Восстановление разрушенных твердых тканей зубов — одна из наиболее важных проблем ортопедической стоматологии.

Процесс воссоздания природной формы и естественного оттенка в керамических реставрациях требует глубокого понимания оптических свойств естественных зубов.

Знания о распространении света в твердых тканях зубов весьма важны для понимания подбора цвета реставрации в эстетической стоматологии. Цвет натурального зуба не однороден, он меняется от режущего края к пришеечной области. Свет — это электромагнитное излучение в видимом диапазоне спектра, воспринимаемое человеческим глазом; попадая на поверхность зуба, может поглощаться, отражаться и преломляться. Короткие волны (менее 400 нм) отражаются от эмали режущего края зуба. Длинные волны, проходя через срединную часть зуба, содержащую основную массу твердых тканей, отражаясь и преломляясь, образуют множество оттенков цвета от желто-оранжевого до голубого. В пришеечной части эмаль резко истончается. Этот участок имеет цвет от желто-оранжевого до коричневого [1, 2].

Величина коэффициента диффузного отражения дентина меньше, чем эмали, поскольку вещества с большей плотностью частиц отражают света больше, чем пористые. Благодаря тому, что возле эмалево-дентинной границы определяются некальцифицированные коллагеновые волокна (зернистый слой Томса) в виде мелких дентинных шаров, здесь коэффициент рассеивания наибольший [3, 4].

В литературе мало данных об изменении цветовых характеристик зубов в зависимости от толщины сошлифовывания твердых тканей.

Цель работы — проанализировать изменения оптических свойств зубов при их препарировании на различную глубину.

Исследование состояло из 2 этапов: лабораторного и клинического.

В лабораторных условиях были изучены 30 удаленных центральных верхних резцов, которые не имели кариозных повреждений, дефектов, признаков реставрационного материала и не подвергались эндодонтическому лечению. Удаление проводилось из-за хронического пародонтита (22 зуба), перелома корня зуба (8 зубов). Все изученные зубы относились к красно-коричневой группе A (Vita Classical), а именно к цветам A2 и A3, что позволило сузить разброс параметров цвета.

На клиническом этапе исследование проводилось на 15 витальных резцах верхней челюсти, которые предстояло обработать в полости рта под различные ортопедические конструкции.

В процессе исследования каждый зуб был условно разделен на 3 части: пришеечную область, центральную часть и режущий край.

Для регистрации результатов использовали спектрометрический анализатор цвета Easyshade («Vita», Германия), состоящий из наконечника — зонда и миникомпьютера с дисплеем, на котором отображаются функции устройства и показатели цвета, а также отдельного столика-подставки, являющегося зарядным блоком и калибратором. Прибор позволяет регистрировать цвет по шкале Vitapan Classical, а также координаты цветности по системе CIEL*c*h* и CIEL*a*b* в расширенном режиме.

До препарирования определяли цветовые характеристики зубов, затем проводили последовательное сошлифовывание твердых тканей алмазными борами под ортопедические конструкции на глубину 0,3, 0,6 и 0,9 мм в группе удаленных зубов и на глубину 0,3 и 0,6 мм в группе витальных зубов. На каждой глубине препарирования регистрировали цветовые характеристики.

Для точного контроля объема редукции твердых тканей нами был использован бор-мечик (Komet, Brasseler, Германия) с глубиной рабочей части 0,3 мм.

Определенная в лабораторных условиях яркость представлена в табл. 1.

При сошлифовывании зуба его яркость в области шейки увеличивалась с 83,5±1,5 до 87,1±1,6 ед. (p<0,05). В области центра зуба и его режущей части отмечалась такая же закономерность.

Это объясняется тем, что свет, свободно проникая через эмаль, частично в ней рассеивался и отражался от дентина. В пришеечной области толщина эмали минимальна, поэтому яркость отраженного света была максимальной, так как потери света, связанные с рассеиванием, были незначительными. Яркость увеличивалась так же по мере сошлифовывания эмали и приближения к дентину.

При проведении исследования в клинических условиях использовали тот же алгоритм работы, что и для удаленных зубов. Динамика яркости при препарировании в полости рта представленна в табл. 2.

Согласно полученным данным, в данном случае наблюдалась также закономерность, что на удаленных зубах: при сошлифовывании яркость увеличивалась на всех участках (p<0,05).

Следующие критерии оценки цвета по системе CIEL*c*h* — насыщенность и тон. Эти данные для группы удаленных зубов представлены в табл. 3.

Полученные данные позволяют заключить, что насыщенность цвета интактных зубов (С*) значительно уменьшалась от шейки к режущему краю (p<0,05). Показатели тона (h*) на всех этапах обработки оставались в пределах погрешности измерений.

При увеличении глубины препарирования насыщенность цвета в области шейки и центральной части зуба оставалась неизменной, а вот насыщенность в области режущего края несколько увеличивалась по мере препарирования (результаты статистически не достоверны и имеют лишь описательный характер).

Можно сказать, что из-за меньшей толщины эмали отражающая способность зуба увеличивалась по мере приближения к дентину. Возможно, это связано с тем, что эмаль является полупрозрачной средой, в которой происходит затухание и уменьшение интенсивности света. Соответственно, чем ближе к дентину, тем насыщенность (интенсивность) цвета выше.

