Медицина/ Клиническая медицина

К.м.н. Ерофеева Е.С., д.м.н. Гилева О.С., Казаковцева Ю.А.,

Асанович М.О., Меринов В.В., Бикмуллин Р.С.

ГБОУ ВПО Пермская государственная медицинская академия им.ак. Е.А.Вагнера Минздравсоцразвития, Россия

Институт механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук, Россия

Пермский государственный национальный исследовательский университет

Исследование in vitro микромеханических свойств зуба

Известно, что наиболее важной и ведущей функцией зуба является жевательная. Способность откусывать, измельчать пищу характеризует назначение твердых тканей зуба. Эмаль является самой твердой тканью в организме из-за высокого содержания в ней неорганических веществ, главным образом кристаллов апатитов. Её механическая устойчивость обусловлена вклеиванием призматических отростков между смежными призмами и переходом кристаллов из одной призмы в другую. Однако эмаль зуба подвержена хрупкому разрушению в большей степени, чем дентин и цемент корня.

Описать функцию жевания можно конкретными параметрами. Основным является микротвердость, т.е. свойство материалов оказывать сопротивление пластической деформации при контактном воздействии в поверхностном слое. Измерение значений твердости эмали можно признать информативным количественным методом для оценки состояния твердых тканей зубов.

Знание показателей микротвердости эмали в норме важно для прогнозирования устойчивости эмали зуба при изломе, изгибе, сколе при использовании новых стоматологических материалов, отбеливающих систем и т.д.

В связи с этим нами была поставлена цель – исследовать in vitro микромеханические свойства эмали интактных зубов.

Материалы и методы.

На базе кафедры пропедевтики и физиотерапии стоматологических заболеваний ГБОУ ВПО ПГМА им.ак.Е.А.Вагнера Минздравсоцразвития и кафедры "Механики сплошных сред и вычислительных технологий" Пермского государственного национального исследовательского университета исследовали микромеханические характеристики эмали на экспериментальной установке «NanoTest-600».

Данная установка позволяет с помощью индентирования и измерения отклика при надавливании индентором исследовать свойства материалов толщиной 0,1мм. В основе принципа работы «NanoTest-600» лежит внедрение алмазной пирамидки Берковича в исследуемую поверхность. Уникальной особенностью установки является возможность измерять перемещение индентора с точностью до 1 нм. Твёрдость материала оценивали по методике Оливера-Фара.

Экспериментальное исследование проведено на пяти интактных зубах фронтальной группы, удаленных по пародонтологическим показаниям. Биопрепараты зубов стерилизовали в растворе «Бианол 20%» при температуре 21˚С в течение 10 часов. Для удаления пелликулы вестибулярную поверхность коронок механически обрабатывали циркулярной щёточкой с пастой Detartrine Z. Подготовку исследуемых образцов проводили в соответствии с рацпредложением № 2449 от 13.10.2008, проводя крестообразную сепарацию коронки, получая её фрагменты размером, в среднем, 1х1 см. Экспериментальное исследование микромеханических свойств эмали зубов проводили в два этапа.

На первом этапе исследовали микротвёрдость эмали вдоль коронки зуба от шейки к режущему краю. Как известно, толщина эмали в различных отделах вестибулярной поверхности коронки не одинакова и меняется от 0,01 мм в пришеечной области до 1,7 мм в области режущего края. Для каждого из пяти биопрепаратов проведено по 800 индентирований с усилием в 100 мН.

На втором этапе исследовали микротвёрдость интактной эмали в зависимости от глубины внедрения индентора с величиной усилия от 5 до 200 мН. Для каждого усилия результаты обрабатывали на основании 100 индентирований.

Результаты.

Проведенное исследование показало, что среднее значение микротвердости интактной эмали зубов фронтальной группы составило 4,48 ГПа, что в целом соответствует данным литературы. Результаты первого этапа исследования выявили изменение микротвёрдости эмали зуба в направлении от шейки зуба к режущему краю. Среднее значение микротвердости эмали вдоль коронки зуба изменяется от 4,3 ГПа в пришеечной области до 4,9 ГПа у режущего края.

На втором этапе выявлена зависимость микротвёрдости эмали от глубины погружения индентора. Выявлена достоверно более высокая микротвёрдость поверхностного слоя эмали толщиной примерно 500 нм относительно нижележащих подповерхностных слоёв эмали зубов.

Выводы.

Таким образом, физическим методом исследования, методом наноиндентирования, установлено, что микротвердость эмали интактной коронки зубов фронтальной группы неоднородна по всей поверхности. Эмаль, прилегающая к дентину, имеет наиболее низкую твердость эмали, что можно объяснить особенностями её строения. Кроме того, наиболее низкая твердость определяется в пришеечных областях коронки зуба.