Образование зубной эмали — «Стоматология на Марата 31»

Всем хорошо известно, какое важное значение имеет зубная эмаль для здоровья зубов. Благодаря защитным функциям зубной эмали кислотная среда в ротовой полости не разрушает дентин и не проникает в пульповую камеру, состоящую из большого количества нервных окончаний. Если в процессе употребления сладкой, кислой, горячей или холодной пищи возникают резкие болевые ощущения, то это может быть явным признаком, свидетельствующим о разрушении эмали зубов. Ниже мы расскажем о структуре и химическом составе эмали, о том, какие процессы происходят при ее образовании и в процессе разрушения, а также какие на сегодняшний день существуют методы восстановления зубной эмали.

Структура и состав

Основными причинами, приводящими к разрушению зубной эмали, являются воздействие бактериального или химического характера, а также механическое повреждение.

На разных участках поверхности зуба толщина эмали может сильно различаться. К примеру, жевательная (коронковая) поверхность зуба может иметь толщину эмали до 2-х миллиметров, а околодесневая область гораздо тоньше, около 0,01 миллиметра. Цветовой оттенок может варьироваться от бледно серого до светло желтого. Однако сама по себе эмаль зубов имеет практически прозрачный оттенок, и основной цвет зуба формируется, в первую очередь, за счет оттенка дентина.

Если рассмотреть состав эмали более подробно, то выяснится, что 96% в ней — это неорганические соединения минералов, 3% — вода, и, оставшийся 1% составляют органические ткани. Несмотря на то, что зубная эмаль кажется довольно твердой, она, все же, довольно хрупкая. Все дело в том, что по истечению времени и без того маленькие 4% воды и органики постепенно уменьшаются, и остается лишь хрупкая, и ничем не связанная неорганика, которая по большей части состоит из гидроскиапатита, что значительно увеличивает риск разрушения эмали с возрастом.

Одним из самых важных составляющих компонентов эмали является фтор, входящий в состав фторапатита. Этот элемент из зубной эмали со временем также вымывается, особенно этому процессу способствует скудный рацион питания и, как следствие, нехватка необходимых витаминов и минералов. Именно поэтому в составе большинства зубных паст содержится фтор.

Образование зубной эмали

Процесс зарождения будущих зубов у каждого человека начинается еще в утробе матери. Основой для формирования крепкой эмали молочных, а затем и коренных зубов, является полноценное питание будущей мамы во время беременности, а также дополнительное употребление витаминно-минеральных комплексов, которыми, к сожалению, чаще всего обделены магазинные продукты.

Дентин и зубная эмаль начинают образовываться с верхушки коронки и затем к корню. У ребенка после рождения зубной корень постепенно увеличивается в длине, что и способствует прорезыванию молочных зубов по достижению приблизительно шести месяцев. По своим свойствам эмаль зубов ребенка отличается от эмали у взрослого, поэтому молочные зубы менее прочные, чем коренные. В связи с этим, детская эмаль предрасположена к быстрому разрушению. Особенно на это влияет частое употребление сладостей и отсутствие надлежащего ухода за полостью рта малыша.

По своему составу эмаль молочных зубов также отличается от коренных. В последнее время экология и прочие факторы не способствуют развитию богатырского здоровья, и даже среди детей, к моменту смены молочных зубов на коренные, мало у кого можно встретить абсолютно здоровые зубы. Именно поэтому необходимо тщательно следить за здоровьем детских зубов с момента их прорезывания.

Регенерация

В отличие от природной регенерации тканей, например, сломанных костей или поврежденного кожного покрова, строение зубной эмали устроено так, что при ее разрушении регенерация тканей естественным путем невозможна. Тем не менее, этот факт вовсе не означает, что восстановить разрушенную эмаль не получится.

При незначительном повреждении помочь смогут фторсодержащие препараты, такие, как гели и лаки. Они не способны восстановить эмаль, но помогут укрепить ее и сделать более устойчивой к воздействию внешних факторов. Чаще всего наносят такие препараты на приеме у врача-стоматолога, но бывают и такие средства, которые возможно использовать самостоятельно в домашних условиях. Естественно, что применять их можно только после консультации и соответствующего назначения специалистом.

Когда имеет место значительное разрушение эмали, применяется фосфат кальция в аморфном состоянии. При нанесении на зуб кальция в такой форме, он вступает в химическую реакцию и преобразуется в апатит, который похож по своей структуре и составу на апатиты эмали. Такая методика позволяет не только устранить видимые дефекты эмали, но и значительно снизить повышенную чувствительность зубов, а также вернуть зубам привлекательный внешний вид.

Статьи

Зубами называют твердые образования в ротовой полости у животных и человека. Ими производится первичная механическая обработка еды. Животные также ловят ими добычу, демонстрируют угрозу, защищаются и т.д.

Зубы беспозвоночных и позвоночных

Беспозвоночные животные имеют хитиновые зубы, то есть состоящие из полимерного полисахарида, либо зубы из кальциевых соединений. Первый тип наблюдается у моллюсков и пиявок, второй – у морских ежей.

У позвоночных также встречается два типа зубов: эпидермальные и настоящие. Первые, как уже можно понять по названию, по составу похожи на ногти и волосы. Ими природа наделила таких животных, как утконосы, ламантины, миноги и т.д. «Настоящими» называют зубы, являющиеся костеподобными образованиями и растущие по краю челюсти. Стоит отметить, что у рыб и некоторых земноводных зубы могут также располагаться на нёбе, жаберных дугах внутри глотки, а также на складке в нижней части рта («языке»).

Строение настоящих зубов

Настоящие зубы имеют довольно простое строение с легко различимыми слоями тканей.

Основная ткань зуба называется дентином. По своему составу и свойствам она схожа с костью, однако отличается большей твердостью (именно из нее состоит «слоновая кость»). Дентин является первичной тканью зуба. Внутри, под слоем дентина, располагается пульпа – полость, в которой находятся кровеносные сосуды, нервы, а также клетки, создающие дентин.

Часть зуба, находящаяся над поверхностью десны, называется коронкой.

Коронка может быть покрыта эмалью либо витродентином:

• Эмаль – ткань, обладающая еще большей твердостью, чем дентин. Состоит она в основном из гидрооксиапатита. Эмалью покрыты зубы пресмыкающихся и млекопитающих.

• Витродентин представляет собой стекловидный внешний слой дентина. Им покрыты зубы рыб и земноводных.

Под коронкой, внутри челюсти, находится корень зуба. У млекопитающих он имеет покрытие из цемента – ткани, твердость которой ниже, чем у эмали, но выше, чем у дентина. У некоторых видов животных он есть и внутри зуба, а также на жевательной поверхности коронки.

Корни зубов могут быть закрыты или открыты. Открытый корень предполагает наличие широкого отверстия под полостью пульпы. Это отверстие позволяет продуцирующим дентин клеткам, располагающимся в пульпе, беспрерывно наращивать зуб. Открытый корень имеют бивни слонов и передние зубы грызунов, растущие на протяжении всей жизни животных. Закрытый корень не дает возможность продолжать наращивать зуб после того, как он достиг окончательных размеров.

Человеческий зуб состоит из коронки, шейки и одного или нескольких корней. Корни располагаются в альвеоле и поддерживаются альвеолярными отростками посредством периодонтальной связки. Шейкой называют узкую часть корня зуба в том месте, где он соединяется с коронкой.

Типы зубных систем

Различают зубные системы гомодонтные и гетеродонтные. Первый тип предполагает одинаковую форму и одинаковые функции всех зубов. А во втором случае форма и функции различны (именно такой тип системы наблюдается у людей).

Смена зубов

Если говорить о смене зубов, то различают монофиодонтный, дифиодонтный и полифиодонтный типы. Первый тип подразумевает лишь один набор зубов, даваемый природой на всю жизнь. Дифиодонтный предполагает одну смену зубов – он характерен для большинства млекопитающих, в том числе человека. У полифиодонтных животных смена зубов происходит несколько раз в течение жизни – к ним относятся в основном рыбы.

Восстановление эмали

Список исследований и статей Biorepair
Сводная информация по результатам исследования MICROREPAIR

1. Реминерализирующий эффект нанокристаллов карбонат-гидроксиапатита на дентин
2. Синтетические биомиметические нанокристаллы карбонат-гидроксиапатита для реминерализации эмали
3. Статья-исследование реминерализация поверхности эмали: разное действие биомиметических апатитных нанокристаллов и фторидных ионов
4. Восстановление эмали

Восстановление эмали

Н. Ровэри, Э. Форэсти, М. Лелли, И.Г. Леши

Лаборатория Химии Окружающей Среды и Структурной Биохимии
Отдел Химии «G.Ciamician», Болонский Университет, улица Сельми 2, Болонья, Италия [email protected] www.lebsc.unibo.it

Зубы
Эмаль является наиболее крепким материалом у позвоночных и наиболее минерализованной скелетной тканью в теле [1]. Зрелая эмаль состоит из карбонат-гидроксиапатита (КГА) (95-97% массы) и менее 1% массы органического вещества. В отличии от других биоминерализованных тканей, таких как кость и дентин, зрелая эмаль не имеет клеток и по этому не может быть биологически восстановлена. Следовательно, регенерация эмали не может иметь место in-vivo. Таким образом эта ситуация заставляет ставить цели для будущих инновационных биомиметических и терапевтических подходов к возможностям защиты здоровья.

Рис. 1: Анатомическое строение зуба:
(Е) эмаль, (D) дентин, (P) пульпа, (С) цементное вещество

Зуб млекопитающих состоит из 4-х различных структур: эмаль, дентин, пульпа и цементное вещество.
Эмаль (Е) является внешним слоем коронки зуба и располагается за дентином
(D). Пульпа (P) состоит из нервов и кровеносных сосудов, тогда как цементное вещество (С) является внешним слоем минерализованной ткани, которая окружает корень зуба, обеспечивая крепление зуба к челюстной кости через периодонтальное соединение (Рис. 1) [2].
Пульпа состоит из нервов, кровеносных сосудов, фибробластов и лимфоцитов, а минерализованная область зуба касается эмали, дентина и цементного вещества.

Эмаль формирует внешнее покрытие коронки зуба размером в 1-2 мм и содержит высоко минерализованные компоненты, с большим коэффициентом, которые и делают её чувствительной к повреждениям.

Дентин находится под эмалью и является более крепким, формируя толщину зуба и абсорбируя нагрузку от эмали, предотвращая её трещины [3]. Цементное вещество является минерализованным слоем, который окружает корень зуба, покрывая слой дентина и прикрепляя зуб к челюстной кости через периодонтальное соединение. Основной функцией зубов является пережевывание пищи и поэтому очень важно поддерживать их здоровыми, поддерживая их механические свойства в среде наполненной бактериями.

Призматические ГА кристаллы эмали состоят из сплетения призм, которые колеблются от 3 до 5 £ gm (гр) в диаметре. Каждая призма являет собой высоко организованную структуру игольчатых кристаллов, таких как кристаллы ГА (около 30 нм толщиной, 60 нм шириной, и несколько миллиметров длинной) (Рис. 2а). Они преимущественно выстроены вдоль кристаллографической ГА оси, в виде переплетенных расслоений выстроенных кристаллитов, которые собраны в сложные структуры диаметром в 3-5 £ gm (Рис. 2b) [4].

Рис. 2: РЭМ изображения а) высоко организованной структуры игольчатых кристаллов, таких как кристаллы ГА, b) организованные в переплетенные расслоения, которые собраны в сложные структуры

Композиция и морфология дентина напоминает композицию и морфологию кости, и характеризуется выставлением многочисленных трубочек, которые содержат нервные окончания (Рис. 3).

Рис.3: РЭМ изображение рассеянных трубочек
дентина, морфология которых похожа на костную.

Эмаль и дентин являются крепкими, устойчивыми к трещинам и повреждениям, тканями по своему уникальному строению и минеральным компонентам. Из-за большого минерального содержания и минимального органического, эмаль является хрупкой.

Интересно отметить, что строение эмалевых кристаллитов может допускать распространяющуюся трещину, которая мешает последним достигать дентиноэмалевого соединения, а именно, постепенного перехода от дентина к эмали, хотя доказано противостояние деламинации вопреки их различной структуре [5].

Предотвращение повреждения зубов
Зубная эрозия – это химическое стирание твердой ткани зуба без привлечения бактерий [6]. Ее медицинская обоснованность становиться все шире и шире [7-11], и она считается одной из основных зубных патологий, способных причинять пациенту дискомфорт, вслед за периодонтальными заболеваниями и кариесом.

Ее этиология связана с огромным возрастанием применения безалкогольных напитков, фруктовых соков и спортивных напитков [12]. Тем не менее, другие источники кислот, такие как прием лекарств, содержа-щих сиропы, аналгетики и витамин С, а также воздействие кислотокружающей среды в рабочих условиях, считаются связанными с эрозией эмали [13-17].

Процессы, включенные в разрушение твердой ткани зуба – это кислотное разъедание на расстоянии нескольких микрометров от эмали, что вызывает деминерализацию и растворение минералов [18-24].

Зубная гиперчувствительность, как она определяется у Ноlland и др. [25]: «короткая острая боль, возникающая от открытого дентина в ответ на воздействие, например, термальное, испаряющее, тактильное, осмотическое и химическое, и которую не можно отнести к никакой другой форме дефекта, патологииили заболевания» [26], объяснена в терминах гидродинамического процесса [27]. В основном, если дентин выставлен наружу, а трубочки (канальцы) дентина открыты, движение жидкостей вызывает возбуждение[28]. Даже если многое остается неизвестным и недоказанным, касательно этиологии зубной гиперчувствительности, согласно многим авторам, ее можно считать феноменом стирания зубов [29]. Когда дентин поврежден, формируется смазочный слой, который является искусственным покрытием толщиной в 1 микрон и состоит из коллагена и гидроксиапатита родного дентина [30]. Он покрывает нижележащий дентин, заполняя трубочки, но может быть снят стиранием, кислотным разъеданием и через чистку зубов зубной пастой [31, 32]. Таким образом, существует значительное сходство между этиологией зубной эрозии и происхождением зубной гиперчувствительности. Чтобы избежать развития зубной эрозии, пациентам рекомендуется уменьшить или элиминировать подверженность кислотным безалкогольным напиткам и сокам. Постоянное применение большой концентрации локального фторида может быть полезным для предотвращения дальнейшей деминерализации и увеличения стойкости к трещинам и влиянию эрозии [33]. Исследования in-vitro (в лабораторных условиях) показали, что подавление растворения синтетического карбонат-гидроксиапатита(КГА) является логарифмической функцией концентрации фторида в растворе [34].

Обычно, деминерализованная площадь и микроразмерные трещины формируются на поверхности эмали в результате микро износа и кислотного разъедания[35] и немогут быть восстановлены ни биологическим путем, ни протезным. На самом деле, в отличии от кости, когда апатитные кристаллы расщеплены и повреждены, они не могут быть самопроизвольно снова отложены в эмали и дентине, потому что эмаль не содержит клеток, способных выделять внеклеточный матрикс. Регенерация и аппозиция дентина имеют место только посредством тканей пульпы. Потому, и эмаль и дентин могут быть реконструированы только путем применения аллопластических материалов, которые обеспечивают своего рода протезное восстановление.

Большинство средств и приборов, которые используются для борьбы с эрозией зубовидентина, такихкак фторид [36-39], действуют путем уменьшения растворения апатита и увеличения микропрочности поверхности, но не способны реконструировать утерянные минералы.

Гидроксиапатит является основным компонентом зубных тканей, формирующим в эмали и дентине 95% и 75% массы соответственно, и также, как и в кости, отвечает за механическое поведение зубных тканей. Гидроксиапатит широко подвергается экспериментам в качестве биоматериала, благодаря его биосовместимости и остеопроводимости. Он является избирательным веществом, которое имеет большое количество применений для замещения кости и поверхности[43]. Мало кристаллизированные нанокристаллы ГА, кроме отменных биологических свойств ГА (нетоксичность и отсутствие воспалительных и иммунологических реакций) также имеют свойства биопоглощения в физиологических условиях. Последние свойства можно регулировать путем модифицирования уровня кристалличности, что достигается реализацией инновационного синтеза, который дает возможность контролировать рост кристаллов на уровне нано размеров. В последнее десятилетие, используются передовые технологии для синтезирования нового вида биомиметических апатитных аллопластических материалов (веществ), которые могут оптимизировать взаимодействие с биологическими образованиями благодаря их сильной поверхностной биоактивности [44]. Цель данной статьи напомнить об основных изобретениях, касательно фторидных средств оральной гигиены и о последних изобретениях, которые рекомендуют для заботы за здоровьем каждодневное использование синтетического апатита вместо фторида.

Реминерализация фторидом
В лабораторных условиях, добавление фторида (0.02-0.10 мгр/л) в перенасыщенный раствор фосфата кальция вызывает кристаллизацию гидроксиапатита, Ca10(PO4)6(OH)2, который является минеральной фазой костей и зубов. С увеличением концентрации фторида, формируется фторапатит Ca10(PO4)6F2, который представлен более упорядоченными и более большими апатитными кристаллами, которые менее кислоторастворимые [45-47].
Втеле, in-vivo фторид в основном связан с отвердевшими тканями, костными и зубными, благодаря его большому родовому сходству с кальцием. Фторид видоизменяет костную минеральную фазу, через замещение гидроксильных групп на гидроксиапатитную фазу, способствуя ее частичному преобразованию на фторапатит. Чем выше уровень электростатической стабильности и кристалличности имеет фторидо замещающий гидроксиапатит, тем больше плотность и прочность кости, уменьшая механическую силу [48, 49]. Было обнаружено, что фторид в больших дозах является мутагенным в остеобластах и подавляющим остеокласты [50-52, 48].
Не смотря на наблюдаемые негативные физико-химические эффекты в кости, фторид проявляет кариостатическое действие на поврежденных зубах детей и взрослых, а также, преэруптивное действие путем фторирования развивающейся эмали [50,54]. Фторированная эмаль менее кислоторастворимая [55]. Уменьшение кариеса в молочных и постоянных зубах было более заметно, когда дети ранее подвергались фторированнойпроточнойводе[53, 56]. Кариостатическое действие фторида на поврежденные зубы можно отнести к подавлению деминерализации здоровой эмали, вызванной поглощенными кислыми продуктами и напитками, а также кариогенной бактерией на зубном налете. Здоровая эмаль оказывается более стойкой к кислотам, когда содержит больше фторида [57-58]. Тем не менее, кариес не является заболеванием от недостатка фторида, а также, не обнаружено особого синдрома недостатка фторида.
Поглощенный фторид быстро разносится кровообращением во внутриклеточную и внеклеточную жидкость, и удерживается только в отвердевших тканях, а концентрация фторидной плазмы зависит от поглощенной дозы фторида. Концентрация фторида в оральной среде и железистой слюне тесно связана с концентрацией плазмы, следует ей, только на более низком уровне, около двух-третьих уровня плазмы [59]. Эти данные указывают на то, что концентрация фторида в слюне и зубном налете строго зависит от локального применения фторида через средства оральной гигиены [57, 60-74]. Было обнаружено, что дети, которые никогда не имели кариеса, имели более высокий уровень концентрации фторида в слюне, чем те, которых сильно поразил кариес [75].

