Способ определения зрелости эмали зубов человека методом атомно-силовой микроскопии
METHOD FOR DETERMINATION OF MATURITY OF HUMAN TEETH ENAMEL BY ATOMIC FORCE MICROSCOPY

Изобретение относится к медицине, стоматологии, и может быть использовано для высокоточного определения уровня резистентности и зрелости эмали зубов человека, с целью количественной оценки степени созревания и минерализации эмали зубов по ультрамикроскопической картине минерального компонента и определения предрасположенности к кариозному процессу. Существуют различные способы, которые позволяют судить о качестве поверхности и уровне резистентности эмали зубов человека, однако представленные методы не имеют количественной меры, поэтому не могут в полной мере описать качественные характеристики минерального компонента, и следовательно точно оценить уровень резистентности и зрелости ее компонентов. Разработка способа определения зрелости эмали зубов человека, с помощью метода, удовлетворяющего современным требованиям клинической медицины является актуальной.
Известен способ определения состояния поверхности эмали зубов, включающий воздействие на вестибулярную поверхность одного или нескольких зубов раствором с кислой средой участком красителя в виде 1%-ного водного раствора метиленового синего, с последующей оценкой интенсивности окрашивания с применением эталонов разной интенсивности (патент RU №2603620: Шмидт О.Ю., Сарап Л.Р). Этот метод позволяет определять состояние поверхности эмали зубов на начальной стадии деминерализации, для определения риска кариеса. Недостатком данного способа является то, что этот метод является субъективным, и определяет уровень резистенстности только по оттенкам окрашивания, не имея точных доверительных интервалов, следовательно, степень зрелости предложенным методом установить не представляется возможным.
Предложен способ определения состояния поверхности эмали зубов с помощью измерения угла смачивания на предварительно очищенном зубе (патент RU №2484763: Гришин В.В., Гришин В.В., Маслов В.В. [и др.]). В указанном методе на поверхность эмали наносят ватный тампон, смоченный буферным раствором с рН 2,0-5,8, выдерживают в течение 30-40 секунд, промывают водой и измеряется угол смачивания. По степени уменьшения угла смачивания более чем на 10% судят о предрасположенности к кариесу. Недостатком данного способа является высокой уровень погрешности при нанесении раствора и выдерживании буферного раствора, что несомненно влияет на точность цифровых значений.
Известен способ определения зрелости твердых тканей зуба (патент RU 2421136: Кисельникова Л.П., Алпатова В.Г.). Сущность его заключается в том, что для определения зрелости твердых тканей зуба проводят дентальную объемную томографию, и в дальнейшем определяют денситометрическую плотность твердых тканей зуба в апикальной части корня вдоль продольной и поперечной осей зуба и при значении денситометрической плотности больше 1410 ед. HU делают заключение о зрелости твердых тканей зуба, а при значении денситометрической плотности меньше 1410 ед. HU - о незрелости твердых тканей зуба. Недостаток данного способа в том, что при проведении исследования не учитываются анатомические структуры, которые наслаиваются на изображение. Таким образом, результаты, полученные при определении плотности эмали данным способом, обладают недостаточной точностью и информативностью при оценке степени зрелости зубов, что несомненно снижает практическую значимость в стоматологической практике. Данный способ взят за прототип.
Заявляемый способ определения резистентности и зрелости эмали зубов трудоемкий, удобен в применении, однако позволяет эффективно и с высокой точностью производить количественную оценку зрелости по размеру эмалевых призм зубов 38 или 48, маленькие размеры и неточные их пропорции по длине и ширине, указывают на зрелость и предрасположенность к кариозному процессу.
Техническим результатом данного изобретения является повышение точности и объективности определения степени зрелости, резистентности эмали зубов человека и предрасположенности к кариозному процессу.
