозможного рода раздражения дентина, выражающейся в их смещении и проникновении в глубокие зоны дентинных канальцев. Действительно, при изучении полутонких срезов пульпы (в целостном единстве с дентином) при среднем кариесе подобные явления встречаются постоянно. Обычно они имеют место в зоне одонтобластического слоя в проекции кариозного поражения, выражаясь в его деструкции и появлении на месте частичного или полного разрушения одонтобластов клеточных элементов, которые по многим признакам имеют совсем иное происхождение. На микрофотографиях хорошо видно, что эти клетки, имея вытянутую форму, располагаются в дентинных канальцах на различной глубине (рис. 7). Знаменательно то, что эти клетки связаны с явлениями инфильтрации субодонтобластического слоя различными формами иммунокомпетентных клеток. Если признать, что между ними и описанными выше структурами склерозированного дентина имеется прямая связь, то об их происхождении догадаться несложно. По нашему мнению, вся эта картина в целом является морфологическим выражением местной реакции иммунной системы, а клетки, проникающие в дентинные канальцы, скорее всего, относятся к лимфоцитам. Хотя мы понимаем, что делать об этом окончательный вывод преждевременно.




Заключение

В том, что при кариесе задействован механизм иммунных реакций, ничего нового нет. В настоящее время имеется много публикаций, подтверждающих это, хотя авторы объясняют этот механизм с позиций инфекционной теории кариеса, с чем мы принципиально не согласны.7,9 Для этого мы располагаем аргументированными доводами в пользу того, что деструкция эмали при кариесе является следствием дистрофических изменений дентина, возникающих, в свою очередь, в результате иммунной реакции в пульпе.6 Что же является ее антигенным началом?

Этот вопрос побудил нас обратить внимание на точку зрения, согласно которой эмаль рассматривается в качестве «забарьерной» ткани.9 Данную проблему следует отнести к хорошо известной теории «секвестрированных», или «привилегированных» антигенов, сущность которой состоит в том, что тканевые структуры организма, не контактировавшие в эмбриогенезе с иммуннокомплементными клетками, в силу наличия генетически предусмотренного барьера, способны при определенных условиях становиться источниками развития аутоиммунных или аутоагрессивных болезней. Мы считаем, что если отнести к разряду этих структур эмаль (в пользу этого мы располагаем в настоящее время необходимыми данными), то кариозный процесс правомерно рассматривать в контексте этой теории. Иными словами, кариес, по нашему мнению, является следствием сенсибилизации местной иммунной системы на аутоантигены эмали или же на продукты их модификации, возникающие в результате воздействия на эмаль определенных физических, химических или бактериальных факторов.

Для большей убедительности сказанного заметим, что, по нашему мнению, повторное поражение кариесом одного и того же зуба можно предупредить путем радикальной экстирпации пульпы при первом лечении. Справедливость этого положения в состоянии подтвердить или оспорить только специалисты. В случае его подтверждения вероятность эндогенной природы кариеса перестанет казаться сомнительной.

Литература

  1. Боровский Е.В., Леус П.А. Кариес зубов. —Москва: Медицина. —1979. —256 с.
  2. Бушан М., Кодола Н., Кулаженко В. Кариес зубов, его лечение и профилактика с применением вакуум-терапии. —Кишинев: Карта Молдаваняска. —1975. —256 с.
  3. Зелътцер С., Бендер И. Пульпа зуба. —Москва: Медицина. — 1971. —С. 26-37.
  4. Костиленко Ю.П., Бойко И.В. Метод изготовления препара- тов прижизненно сохраненных зубов для многоцелевых исследований // Клінічна анатомія та оперативна хірургія. —Чернівці. —2004. —3:2. —С. 63-65.
  5. Костиленко Ю.П., Бойко И.В. Структура зубной эмали и ее связь с дентином //Стоматология, Москва. —2005. —№5. —С. 10-13.
  6. Костиленко Ю.П., Бойко И.В. Комплексная морфологическая характеристика среднего кариеса // Таврический медико-биологический вестник / КГМУ им. С.И. Георгиевского. —2005. —Том 9. —№3. —С. 83-88.
  7. Овруцкий Г.Д., Марченко А.И., Зелинский Н.А. Иммунология кариеса зубов. —Киев: Здоровья. —1991. —93 с.
  8. Окушко В.Р. Физиология эмали и проблема кариеса. —Кишинев: ШТИИНЦА. —1989. —77 с.
  9. Погабало И.В. Иммунологические реакции пульпы на бактериальную инфекцию // Новое в стоматологии. —2002. —№7. —С. 37-41.
Наверх