В отличии от скелетной кости и дентина, которые накапливают фторид пропорционально фториду, поглощенному в течение жизни, эмаль воспроизводит биологически доступный фторид во время формирования зубов.

Созревание эмали молочных зубов завершается в возрасте от 2 до 12 месяцев, тогда как созревание эмали постоянных зубов заканчивается в возрасте 7-8 лет, за исключением третьих коренных зубов, созревание которых продолжается до 12-16 лет. Постэруптивное поглощение фторида эмалью происходит только на внешнем слое и зависит от наличия фторида в слюне, пище, напитках, зубном налете, и преимущественно, в стоматологических средствах. Чтобы предотвратить деминерализацию эмали кислой пищей, напитками и кариогенной бактерией на зубном налете, медицинские общества многих стран рекомендуют большинство стоматологических средств, таких как зубные пасты, жидкости для промывания рта, гели, содержащие фторид. Особенно рекомендуется использование фторированных средств оральной гигиены в тех странах, где низкий уровень концентрации фторида в питьевой воде, даже если есть существенная разница относительно время начала (рождение – возраст 6 месяцев) и количества, связанного с определенным возрастом.

Тем не менее, обнаружено, что фторид из зубной пасты, которую проглотил 4-летний ребенок, занимает от одной третьей до половины общего дневного приема фторида в 3.6 и 2.3 мг соответственно [76]. В европейских странах около 90% всех зубных паст являются фторированными в диапазоне от 1000 мг/кг до 1500 мг/кг, где последнее значение является максимальным. Научный комитет по Косметической продукции и не-пищевой продукции, предназначенных для Пользователей (The Scientific committee on Cosmetic products and non-Food Products Intended for Consumers (SCCNFP, 2003)) утверждает, что количество зубной пасты, которое применяется на зубную щетку ребенка возрастом до 6 лет, может варьироваться от 0.05 до 0.8 гр. Рекомендованное количество «размером в горошину» — 0.25 гр. Согласно стимуляционной модели SCCNFP, поглощение фторида из таких зубных паст может составлять до 50% необходимого приема фторида детьми такого возраста. В схеме расчета для 3-5-летних детей в США прием фторида из поглощенной зубной пасты определялся количеством в 30-60% от рациона питания [77].

Допустимый прием фторида
Фторид не является основным для человеческого роста и развития, а также его содержание в теле не находится под физиологическим контролем. Поглощенный фторид быстро разносится кровообращением во внутриклеточную и внеклеточную жидкость, но удерживается только в отвердевших тканях. Фторидная плазма встречается как в ионических, так и в неионических формах, которые состоят в основном из жирорастворимых фторидных соединений. У взрослых, поглощенный фторид только частично, меньше, чем 50%, удерживается в скелете, а остатки выводятся почками. И на оборот, удерживание фторида в кости младенцев может достигать 90% и оказывается включенным в зубную эмаль во время формирования зубов. Чрезмерный прием фторида во время созревания эмали, в возрасте от рождения до 8 лет, когда формирование закончилось, может привести к уменьшению минерального содержания эмали, а также к зубному флюорозу молочных зубов, а преимущественно, и постоянных зубов. Зубной флюороз чаще всего ассоциируется с увеличенной стойкостью к кариесу, но последний возрастает, как неблагоприятный результат, учитывая ощутимый флюороз[78]. Если слабый зубной флюороз еще не явный, то средний флюороз легко обнаруживается и характеризуется белыми пятнами, темными бороздами и крошечными впадинами зубов (Рис. 4) [79]. Фториды в зубной пасте, будучи хорошо известными из-за своей пользы анти-кариес, являются токсическими, если их поглощать в больших количествах, особенно для детей, из-за дозы, противоположной по соотношению веса [80-81].

Организация Международных Стандартов (International Standards Organization) сводит этот повод безопасности до минимума, фиксируя максимальную дозу фторида, позволенную для средстворальной гигиены. Более того, детские средства содержат меньшую концентрацию фторида, и соответственно меньшую его дозу, а также/или производители рекомендуют помещать на зубную щетку маленькое количество взрослой зубной пасты. Произведенные в последнее время зубные пасты, содержащие большую концентрацию фторида, что превышает ограничения Организации Международных Стандартов, приписываются исключительно профессионалами и не рекомендуются детям [82]. Научная Комиссия Европейского Органа по безопасности пищевых продуктов (EFSA) считает, что максимальная доза поглощения фторида для детей 1-8 лет– 0.1 мгр фторид/кг/день, что соответствует дозе в 1.5 и2.5 мгр фторида в день для детей 1-3 лет и 4-8 лет, соответственно.

Накопление фторида в скелете меняет механическое поведение костей, уменьшая силу костей и увеличивая их плотность и окостенелость, что вызывает скелетные деформации и опасность ссадин. Терапевтические исследования фторида в постменопаузальном остеопорозе указывают на увеличение риска скелетных трещин при поглощении фторида в 0.6 мгр/кг веса в день или выше. С возрастом, количество фторида в костях увеличивается, быстрее у женщин, чем у мужчин, и преимущественно, в губчатом веществе кости [83-84].
Фторид не является необратимо скрепленным с костью и может высвобождаться во время перестраивания кости [85].
Исключая влияние фторида через вдыхание и через кожу, которое в нормальных условиях является абсолютно незначительным, поглощение фторида обусловлено пероральным приемом через питье воды, напитков, продуктов питания, включая фторированную соль, стоматологические средства и фторидные таблетки для предотвращения кариеса.

Концентрация фторида в питьевой воде (0.3-1.5 мгр/л) различается в соответствии с природными условиями страны и уровнем фторированности воды (Великобрентания, Ирландия, Испания и Швейцария). Этот факт был недавно уменьшен или ограничен. В 2004 р. Отчет по Качеству Воды (Water Quality Report) для определенного общественного водоснабжения зафиксировал такое Публичное Уведомление касательно Фторида: «Это предупреждение относительно питьевой воды, а также проблема для косметологии зубов,

Рис. 4: Фотографии зубов, пораженных зубным флюорозом

которая может влиять на детей до 9 лет. Взятый в небольших количествах, фторид может предотвращать кариес, нопитьеваявода, содержащая более 2 мгр/л фторида, может вызвать у детей косметическое обесцвечивание зубов (зубной флюороз). Зубной флюороз, в умеренной или тяжелой форме, может вызвать коричневую окраску и/или гипоплазию эмали зубов в виде ямок (Рис. 4).
Эта проблема возникает только в зубах, которые развиваются, до того, как они прорежутся на деснах. Детей до 9 лет нужно обеспечить альтернативными источниками питьевой воды или воды, предназначенной для выведения фторида, чтобы избежать окрашивания и гипоплазии в виде ямок их постоянных зубов.
Можно также проконсультироваться с врачом, чтобы узнать о надлежащем использовании вашими детьми средств, содержащих фторид. Старшие дети и взрослые могут безопасно пить воду. Питьевая вода, содержащая более 4мгр/л фторида(норма питьевой воды Организации по охране окружающей среды США) может увеличить опасность развития костного заболевания. Ваша питьевая вода не содержит более 4мгр/л фторида, но мы обязаны сообщить вам, когда обнаружим, что уровень фторида в воде превышает 2 мгр/л, из-за указанной косметической проблемы зубов. Также, доступны некоторые устройства домашней обработки воды, которые помогают вывести фторид из питьевой воды» [79].
Фрукты и овощи содержат от 0.02 до 0.20 мгр/кг сырого веса, молоко и молочные продукты – 0.05-0.15 мгр/кг, мясо и мясные продукты – 0.15-0.29 мгр/кг, яйца – 0.18 мгр/кг, рыба – 0.48-1.91 мгр/кг. Исключения – это чай, который может содержать значительное количество фторида (0.34 – 5.2 мгр/л), а также, было зарегистрировано, что некоторые марки чая мгновенного приготовления содержат значительное количество фторида(даже6.5 мгр/л). А в человеческом молоке, наоборот, концентрация фторида – всего около 0.2 мгр/л.

Дети возрастом 1-8 лет получают поглощение фторида из пищи и воды, которое обычно далеко ниже нормы. Явное увеличение легкой формы зубного флюороза произошло в некоторых странах, что относят к неподходящему использованию фторированных стоматологических средств, а именно, фторированных зубных паст. Стоматологические средства, такие как зубные пасты, жидкости для полоскания, гели, которые содержат фторид, могут увеличить общее количество поглощенного фторида, особенно, если их применять недолжным образом[86]. Как правило, это случаетсяу детеймладше 7 лет, которые проглатывают большое количество зубной пасты[87-90]. В схеме расчета для детей 3-5 лет в США прием фторида из поглощенной зубной пасты оказался 30-60% рациона питания (CTE).
По этим причинам, в Европейских странах зубные пасты фторированные до максимального уровня – 1500 мгр/кг. Явной становится необходимость и зобрести и разработать альтернативу фториду для ухода за зубами.

Биогенный гидроксиапатит
Позвоночные кости и зубы являются биологически гибридными материалами, в которых фосфат кальция, в форме гидроксиапатита (ГА), являет собой неорганический компонент, тесно сросшийся с органической материей, которая в основном составлена из протеинов и полисахаридов [91, 92]. Биологический ГА не является стехиометрическим, согласно идеальной формуле Ca10(PO4)6(OH)2, но на низкой степени Са2+ замещается посредством ионов, такихкакZn2+, Sr2+, Na+, K+, Mg2+, тогда как PO4 3- и OH- могут частично замещаться другими анионами, такими как CO3 2-, HPO4 2-, P2O7 4-, SiO4-.
Минеральную фазу кости более правильно называть гидроксиапатитом. Карбонат – это преобладающий чужой анион, который занимает 4-8% от общей массы [93, 94]. Замещение групп CO3 2- на участки PO4 3- (тип B – карбонат-апатита) доминирует у молодых людей, а замещение карбоната на группы OH- (тип А карбоанат-апатита) увеличивается с возрастом человека [95].
Костные кристаллы карбонат-гидроксиапатита, которые являют собой типичный пример «органического промежуточно-межклеточного» биогенного материала, имеют форму лезвия, и размером в около 25 нм в ширину, 2-5 нмтолщинойиоколо60 нмдлиной. Биогенные гидроксиапатитные кристаллы имеют не стехиометрическую композицию, структурированные ионы карбоната в кристаллической решетке, низкий уровень кристалличности, плоскоигольчатую морфологию и наноразмер, и занимают площадь поверхности около 120 м²/гр (Рис. 5) [92, 96, 97].
Позвоночную кость можно считать «живым биоматериалом», поскольку она содержит сеть разнообразных клеток с постоянной активностью, живущих в минерализованной структуре, и взаимосвязанных через поры и каналы. Динамический процесс формирования и деструкции кости необходим для ее роста во время развития тела и его регенерации после ссадин.

Рис. 5: ТЭМ (трансмиссионная электронная микроскопия) изображение гидроксиапатитных кристаллов кости с нехваткой белка.

Дентин расположен в центральной области зуба и похож на кость по композиции и структуре [98-107]. Эмаль, то есть внешнее покрытие поверхности зуба, имеет намного больше органического содержания, чем кость и дентин, которое близко к 95% массы, а также в основном состоит из длинных лентообразных призматических кристаллов гидроксиапатита, которые имеют более высокий уровень кристалличности и содержат меньше карбоната, нежели апатитные кристаллы кости и дентина. Амелогенины, присутствующие в относительно большом количестве на ранних стадиях формирования эмали, ферментативно разлагаются и удаляются до 5% массы по мере нарастания кристаллов гидроксиапатита [108]. Зубная эмаль взрослого человека, которую считают наиболее стойким и прочным материалом в биологической среде, не содержит клеток и поэтому не может сама себя регенерировать. Нет биологического процесса, который бы отвечал за восстановление разрушенной или поврежденной эмали, что подтверждает потребность в синтетических, биосовместимых с эмалью, материалах, способных восстановить кариозные зубы [109-111].

Биомиметический синтетический гидроксиапатит
Биомиметизм синтетических материалов для биомедицинского применения может происходить на разных уровнях с точки зрения композиции, структуры, морфологии, массы и химико-физических свойств поверхности.

Биоматериалы могут проявлять все эти биомиметические характеристики для того, чтобы не только оптимизировать их взаимодействие с биологическими тканями, но и имитировать биогенные материалы по их функциональным возможностям. Химики, биологи, физики и инженеры, интересующиеся наукой о веществах, поражаются высокому уровню утонченности, миниатюризации, иерархической организованности, способности скрещивания, надежности, эффективности, устойчивости и адаптативности, которые присущи натуральным материалам.
Эти свойства, которые биогенные материалы получили через специальные принципы построения, отобранные эволюцией, могут быть лишь частично воспроизведены в искусственных материалах путем нынешних процессов синтеза. Поэтому, Природа остается школой для науки о веществах. Биомиметизм и биостимуляция являются важными инструментами разработки и синтеза инновационных веществ и устройств [112-116].

Тщательно разработанные биосходные материалы и их качества являются результатами конвергенции ограниченных компонентов, которая имеет место в определенный момент и является доступной в это время. Природа создает мягкие и жесткие материалы, которые проявляют удивительные функциональные свойства посредством контроля иерархической структуры простых молекулярных компонентов, от нано до макромасштабов [117]. Биоминеральный морфогенез связан с особыми методологиями долгосрочного химического построения высокоорганизованных структур из осуществленных нано и микрокристаллических компонентов. На самом деле, много биологических комплексных структур получают, содействуя определенным соединениям, вызванным в результате структурной видо изменяемости на наноуровне биологических макромолекул. Биосистемы проявляют высокий уровень интеграции трех фундаментальных аспектов: нано-микро «пространственное ограничение» биохимических реакций, неорганическая и органическая «гибридизация» компонентов, и «иерархизованность» от микро до макро масштаба, – что позволяет создать биоматериал с подходящими химико-физическими свойствами на любом уровне размеров [118-121]. Биогенные материалы образуются в определенных областях нано-микро размеров внутри биологическойсреды, где можно пространственно контролировать химический состав. Пространственное ограничение является существенным для биологических механизмов контроля размера, формы и структурной организации биоматериалов.

С развитием нанотехнологии, эта стратегия использования генезиса натуральных материалов привлекла много внимания к разработке биостимулирующих материалов, таких как полимерные мицеллы, наночастицы, дендримеры и нанокристаллы, синтезированные в наноразмерных величинах [122-127].
В последние 30 лет, и еще сегодня, керамика фосфата кальция является распространенным материалом пересадки для медицинского применения различного типа. Пористый ГА, стимулирующий губчатую морфологию кости, был изготовлен путем применения различных технологий контроля размеров пор, формы, распространения и взаимосвязей. Керамика ГА, обработанная при высокой температуре [128], способствует значительному уменьшению биореактивности и увеличению кинетики новойкости, благодаря своей ресорбционной способности. Были разработаны новые синтетические методы при более низких температурах, которые позволяют получить пористую биокерамику с низким уровнем кристалличности. Коллоидная технология[129], уплотнение крахмала[130], отливка геля и вспенивание[131] показали превосходные результаты, что касается создания биокерамики с бимодальным распределением размеров пор, которое можно регулировать в качестве функции агломерации.

Доступны разные виды КГА керамики, так что их можно классифицировать на: гидроксиапатит (ГА), бета-трикальциум фосфат (£]-TCP), бифазный фосфат кальция (BCP), аморфный фосфат кальция (ACP), карбонатный апатит (КА) и ГА с нехваткой кальция (CDHA) [132]. Использование этих материалов в целях тканевой инженерии еще изучается. Большинство исследователей указывают, что низкая ресорбционная способность агломерированной СаP керамики, аименно, неполная ресорбционная способность керамики ГА, оказывается полезной, когда биоматериал должен быть имплантирован в определенной 3-D форме. Использование высоко пористых имплантатов способствует формированию кости внутри имплантата и увеличивает деградацию, но достичь полной ресорбции в большинстве случаев очень сложно, из-за кристаллического строения.
Пористый коралловый ГА можно синтезировать гидротермальным методом для формирования ГА непосредственно из кораллов естественного моря [133], а также ГА замещает арагонит в процессе сохранения своей пористой структуры. Коралл может быть полностью преобразован в гидроксиапатит, а потомпокрыт золе-геле-производным апатитом. Этот новый материал можно применять для трансплантации кости, где необходимы большая сила и долговечность [134, 135].

Когда порошковая биокерамика используется для заполнения кости, ее часто смешивают с полимерным карьерным раствором, чтобы избежать перемещения из имплантированной области [136].
Оба полимерных раствора, как неабсорбируемый (полиметилметакрилата [137], полиэтилен [138], полисульфон), так и биоразлагаемый (полимолочная кислота [139], полигликолевая кислота, коллаген, целлюлоза и крахмаль [141-142]), могут быть использованы, даже если бионеразлагаемость радикально уменьшает биоактивность кристаллов ГА.

Синтетические биоресорбционные биомиметические нано и микро-кристаллы гидроксиапатита проявляют отличные свойства в качестве биоматериала, наполняющего кость: биосовместимость, биоактивность, остеопроводимость, прямая прикрепляемость к кости, и др. – что указывает на новое применение ГА в области инженерии костных тканей и ортопедической терапии [143, 144]. Есть много синтетических стратегий изготовления ГА нанокристаллов, включая мокрое производство, гидротермальное, методы электрохимической и ультразвуковой мобилизации, синтез в золе-гелевом и твердом состоянии. Изготовлены нано-микрокристаллы ГА с разной стехиометрией и морфологией, а также исследуется эффект разных условий синтеза: стехиометрия, кристалличность, морфология, свойства поверхности, реактивность и биоактивность [145-149]. Для оптимизации их специальных биомедических функций, особенно функции формирования новой кости и функции снабжения лекарств, физико-химические свойства, которые должны быть подобраны для синтетических биомиметических нанокристаллов ГА, это: размеры, пористость, морфология и свойства поверхности [150-153].

Химические и биологические свойства кристаллов ГА тесно связаны с их размерами, регулирование которых требует большого уровня биологического и химического контроля на наноуровне. Таким образом, последняя тенденция в исследовании биоматериалов сфокусирована на преодолении ограничений фосфатов кальция, а именно, гидроксиапатитной керамики, и на улучшении биологических свойств путем изучения уникальных преимуществ нанотехнологии [154]. Тенденция перемещается в сторону нанотехнологии, чтобы улучшить биологические реакции ГА, поскольку нано-ГА является основным для костного улучшения биоматериального покрытия кости. Установлено, что биомиметизм является уникальным подходом, который преодолевает большинство недостатков традиционных материалов.