Технический результат достигается тем, что в способе определения зрелости и резистентности эмали зубов, отличительной особенностью является то, что проводят поэтапную и последовательную подготовку шлифов зубов, с максимальным сохранением граней эмалевых призм, помещением образцов в поле зрения атомно-силового микроскопа Solver Pro. Полученные цифровые АСМ - изображения подвергаются компьютерной обработке в программе Image Analysis NT-VDT, по гистограммам измеряются длина и ширина эмалевых призм, в поле зрения 100*100 нм. В поле зрения атомно-силового микроскопа попадаются призмы большого размера, характеризующиеся более плотной упаковкой относительно друг друга, где их поверхность более гладкая с правильной аркообразной формой и характерна для зрелой эмали. Мелкие эмалевые призмы слабо упорядочены, по внешнему виду напоминают различные уродливые геометрические фигуры, которые характерны для не зрелой эмали.
Таким образом, эмалевые призмы длиной 5,36-5,70 нм, шириной 4,51-4,91 нм, характеризуют высокий уровень зрелости минерального компонента и высокую степень созревания и минерализации эмали зубов, высокий показатель резистентности и низкий уровень подверженности кариозному процессу; призмы длиной 5,07-5,35 нм, шириной 4,14-4,50 нм указывают на средний уровень упаковки минерального компонента и средний уровень созревания и минерализации эмали зубов, средний показатель резистентности и сомнительный уровень подверженности кариозному процессу; призмы длиной меньше 5,06 нм, шириной меньше 4,13 нм указывают на низкий уровень упаковки минерального компонента и низкий уровень созревания и минерализации эмали зубов, низкий показатель резистентности и высокий уровень подверженности кариозному процессу. Способ осуществляют следующим образом.
Пациенту проводят атравматичное удаление интактного зуба 38 или 48 по медицинским показаниям. Проводят поэтапную и последовательную подготовку шлифов образцов эмали с помощью шлифовальных и полировальных кругов с доведением поверхности эмали до 14 класса чистоты. После механической обработки шлифы охлаждают в дистиллированной воде, высушивают с использованием горелки пропановой при температуре 36°С, протравливают исследуемую поверхность 37%-ной ортофосфорной кислотой с окончательным промыванием под струей дистиллированной воды, что позволяет максимально сохранить грани эмалевых призм. Полученный образец помещают в поле зрения атомно-силового микроскопа Solver Pro, Полученные цифровые АСМ -изображения подвергаются компьютерной обработке в программе Image Analysis NT-VDT. По гистограммам измеряются длина и ширина эмалевых призм, в поле зрения 100*100 нм: с длиной 5,36-5,70 нм, шириной 4,51-4,91 нм, характеризуют высокий уровень зрелости минерального компонента и низкий уровень подверженности кариозному процессу; длиной 5,07-5,35 нм, шириной 4,14-4,50 нм указывают на средний уровень упаковки минерального компонента и сомнительный уровень подверженности кариозному процессу; длиной меньше 5,06 нм, шириной меньше 4,13 нм указывают на низкий уровень упаковки минерального и высокий уровень подверженности кариозному процессу.
Пример 1. Пациент Ф., 18 лет.
Жалобы: с целью санации рта, подготовки к ортодонтическому лечению.
План лечения: 1. Санация рта. 2. Удаление зуба 48. 3. Оценка уровня зрелости и резистентности эмали зубов, с целью выявления группы риска о предрасположенности к кариозному процессу. 4. Индивидуальный подбор средств гигиены, профилактики болезней твердых тканей зубов. 5. Лечение у врача-ортодонта.
Пациенту проведено удаление зуба 48. Проведена поэтапная и последовательная подготовка шлифов зубов, доведенных до 14 класса чистоты, с помощью шлифовальных кругов, с максимальным сохранением граней эмалевых призм.
Далее, полученные шлифы охладили в дистиллированной воде и высушили с помощью пропановой горелки при температуре 36°С. Затем исследуемую поверхность протравили 37%-ной ортофосфорной кислотой, с окончательным промыванием под струей дистиллированной воды. Полученные шлифы зуба 48 поместили в поле зрения атомно-силового микроскопа Solver Pro. Полученные цифровые АСМ-изображения подвергли компьютерной обработке в программе Image Analysis NT-VDT, по гистограммам измерили среднюю величину длины и ширины эмалевых призм, в поле зрения 100*100 нм: длина призм 5,51 нм, ширина 4,72 нм. Полученные значения указывают на высокий уровень упаковки минерального компонента и высокий уровень созревания, минерализации эмали зубов, с высокими показателями резистентности и низким уровнем подверженности кариозному процессу. Следовательно, данному пациенту необходима постановка на диспансерный учет к врачу-стоматологу-терапевту с явкой 1 раз в год.