Тон характеризует длину волны отраженного света, является постоянным у каждого зуба и поэтому не изменялся при сошлифовывании твердых тканей зубов.

Измерение насыщенности и тона при препарировании интактных зубов в полости рта дало относительно схожие результаты, которые представлены в табл. 4.

Таким образом, насыщенность цвета зуба значительно менялась —увеличиваясь от шейки к режущему краю, и менее выраженно — при увеличении глубины препарирования (p<0,05). Показатели тона (h*) слабо зависели от глубины препарирования и локализации, это свидетельствует о том, что зуб отражает относительно постоянный спектр волн видимого диапазона.

Прибор Vita Easyshade в расширенном меню позволяет определить не только параметры цветности (тон, яркость и насыщенность), но и расстояние между цветовыми координатами в системе CIEL*a*b*. Результаты измерения цветовых координат в лабораторных условиях отражены в табл. 5.

В цветовом пространстве a* (зеленый—красный) при препарировании зубов значения уменьшались, что говорит о сдвиге к зеленому. Для цветового вектора b* (желтый—синий) цветовые координаты смещались к желтому в центральной и режущей области зуба (см. табл. 5).

Таким образом, при препарировании в области шейки и приближении к дентину интенсивность отражения возрастала за счет увеличения отражения более коротких волн, поэтому вектор цвета менялся в сине-зеленую сторону.

Для режущего края, который в основном представлен эмалью, после препарирования характерно увеличение проходящего света, а отраженного света становилось меньше, поэтому вектор цвета менялся от синего к желтому (табл. 6).

В цветовом пространстве a* не отмечалось определенной закономерности изменения цвета при переходе от шейки к режущему краю. При препарировании зуба наблюдался постоянный сдвиг к зеленому в области центра и режущего края.

Мы не можем объяснить отмеченное нами резкое изменение цвета по вектору a* при препарировании в области шейки зуба на глубину 0,3 мм. Возможно, это связано с выходом на эмалево-цементную границу, на которой, по данным ряда авторов [5], отмечаются определенные световые эффекты.

В цветовом пространстве b* от шейки зуба к его режущему краю для интактных зубов отмечался незначительный сдвиг к синему. При увеличении глубины препарирования для всех 3 областей зуба наблюдался сдвиг к желтому.

Можно предположить, что увеличение компонента b* в желтую сторону связано с приближением к околопульпарному дентину, что в свою очередь связано с увеличением отражения длинных волн (красно-желтый спектр) от пульповой камеры, заполненной кровью.

Для изучения цветового различия ∆E* при различной глубине обработки мы использовали анализ, предложенный CIELab1976 (табл. 7).

Отмечено, что ∆E* увеличивалось при обработке зубов (p<0,05), что следует учитывать при определении цвета. Цветовые различия более выражены и становились заметными сразу при препарировании в области центра и режущего края. В области шейки, где толщина эмали минимальна, эти изменения выражены меньше.

Выявленные в клинических условиях данные цветоразличия ∆E* зуба на этапах обработки представлены в табл. 8.

При механическом сошлифовывании вестибулярной стенки зубов на глубину 0,3 и 0,6 мм определялось изменение цвета во всех 3 областях (p<0,05). С увеличением глубины цветовые различия увеличивались, причем чем ближе к режущему краю, тем они при препарировании становились заметнее.

Подводя итог, можно заключить, что при препарировании яркость зуба увеличивалась, так как больше света отражалось от дентина, поскольку эмаль, в которой свет рассеивался и поглощался, истончалась.

Насыщенность цвета уменьшалась к режущему краю, так как в результате рассеивания света эмалью в световом потоке присутствовало относительно меньшее количество световых волн, характеризовавших определенный тон.

Сам тон практически не менялся ни по периметру зуба, ни по глубине препарирования. Цветовое различие на всех этапах препарирования составило ≥2,6. При этом следует учитывать, что, согласно норме допустимых цветовых различий при подборе и воспроизведении цвета, установленной отечественным стандартом ГОСТ Р 31574−2012, величина ΔЕ* не должна превышать 2,4, в этой связи мы рекомендуем определять цвет как до препарирования твердых тканей, так и после него.

На основании результатов исследования можно сделать предварительные выводы:

— в трехмерном пространстве CIEL*c*h* и L*a*b* выявляются цветовые различия зубов во всех областях измерения и на разных глубинах препарирования;

— при препарировании зубов как in vitro, так и in vivo яркость увеличивается;

— насыщенность цвета зубов уменьшается от шейки к режущему краю в группах in vitro и in vivo, и изменения меньше выражены при увеличении глубины препарирования;

— тон зубов остается относительно постоянной величиной и мало зависит от локализации и глубины препарирования;

— на всех этапах обработки зубов цветовое различие ∆E* превышает 2,6, что говорит о необходимости регистрации цвета в 3 областях зуба до и после препарирования;

— можно предположить, что дентин выполняет роль отражающей поверхности и формирует «истинный» цвет зуба, а эмаль играет роль рассеивателя света, но это положение требует дальнейшего изучения, после которого может явиться основой для разработки 3D-принтеров для печати керамикой.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.