Наноструктурные биомиметические материалы проявляют большую эффективность, чем их более крупные частицы-аналоги, благодаря их большой поверхности для соотношения массы и химическим/электронным синергетическим эффектам. А также, свойства поверхностного поглощения этих материалов стимулируют применение в аффинной хроматографии [155], реабилитации сточных вод [156] и системах снабжения лекарств [149, 157, 158]. Функционализация поверхности нанокристаллов ГА посредством биоактивных молекул позволяет и мпередавать информацию и действовать исключительно в биологической среде, и это является основной проблемой для инновационных костно-заменяющих материалов. Таким образом, нанокристаллы ГА не только гарантируют, к примеру, усиление свойств или остеоинтеграции или остеостимуляции, но и также действуют на молекулярном уровне, стимулируя специфические клеточные реакции.
Только в последние годы ученые начали использовать биомолекулы для синергетического связывания синтеза кристаллов и функционализации. На самом деле, предыдущие исследования ограничили использование биомолекул в качестве простых ингибиторов кристаллизации ГА, а также, рассматривают их применение в качестве стратегии регулирования биоактивности наночастиц [159, 160]. Исследования действия биологических молекул на рост гидроксиапатитных кристаллов прямым образом связаны с процессами физиологического и патологического отвердения. Открытость биоматериалов для белков плазмы, крови и биологических жидкостей приводит к поглощению кровяных белков биоматериальной поверхностью.
Поглощенный белковый слой может в дальнейшем регулировать дополнительные биологические реакции, такие как прикрепление клеток и активация, и может вызвать непредсказуемые искажения в работе устройства[161-168].

Синтезирование и характеристика биомиметических нанокристаллов карбонат-гидроксиапатита
Биомиметические карбонат-гидроксиапатитные нанокристаллы синтезированы стехиометрически при соотношении молярного количества Сa/P около 1.6-1.7 и содержат 4±1% массы ионов карбоната, которые преимущественно замещают фосфатные группы. Нанокристаллы КГА были синтезированы размером в 100нм и размером в 20 нм с плоской и игольчатой морфологией, соответственно. На рисунках 6 (а) и 6 (b) показаны ТЭМ изображения синтетических нанокристаллов КГА размером в 20 нм с морфологией плоской формы, а также синтетические нанокристаллы КГА размером в 100 нм с морфологией игольчатой формы, соответственно.

Рис. 6: ТЭМ изображения: а) синтетических нанокристаллов КГА размером в 20 нм с плоской морфологией, b) синтетических нанокристаллов КГА размером в 100 нм c плоскоигольчатой морфологией, (шкала бар = 200 нм)

Нанокристаллы КГА могут собираться в микроразмерные кристаллические скопления, размеры которых возрастают с увеличением времени формирования для исходного раствора, при неизменной температуре и взбалтывании [169]. Рентгеновские дифракционные схемы порошка плоских нанокристаллов КГА размером около 20 нм
иигольчатых нанокристаллов КГА размером около 100 нм (смотрите рис. 7 (b)(с), соответственно) показывают характерную дифракционную максиму для каждой отдельной фазы апатита (JCPDS 9-432). Эти рентгеновские дифракционные схемы сравниваются с теми схемами, которые получили для естественного карбонат-гидроксиапатита эмали
идентина с нехваткой белка, как показано на Рис. 7 (а) (d) соответственно. Расширение дифракционной максимы на рентгеновских дифракционных схемах, показанных на Рис. 7 (а),(b),(с), указывает на относительно низкий уровень кристалличности.

Уровень кристалличности для нанокристаллов КГА в 20 нм очень близкий к тому уровню, который определили из рентгеновской дифракционной схемы для естественного карбонат-гидроксиапатита (28%) дентина с нехваткой белка. Более того, уровень кристалличности для естественного гидроксиапатита эмали с нехваткой белка – 70%.

Эти результаты исследования путем рентгеновской дифракции показывают, что структуры кристаллов синтезированных кристаллов КГА очень близки с теми, которые наблюдаются для естественного дентина. Такая же сходность наблюдается из сопоставления спектров FTIR для синтезированных нанокристаллов КГА и для естественного апатита дентина с нехваткой белка, показанных на Рис. 6(а) и (b) соответственно. В этих спектрах отчетливо видно характерные полосы поглощения фосфатных и карбонатных групп. Полоса поглощения в 1468 см-1 связана с заменой карбонатной группы на фосфатную, тогда как поясок в 1545 см-1 может считаться вкладом карбонатной группы, замещающей гидроксильную группу в апатитной структуре. Данные показывают не только, что синтезированные нанокристаллы КГА содержат похожее количество карбоната, но также, что замещение карбонатных групп на фосфатные и/или гидроксильные группы, очень схожий процесс в синтетических и биологических кристаллах, что указывает на существование карбонат-апатита типа В.

Рис.7: Рентгеновская дифракционная схема: а) естественного карбонат-гидроксиапатита дентина нехваткой белка, b) синтетических нанокристаллов КГА около 20 нм плоской формы, с) синтетических нанокристаллов КГА около 100 нм плоскоигольчатой формы, и d) естественного карбонат-гидроксиапатита эмали

Проведена характеристика поверхности синтетических нанокристаллов ГА, для того, чтобы выделить их поверхностные химико-физические свойства, которые прямым образом взаимодействуют и влияют на зубные ткани. Спектры ATR синтетических КГА нанокристаллов размерами в 20 и 100 нм показывают наличие карбоната в 4% и 3% от массы поверхности соответственно. Постоянное процентное количество поверхности карбоната в синтетических КГА значительно выше, чем процент поверхности карбоната в эмали и дентине (около 2% массы).

Определили специфическую площадь поверхности в 100 м²гр-1 и 80 м²гр-1 для нанокристаллов КГА размером в 20 нм плоской морфологи и для нанокристаллов размером в 100 нм игольчатой морфологии, соответственно. Эти полученные значения специфической площади поверхности для синтетических нано-кристаллов совсем немного ниже, чем площадь в 110 м²гр-1, которую получили для биологических нано-кристаллов. Молярные соотношения поверхностей Cа/P, определенное анализом XPS для нанокристаллов КГА и для кристаллических микроскоплений КГА не показывают значительную разницу, и оказываются существенно более низкими, чем молярное соотношение Cа/P, определенное в ICP анализе массы, который указывает на отсутствие поверхности кальция, вероятно из-за повреждения поверхности. На самом деле, молярныесоотношенияCа/P в1.7, определенные в массе для синтетических нанокристаллов КГА, понижаются до значения 1.4-1.5, когда их определяют для кристаллической поверхности через анализ XPS [170].

Реминерализация зубов биомиметическим карбонат-гидроксиапатитом
Реминерализирующий эффект синтетических биомиметических наноразмерных кристаллов КГА на дентин был исследован посредством РЭМ (сканирующей электронной микроскопии), помещая раствор нанокристаллов КГА на кусочки дентина, ранее деминерализированного ортофосфорной кислотой. Применение ГА показало прогрессивное заполнение отверстий канальцев дентина в течение 10 минут и регенерацию слоя минеральной поверхности в течение 6 часов (Рис. 8 А-D).

Показано, что биомиметические нанокристаллы гидроксиапатита способны реминерализировать поверхность дентина, вытравленную ортофосфорной кислотой, и способны постепенно заполнять канальцы дентина в течение нескольких минут, до регенерации слоя минерализованной ткани в течение нескольких часов. Уровень реминерализации указывает разработку зубных паст с реминерализирующим эффектоми способных бороться с зубной гиперчувствительностью [171].

РЭМ анализ позволяет исследовать морфологию деминерализованной эмали, а также свойства, проявившиеся после процедур реминерализации путем in-vitro применения биомиметических нанокристаллов КГА. На самом деле, после обработки в течение 10 минут водным раствором синтетических 100 нм нано-кристаллов КГА поверхность, ранее деминерализованная 37% ортофосфорной кислотой втечение 1 мин., оказывается частично покрыта слоем КГА, а межпризматические и призматические структуры эмали становятся не полностью спрятанными. И наоборот, в поверхности, обработанной водным раствором синтетических 20 нм нанокристаллов КГА в течение 10 минут, межпризматические и призматические структуры эмали оказываются покрыты более толстым и гомогенным апатитным слоем [172]. Это открытие показывает преимущество синтетического компонента размером в 20 нм перед таким компонентом размером в 100 нм, что касается появления апатитного покрытия поверхности эмали.

Рис. 8: Изображения РЭМ, показывающие: а) свойства поверхности
деминерализованной эмали, реминерализованных образцов после применения раствора нанокристаллов КГА в течение b) 10 мин, с) 1 часа, d) 6 часов. Рисунок показывает постепенное формирование кристаллов и дальнейшую облитерацию открытых канальцев дентина

XPS анализ спектральных свойств 0 1 области эмали, деминерализованной 37% ортофосфорнойкислотой в течение 1 мин., в сравнении с таким анализом для эмали, реминерализованной синтетическими нано-кристаллами размером в 20 и 100 нм в течение 10 мин., однозначно подтверждает наличие синтетических КГА на поверхности обработанной эмали, а также последующую оценку реминерализации эмали. Такие же данные получены спектром ATR для эмали, обработанной синтетическими нанокристаллами размером
в20 и 100 нм в течение 10 мин., и указывают на значительно высший уровень интенсивности полос поглощения карбонатных ионов (1420-1460 и 1680 см -1) по сравнению с такими же полосами поглощения, присутствующими в АTR спектре для деминерализованной эмали, что показывает, что поверхность реминерализованной эмали более богата на карбонат, чем естественная поверхность, так же как и синтетические нанокристаллы КГА размером в 20 и 100 нм [172].

Недавно было открыто, что базовые структурные компоненты эмали – это наночастицы ГА размером в 20-40 нм, атакже, предполагается, что восстанавливающее действие ГА на эмаль может быть существенно усилено, если уменьшить размеры последних до масштаба естественных структурных компонентов. По сравнению с обычным ГА и нано аморфным фосфатом кальция (ACP), результаты экспериментов in-vitro показывают преимущества 20 нм ГА для восстановления эмали. Растровая электронная микроскопия, конфокальная лазерная сканирующая микроскопия, количественное измерение поглощения, кинетика растворения и наноиндентирование – указывают на сильное сходство, превосходную биосовместимость, механическое улучшение и увеличение области без эрозии посредством использования частиц размером в 20 нм в качестве восстанавливающих агентов.

Тем не менее, не наблюдается отличный эффект in-vitro восстановления, когда применяются обычные ГА и ACP (аморфный фосфат кальция). По-видимому, именно схожесть характеристик ГА размером в 20 нм с характеристиками структурных компонентов естественной эмали обеспечивает их эффективное использование в качестве восстанавливающих веществ и антикариесных агентов.
Наше исследование подчеркивает аналогию структурных нанокомпонентов биоматериалам во время их биомедицинского применения, что обеспечивает новый путь для биомиметического восстановления[173].

Разница in-vitro реминерализации эмали фторированной зубной пастой или биомиметическими микроскоплениями нанокристаллов КГА
РЭМ анализ позволил нам исследовать как морфологию деминерализованной эмали, так и свойства, наблюдаемые после процедур реминерализации путем применения in-vitro зубной пасты, содержащей либо фторид, либо микроскопления КГА, находящиеся в нанокристаллах размером в 100 нм [170].

Поверхности зубов, обработанных фторидом (смотрите Рис. 9(с)) не изменялись постепенно по сравнению с теми поверхностями, которые были деминерализированы ортофосфорной кислотой (смотрите Рис. 9(b)). На самом деле, обе структуры, призматическая и межпризматическая, еще остаются очевидными. И наоборот, после обработки кусков эмали зубной пастой, содержащей синтезированные микроскопления КГА, и состоящей из нанокристаллов размером в 100 нм, межпризматические и призматические структуры оказываются полностью закрытыми под густым гомогенным апатитным слоем (смотрите Рис. 9 (а)).

Рис.9: РЭМ изображения эмали после обработки:
с) фторированной зубной пастой, b) вытравливания
ортофосфорной кислотой, а) зубной пастой, содержащей КГА XRD (рентгеновскиедифракционные) схемы, полученныесповерхностикусковэмалипослеобработкиКГА или фторидной зубной пастой, и водой, показаны на Рис. 10(b),(c),(d) соответственно, и сравниваются со схемой XRD (смотрите Рис. 10(а)) для микроскоплений КГА, содержащихся в 100 нм нанокристаллах, использованных для приготовления КГА зубной пасты. Рентгеновская дифракционная максима, полученная на поверхности кусков эмали, обработанных фторидной зубной пастой, оказывается слегка более заостренной, чем та, которую получили на вытравленных кусках эмали, обработанных только водой. Это наблюдение показывает увеличение уровня кристалличности вероятно из-за частичного структурного преобразования гидроксиапатита во фторидо замещающий гидроксиапатит. С другой стороны, дифракционная схема, полученная на поверхности кусков эмали, обработанных КГА зубной пастой, показывает расширение дифракционной максимы синтетических биомиметических КГА, которые находятся на поверхности эмали. Тот КГА, который не был удален во время процедур чистки, способствует формированию химических соединений между синтетическими микроскоплениями КГА, содержащимися в нано-кристаллах размером в 100 нм, и апатитными кристаллами естественной эмали. Эти полосы способствуют формированию стойкого КГА слоя на поверхности эмали, морфология которой была определена РЭМ анализом.

Молярные соотношения поверхностей Ca/P, определенные в XPS анализе для деминерализованных кусков эмали до и после реминерализации in-vitro, посредством чистки зубной пастой, которая содержит либо фторид, либо КГА, сравниваются с молярным соотношением поверхностей Ca/P микроскоплений КГА, содержащихся в нанокристаллах размером в 100 нм. Молярное соотношение поверхностей Ca/P эмали практически не изменилось до и после чистки фторированной зубной пастой.

Рис. 10: Рентгеновские дифракционные схемы эмали после обработки: d) водой, c) фторированной
зубной пастой, b) зубной пастой, содержащей микроскопления КГА и дифракционная схема микроскоплений синтетических КГА. ( линий показывают все дифракционные максимы).

Эта находка показывает, что только структурная модификация гидроксиапатитной эмали, вызванная фторидом, ограничивается частичным замещением гидроксильных групп фторидными ионами, без заметного влияния на Ca и фосфатную структурную сеть. С другой стороны, куски эмали, обработанной зубной пастой, содержащей синтезированные микроскопления КГА в нанокристаллах размером в 100 нм, демонстрируют молярное соотношение поверхности Ca/P, которое очень напоминает то, которое принадлежит синтетическим КГА. Результаты подчеркивают, что биомиметические наноразмерные кристаллы КГА создают отложение апатитного слоя на поверхность эмали. Усмотрено преимущество 100 нм синтетического структурного компонента по сравнению с аналогичным компонентом размером в 20 нм, а именно, прикрепляемость к поверхности эмали, но его можно отнести к различным и более подходящим соединениям микроскоплений.

Это покрытие намного меньше кристаллизированно, чем апатит естественной эмали, а также содержит новое апатитное минеральное отложение, которое постепенно заполняет царапины и трещины. С другой стороны, реминерализация поверхности, которая наблюдается на образцах, обработанных фторидной зубной пастой, в большей мере основана на химико-физических модификациях апатитной поверхности эмали, нежели на формировании нового минерального отложения.

Формирование биомиметического слоя КГА является процессом реминерализации, который означает новое апатитное отложение на деминерализованную область поверхности эмали.

Данные и последующие разработки
В течение нескольких десятилетий уход за здоровьем зубом поручался действию фторида на гидроксиапатит. Фторид взаимодействует с гидроксиапатитом, что вызывает преобразование во фторапатит, который является менее растворимым и более механически устойчивым, но также, более хрупким, чем гидроксиапатит.

Действие фторида на апатит поверхности эмали оказывается идеальным, чтобы предотвратить деминерализацию, вызванную кислой пищей и напитками, а также бороться с налетным разрушением. Есть множество научных работ в поддержку позитивного действия фторида для здоровья зубов, и следовательно, множество фторированных средств оральной гигиены запатентованы на сегодняшний день, а в некоторых странах даже обогащают фторидом питьевую воду.

Фторид не является основным для человеческого роста и развития, а также его содержание в теле не находится под физиологическим контролем.

Поглощенный фторид быстро разносится кровообращением, но удерживается только в отвердевших тканях. В последние десятилетия, опасный эффект на здоровье человека приписывается каждодневному количеству поглощенного фторида, а также, много исследований обнаружили его высокий риск, особенно для детей, получить флюороз, и заболевания костей у людей пожилого возраста. Научная группа Европейского органа по безопасности пищевых продуктов (EFSA) напоминает про риск приема фторида из поглощения средств оральной гигиены и зубных паст, а также зубные пасты можно фторировать максимально до уровня 1500 мгр/кг. Не смотря не этот факт, фторид продолжает быть широко использованным в стоматологии и зубных средствах для предотвращения деминерализации поверхности эмали, а также, как основной компонент зубных паст с реминерализирующим действием. Если сегодня фторид является единственным агентом, способным бороться с кариесом, налетом и деминерализацией, то мы можем отнести это к тому факту, что стоматологические средства, которые содержат гидроксиапатит дорого стоят. Не смотря на это, гидроксиапатит считается основным синтетическим биоматериалом в качестве наполнителя и заменителякости, но таких средств каждодневной оральной гигиены запатентовано всего несколько. Слишком дорого он стоит, чтобы быть постоянно использованным в качестве активного вещества в зубных пастах и ополаскивателях для рта. На самом деле, все ранее указанные запатентованные средства, которые демонстрируют способность гидроксиапатита реминерализировать эмаль и дентин, являют собой разные композиции, содержащие кальций и фосфатные ионы, которые могут вырабатывать гидроксиапатит на зубах, если кислотность во рту стимулирует эту кристаллизацию, и зачастую, туда необходимо добавлять небольшое количество фторида, чтобы способствовать апатитной кристаллизации. Небольшие количества промышленного гидроксиапатита связаны с другими, более дешевыми компонентами, и добавляются в смесь для улучшения гидроскиапатитной области поверхности и реактивности. И лишь недавно, развитие нанотехнологий открыло новые возможности для получения недорогостоящих микро-нано частиц через метод «вверх дном».

Эти гидроксиапатитные элементы являются поверхностными наноструктурами и занимают больше площади поверхности, иследовательно, их реактивность выше, что позволяет им прикрепляться к апатиту эмали и дентина, формируя на эмали биомиметический слой, который защищает от налета и закрывает канальцы дентина, решая проблему гиперчувствительности.

