Saliva Crystallogram as a Non-Invasive Test for Evaluating the Calcium-Phosphorus Composition of Tooth Tissue (Experimental Study)
Authors: Осочук С.С. , Яковлева О.С. , Марцинкевич А.Ф. 
Published: March 2022

Введение. Кальций и фосфор играют основную роль в формировании структуры и наиболее важную роль в функционировании костной ткани зуба. В связи с этим определение содержания этих элементов в костной ткани зуба является чрезвычайно важным. Вместе с тем в настоящее время отсутствуют неинвазивные методы прижизненного определения уровня кальция и фосфора в костной ткани зуба. Поскольку в реминерализации костной ткани зуба участвует слюна, представляется целесообразным использовать феномен формирования кристаллов слюны, во многом зависящий от ее минерального состава.Цель. Разработка метода неинвазивного определения уровня кальция и фосфора в костной ткани зуба по картине микрокристаллов слюны.Материалы и методы. Эксперимент проведен на 120 неимбредных лабораторных крысах-самцах. Слюнную жидкость отбирали перед забоем животных. Слюну высушивали при комнатной температуре на предметных стеклах. Количество и форму кристаллов исследовали на микроскопе Leika DM 2000. Содержание кальция и фосфора определяли в экстрагированных зубах с помощью масс-спектрометра с индуктивно связанной плазмой Varian 810-MS компании Bruker (США). Содержание элементов рассчитывали по калибровочному графику внутренних стандартов Inorganic ventures-ICPMS-71А (США). В качестве группы контроля правильности расчетов использовали животных с 3-месячным введением препаратов, способных увеличивать кальцификацию костной ткани (аторвастатин и α-кальцидол).Результаты и обсуждение. В результате проведенных исследований разработана формула логистической регрессии, позволяющая рассчитать уровень кальция и фосфора в костной ткани зуба лабораторных животных на основании использования предложенной модели оценки минерального состава ткани по изменению кристаллограммы слюны. Базирующиеся на применении этой модели тесты позволяют установить содержание кальция в ткани зуба с 88,0% чувствительностью и 88,24% специфичностью, а неорганического фосфора – 68,18% чувствительностью и 85,0% специфичностью. Изменения уровня кальция и фосфора при приеме аторвастатина и α-кальцидола подтверждает правильность разработанных моделей.Выводы. Разработанный метод может быть использован специалистами, занимающимися созданием методов фармакологической коррекции минерального состава костной ткани зубов.

Introduction. Calcium and phosphorus play the most important role in the functioning of bone tissue of the tooth and development of caries. In this regard, determination of the content of these elements in bone tissue of the tooth is extremely important. At the same time, there are currently no non-invasive methods for intravital determination of the level of calcium and phosphorus in the bone tissue of the tooth. The formation of saliva crystals largely depends on its mineral composition and ability to participate in the remineralization of tooth bone tissue.Purpose. The aim of this work was to develop a method for non-invasive determination of the level of calcium and phosphorus in the bone by the picture of its microcrystals.Materials and methods. The experiment was conducted on 120 non-benign laboratory male rats. Salivary fluid was collected before slaughtering animals. Saliva was dried at room temperature on a glass slide. The number and force of the crystals were examined on a Leika DM 2000 microscope. Calcium and phosphorus were determined in the extracted teeth using an inductively coupled plasma mass spectrometer Varian 810-MS from Bruker (USA). The content of the elements was calculated according to the calibration graph of the internal standards of Inorganic ventures- ICPMS-71A (USA). Animals with 3 months of administration of drugs capable of increasing bone calcification (atorvastatin and α-calcidol) were used as a control group for correct calculation.Results and discussion. As a result of the research, a logistic regression formula was developed, which allows calculating the level of calcium and phosphorus in the bone tissue of the tooth of laboratory animals. The developed model for determination of calcium was characterized by 88.1% accuracy, 88.0% sensitivity, and 88.24% specificity. The phosphorus model was characterized by 76.19% accuracy, 68.18% sensitivity, and 85.0% specificity. The changes of the level of calcium and phosphorus when taking atorvastatin and α-calcidol confirm the correctness of the developed models.Conclusions. The developed method can be used in scientific laboratories involved in the development of methods for pharmacological correction of the mineral composition of bone tissue of teeth.