Таким образом, предложенный способ оценки зрелости эмали зубов позволил оценить уровень резистентности и зрелости эмали, персонально составить план лечения и определить положительный прогноз по развитию и течению кариозного процесса.
Пример 2. Пациентка А., 17 лет.
Жалобы: с целью подготовки к ортодонтическому лечению, для профилактического осмотра.
План лечения: 1. Санация рта. 2. Удаление зубов 38, 48. 3. Оценка уровня зрелости и резистентности эмали зубов по зубу 48 с целью выявления группы риска о предрасположенности к кариозному процессу. 4. Индивидуальный подбор средств гигиены, профилактики болезней твердых тканей зубов.
Пациентке проведено удаление зуба 48. Проведена поэтапная и последовательная подготовка шлифов зубов с максимальным сохранением граней эмалевых призм. Полученные шлифы зуба 48 поместили в поле зрения атомно-силового микроскопа Solver Pro. Полученные цифровые АСМ-изображения подвергли компьютерной обработке в программе Image Analysis NT-VDT, по гистограммам измерили среднюю величину длины и ширины эмалевых призм, в поле зрения 100*100 нм: длина призм 5,31 нм, ширина 4,29 нм. Полученные значения указывают на средний уровень упаковки минерального компонента и сомнительный уровень подверженности к кариозному процессу. Следовательно, данной пациентке необходима постановка на диспансерный учет к врачу-стоматологу-терапевту с явкой 1 раз в 4-6 месяцев (динамическое наблюдение за состоянием твердых тканей зубов). Таким образом, предложенный способ оценки зрелости эмали зубов позволил оценить уровень резистентности и зрелости эмали, персонально составить план лечения и определить сомнительный прогноз по развитию и течению кариозного процесса.
Пример 3. Пациент А., 27 лет.
Жалобы: с целью подготовки к ортодонтическому лечению, для профилактического осмотра.
План лечения: 1. Санация рта. 2. Удаление зуба 38. 3. Оценка уровня зрелости и резистентности эмали зубов по зубу 48 с целью выявления группы риска о предрасположенности к кариозному процессу. 4. Индивидуальный подбор средств гигиены, профилактики болезней твердых тканей зубов.
Пациенту проведено удаление зуба 38. Проведена поэтапная и последовательная подготовка шлифов зубов с максимальным сохранением граней эмалевых призм. Полученные шлифы зуба 38 поместили в поле зрения атомно-силового микроскопа Solver Pro. Полученные цифровые АСМ-изображения подвергли компьютерной обработке в программе Image Analysis NT-VDT, по гистограммам измерили среднюю величину длины и ширины эмалевых призм, в поле зрения 100*100 нм: длина призм 5,01 нм, ширина 4,10 нм. Полученные значения указывают на низкий уровень упаковки минерального компонента и высокий уровень подверженности к кариозному процессу. Следовательно, данному пациентку необходима постановка на диспансерный учет к врачу-стоматологу-терапевту с явкой 1 раз в каждые 2-3 месяца (динамическое наблюдение за состоянием твердых тканей зубов).
Таким образом, предложенный способ оценки зрелости эмали зубов позволил оценить уровень резистентности и зрелости эмали, персонально составить план лечения и определить сомнительный прогноз по развитию и течению кариозного процесса.
Данный способ определения степени зрелости и резистентности эмали зубов человека, на основании данных атомно-силовой микроскопии по изучению размеров эмалевых призм в длину и ширину, позволяет охарактеризовать ориентацию и упаковку минерального компонента, где количественный параметр (длина, ширина) характеризует состояние эмали зубов и определяет качество каркаса коронковой части зубов и предрасположенность к болезням твердых тканей.