Список литературы:
[1]Robinson C, Kirkham J, Shore R. Eds. Dental Enamel Formation to Destruction; CRC Press: Boca Raton, FL, 1995.
[2]Tamerler C, Sarikaya M. Molecular biomimetics: genetic synthesis, assembly, and formation of materials using peptides. MRS Bull 2008; 33; 504-512.
[3]Ten Cate AR. Oral Histology. Development, Structure, and Function, 4th ed.; Mosby: St. Louis, MO, 1994.
[4]White SN, Luo W, Paine ML, Fong H, Sarikaya M, Snead ML. Biological
organization of hydroxyapatite crystallites into a fibrous continuum toughens and controls anisotropy in human enamel. J Dent Res 2001; 80: 321-326.
[5] Imbeni V, Kruzic JJ, Marshall GW, Marshall SJ, Ritchie RO. The dentin-enamel junction and the fracture of human teeth. Nat Mater 2005; 4: 229-232.
[6]Eccles JD. Dental erosion of nonindustrial origin. A clinical survey and classification. J Prosthet Dent 1979; 42: 649-653.
[7]Deery C, Wagner ML, Longbottom C, Simon R, Nugent ZJ. The prevalence of dental erosion in a United States and a United Kingdom sample of adolescents. Pediatric Dentistry 2000; 22: 505-510.
[8]Dugmore CR, Rock WP. The prevalence of tooth erosion in 12-year-
old children. Br Dent J 2004; 196: 279-282.
[9]Al-Dlaigan YH, Shaw L, Smith A. Dental erosion in a group of British 14-year-old school children. Part I. Prevalence and influence of differing socioeconomic backgrounds. Br Dent J 2001; 190: 145-149.
[10]Arnadottir IB, Sæmundsson SR, Holbrook WP. Dental erosion in Icelandic teenagers
in relation to dietary and lifestyle factors. Acta Odontol Scand 2003; 61: 25-28.
[11]Nunn JH, Gordon PH, Morris AJ, Pine CM, Walker A. Dental erosion—changing prevalence? A review of British National children’s surveys. Int J Paed Dent 2003; 13: 98-105.
[12]British Soft Drinks Association Annual Report 2002–2003. A Shared Responsibility.
The British Soft Drinks Association Ltd., 20–22 Stukeley Street, London WC2B 5LR.
[13]Da Costa CC, Almeida IC, Costa Filho LC. Erosive effect of an antihistamine-containing syrup on primary enamel and its reduction by fluoride dentifrice. Int J Paediatr Dent 2006; 16: 174-180.
[14]Kitchens M, Owens BM. Effect of carbonated beverages, coffee, sports and high energy drinks, and bottled water on the in vitro erosion characteristics of dental enamel. J Clin Pediatr Dent 2007; 31: 153-159.
[15]Wiegand A, Attin T. Occupational dental erosion from exposure to acids: a review. Occup Med (Lond) 2007; 57: 169-176.
[16]Lussi A, Jaeggi T, Zero D. The role of diet in the aetiology of dental erosion. Caries Res 2004; 38: 34-44.
[17]Lussi A, Hellwig E, Zero D, Jaeggi T. Erosive tooth wear: diagnosis,
risk factors and prevention. Am J Dent 2006; 19: 319-325.
[18]West N X, Maxwell A, Hughes J A, Parker D M, Newcombe R G, Addy M. A method to measure clinical erosion: the effect of orange juice consumption on erosion of enamel. J Dent 1998; 26: 329-335.
[19]West NX, Hughes JA, Parker DM, Newcombe RG, Addy M. Development and
evaluation of a low erosive blackcurrant juice drink 2. Comparison with a conventional blackcurrant juice drink and orange juice. J Dent 1999; 27: 341-344.
[20]Hughes JA, West NX, Parker DM, Newcombe RG, Addy M. Development and evaluation of a low erosive blackcurrant juice drink in vitro and in situ. 1. Comparison with orange juice. J Dent 1999; 27: 285-289.
[21]Hughes JA, West NX, Parker DM, Newcombe RG, Addy M. Development and evaluation
of a low erosive blackcurrant juice drink. 3. Final drink and concentrate, formulae comparisons in situ and overview of the concept. J Dent 1999; 27: 345-350.
[22]Nieuw Amerongen AV, Oderkerk CH, Driessen AA. Role of mucins from human whole saliva in the protection of tooth enamel against demineralization in vitro. Caries Res 1987; 21: 297-309.
[23]Amaechi BT, Higham SM, Edgar WM, Milosevic A. Thickness of acquired salivary pellicle
as a determinant of the sites of dental erosion. J Dent Res 1999; 78: 1821-1828.
[24]Nekrashevych Y, Stosser L. Protective influence of experimentally formed salivary pellicle on enamel erosion. An in vitro study. Caries Res 2003; 37: 225-231.
[25]Holland GR, Nahri MN, Addy M et al. Guidelines for the design and conduct of clinical trials on dentine hypersensitivity. J Clin Periodontol 1997; 10: 341-350.
[26]Canadian Advisory Bord on dentine Hypersensitivity. Consensus-based recommendations for the diagnosis and management of dentine hypersensitivity. J Can Dent Assoc 2003; 69: 221-228.
[27]Brannstrom MA. Hydrodynamic mechanism in the transmission of pain producing stimuli through the dentine. In: Anderson D. editor. Sensory Mechanisms in Dentine 73-80. London: Pergamon Press. 1962.
[28]Addy M. Dentine hypersensitivity: new perspectives on an old problem. Int Dent J 2002; 52: 367-375.
[29]Dababneh RH, Khouri AT, Addy M. Dentine hypersensitivity-an enigma? A review of terminology, epidemiology, mechanisms, aetiology and management. Br Dent J 1999; 187: 606-611.
[30]Rimondini L, Baroni C, Carassi A. Ultra structure of hypersensitive and non sensitive
dentine. A study on replica model. J Clin Periodontol 1995; 22: 899-902.
[31]Hunter ML, Addy M, Pickles MJ et al. The role of toothpastes and toothbrushes in the aetiology of toothwear. Int Dent J 2002; 52: 399-405.
[32]Abasi EG, Addy M, Adams D. Dentine hypersensitivity. The effects of toothbrushing and dietary compounds on dentine in vitro: A SEM study. J Oral Rehabil 1992; 19: 101-110.
[33]Zero DT. Erosion — chemical and biological factors of importance to the dental practitioner. Int Dent J 2005; 55: 285-290.
[34]Featherstone JDB, Glena R, Shariati M, Shields CP. Dependence of in vitro Demineralization of Apatite and Remineralization of Dental Enamel on Fluoride Concentration. J Dent Res 1990; 69: 620-625.
[35]Teaford MF. A review of dental microwear and diet in modern
mammals. Scanning Microsc 1988; 2: 1149-1166.
[36]Ganss C, Klimek J, Schaffer U, Spall T. Effectiveness of two fluoridation measures on erosion progression in human enamel and dentine in vitro. Caries Res 2001; 35: 325-330.
[37]Ganss C, Klimek J, Brune V, Schurmann A. Effects of two fluoridation measures on erosion progression in human enamel and dentine in situ. Caries Res 2004; 38: 561-566.
[38]Wiegand A, Attin T. Influence of fluoride on the prevention of erosive
lesions – a review. Oral Health Prev Dent 2003; 1: 245-253.
[39]Young A, Thrane PS, Saxegaard E, Jonski G, Rolla G. Effect of stannous fluoride toothpaste on erosionlike lesions: an in vivo study. Eur J Oral Sci 2006; 114: 180-183.
[40]Magalhães AC, Stancari FH, Rios D, Buzalaf MA. Effect of an experimental 4% titanium tetrafluoride varnish on dental erosion by a soft drink. J Dent 2007; 35: 858-61.
[41]Nobre-Dos-Santos M, Rodrigues LK, Del-Bel-Cury AA, Cury JA. In situ effect of a dentifrice with low fluoride concentration and low pH on enamel remineralization and fluoride uptake. J Oral Sci 2007; 49: 147-154.
[42]Newby CS, Creeth JE, Rees GD, Schemehorn BR. Surface microhardness changes, enamel fluorideuptake, and fluoride availability from commercial toothpastes. J Clin Dent 2006; 17: 94-99.
[43]Roveri N, Palazzo B. Hydroxyapatite Nanocrystals as Bone Tissue Substitute. Nanotechnologies for the Life Sciences; 9: 283-307 ed. By Challa S.S. R. Kumar, WILEY-VCH, 2006.
[44]Palazzo B, Iafisco M, Laforgia M, Margiotta N, Natile G, Bianchi CL, Walsh D, Mann
S, Roveri N. Biomimetic hydroxyapatite/drug nanocrystals as potential bone substitutes with antitumour drug delivery properties. Adv Funct Mater 2007; 17: 2180-2188.
[45]Featherstone JDB, Schields CP, Khademazad B, Oldershaw MD. Acid reactivity of carbonated apatites with strontium and fluoride substitutions. J Dent Res 1983; 62: 1049-1053.
[46]Newesely H. Changes in crystal types of low solubility calcium phosphates in
the presence of accompanying ions. Arch Oral Biol 1961; 6: 174-180.
[47]Okazaki M, Takahashi J, Kimura H. Fuptake inhibition by excess phosphate during fluoridated apatite formation. Caries Res 1985; 19: 342-347.
[48]Chachra D, Turner CH, Dunipace AJ, Grynpas MD. The effect of fluoride treatment on bone mineral in rabbits. Calcif Tissue Int 1999; 64: 345-351.
[49]Turner C, Akhter M, Heaney R. The effects of fluoridated water on bone strength. J Orthop Res 1992; 10: 581-587.
[50]Farley JR, Wergedal JE, Baylink DJ. Fluoride directly stimulates proliferation and alkaline phosphatase activity of bone-forming cells. Science 1983; 222: 330-332.
[51]Gruber HE and Baylink DJ. The effect of fluoride on bone. Clin Orthop Rel Res 1991; 267: 264-277.
[52]Bonjour JP, Caverzasio J, Rizzoli R. Effect of fluoride on bone cells. Res Clin Forums 1993; 15: 9-12.
[53]Groeneveld A, Van Eck AA, Backer Dirks O. Fluoride in caries prevention:
is the effect preor post-eruptive? J Dent Res 1990; 69: 751-755.
[54]Murray JJ. Efficacy of preventive agents for dental caries. Systemic fluorides: water fluoridation. Caries Res 1993; 27: 2-8.
[55]Beltran ED, Burt BA. The pre-and posteruptive effects of fluoride in the caries decline. J Public Health Dent 1988; 48: 233-240.
[56]Stephen KW, McCall DR, Tullis JI. Caries prevalence in northern Scotland before, and 5 years after, water defluoridation. Br Dent J 1987; 163: 324-326.
[57]Featherstone JDB. Prevention and reversal of dental caries: role of low
level fluoride. Community Dent Oral Epidemiol 1999; 27: 31-40.
[58] White DJ, Nancollas GH. Physical and chemical considerations of the role of firmly and loosely bound fluoride in caries prevention. J Dent Res 1990; 69: 587-594.
[59]Whitford GM, Thomas JE, Adair SM. Fluoride in whole saliva, parotid ductal saliva and plasma in children. Arch Oral Biol 1999a; 44: 785-788.
[60]Oliveby A, Twetman S, Ekstrand J. Diurnal fluoride concentration in whole saliva in children living in a high-and a low-fluoride area. Caries Res 1990; 24: 44-47.
[61]Ekstrand J. Fluoride in plaque fluid and saliva after NaF or MFP rinses. Eur J Oral Sci 1997; 105: 478-484.
[62]Hetzer G. Speisesalzfluoridierung – Ergebnisse, Erfahrungen,
Anwendungsempfehlungen. Prophylaxe impuls 1997; 3: 110-116.
[63]Sjögren K, Birkhed D, Persson LG, Norén JG. Salivary fluoride clearance after a single intake of fluoride tablets and chewing gums in children, adults, and dry mouth patients. Scand J Dent Res 1993; 101: 274-278.
[64]Twetman S, Nederfors T, Petersson LG. Fluoride concentration in whole saliva and separate gland secretions in schoolchildren after intake of fluoridated milk. Caries Res 1998; 32: 412-416.
[65]Dhabhar, D.J., Shah, N.B.: US4283385 (1981).
[66]Roella, G.: US4714608 (1986).
[67]Grodberg, M.C.: US4861590 (1988).
[68]Pearce, E.I.F.: US4532124 (1985).
[69]Rudy, M.A., Lisanti, V.F.: US4606912 (1986).
[70]Intradal, N.V.: US4460565 (1984).
[71]Gaffar, M.C.S.; Gaffar, A.: US4177258 (1979).
[72]Gaffar, A., Davis, C.B.: US4348381 (1982).
[73]Chow, L.C.; Takagi, S.: US5145668 (1992).
[74]Raaf, H., Harth, H., Wagner, H.R.: US 4397837 (1983).
[75]Shields CP, Leverett DH, Adair SM, Featherstone JDB. Salivary fluoride levels in
fluoridated and non-fluoridated communities. J Dent Res 1987; 141: 277.
[76] Richards A, Banting DW (1996). Fluoride toothpastes. In: Fluoride in Dentistry. 2nd edition. Fejerskov O, Ekstrand J, Burt BA (eds) Munksgaard, Copenhagen, pp. 328-346.
[77]Erdal S, Buchanan SN. A quantitative look at fluorosis, fluoride exposure, and intake in children using a health risk assessment approach. Environ Health Perspect 2005; 113: 111-117.
[78][European Food Safety Authority (EFSA) Scientific Panel]
[79]Ardu S, Stavridakis M, Krejci I. A minimally invasive treatment of severe
dental fluorosis. Quintessence Int 2007; 38: 455-458.
[80]De Almeida BS, da Silva Cardoso VE, Buzalaf MA. Fluoride ingestion from toothpaste and diet in 1–3 year old Brazilian children. Comm Dent Oral Epidemiol 2007; 35: 53–63.
[81]Franco AM, Saldarriaga A, Martignon S, Gonzalez MC, Villa AE. Fluoride intake and fractional urinary fluoride excretion of Colombian preschool children. Comm Dent Health 2005; 22: 272–278.
[82]Addy M. Periodontology 2000 2008; 48: 54–65.
[83]Alhava EM, Olkkonen H, Kauranen P, Kari T. The effect of drinking water fluoridation on the fluoride content, strength and mineral density of human bone. Acta Orthop Scand 1980; 51: 413-420.
[84]Eble DM, Deaton TG, Wilson FC, Bawden JW. Fluoride concentrations in
human and rat bone. J Public Health Dent 1992; 52: 288-291.
[85]Khandare AL, Kumar U, Shanker RG, Venkaiah K, Lakshmaiah N. Additional beneficial effect of tamarind ingestion over defluoridated water supply to adolescent boys in a fluorotic area. Nutrition 2004; 20: 433-436.
[86]Burt BA. The changing patterns of systemic fluoride intake. J Dent Res 1992; 71 (Special Issue): 1228-1237.
[87]Barnhart WE, Hiller LK, Leonard GJ, Michaels SE. Dentifrice usage and
ingestion among four age groups. J Dent Res 1974; 53: 1317-1322.
[88]Naccache H, Simard PL, Trahan L, Demers M, Lapointe C, Brodeur JM. Variability in the ingestion of toothpaste by preschool children. Caries Res 1990; 24: 359-363.
[89]Naccache H, Simard PL, Trahan L, Brodeur JM, Demers M, Lachapelle D, Bernard PM. Factors affecting the ingestion of fluoride dentifrice by children. J Public Health Dent 1992; 52: 222-226.
[90]Richards A, Banting DW (1996). Fluoride toothpastes. In: Fluoride in Dentistry. 2nd edition. Fejerskov O, Ekstrand J, Burt BA (eds) Munksgaard, Copenhagen, pp. 328-346.
[91]Veis A. The chemistry and biology of mineralized connective tissues. Amsterdam: Elsevier; 1981
[92]Lowestan HA, Weiner S. On biomineralization. New York: Oxford University Press; 1989
[93]Driessens FMC. Formation and stability of calcium phosphates in relation to the phase composition of the mineral in calcified tissues. Boca Raton FL: CRC Press; 1983
[94]Rey C, Renugopalakrishnan V, Collins B, Glimcher M. Fourier transform infrared spectroscopic study of the carbonate ions in bone mineral during aging. Calcif Tissue Int 1991; 49: 251-258.
[95]Burnell JM, Teubner EJ, Miller AG. Normal maturational changes in bone matrix,
mineral, and crystal size in the rat. Calcif Tissue Int 1980; 31: 13-19.
[96] Roveri N, Palazzo B. Tissue, cell and organ engineering. Weinheim: Wiley-VCH; 2006
[97]Vallet-Regì M, Gonzales Calbet JM. Calcium phosphates as substitution of bone tissue. Prog Solid State Chem 2004; 32: 1-31.
[98]Rey C, Collins B, Goehl T, et al. The carbonate environment in bone mineral: a resolutionenhanced Fourier transform infrared spectroscopy study. Calcif Tissue Int 1989; 45: 157-164.
[99]Legeros R, Balmain N, Bonel G. Age-related changes in mineral of rat
and bovine cortical bone. Calcif Tissue Int 1987; 41: 137-144.
[100]Handschin RG, Stern WB. Crystallographic and chemical analysis of human bone apatite (Crista Iliaca). Clin Rheumatol 1994; 13: 75-90.
[101]Posner AS. Crystal chemistry of bone mineral. Physiol Rev 1969; 49: 760-792.
[102]Sikavitsas VL, Temenoff JS, Mikos AG. Biomaterials and bone mechano-transduction. Biomaterials 2001; 22: 2581-2593.
[103]Anderson HC. Mineralization by matrix vesicles. Scan Electron Microsc 1984; (Pt 2): 953-964.
[104]Posner AS. The mineral of bone. Clin Orthop Relat Res 1985; 200: 87-99.
[105]Rodan AG. Introduction to bone biology. Bone 1992; 13 (Suppl 1): S3-6.
[106]Anderson HC. Molecular biology of matrix vesicles. Clin Orthop Relat Res 1995; 314: 266-280.
[107]Anderson AC. Matrix vesicles and calcification. Curr Rheumatol Rep 2003; 5: 222-226.
[108]Du C, Falini G, Fermani S, et al. Supramolecular assembly of amelogenin
nanospheres into birefringent microribbons. Science 2005; 307: 1450-1454.
[109]Gazzaniga G, Roveri N, Rimondini L, et al. Biologically active nanoparticles of a carbonatesubstituted hydroxyapatite process for their preparation and compositions incorporating the same WO2007137606; 2007.
[110]Rimondini L, Palazzo B, Iafisco M, et al. The remineralizing effect of carbonate–hydroxyapatite nanocrystals on dentine. Mater Sci Forum 2007; 539: 602-605.
[111]Roveri N, Palazzo B, Iafisco M, et al. Synthetic biomimetic carbonate–hydroxyapatite nanocrystals for enamel remineralization. Mater Sci Forum 2008; 4: 821-824.
[112]Palazzo B, Sidoti MC, Roveri N, Tampieri A, Sandri M, Bertolazzi L, Galbusera F, Dubini G, Vena P, Contro R. Controlled drug delivery from porous hydroxyapatite grafts: An experimental and theoretical approach. Materials Science & Engineering, C: Biomimetic and Supramolecular Systems 2005; 25(2): 207-213.
[113]Tampieri A, Celotti G, Sprio S, Delcogliano A, Francese S. Porosity-graded hydroxyapatite
ceramics to replace natural bone. Biomaterials 2000; 22: 1365–1370.
[114]Medley JA, Andrews MW. The effect of a surface barrier on uptake rates of dye into wool fibers. Textile Res J 1959; 29: 398-401.
[115]Higuchi T. Mechanism of sustained-action medication. Theoretical analysis of rate of release of solid drugs disperded in solid matrices. J Pharmacol Sci 1963; 11: 45– 1149.
[116]Paul DR, McSpadden SK. Diffusional release of a solute from a polymer matrix. J Membr Sci 1 1976; 1:33– 48.
[117]Tamerler C, Sarikaya M. Molecular biomimetics: utilizing nature’s molecular ways in practical engineering. Acta Biomater 2007; 3: 289-299.
[118]Weiner S, Addadi L. Strategies in mineralized biological materials. J Mater Chem 1997; 7: 689-702.
[119]Sarikaya M, Tamerler C, Jen AKY, et al. Molecular biomimetics: nanotechnology through biology. Nat Mater 2003; 2: 577-585.
[120]Vriezema DM, Aragonès MC, Elemans JAAW, et al. Self-assembled nanoreactors. Chem Rev 2005; 105: 1445-1489.
[121]Mann S, Ozin GA. Synthesis of inorganic materials with complex form. Nature 1996; 382: 313-318.
[122]Vallet-Regì M. Revisiting ceramics for medical applications. Dalton Trans 2006; 44: 5211-5220.
[123]Kralj M, Pavelic K. Medicine on a small scale. EMBO Rep 2003; 4: 1008-1012.
[124]Quintana A, et al. Design and function of a dendrimer-based therapeutic nanodevice targeted to tumor cells through the folate receptor. Pharm Res 2002; 19: 1310-1316.
[125]Lehn JM. Supamolecular chemistry: from molecular information towards self-organization and complex matter. Rep Prog Phys 2004; 67: 249-265.
[126]Lee SH, Shin H. Matrices and scaffolds for delivery of bioactive molecules in bone and cartilage tissue engineering. Adv Drug Del Rev 2007; 59: 339-359.
[127]Tao SL, Desai AT. Microfabricated drug delivery systems; from particles to pores. Adv Drug Del Rev 2003; 55: 315-328.
[128]Rodriguez-Lorenzo LM, Vallet-Regi M, Ferreira JMF. Fabrication of hydroxyapatite bodies by uniaxial pressing from a precipitated powder. Biomaterials 2001; 22: 583-588.
[129]Tadic D, Beckmann F, Schwarz K, Epple M. A novel method to produce hydroxyapatite objects with interconnecting porosity that avoids sintering. Biomaterials 2004; 25: 3335-3340.
[130]Rodriguez-Lorenzo LM, Vallet-Regi M, Ferreira JMF, et al. Hydroxyapatite ceramic bodies with tailored mechanical properties for different applications. J Biomed Mater Res 2002; 60: 159-166.
[131]Padilla S, Roman J, Vallet-Regi M. Synthesis of porous hydroxyapatites by combination of gelcasting and foams burn out methods. J Mater Sci Mater Med 2002; 13: 1193-1197.
[132]Habraken WJEM, Wolke JGC, Jansen JA. Ceramic composites as matrices and scaffolds for drug delivery in tissue engineering. Adv Drug Del Rev 2007; 59: 234-248.
[133]Roy DM, Linnehan SK. Hydroxyapatite formed from coral skeletal carbonate by hydrothermal exchange. Nature 1974; 247: 220-222.
[134]Vallet-Regì M, Ràmila A, del Real RP, Pèrez-Pariente J. A new property of MCM-41: drug delivery system. Chem Mater 2001; 13: 308-311.
[135]Ben-Nissan B. Natural bioceramics: from coral to bone and beyond. Curr Opin Solid State Mater Sci 2003; 7: 283-288.
[136]Roveri N, B. Palazzo B. (2006). Hydroxyapatite Nanocrystals as Bone Tissue Substitute. In Tissue, Cell and Organ Engineering. (pp. 283 — 307). Challa S.S. R. Kumar Weinheim: WILEYVCH.
[137]Pena J, Vallet-Regi M, San Roman J. TiO 2 -polymer composites for biomedical applications. J Biomed Mater Res 1997; 35: 129-134. [138]Wang M, KokuboT, Bonfi eld W. Bioceramics. Oxford: Pergamon; 1996
[139]Kikuchi M, Sato K, Suetsugu Y, Tanaka J. Bioceramics. New York: World Scientifi c; 1998
[140]Bakos D, Soldan M, Hernandez-Fuentes I. Hydroxyapatite-collagen-hyaluronic acid composite. Biomaterials 1999; 20: 191-195.
[141]Cherng A, Takagi S, Chow LC. Effects of hydroxypropyl methyl cellulose and other gelling agentson the handling properties of calcium phosphate cement. J Biomed Mater Res 1997; 35: 273-277.
[142]Roveri, N., Bigini, G., Tampieri, A., Tosetti, A., Altamura, M., Goso, C.: WO 2005082780 (2005).
[143]Roveri N, Palazzo B. Tissue, cell and organ engineering. Weinheim: Wiley-VCH; 2006
[144]Tampieri, A., Celotti, G., Roveri, N., Landi, E.: EP1447104 (2004).
[145]Walsh D, Arcelli L, Swinerd V, et al. Aerosol-mediated fabrication of porous thin films using ultrasonic nebulization. Chem Mater 2007; 19: 503-508.
[146]Villacampa A, García-Ruiz JM. Synthesis of a new hydroxyapatite-silica composite material. J Cryst Growth 2000; 211: 111-115.
[147]Tanaka HK, Miyajima K, Nakagaki M, Shimabayashi S. Interactions of aspartic acid, alanine and lysine with hydroxyapatite. Chem Pharm Bull 1989; 37: 2897-2901.
[148]Koutsopoulos S. Synthesis and characterization of hydroxyapatite crystals: a review study on the analytical methods. J Biomed Mater Res 2002; 62: 600-612.
[149]Manara S, Paolucci F, Palazzo B, et al. Electrochemically-assisted deposition of biomimetic hydroxyapatite–collagen coatings on titanium plate. Inorg Chim Acta 2008; 361: 1634-1645.
[150]Palazzo B, Iafisco M, La forgia M, et al. Biomimetic hydroxyapatite-drug nanocrystals as potential bone substitutes with antitumor drug delivery properties. Adv Funct Mater 2007; 17: 2180-2188.
[151]Tampieri A, Celotti G, Landi E. From biomimetic apatites to biologically
inspired composites. Anal Bioanal Chem 2005; 381: 568-576.
[152]Paolucci, F., Marcaccio, M., Roveri, N., Manara, S., Tampieri, A., Pressato, D., De Luca, C., Di Fede S.: MI200A001083 (2007)
[153]Palazzo B, Walsh D, Iafisco M, Foresti E, Bertinetti L, Martra G, Bianchi CL, Cappelletti G, Roveri N. Amino acid synergetic effect on structure, morphology and surface properties of biomimetic apatite nanocrystals. Acta Biomaterialia 2008; doi:10.1016/j.actbio.2008.10.024
[154]Kalita SJ, Bhardwaj A, Bhatt HA. Nanocrystalline calcium phosphate ceramics
in biomedical engineering. Mater Sci Eng C 2007; 27: 441-449.
[155]Akawa T, Kobayashi M, Yoshida M, et al. Improved liquid chromatographic separation of different proteins by designing functional surfaces of cattle bone-originated apatite. J Chromatogr A 1999; 862: 217-220.
[156]Molle P, Lienard A, Gramsik A, et al. Apatite as an interesting seed to remove phosphorus
from wastewater in constructed wetlands. Water Sci Technol 2005;51: 193-203.
[157]Barroug A, Kuhn LT, Gerstenfeld LC, Glimcher MJ. Interactions of cisplatin with calcium phosphate nanoparticles: in vitro controlled adsorption and release. J Orthop Res 2003 ; 22 : 703 — 708.
[158]Iafisco M, Palazzo B, Falini G, Di Foggia M, Bonora S, Nicolis S, Casella L, Roveri
N. Adsorption and Conformational Change of Myoglobin on Biomimetic Hydroxyapatite Nanocrystals Functionalized with Alendronate. Langmuir 2008; 24(9): 4924-4930.
[159]Addadi L, Weiner S. Biomineralization: chemical and biochemical perspectives. New York: VCH; 1989
[160]Boskey AL. Cell mediated calcifi cation and matrix vesicles. Amsterdam: Elsevier; 1986
[161]Bajpai AK. Blood protein adsorption onto a polymeric biomaterial of
polyethylene glycol and poly[(2-hydroxyethyl methacrylate)-co-acrylonitrile] and evaluation of in vitro blood compatibility. Polym Int 2005; 54: 304-315.
[162]Kondo A, Mihara J. Comparison of adsorption and conformation of hemoglobin and myoglobin on various inorganic ultrafi ne particles. J Colloid Interface Sci 1996; 177: 214-221.
[163]Boix T, Gomez-Morales J, Torrent-Burgue J, et al. Adsorption of recombinant human bone morphogenetic protein rhBMP-2m onto hydroxyapatite. J Inorg Biochem 2005; 99: 1043-1050.
[164]Ouizat S, Barroug A, Legrouri A, Rey C. Adsorption of bovine serum albumin on poorly crystalline apatite: influence of maturation. Mater Res Bull 1999; 34: 2279-2289.
[165]Hughes Wassell DT, Hall RC, Embery G. Adsorption of bovine serum
albumin onto hydroxyapatite. Biomaterials 1995; 16: 697-702.
[166]Barroug A, Lernoux E, Lemaitre L, Rouxhet P. Adsorption of succinylated lysozyme on hydroxyapatite. J Colloid Interface Sci 1997; 189: 37-42.
[167]Moreno E, Kresak M, Hay DI. Adsorption of molecules of biological interest onto hydroxyapatite. Calcif Tissue Int 1984; 36: 48-59.
[168]Sabatino P, Foresti E, Iafisco M, et al. Adsorption of serum albumin on synthetic biomimetic hydroxyapatite nanocrystals. XXII Congresso Nazionale della Società; 10 – 15 September 2006; Chimica Italiana Firenze
[169]Palazzo, B., Roveri, N., Iafisco, M., Rimondini L., Gazzaniga G., Gualandi, P.: PCT/EP2006/005146 (2006).
[170]Roveri N, Battistella E, Bianchi CL, Foltran I, Foresti E, IafiscoM, Lelli M, Naldoni A, Palazzo B, Rimondini L. Surface enamel remineralization: biomimetic apatite nanocrystals and fluoride ions different effects. Journal of Nanomaterials 2009; doi:10.1155/2009/746383.
[171]Rimondini L, Palazzo B, Iafisco M, Canegallo L, Denarosi F, Merlo M, Roveri N. The remineralizing effect of carbonate-hydroxyapatite nanocrystals on dentine. Mater Sci Forum 2007; 539-543: 602-605.
[172]Roveri N, Battistella E, Foltran I, Foresti E, Iafisco M, Lelli M, Palazzo B,
Rimondini L. Synthetic Biomimetic carbonate-Hydroxyapatite Nanocrystals for Enamel Remineralization. Advanced Materials Research 2008; 47-50: 821-824.
[173] Li Li, Haihua Pan, Jinhui Tao, Xurong Xu, Caiyun Mao, Xinhua Gu, Ruikang Tang. J Mater Chem 2008; 18: 4079–4084.

Лечение чувствительности зубов Самара

Методы лечения чувствительности зубов

01

Фторирование и реминерализация эмали

Зубы покрываются лаком, который содержит полезные минералы — фтор и кальций. Закрываются все микроскопические трещины и шероховатости, эмаль выравнивается и становится более гладкой. Она укрепляется и защищает зуб.

02

Лечение кариеса

Удаляются пораженные ткани, при необходимости пролечиваются каналы, очищенные полости дезинфицируются. Зуб закрывается пломбой, которая предохраняет его от действия налета и вторичного кариеса. Дискомфорт быстро проходит.

03

Протезирование зубов

Повышенная стираемость эмали может быть результатом отсутствия нескольких зубов. Это результат неравномерного распределения жевательной нагрузки.

Уход за зубами имеет большое значение для снятия дискомфорта при чувствительности зубов. Специалист клиники «ЭДЕНТАЛЬ» порекомендует подходящие пасту и щетку, научит безопасной для эмали технике чистки зубов. Врач расскажет, как нужно питаться, чтобы ваши зубы получали все необходимые вещества, а эмаль стала крепкой.

Не терпите дискомфорт от высокой чувствительности зубов, обратитесь в клинику «ЭДЕНТАЛЬ». Наши специалисты проведут эффективную диагностику и лечение. Вы сможете снова с удовольствием есть мороженое, наслаждаться горячим ароматным кофе или чаем, не беспокоясь о реакции зубов.

Вернем комфорт при повышенной чувствительности зубов.

Записаться на прием

Зубная эмаль- самая твёрдая ткань в организме человека

Зубная эмаль-самая твёрдая ткань в организме человека

Эмаль покрывает зуб не полностью, а только его коронковую часть, доходя до места сужения- шейки- и соединяясь там с зубным цементом. Она защищает мягкие зубные ткани от воздействия факторов внешней среды благодаря повышенному содержанию в своём составе минеральных неорганических веществ и малому проценту воды.Несмотря на свою твёрдость и способность выдерживать жевательные нагрузки, эмаль очень хрупкая и может повредиться при травме зуба. Она на 96% состоит из кальция, фосфора и других неорганических веществ. Оставшиеся 4%- это вода и белковые соединения. Наличием кристаллов гидроксиапата объясняется тот факт, что эмаль уязвима к воздействию кислотной среды. Поэтому не стоит злоупотреблять продуктами, повышающими кислотность слюны.

РАЗРУШЕНИЕ

Со временем зубное покрытие истончается естественным путём вследствие недостатка  и вымывания микроэлементов, в частности солей кальция. При ухудшении состояния эмали бактерии и кислоты проникают в дентин, провоцируя кариес и другие заболевания. К сожалению, зубная эмаль неспособна к самостоятельной регенерации. Тот факт, что она неспособна восстанавливаться сама по себе, вынуждает специалистов по всему миру проводить всё новые опыты и эксперименты. Средство для регенерации пока не найдено, однако в арсенале современной стоматологии имеются эффективные процедуры для реставрации и насыщения зубной эмали полезными элементами.

Профессиональные методы маскируют эстетические дефекты и предотвращают дальнейшее разрушение зубов. Средства по уходу дома- помогают укрепить эмалевый слой.

В кабинете стоматолога вам предложат поверхностное или глубокое фторирование зубов, которое усилит защитные свойства эмали и подавит бактериальный обмен веществ. Также применяют реминерализацию, то есть насыщение эмали различными полезными элементами — кальцием, фтором, и другими.

• ФТОРИРОВАНИЕ     

Поверхность обрабатывается профессиональным лаком с высоким содержанием фтора для запечатывания трещин и царапин.

• ИМПЛАНТАЦИЯ ЭМАЛИ
  

С целью маскировки неровностей и улучшения цвета зуб послойно покрывают синтетическим составом, сходным с натуральной зубной тканью.

• ПЛОМБИРОВАНИЕ

Технология применяется в случае сколов и переломов. При помощи фотополимерных композитов врач наращивает зуб до нужного размера.
Тонкие накладки фиксируются на внешней стороне зубных рядов для коррекции эстетических дефектов. Подробнее о винирах вы можете прочитать в нашей статье Виниры это..
МЫ РАБОТЕМ, ЧТОБЫ ВЫ УЛЫБАЛИСЬ!!!

Причины повышенной чувствительности зубов у взрослых, что делать

Более 40% взрослых людей страдают повышенной чувствительностью зубов, или, как ее еще называют, гиперчувствительностью дентина. У женщин эта проблема наблюдается чаще, чем у мужчин [1,2]. В большинстве случаев чувствительность зубов проявляется как острая кратковременная боль, причем болеть может и один, и несколько зубов сразу.

Причины возникновения гиперчувствительности зубов

Любой здоровый зуб состоит из четырех тканей. Эмаль покрывает коронку зуба снаружи и является самой твердой тканью не только в зубе, но и во всем организме человека, поскольлку содержит большое количество фосфата кальция. Дентин располагается под эмалью и составляет основную часть зуба. Он мягче эмали, но прочнее цемента. Последний покрывает корень, обеспечивая связь зуба и костной ткани челюсти. В центре зуба находится пульпа – соединительная ткань с кровеносными сосудами и нервными окончаниями.

Главными факторами, обуславливающими возникновение повышенной чувствительности зубов, являются рецессия десны, утрата цемента и потеря эмали. Рецессия (опущение) десны приводит к оголению дентина. Она может быть вызвана как утратой периодонтальной связки в результате заболевания пародонта, так и чрезмерным давлением при чистке зубов. Потеря эмали также может происходить при слишком сильном надавливании на зубную щетку во время чистки; при этом обнажается расположенный под эмалью слой дентина. Стираемость эмали особенно усиливается при чистке зубов непосредственно перед или сразу после употребления кислотосодержащих продуктов (фруктов, помидоров) и напитков, вызывающих эрозию эмали.

Что происходит внутри зуба, который становится чувствительным?

При обнажении дентина, вызванном утратой эмали или рецессией десны, может возникнуть повышенная чувствительность зубов. Дентин пронизан канальцами, идущими от центра зуба (то есть пульпы, в которой много нервных окончаний) к поверхности дентина. В этих канальцах находится дентинная жидкость. Когда дентин обнажается, на эту жидкость начинают воздействовать внешние раздражители, например, тепло, холод, изменение давления, сладкие или кислые продукты и напитки. При этом нервам пульпы передается сигнал, который мы воспринимаем как боль.

Вот как выглядят открытые дентинные канальцы.

Если вы подозреваете, что столкнулись с повышенной чувствительностью зубов, вам следует посетить стоматолога, который сможет поставить правильный диагноз и посоветует, что делать.

Список литературы
1) Крихели Н. И., Коваленко Т. В. Повышенная чувствительность зубов // Российская стоматология. — 2012: 5 (2). — С. 38–41
2)Нго Х. Гиперчувствительность дентина: от диагностики к лечению // Dental Tribune Russian Edition. — 2009: 5 (8). — С. 20.

^© Copyright 2011 Colgate-Palmolive Company

Статьи

Переломы зубов

1 июля 2015

Имеются ли у вашего питомца сломанные зубы? Вы не уверены в ответе? Не имеете привычки заглядывать животному в рот? Считаете, что пломбирование зубов собакам и кошкам – это что-то из разряда фантастики? А зря! Попробуем объяснить, почему.

Зубы принимают на себя всю динамическую нагрузку при такой повседневной деятельности животного, как например, игра, работа и даже обычное жевание. Из-за своей относительной негибкости зубы часто ломаются. Степень такого перелома определяется каждым конкретным случаем и с клинической точки зрения может быть как незначительной, когда нет необходимости в лечении, так и серьезной, когда требуется выполнение эндодонтической терапии (работа в канале зуба) или удаление зуба.
Зуб состоит из трех основных частей: пульпы, дентина и эмали. Пульпа – наиболее глубоко расположенная часть зуба, состоящая из сосудов и нервов, которые обеспечивают питание и чувствительность зуба. Дентин – средний слой зуба, который может быть толстым или тонким в зависимости от возраста пациента. Большей частью дентин неорганичен по своей структуре и состоит из маленьких содержащих жидкость канальцев. Все, что вызывает ненормальное течение содержащейся в канальцах жидкости внутрь или за переделы таких канальцев, приводит к возникновению повышенной чувствительности и болезненности жизнеспособного зуба. Пульпарная камера (полость, где расположена пульпа) шире в молодом зубе, а с увеличением возраста пациента она сужается, а количество дентина вокруг пульпы становится все больше. Эмаль на 97% состоит из неорганических веществ и является самой твердой тканью в теле. Вот почему она, как фарфор, совершенно непрочная и не способна восстанавливаться.

Необходимо отметить, что нервные волокна внутри пульпы отвечают только за одно чувство — боль. В пульпе есть два типа болевых рецепторов, один отвечает за пронзительную острую боль, а второй – за тупую пульсирующую боль. С клинической точки зрения это особенно важно в случаях вскрытия пульпы. Трудно даже приблизительно оценить ту степень боли, которую испытывают животные с такими переломами, которым никто месяцами и даже годами не оказывает надлежащей стоматологической помощи. Даже несмотря на то, что со временем пульпа инфицируется и некротизируется (отмирает). Острые болезненные ощущения у животного притупляются, но следует всегда помнить о том, что вскрытая пульпарная камера – это ворота инфицирования периапикальных тканей (тканей в области корня зуба) через пульпарный канал. Если у вашего питомца сломанный зуб, у которого вскрыта пульпарная камера, то дело обязательно закончится периоститом (флюсом) или даже остеомиелитом (гнойным воспалением челюсти). И это лишь вопрос времени. С момента травмы может пройти не один год, но результат один (и он неизбежен) – удаление зуба, вскрытие абсцесса, лечение свища. И все это в экстренном порядке, т. к. гнойные процессы в организме сильно нарушают его общее состояние.

Какие вещества входят в состав ваших зубов?

Опубликовано в рубрике: Общий
Размещено: 15 июля 2015 г.

Вы знаете, что каждый день используете зубы для жевания, и можете даже знать, насколько они важны для вашей речи, но как много вы знаете об анатомии своего зуба? Вот краткое руководство.

• Эмаль — самое твердое вещество в организме человека, она покрывает внешнюю поверхность зубов. Он состоит в основном из чрезвычайно твердого минерала, называемого фосфатом кальция.
• Дентин составляет слой чуть ниже эмали зуба.Он состоит из живых клеток, выделяющих минеральное вещество.
• Пульпа — это мягкая внутренняя часть каждого зуба, которая содержит его кровоснабжение и нервы.
• Цемент состоит из соединительной ткани, которая связывает корни зубов с тканью десен и челюстью.
• Пародонтальная связка плотно прижимает зубы к челюсти.
• Коронка — это видимая часть зуба, которую вы видите во рту. Корень зуба достигает челюсти ниже линии десен.

Типы зубов

У большинства взрослых 32 зуба, как описано ниже.

• Восемь резцов — это средние зубы, расположенные на верхней и нижней челюсти, по четыре на каждом.
• Четыре клыка — это заостренные острые зубы, расположенные сразу за резцами.
• Моляры — это четыре плоских зуба в задней части рта. Их используют для измельчения пищи.
• Восемь премоляров прорезываются между коренными зубами и клыками.
• Четыре третьих моляра, обычно называемые зубами мудрости, прорезываются в подростковом возрасте, но их часто удаляют, чтобы предотвратить осложнения.

Сохраняйте зубы здоровыми с помощью надлежащего ухода за зубами

Доступный стоматолог может помочь спасти ваши зубы, когда им угрожает кариес, болезнь или травма, но даже лучший стоматолог не может следовать за вами домой, чтобы убедиться, что вы » повторно очистите их должным образом. Чтобы ваша улыбка оставалась здоровой и яркой, а также проводите меньше времени в кресле стоматолога, чистите зубы дважды в день зубной щеткой с мягкой щетиной и пользуйтесь зубной нитью ежедневно. Если вы заметили признаки проблемы, такие как кровоточивость десен или видимое изменение цвета зуба, немедленно обратитесь к стоматологу.

Чтобы узнать о нашей семейной стоматологической практике во Флориде, позвоните в Towncare Dental прямо сегодня по телефону или запишитесь на прием.

Towncare Dental предлагает доступную семейную стоматологию и бережную и доброжелательную стоматологическую помощь во Флориде. Наши офисы удобно расположены с увеличенным графиком работы, чтобы удовлетворить ваши потребности. В Towncare Dental мы предоставляем большинство стоматологических услуг, от базовой профилактической помощи и общей стоматологии до специализированных процедур и полной стоматологической реконструкции.Мы принимаем большинство планов стоматологического страхования и предлагаем доступные финансовые решения для любого бюджета. Удовлетворение потребностей пациентов является нашим главным приоритетом, и мы стремимся обеспечить исключительное, доступное стоматологическое обслуживание и индивидуальный подход, которые ведут к прочным отношениям. Улыбающийся пациент — наша величайшая награда, и мы с нетерпением ждем возможности сохранить эти улыбки здоровыми, красивыми и яркими. Найдите в Towncare Dental доступного стоматолога, который действительно заботится о вас.

Зубная эмаль: достижение Nature’s Crowning

Стефан Хабелиц

Природа благоприятствует наиболее приспособленным, а зубная эмаль — одна из историй успеха эволюции.Много лет назад динозавры и древние акулы носили эмаль на своих больших вертолетах, как и недавно появившиеся существа. При правильном обращении эмаль остается на всю жизнь. «Эмаль — лучший материал для коронок», — утверждает Стефан Хабелиц, уроженец Германии, доктор философии, инженер и ученый-материаловед в Школе стоматологии UCSF. Хабелиц должен знать. Он работал над высокотехнологичной биокерамикой для костных имплантатов и реставраций зубов в течение десяти лет, прежде чем в 1999 году пришел в UCSF, чтобы проложить новый исследовательский путь. Теперь он исследует эмаль в лаборатории Маршалла стоматологической школы, где исследователи плодотворно сосредотачиваются на каждой грани зубов, зная, что их нельзя считать само собой разумеющимся.Когда эмаль разрушается из-за кариеса или травмы, стоматологи проделывают замечательную работу, исправляя проблемы с помощью золотых коронок, керамических колпачков или композитов. Но, по словам Хабелица, ни один искусственный материал не может сравниться с эмалью. Эмаль предназначена для растрескивания на участках определенных микроструктур внутри нее, и обычно со временем это происходит. Но эмаль редко полностью трескается или выходит из строя, как это часто бывает с керамикой. И лучше, чем золото или композиты, эмаль остается целиком прикрепленной к нижележащему дентину, на котором она сначала образуется.С помощью современного электронного сканирования, атомно-силовых и оптических микроскопов Хабелиц наконец-то разгадывает скрытые секреты эмали.

Инженеры-микроскописты

Это главное достижение — работа живой клетки, называемой амелобластом. Амелобласты производят множество специализированных белков, которые направляют различные этапы образования эмали. Эмаль гудит от клеточной и биохимической активности по мере ее создания, но в готовом продукте клетки, белки и другие признаки жизни почти исчезли.Эмаль — самое минерализованное вещество в организме. Хабелиц читает лекции по минерализованным тканям, керамике и композитам студентам-стоматологам первого курса, а также аспирантам и аспирантам, обучающимся в области протезирования, ортодонтии и детской стоматологии. Аспиранты шутят с Хабелицем о том, не собирается ли он в ближайшее время выращивать заменитель эмали в пробирках и вытеснять их из бизнеса. Хабелиц признает, что в ближайшем будущем этого не произойдет. Тем не менее, он стремится догнать инженеров-автопилотов природы, украсть страницу из их чертежей и сопоставить их со своими собственными изобретениями.«Если мы сможем понять, как белки образуют эмаль, мы надеемся, что сможем разработать наши собственные белки для создания искусственных структур», — говорит он. Возможно, действительно можно вырастить эмаль in vitro или вырастить новые керамические структуры, очень точно, в минимально возможном масштабе. «Четко определенные наноструктуры», — называет их Хабелиц. Помимо стоматологии, такие материалы могут служить более долговечными и лучше изнашиваемыми поверхностными покрытиями в широком спектре применений, включая, например, костные имплантаты, пуленепробиваемые материалы и микросхемы.С помощью микроскопов лаборатории Маршалла Хабелиц может увидеть, как эмаль, как и керамика, состоит из кристаллов. Кристаллы превращаются в волокна. Каждое волокно имеет диаметр около 50 нанометров — в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Волокна, в свою очередь, упакованы в стержни, причем многие стержни выступают из нижележащего дентина на поверхность зуба. Эти ряды объединяются в пучки, которые изгибаются по форме коронки зуба. Он сложный, изощренный и точно управляемый — замечательный инженерный подвиг, совершенный инженерами, невидимыми невооруженным глазом.

Ученый школы стоматологии UCSF Стефан Хабелиц изучает зубную эмаль и стремится построить зуб de novo . На этой микрофотографии показан белок амелогенин зубной эмали человека, который самособирается в лаборатории, образуя сеть из лент диаметром около 30 нанометров и длиной от 20 до 30 нанометров. В зубе ленты поддерживают рост кристаллов гидроксиапатита, основного минерального компонента эмали.

Молочные зубы, оставленные для зубной феи под подушкой, могут иметь жемчужный блеск, но блестящая эмаль по своей кристаллической регулярности больше похожа на раковины, в которых заключен жемчуг.Эмаль состоит из минерального фосфата кальция, имеющего кристаллическую структуру, известную как гидроксиапатит. Морские раковины изготавливаются из карбоната кальция. (Как и жемчуг, если на то пошло) И зубы, и морские раковины сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Для Хабелица эти структуры представляют собой вершину материаловедения в природе. «Я был очарован, узнав, что мать-природа может организовывать и контролировать образование и кристаллизацию материалов на уровне, который мы не можем», — говорит Хабелиц, выделяя различные белки в эмали для более тщательного изучения.«В настоящее время исследование в основном направлено на понимание принципов роста кристаллов под контролем белков». Основной белок, присутствующий в эмали по мере ее роста и минерализации, называется амелогенином. Уже Хабелиц и его лабораторная группа обнаружили, что амелогенин создает белковые листы, которые медленно удлиняются и могут направлять рост кристаллов гидроксиапатита.

Тайны дентина

Хабелиц также изучает структуру и формирование дентина, более мягкого основного материала, который поддерживает коронку эмалевого зуба.«Дентин — еще одна действительно интересная ткань», — с энтузиазмом говорит он. Биохимические процессы, которые приводят к образованию дентина, изучены лучше, чем те, которые способствуют формированию эмали. Дентин также в основном состоит из гидроксиапатита, но дентин больше похож на кость тем, что содержит структурный белок коллаген и другие органические материалы. По сравнению с эмалью дентин более поддается изучению на людях, потому что клетки, дающие начало дентину, называемые одонтобластами, являются долгоживущими, в отличие от амелобластов, которые исчезают после завершения формирования зуба.Тем не менее, как отмечает Хабелиц, более неоднородная структура дентина и клеточные структуры, дающие начало новому дентину в пульпе зуба, чрезвычайно сложны. Несмотря на десятилетия исследований, остается много загадок. Пытаясь выращивать дентин in vitro, Хабелиц сотрудничал с Теджалом Десаи, доктором философии, биоинженером из Медицинской школы UCSF. Они не просто смешивают нужные химические вещества в пробирке. Они работают с живыми клетками, размещая одонтобласты на микроскопических каркасах или матриксе.Их цель — воссоздать структуру новообразованного дентина, имитируя естественную конфигурацию одонтобластов и структур, которые они образуют в пульпе зуба. Основное внимание уделяется важному интерфейсу между одонтобластами и амелобластами на стыке, где дентин и эмаль обычно встречаются и становятся прочно связанными друг с другом. Конечная цель — вырастить зуб целиком de novo. «Я думаю, что во мне силен инженерный ум, — говорит Хабелиц. «Я хочу что-то производить или создавать.Но я также увлекаюсь наукой и тем, как на самом деле работают живые системы. Мне очень нравится объединять эти две вещи — чтобы понять науку, а затем применить ее. «В UCSF очень много сотрудничества, и это очень важно для меня. Самостоятельно провести такое исследование невозможно. Вам нужно наладить много сотрудничества, и вам нужен вклад с разных сторон — биологии, инженерии, химии. У нас есть все это здесь ». Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в журнале UCSF Dentistry Magazine за 2010 год.

Ссылка по теме:

Школа стоматологии UCSF, исследования

Скрытая структура эмали человека

Неправильная ориентация кристаллов на 30 °, 60 ° или 90 ° внутри каждого стержня

Удлиненные кристаллы действительно все параллельны и выровнены с длинной осью стержня, но они не совпадают. -ориентированный. Фактически, угловой разброс их осей c внутри стержня обычно составляет 30 °, а иногда до 60 ° или даже 90 °, как показано на PIC-карте эмали человека от моляра молодого взрослого во внутренней эмали. область, представленная на рис.1. Например, в трех стержнях на рис. 1а цвета варьируются от пурпурного (-60 °) до синего (-30 °) и голубого (0 °). Еще более поразительно то, что на рис. 2 цвета в поперечном сечении стержней варьируются от красного до черного и, таким образом, имеют разброс по углу 90 °.

Рис. 1

PIC-карты, показывающие скрытую кристаллическую ориентационную структуру внутренней эмали. a Карта с малым увеличением полированного поперечного сечения эмали человека (см. Дополнительный рис. 3, где показано положение этой области в полированном поперечном сечении эмали).Обратите внимание на стержни шириной ~ 5 мкм со значительным количеством осей кристалла c , ориентированных вдоль оси стержня (синий). Однако многие другие кристаллы ориентированы на ± 30 ° от оси стержня (голубой и пурпурный). Оси c промежуточных кристаллов сильно сориентированы, что видно из однородного зеленого оттенка (+ 30 ° от вертикали в лаборатории и на этом изображении) почти повсюду, всего с несколькими оранжевыми пикселями (+ 60 °). ). b Увеличенная карта PIC, полученная в соответственно помеченном прямоугольнике в a , показывающая мелкие детали ориентации и расположения стержня и промежуточного кристалла.Обратите внимание, что в b переходы в кристаллографических ориентациях между головкой стержня (H) и его промежуточным хвостовиком (T) являются постепенными, тогда как переход от промежуточного стержня к головке следующего стержня резкий, и они разделены органической оболочкой ( S). c Увеличенная область в b , где отдельные кристаллы внутри стержня параллельны друг другу, но их оси c не сориентированы, таким образом, один или несколько соориентированных кристаллов выделяются разными цветами, е.грамм. синий в окружении голубого или наоборот. Типичная ширина кристалла составляет ~ 50 нм, разрешение и размер пикселя составляют 22 нм для b и c и 60 нм для a

Рис. 2

Отображение PIC показывает скрытую структуру ориентации кристалла в большом область внутренней эмали. На карте показаны полосы Хантера-Шрегера или узор перекрещивания во внутренней эмали с тремя группами стержней, выставленными на этой полированной поверхности: в продольном (слева), поперечном (справа от центра) и наклонном (центр, справа) сечениях. .См. Дополнительный рис. 3 для точного положения этой области в зубе

. Это означает, что, в отличие от более ранних отчетов, длинная ось каждого нанокристалла не обязательно совмещена с кристаллической осью c , они могут быть на 90 ° друг от друга. Это интригует, поскольку исследования ПЭМ показали, что кристаллы в стержнях эмали выровнены своими длинными осями вдоль оси стержня ^15,16,17 . Кристаллы апатита вытянуты параллельно друг другу в стержнях эмали, как показано на обеих криотрещеных эмали на дополнительном рис.1 и протравленной эмали на рис. 3 и дополнительном рис. 2, как ранее было показано во многих других экспериментах и ​​схемах ^14,27,51,52 . Они постепенно меняют ориентацию от головы к хвосту, как показано на рис. 1 и 2, и ранее предполагалось многими авторами на основе изображений SEM ^25,26,27 .

Рис. 3

Сравнение SEM-изображения и PIC-карты одной и той же области человеческой эмали. a СЭМ-изображение, полученное после травления, показывает два хорошо различимых стержня, разделенных между стержнями и более глубокими бороздками и окруженных другими частичными стержнями. b Карта PIC показывает, что одни и те же два хорошо разных стержня имеют несколько ориентаций внутри себя, как и все другие стержни, изображенные в этой работе. Поскольку нижняя часть имеет более разнообразную ориентацию, мы выбрали этот стержень для дальнейшего увеличения ( c ) и ( d ), где белые прямоугольники расположены в ( a ) и ( b ) соответственно. c Увеличенное изображение SEM, показывающее, что все кристаллы приблизительно горизонтальны и параллельны друг другу. d Увеличенная карта PIC, показывающая, что кристаллы сверху донизу прямоугольника меняются от красного до оранжевого, до зеленого в верхней половине, что составляет угол 60 °, и от красного до пурпурного в нижней половине, что составляет угол 30 °.См. Дополнительные рис. 4 и 5 для точного положения этой области в зубе и для деформации изображения SEM, необходимой для точного перекрытия нижнего стержня на карте PIC. Это искривление делает верхний стержень неточно соответствующим верхнему стержню на карте PIC.

. Визуализация точно такой же области эмали с помощью PIC-картирования и SEM до и после травления, соответственно, с одинаковым увеличением и ориентацией показывает, что кристаллы вытянуты параллельно друг друга в значительной степени неправильно ориентированы.Два изображения, представленные на рис. 3, по-разному искажены двумя микроскопами, но они явно сделаны из одной и той же области зуба. Кристаллы в стержне, которые по-разному ориентированы почти на 90 °, то есть с зелеными и пурпурными пикселями на карте PIC на рис. 3d, кажутся все примерно горизонтальными и выровненными параллельно друг другу на изображении SEM на рис. 3c.

Хотя можно утверждать, что изображение, полученное с помощью SEM, показывает, что кристаллы не совсем параллельны друг другу, очень маленькие отклонения в ориентации кристаллов намного меньше, чем большие (> 30 °) разориентации оси c , показанные на карту PIC.Основываясь на изображениях с большим увеличением на фиг. 3c, d, ясно, что карты PIC указывают на большой угловой разброс в ориентациях оси c , который не соответствует аналогичному изменению направления удлинения на изображениях SEM.

Поскольку обычно кристаллы ГАП растут вдоль оси c , предполагалось, что кристаллы эмали также следуют этой схеме роста, однако карты PIC демонстрируют явное свидетельство гораздо большего углового разброса по сравнению с светлопольным ПЭМ эмалевых стержней.Консенсусная модель предполагала соориентацию длинной оси и оси c , что понятно, поскольку кристаллы эмали в основном изучались методом дифракции электронов в ПЭМ из ограниченных областей, где (0,0, \ (\ ell \) ) отражения можно обнаружить только в том случае, если кристаллы имеют свою ось c , перпендикулярную электронному пучку, в пределах ± 1 ° ¹⁶ . Следовательно, единственными кристаллами, ориентацию которых можно было проиндексировать, были кристаллы, у которых оси c лежали в плоскости в образце ПЭМ и вдоль стержней, поэтому анализ был сильно перекос в сторону этой интерпретации.При отображении PIC все ориентации осей c одинаково обнаруживаются, поэтому перекоса не происходит. Тщательный повторный анализ предыдущей работы TEM ^17,21 показывает, что действительно наблюдаемые здесь угловые разброса наблюдались раньше. Различная ориентация кристаллов в стержне согласуется с разной электронной плотностью соседних кристаллов в ПЭМ, наблюдаемой Selvig ²¹ , что может быть связано с дифракционным контрастом на кристаллах с различной ориентацией. Эти данные не были интерпретированы как различные ориентации, поскольку были возможны другие интерпретации, включая различную толщину или другие артефакты секционирования.На нынешних картах PIC все кристаллы просто отполированы, поэтому ожидается, что их ориентация останется такой же, как и на нетронутой эмали. Они сделали в вышеупомянутых карбонатных биоминералах ^{45,46,47,48,49} . Множественные ориентации, наблюдаемые в каждом стержне при картировании PIC, также полностью соответствуют изолированным изогнутым кристаллам эмали, наблюдаемым Daculsi et al. извлечено из эмали плодов человека ¹⁹ . Чтобы подтвердить наблюдения PIC-картирования, мы провели HR-TEM тонких срезов зрелой эмали и обнаружили, что оси c кристаллов в непосредственной близости друг от друга в объеме 130 нм × 130 нм × 100 нм неправильно ориентированы из-за 23 °, 27 ° и где-то между 18 ° и 90 ° (рис.4). Эти наблюдения HR-TEM полностью согласуются с результатами картирования PIC и, таким образом, подтверждают их.

Рис. 4

Ориентация кристаллов тонкого среза внутри стержня внешней эмали человека показывает разориентацию оси c на 23 °, 27 ° и> 18 °. — микрофотография HR-TEM, сделанная из объема 130 нм × 130 нм × 100 нм внутри внешнего эмалевого стержня, с кристаллами, вытянутыми в плоскости сверху вниз в ( a ) (далее обозначены как по вертикали ). b Анализ быстрого преобразования Фурье (БПФ) всего изображения в ( a ), показывающий, что два кристалла в этом объеме имеют неправильную ориентацию осей c на 27 °. e , f Спектры мощности БПФ, извлеченные из ( c ) и ( d ) в ( a ), которые включают кристаллы с почти параллельными и вертикальными плоскостями (100). В e и f красные кружки и стрелки обозначают интервалы (002) и направления оси c- соответственно; синие кружки и синие стрелки обозначают (100) расстояния и направления осей a — соответственно.БПФ ( e ) указывает на присутствие монокристалла карбонизированного апатита с осью c , ориентированной на 5 ° по часовой стрелке от вертикали, и осью a, под углом 90 ° от оси c , как и ожидалось. для апатита. БПФ ( f ) указывает на наличие двух перекрывающихся кристаллов, f ₁ и f ₂ . a — ось кристалла f ₁ горизонтальна (синий кружок). Полосы решетки (001) не были обнаружены для f ₁ , поэтому его ось c находится вне плоскости изображения в ( a ).Ось c кристалла f ₂ ориентирована под углом 18 ° против часовой стрелки от вертикали (красный кружок). Полосы решетки (100) не были обнаружены для f ₂ , поэтому его ось a находится вне плоскости изображения в ( a ). Кристалл f ₂ ориентирован своей осью c на 18 ° против часовой стрелки от вертикали, поэтому угол между осями c кристаллов f ₁ и f ₂ составляет не менее 18 °, но он может достигать 90 °.Оси c кристаллов e и f ₂ отстоят друг от друга на 18 ° + 5 ° = 23 °. Поскольку кристаллы эмали имеют в среднем 26 нм × 63 нм в поперечном сечении ¹⁸ , кристаллы шириной 30 нм в центре изображения ( a ) должны быть ориентированы почти с ребра. Поскольку этот участок имеет толщину 100 нм, все три кристалла, идентифицированные в БПФ, находятся либо в непосредственной близости, либо непосредственно примыкают друг к другу. Таким образом, оси c кристаллов в непосредственной близости друг от друга составляют 23 °, 27 ° и где-то между 18 ° и 90 °.На дополнительном рис. 5 показано, где образец зуба был подвергнут FIB-обработке для извлечения этого тонкого среза.

Большая область внутренней эмали, показанная на рис. 2, была объединена и смешана из 3 × 2 частично перекрывающихся карт PIC, полученных с разрешением 60 нм. Как и на рис. 1, все стержни на рис. 2 имеют значительный угловой разброс. Рисунок перекрестия — это механизм структурного упрочнения, ответственный за устойчивость эмали к росту трещин ^4,27,32 . В схеме перекреста, наблюдаемой на рис. 2, стержни в поперечном или продольном сечении показывают ориентацию кристаллов в красно-черном или голубо-синем диапазонах цветов, как и ожидалось для стержней, которые расположены примерно перпендикулярно друг другу.

Внутри каждого стержня на рис. 1 и 2 можно часто наблюдать удлиненные нанокристаллы, ориентированные под углом до 30 ° от их непосредственно прилегающего кристалла, как показано на рис. 1c, и очевидно внутри каждого стержня на рис. 2. Мы подчеркиваем, что наблюдаемые нарушения ориентации внутри стержней являются не из-за изменения направления удлинения стержней в схеме перекреста: в этом случае ориентация осей кристалла c действительно изменилась бы от стержня к стержню, но внутри каждого стержня все кристаллиты должны быть соориентированы, но они не .Их никогда не бывает, ни в одной из анализируемых областей по всему слою эмали и по двум разным молярам. Точно так же мы не сосредотачиваемся на известном и хорошо зарекомендовавшем себя постепенном смещении кристаллов, наблюдаемом на SEM, от стержня к стержню (также известному как от головы к хвосту в пределах каждого модуля замочной скважины ) ^25,26,27 , но на кристалле c -смещение осей внутри каждого стержня (головки). Удлиненные нанокристаллы внутри каждого стержня морфологически параллельны друг другу, как было показано ранее СЭМ и АСМ ^22,23,24 , и настоящими данными СЭМ на рис.3, дополнительные фиг. 1 и 2. Их кристаллографическая ориентация, однако, сильно различается, вплоть до 90 ° поперек стержня (головки). Это означает, что ось c в некоторых случаях может быть перпендикулярна направлению удлинения нанокристаллов.

Угол осей c , который распространяется внутри каждого стержня, никогда не равен нулю и варьируется от 30 ° до 90 °, как показано во всех областях, проанализированных в этой работе, все из которых суммированы на дополнительных рисунках. 3 и 5.

Неправильная ориентация соседних кристаллов как механизм упрочнения

Мы предполагаем, что неправильная ориентация соседних нанокристаллов эмали обеспечивает механизм упрочнения.Если все кристаллы соориентированы, поперечная трещина может распространяться через границы раздела кристаллов, тогда как если кристаллы неправильно ориентированы, трещина в основном распространяется вдоль границ раздела кристаллов, что приводит к упрочнению материала за счет механизма отклонения трещины, представленного на рис. 5.

Рис. 5

Неправильная ориентация кристаллов обеспечивает механизм упрочнения. a Схема механизмов: соориентированные кристаллы (синий цвет) позволяют трещинам распространяться по разным кристаллам именно потому, что они сориентированы.Когда кристаллы неправильно ориентированы (цвета), вместо этого трещины отклоняются на границах раздела кристаллов, поэтому они не могут распространяться или расти на большие расстояния, а материал становится более жестким. b Молекулярно-динамическое моделирование границ зерен, где кристаллы гидроксиапатита смещены на 0 °, 14 ° или 47 °. Обратите внимание, что трещина, начинающаяся снизу, распространяется прямо через границу раздела 0 °, отклоняется на 14 ° и снова не отклоняется на границе раздела 47 °. См. Дополнительные видеоролики 1, 2, 3

Похожий механизм наблюдался в металлах после серьезной пластической деформации, когда границы под большим углом делают металлы прочными, пластичными, усталостными и прочными ⁵³ .В металлах, однако, были задействованы дислокации и скольжение на границах зерен ^53,54,55 , которые могут происходить или не происходить в эмали. Предлагаемая нами модель упрочнения проще, поскольку в ней используются только ориентации кристаллов, которые можно прямо и однозначно наблюдать.

Моделирование молекулярной динамики (МД) поддерживает модель, предложенную на рис. 5a. Результаты представлены на рис. 5b и дополнительных видеороликах 1, 2, 3 и полностью описаны в дополнительных сведениях и дополнительных рисунках.6–10 и дополнительные таблицы 1–3. Кристаллы подвергались давлению в вертикальном направлении 1 ГПа, которое сравнимо с давлением, которое испытывают кристаллы ГАП во время жевания, при условии, что сила жевания 1000 Н и площадь бугорка зуба составляет 1 мм ² . Во всех трех случаях кристаллы спекались при давлении 1 ГПа. Два спеченных кристалла в дальнейшем называются бикристаллами. Конечно, на некоторых межкристаллических поверхностях есть следовые количества воды и белков. Они были специально опущены в нашем моделировании, так как хорошо известно, что на границах раздела таких неоднородных материалов трещины обычно отклоняются ^47,56,57 .Открытие здесь состоит в том, что на границах раздела один и тот же материал отклоняется от трещин, при условии, что кристаллы ориентированы по-разному. Коблишка-Венева и др. не наблюдали никакого неапатитового материала на границах зерен в своей дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD) эмали, что подтверждает нашу интерпретацию, что такие материалы редко встречаются в эмали ⁵⁸ . Таким образом, моделирование показывает распространение трещины через совместно ориентированные границы раздела двух кристаллов или отклонение из-за неправильно ориентированных границ раздела двух кристаллов без воды или белков.

Присутствие дефектов решетки апатита и замещений может повлиять на структуру кристаллитов и, следовательно, на механический отклик кристаллов при моделировании МД. Они были опущены, чтобы модель оставалась максимально простой и информативной.

Что самое интересное и неожиданное, моделирование показывает, что трещины ведут себя по-разному в зависимости от угла неправильной ориентации. Когда кристаллы на границе зерен соориентированы ( θ = 0 °), трещины распространяются через границу раздела, когда их оси c смещены на 14 °, трещины отклоняются, но при 47 ° неверно. -ориентация трещина снова распространяется по границе раздела.Этот результат был воспроизведен в нескольких моделированиях с использованием однородной и неоднородной нагрузки в горизонтальном направлении, и поэтому заслуживает внимания, хотя и был неожиданным.

Мы количественно определили критическую скорость высвобождения энергии ( G _c ) (которая, несмотря на это общепринятое название, является плотностью в пространстве, а не скоростью во времени), также известной как энергия разрушения, по кривым напряжения-деформации. на дополнительном рис. 10А путем их интегрирования для оценки общей внешней работы, необходимой для разрушения всей бикристаллической системы (деформация ε ≈ 0.2) ⁵⁹ . Мы использовали этот энергетический подход, потому что бикристаллы, используемые в нашем моделировании, не являются однородными системами. Полученная критическая скорость выделения энергии составляет около 5,87 Дж / м ² для соориентированных бикристаллов ГАП ( θ = 0 °), что соответствует вязкости разрушения K _IC = 0,88 МПа · м ^0,5 (с использованием модуля Юнга E ≈ 133,3 ГПа), что хорошо согласуется с величиной исходного ГАП, измеренной с помощью наноиндентирования, который составляет K _ICexper = 0.65 ± 0,14 МПа м ^{0,5 60} . Критические скорости высвобождения энергии для бикристаллов с отклонением ориентации θ, = 14,1 ° и θ = 47 ° увеличиваются до 8,6 и 7,4 Дж / м ² соответственно (подробности см. В методах SI). Таким образом, результаты нашего МД-моделирования количественно показывают, что энергия, необходимая для разрушения бикристаллов, значительно увеличивается с ~ 6 до ~ 9 и обратно до ~ 7 Дж / м ² при наличии неправильно ориентированных границ раздела.

Небольшие (1

^o –30 °) отклонения от ориентации лучше отражают трещины

Если действительно, как предполагает моделирование методом МД, небольшие углы неправильной ориентации более эффективны при отклонении трещин, чем большие углы, существует ли отклонение пятно угол неправильной ориентации, который максимизирует выделение энергии? Другие углы неправильной ориентации не могли быть протестированы с помощью моделирования MD из-за периодических ограничений граничных условий (см. SI).Предполагая, что долгая эволюционная история эмали могла быть выбрана для такого золотого пятна, если оно существует, эксперимент по проверке его существования прост: измерение неправильной ориентации осей c в соседних пикселях на картах PIC. Гистограммы на Рис. 6 и Дополнительный Рис. 11 демонстрируют, что большинство пикселей неправильно ориентированы на 1 ° относительно своих соседних пикселей, и все они неправильно ориентированы на <30 ° (Рис. 6). Следовательно, это может быть золотая середина, то есть кристаллы, расположенные на расстоянии 1–30 ° друг от друга, могут максимально увеличить выделение энергии и упрочнение.

Рис. 6

Гистограммы угловых расстояний кристаллических c -осей. Угловые расстояния в трехмерном пространстве между осями c в каждых двух соседних 60-нм пикселях, измеренные во всех пикселях на рис. 2. Почти все угловые расстояния ниже 30 °, а пик находится на 1 °. На дополнительном рисунке 11 показаны дополнительные гистограммы, полученные через каждые 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 или 256 пикселей, демонстрирующие, что ориентации постепенно меняются от пикселя к пикселю, таким образом, от кристалла к кристаллу во всех компонентах эмали.Маленькие шипы около 30 °, 40 °, 45 °, 50 ° и 60 ° соответствуют границам раздела стержень-междурядье без органической оболочки. показано гистограммой на рис. 6. Несколько сильно неправильно ориентированных соседних пикселей, например 60 °, встречаются на границах стержень-междупержень, где большинство неправильно ориентированных кристаллов разделены органической оболочкой (неполяризационно-зависимой и, следовательно, черной на картах PIC), и лишь некоторые из них нет, создавая небольшие всплески на гистограммах Инжир.6 и дополнительный рис. 11. Модель и моделирование, представленные здесь, предсказывают, что на сильно неправильно ориентированных границах зерен не происходит отклонения трещин, поэтому отклоняющие трещины органические оболочки ^47,56,57 , расположенные на границах стержень-межстержень, необходимы для повышения жесткости материал.

Модель метода конечных элементов (FEM) на дополнительном рис. 8 также подтверждает, что малые углы лучше: деформация растяжения ниже при 14 °, чем при неправильной ориентации 0 ° или 47 °, а напряжение в вершине трещины под нагрузкой , менее концентрирован при 14 °, чем при отклонении от 0 ° или 47 °.

Все наблюдаемые изменения ориентации являются постепенными, как демонстрируют данные на рис. 6: при выборке соседних пикселей искажения небольшие (1–30 °, рис. 6), затем они увеличиваются с увеличением расстояния выборки (дополнительный рис. 11). ).

Зигзагообразный излом на дополнительном рис. 1D качественно показывает механическое преимущество неправильной ориентации кристаллов в эмалевых стержнях. Наноструктурированные материалы ^61,62 и прогиб трещин на неправильно ориентированных границах раздела ограничивают распространение трещин ^63,64 .

Отклонение трещин — это хорошо зарекомендовавший себя механизм упрочнения ⁶⁵ , поэтому мы делаем вывод, что в эмали наблюдаемые нарушения ориентации играют ключевую механическую роль: они увеличивают прочность эмали в наномасштабе, что принципиально важно для противостояния мощным воздействиям. жевательные силы, приближающиеся к 1000 Н, повторяемые тысячи раз в день ² .

Предыдущие исследования поведения эмали при разрушении выявили другие механизмы упрочнения, такие как микротрещины, отклонение трещин и разветвление в масштабах больше, чем кристаллиты внутри стержня ^66,67 .Таким образом, все предыдущие модели сфокусированы в основном на роли границы раздела белок-стержень или выравнивания стержней, всегда предполагая, что кристаллиты внутри стержней выровнены и соориентированы, и, таким образом, могут рассматриваться как гомогенные ^68,69 . Точно так же эффект гидратации или содержания белка, о котором сообщалось ранее ⁷⁰ , играет роль в более крупном масштабе.

Тот факт, что в человеческих зубах не часто наблюдаются переломы поперек стержней, а в первую очередь на границе раздела стержень-стержень в микромасштабе ⁶⁷ , демонстрирует, что предложенный здесь наноразмерный механизм упрочнения эффективен.

Неправильная ориентация, наблюдаемая внутри всех стержней, может быть результатом несовершенного ориентированного прикрепления ранее кристаллических наночастиц ⁷¹ , которые могут быть наночастицами, наблюдаемыми после травления или травления замораживанием с помощью атомно-силовой микроскопии в эмали человека ⁷² и недавно предложено Робинсоном и Коннеллом ⁷³ для зарождения более крупных кристаллов, наблюдаемых в зрелой эмали человека. МД-моделирование точно показывает, что приложение жевательного давления (1 ГПа) к соориентированным или неправильно ориентированным кристаллам заставляет кристаллы плавиться (спекаться).Следовательно, происходило ли слияние кристаллов во время формирования эмали, как было предложено Робинсоном и Коннеллом, или после того, как зуб прорезался и начал жевать, не имеет отношения к функции. Важно то, что кристаллы в какой-то момент слились, а затем слились по мере жевания зуба.

Межстержневые кристаллы сориентированы (0

^o –30 °) на миллиметры

В отличие от стержней межстержневые кристаллы преимущественно соориентированы на больших площадях эмали, как показано почти однородным зеленым оттенком на рис. .1 и 2 и независимо от осей стержней. Есть только несколько пикселей, в которых стержень имеет другую ориентацию. Одним из таких исключений является центральная область на рис. 2, где оси стержней перпендикулярны плоскости изображения, а ориентация кристалла между стержнями — желтая (+ 60 °), а не зеленая (+ 30 °). Эмаль между стержнями долгое время считалась непрерывной фазой на основании совмещения ее апатитовых волокон, наблюдаемого на изображениях СЭМ ^13,74,75,76 . Все карты PIC на рис.1, 2, 3, 7, дополнительные рис. 3, 4, 5, 12 показывают, что не только кристаллиты между стержнями выровнены, но и их оси c сильно соориентированы. Это подтверждает, что термин , непрерывная фаза, , использованный предыдущими авторами ¹³ для промежуточного стержня, был точным. Почти соориентация всех стержней становится еще более удивительной, если учесть, что каждая клетка амелобласта откладывает один комплекс стержень-стержень с головкой и хвостом (H и T на Рис. 1b) ⁷⁷ . Все хвосты образуют соединенный, соориентированный континуум между стержнями, таким образом, многие клетки амелобластов должны координировать отложение между стержнями на обширных территориях.Анализируя весь слой эмали толщиной 4 мм под бугорком зуба на дополнительном рис. 3, мы обнаружили, что одинаковая ориентация стержней сохраняется от внутренней к внешней эмали, с несколькими пикселями немного разных цветов, от апризматической эмали (рис. 7) на поверхности, через внешнюю, среднюю и внутреннюю эмаль, которые показаны на дополнительном рис. 3.

рис. 7

Апризматическая эмаль на поверхности бугорка зуба . Обратите внимание, что апризматическая эмаль неотличима от промежуточного стержня, у нее просто нет стержней (ранее называемых призмами, отсюда и название этого апризматического слоя).См. Дополнительный рис. 3 для точного положения этой области в зубе. PIC-карта апризматической эмали , показывающая, что почти все кристаллы зеленые, поэтому их ось c ориентирована под + 30 °. b — f СЭМ-изображения той же области после травления. b SEM-изображение с точно таким же увеличением, что и PIC-карта в a , с пурпурными стрелками, указывающими отверстие в поверхности зуба, пропитанным эпоксидной смолой, которая сопротивляется травлению, и двумя стержнями.Стрелки в и указывают на те же элементы до травления. c СЭМ-изображение той же области при меньшем увеличении. Стрелки были уменьшены вместе с изображением и указывают точно такие же особенности. d — f Увеличенные изображения протравленной апризматической эмали. Синяя стрелка на панелях b — f указывает на особенность, видимую на всех изображениях SEM и хорошо разрешенную в d — f . Панели e и f ясно показывают, что все кристаллы выровнены параллельно друг другу и перпендикулярно поверхности зуба.На панели и это показано как направление удлинения , которое составляет -36 ° от вертикали. Их зеленый цвет в b указывает на ориентацию оси c + 30 ° от вертикали (также показано в e ), таким образом, оси c отстоят на 66 ° от направления удлинения, или 24 °. кроме поверхности зуба. Таким образом, кристаллические оси c приблизительно параллельны, а не перпендикулярны поверхности зуба. Дополнительный рис.12 показывает больше PIC-карт апризматического слоя в другом зубе, подтверждая, что кристаллические оси c ориентированы случайным образом относительно поверхности зуба

В другом зубе от другого молодого взрослого человека (дополнительные рис.5 и 12) мы обнаружили две ориентации стержня, каждая из которых простирается на 2/3 или 1/3 толщины эмали 1,7 мм под бугорком. Опять же, апризматическая эмаль на поверхности сориентирована с соседними кристаллами между стержнями на дополнительном рис. 5, как и кристаллы между стержнями на рис. 1, 2 и дополнительный рис. 3.

Апризматические кристаллы эмали ориентированы случайным образом

Апризматическая эмаль должна иметь оси c , перпендикулярные поверхности зуба. Это явно не относится к двум разным зубам от разных доноров, как показано на рис.7 и дополнительный рис. 12, где оси c составляют + 30 ° и -60 °, соответственно, то есть параллельны и 30 ° от поверхности бугорка зуба. Чтобы исключить артефакты отображения PIC, на дополнительном рис. 12 мы представляем PIC-карты второго зуба, установленного в двух положениях, повернутого на 90 °. После травления в той же области апризматической эмали, представленной на рис.7, кристаллы действительно выглядят перпендикулярно поверхности зуба, как это наблюдалось ранее ²⁷ и как показано на рис.7, но их оси c почти параллельны, а не перпендикулярны поверхности зуба. Это не общая ориентация, на самом деле в апризматической эмали на дополнительном рис. 12A, B мы видим c — ось ~ 30 ° от нормали к поверхности зуба, ~ 0 ° от нормали на дополнительном рис. 12d. –I и ~ 66 ° от нормали на рис. 7. Таким образом, ориентация оказывается совершенно некоррелированной с ориентацией поверхности.

Кристаллическая ориентация осей c , наблюдаемая на рис.7 удивительны, потому что все кристаллы параллельны друг другу и расположены перпендикулярно поверхности ²⁷ , поэтому ожидалось, что их оси c также будут перпендикулярны. Однако их случайная ориентация согласуется с данными, уже представленными на рис. 2 и 3, где все стержни имеют внутренний угол разброса от 30 ° до 90 °, таким образом, удлинение кристаллов перпендикулярно их оси c больше не должно быть неожиданным. Интересно, что и твердость, и жесткость поверхности имеют максимальные значения ⁷⁸ , и, по крайней мере, в случае рис.7, максимумы H и E происходят по осям c , а не вдоль них, как предполагалось ранее.

Ограничения для будущих моделей формирования эмали

Наблюдение за тем, что промежуточный стержень сориентирован на миллиметровых расстояниях, тогда как стержни вытянуты в разных направлениях и внутри них имеют различную ориентацию, является сильным ограничением для любой модели формирования эмали. Никакая современная модель формирования эмали не может описать, как слой связанных клеток амелобластов, каждый из которых откладывает 1 стержень и 1 стержень, может достичь этой геометрии.

Кристаллическая ориентация промежуточного стержня должна быть установлена ​​один раз в DEJ, а затем распространяться через растущий меж стержневой эмалевый слой либо без изменений, либо изменяться редко. По крайней мере, три процесса роста минералов могут привести к окончательному соориентированному промежуточному стержню: аморфные предшественники фосфата кальция, наблюдаемые в эмали мыши ⁷⁹ , с прикреплением частиц, управляемым белком, как показано Fang et al. in vitro ⁸⁰ , или ионно-ионное осаждение кристаллов эмали, как описано Tomson et al.in vitro ⁸¹ , или путем формирования нанолент из шаблона амелогенина для сборки кристаллов апатита, как предложено Хабелицем ⁸² . В любом из этих случаев события зарождения кристаллов между стержнями должны происходить крайне редко. Кроме того, органические молекулы различаются стержнем и стержнем во время формирования минерала эмали ^83,84 , что, возможно, вносит свой вклад в наблюдаемые здесь различия ориентации.

Несовпадение оси c и направления удлинения наблюдалось во всех кристаллах, в стержнях, между стержнями и апризматической эмали, иногда на целых 90 °.Последний случай не означает, что кристаллы растут в направлении оси a или оси b . Похоже, что ориентация кристалла во многих случаях не коррелирует с направлением удлинения, поэтому кристаллы могут быть ориентированы в любом направлении по мере их роста. Это согласуется с двумя различными механизмами образования: (i) рост кристаллов через фазу-предшественник аморфного фосфата кальция ⁷⁹ , при этом кристаллическая фаза распространяется через аморфную фазу и за счет нее, или (ii) рост кристаллов посредством несовершенно ориентированного присоединения ранее кристаллических наночастиц ⁷¹ .В обоих случаях органическая матрица должна осуществлять значительный контроль над ростом кристаллов, чтобы преодолеть термодинамические ограничения, определяющие габитус кристалла.

Сравнение эмали мыши и человека

Эмаль режущего края мыши также анализировали с помощью PIC-картирования Stifler et al. ³⁵ . Сравнивая его с эмалью человека, мы наблюдаем, что в эмали мыши ориентация оси c и направления удлинения не совпадают. Однако во внутренней эмали мыши каждый стержень имеет единственную ориентацию, особенно вблизи DEJ.Однако при перемещении от середины внутренней эмали к наружной эмали мыши стержни становятся менее однородными в ориентации оси кристалла c и демонстрируют частые постепенные изменения ориентации.

Все представленные здесь данные дают исчерпывающее и подробное представление о структуре эмали и строго ограничивают трехмерную геометрию формирования эмали человека. Кристаллы в апризматической и межстержневой эмали сильно соориентированы по всей толщине эмалевого слоя, тогда как в стержнях они немного неправильно (0–30 °) относительно соседних кристаллов и значительно (30–30 °). 90 °) поперек штанги в любой ориентации.Угловой разброс в стержне никогда не наблюдался равным нулю.

Эти данные показывают ранее упускаемые из виду механизмы ужесточения неправильной ориентации, действующие в человеческой эмали, наиболее важном биоминерале для укусов и жевания, и, следовательно, для питания и выживания Homo sapiens . Эта структура, ранее скрытая, способствует тому, что эмаль становится чрезвычайно эластичной, поскольку она выдерживает сотни циклов жевания в день с сотнями ньютонов силы укуса. Эта структура предотвращает катастрофическое разрушение эмали за счет отклонения трещин внутри стержней и сохраняет ее работоспособность на протяжении всего срока службы.Эмаль и ее кристаллическая структура хорошо сохранились в летописи окаменелостей ^8,85 , поэтому путь для будущих открытий — это сравнение структурной эволюции эмали во времени и сопоставление ее с известными изменениями образа жизни и питания. В более широком смысле, сравнение структур эмали у млекопитающих может исследовать корреляции между структурой и функцией. Еще одно направление — изучить, насколько широко распространены механизмы упрочнения неправильной ориентации в биоминералах и горных породах, и как их можно применить к синтетическим материалам.

Ваш стоматолог в Вако объяснит, почему зубная эмаль такая прочная

Зубная эмаль: самое твердое вещество в организме человека. Хотя зубная эмаль делает удивительные вещи для защиты нашей пульпы, дентина и других внутренних частей, она не является неразрушимой. Кислоты, вырабатываемые бактериями, по-прежнему могут изнашивать его, и использование нашего зуба на несъедобных предметах увеличивает наши шансы получить неотложную стоматологическую помощь. При этом эмаль довольно устойчива к регулярному износу, которому мы подвергаем ее ежедневно.

Кроме того, ваш стоматолог в Вако говорит, что зубная эмаль состоит из множества белков, которые также выполняют свою работу. Прочитав это, вы будете счастливы продержаться как можно дольше.

Узнайте о белках, ответственных за эмаль

Благодаря исследованиям, проведенным Школой стоматологии Университета Южной Калифорнии, исследователи смогли узнать больше о генах, которые влияют на формирование зубной эмали. Проанализировав ген, наиболее важный для формирования зубов, они обнаружили, что ген экспрессирует выработку белка (сиалофосфопротеина дентина), который расщепляется на два белка.Эти белки представляют собой сиалопротеин дентина (DSP) и фосфопротеин дентина (DPP) и имеют противоположные функции друг друга.

Эти белки играют ключевую роль в формировании эмали и дентина, двух веществ, покрывающих зубы. Однако то, что исследователи обнаружили после избыточной экспрессии в лаборатории, может вас удивить.

Что говорят исследователи из Калифорнии

После выделения белков DSP и DPP исследователи обнаружили, что сверхэкспрессия DSP увеличивает твердость и скорость образования зубной эмали животных.Однако чрезмерная экспрессия DPP приводит к тому, что эмаль становится более изъеденной и склонной к трещинам и износу.

Доктор Майкл Пейн, исследователь стоматологической школы USC, считает, что DSP может действовать как защитное средство в стоматологической помощи. Несмотря на то, что DSP экспрессируется только в дентине и очень тонком слое эмали, который встречается с дентином, он также оказался значительно более твердым, чем большинство покрывающих эмаль зубов.

Если бы DSP мог быть включен во весь слой эмали, он имел бы свойства, аналогичные тому, как фторид действует в воде, согласно доктору Доктора.Пейн. Это сделает зубы более твердыми и, следовательно, более устойчивыми к разрушению у пациентов.

Хотя избыточная экспрессия DPP вызывает ослабление зубов, она по-прежнему имеет решающее значение для правильного формирования зубов и ранних стадий минерализации. Это только доказывает, насколько точны ученые должны использовать белок DSP в своих интересах.

Как защитить зубную эмаль

По словам вашего стоматолога в Вако, защитить зубы так же просто, как чистить зубы дважды в день фторированной пастой, ежедневно пользоваться зубной нитью, посещать стоматолога каждые шесть месяцев и соблюдать диету.Избегайте употребления сладких или крахмалистых продуктов в течение дня, так как вызывающие гниение бактерии больше всего любят есть эти продукты.

Хотите узнать больше о науке, лежащей в основе зубной эмали? Посетите своего семейного стоматолога в Вако и задайте вопрос во время обычного приема!

Об авторе

Доктор Рик Кофер слишком хорошо знает о вреде, который может нанести плохой уход за полостью рта. Во время приема вы можете рассчитывать на очень высокий уровень обслуживания, соответствующий вашим потребностям, будь то чистка, осмотр, уход за пародонтом или детская стоматология.Чтобы узнать больше о его профилактических методах лечения или о его практике, свяжитесь с ним по телефону (254) 732-0309 или посетите его веб-сайт.

, автор: доктор Рик Кофер, , 2 апреля 2018 г., .

Знакомство с зубами

Размещено 20 сентября 2012 г. Allen & Neumann

Вы тратите значительное количество времени на чистку зубов щеткой, зубной нитью и чистку зубов . Однако что вы на самом деле знаете о своих зубах? Сможете ли вы правильно определить разницу между резцом и клыком? Как насчет того, чтобы определить разницу между пульпой зуба и его цементом? Не волнуйтесь, этот пост поможет вам идентифицировать свои зубы и даст лучшее представление о работе каждого зуба.

Части зуба

Зуб состоит из двух основных частей: коронки и корня. Коронка — это видимая белая часть зуба. Корень проходит ниже линии десен и прикрепляет зуб к кости.
Каждый из ваших 32 зубов состоит из четырех уникальных компонентов. Эмаль — это то, что вы видите, когда улыбаетесь. Эмаль состоит из кальция и фосфора и в два раза тверже кости. Эмаль обеспечивает слой защиты от кариеса, главной причины потери зубов.
Чуть ниже эмали находится дентин. Дентин кальцинирован и похож на кость, но не так прочен, как эмаль, что делает его более подверженным гниению.
Цемент защищает корень ваших зубов и намного мягче, чем эмаль и дентин. Цемент светло-желтого цвета, обычно покрытый деснами.
Наконец, есть пульпа . В пульпе, находящейся в центре зуба, находятся кровеносные сосуды, нервы и другие мягкие ткани, которые доставляют питательные вещества к зубам.

Типы зубов

Как и люди, каждый тип зубов имеет разную форму и выполняет свою работу. Наиболее заметными из ваших зубов являются резцы и . Четыре зуба в верхнем ряду и четыре в нижнем ряду челюсти — это зубы, которые вы используете, чтобы перекусить.
Клыки — ваши самые острые зубы, и их работа — разрывать и разрывать пищу. Премоляры , которые также называют « двустворчатые », используются для жевания и измельчения пищи.
Далее у вас моляров . Моляры, как и премоляры, используются для пережевывания и измельчения пищи. Третьи моляры обычно обозначаются как « зубов мудрости ». У некоторых людей третьи моляры никогда не появляются. Для тех, кто это делает, скученность — обычная проблема при прорезывании третьих моляров. Трудно содержать в чистоте третьи моляры, поэтому вполне вероятно появление кариеса.

Чтобы узнать больше о своих зубах, поговорите со специалистом.

Доктор Джеффри Аллен обеспечивает комфортную стоматологическую помощь пациентам любого возраста.Позвоните по номеру (641) 628-1121 сегодня, чтобы назначить осмотр и очистку , косметическую консультацию или посещение другого мнения. Мы находимся на западной стороне исторической городской площади в Пелле, штат Айова. Пожалуйста, смотрите карту для направления.

подано в: Общий стоматолог, Идентификация зубов

Теги: двустворчатые, цемент, дентин, стоматолог в пелле, моляры, пелла дантист, пульпа, третьи моляры, типы зубов, зубы мудрости

Анатомия зубов — Бостон, Массачусетс Эмаль, дентин, пульпа

Зуб состоит из разных слоев, причем самый внешний слой предназначен для кусания и жевания.Внутренний слой, напротив, состоит из мягких тканей. Этот факт удивляет многих пациентов, которые никогда не задумываются об анатомии своих зубов.

Команда реставрационной стоматологии в Бостоне, Массачусетс, хотела бы изучить анатомию зуба. Мы также рассмотрим различные методы лечения, которые стоматологи могут использовать для лечения кариеса, эрозии зубов, инфекций корневых каналов и потери ткани десен.

Зубы и линия десен

Прежде чем обсуждать анатомию отдельных зубов, давайте сначала рассмотрим положение различных частей зуба относительно десен.

Над линией десен находится коронка зуба. Эта открытая часть зуба — прочная, стабильная часть, которая идеально подходит для кусания и жевания. Под линией десен находится корень зуба, который помогает закрепить зуб на месте и обеспечивает стабильность.

Слой эмали

Самый верхний слой зубов состоит из эмали, которая является одним из самых твердых веществ во всем человеческом теле. Этот прочный, прочный материал позволяет людям кусать и жевать, не беспокоясь о том, что зубы сломаются.

Кариес и эрозия зубов могут привести к истиранию зубной эмали. Когда это происходит, зубы становятся слабее и обнажают нижележащие структуры зубов.

Слой дентина

Под слоем эмали находится вещество, известное как дентин. Дентин прочный, но пористый. Эти маленькие отверстия известны как дентинные канальцы. Канальцы ведут внутрь зубов и помогают зубу ощущать тепло и давление во рту.

Поскольку дентин пористый и не такой прочный, как эмаль, кариес и эрозия могут быстрее распространяться по дентину, делая зуб более склонным к переломам и серьезным повреждениям.

Палата пульпы и пульпа

Внутри каждого зуба есть полая камера, содержащая вещество, известное как пульпа зуба. Эта пульпа зуба состоит из смеси нервов, кровеносных сосудов и соединительной ткани, которые были необходимы для первоначального формирования зуба.

Если бактерии полости рта проникают через внешние слои зуба и достигают пульпы зуба, это может привести к болезненной инфекции корневого канала. Единственный способ спасти зуб — это эндодонтическое лечение, при котором из зуба удаляется больная пульпа.Когда инфекция слишком серьезна для эндодонтии, остается только удалить зуб — это предотвратить дальнейшее распространение инфекции.

Решение проблем со здоровьем зубов

Для лечения повреждений различных слоев зуба важно использовать зубные реставрации. Пломбы, вкладки, накладки и коронки могут заменить отсутствующую структуру зуба и позволить человеку смеяться, улыбаться и говорить с новой уверенностью.

Если пациент теряет ткань десны и страдает обнажением корневой структуры, это можно исправить с помощью процедур трансплантации десен.При этом будут использоваться донорские мягкие ткани или искусственные трансплантаты десен, чтобы восстановить линию десен и сохранить структуру корня защищенной и скрытой.

Поговорите с опытным стоматологом

Для получения дополнительной информации о ваших зубах и о том, как мы можем улучшить ваше здоровье и самочувствие, обязательно обратитесь к стоматологам Boston Prosthodontics Dental Group. Мы поможем вам с любыми стоматологическими проблемами, с которыми вы столкнетесь, вернув вам улыбку.

, относящееся к этому

РЕШЕНО: Эмаль зуба состоит из гидроксиапатита, \ mathrm {Ca} _ {5} \ left (\ mathrm {PO} _ {4} \ right) _ {3} \ mathrm {OH} \ left ( К _ {\ mathrm {sp}} = 6.{-60} \ right). Фторированная вода значительно уменьшила кариес у детей. Вычислите растворимость \ mathrm {Ca} _ {5} \ left (\ mathrm {PO} _ {4} \ right) _ {3} \ mathrm {OH} и \ mathrm {Ca} _ {5} \ left (\ mathrm {PO} _ {4} \ right) _ {3} \ mathrm {F} в воде.

Стенограмма видео

во-первых, нам нужно вычислить способность песни Мюллера каждого вида из выражения хаоса P, чтобы мы могли его рассмотреть. Как я уже сказал, X — это растворимость соединений. Это X.Это будет пять X. Это будет три X, а это X и немного спуститься, чтобы наше приведение было выражением, мы использовали эти пять x один сначала, Итак, пять x пятый, этот, мы делаем три x в третий. Это просто X. Хорошо, теперь мы можем объединить их, и я сначала покажу вам номер, который мы получили. Таким образом, KSP, который они дали нам 6,8 умножить на 10 к отрицательному 37, и это будет равняться 8 84 375 x ночи. Хорошо, я покажу вам, как у меня это получилось. Итак, что вы делаете, вы делаете пять в степени пяти и три в степени трех.И это один в силе одного. Хорошо. А потом, что вы делаете, и вы получаете из этих чисел, гм, 84 375. Вы берете пять в степени пяти и умножаете на три в степени трех. Хорошо, и чтобы получить X к девятому, вы добавляете их. Это дополнение. Итак, пять плюс три плюс один равно девяти. И вот как я это получил. Итак, все, что мы делаем, это переставляем уравнение, и мы получаем X два, равные 2,7 умноженные на 10, до отрицательного пятого Мёллера. И это для 1-го 1 И для 2-го 1 мы делаем то же самое.Тот же состав. Быть выражением, кроме другого числа. Итак, мы дали один раз 10 отрицательным 60 баллам. Это очень маленькое число, равное «найти» рядом с пятыми тремя x, третьим и X.