Анализ глубины проникновения геля фотосенсибилизатора в структуру тканей зубов

Авторы:
  • О. А. Зорина
    Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Минздрава России, Москва, Россия; Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия
  • Е. К. Кречина
    Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Минздрава России, Москва, Россия
  • З. М. Абаев
    Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова Минздрава России, Москва, Россия
  • А. В. Коршунова
    Центральный научно-исследовательский институт стоматологии и челюстно-лицевой хирургии Минздрава России, Москва, Россия
  • Г. В. Пономарев
    Научно-исследовательский институт биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича, Москва, Россия
  • А. В. Рябова
    Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
  • В. И. Макаров
    Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Журнал: Стоматология. 2018;97(6): 22-27
Просмотрено: 1567 Скачано: 195

Эстетика улыбки с каждым днем все больше волнует наших пациентов. В настоящее время существует много новых методов отбеливания зубов. Впервые попытка отбеливания зубов была проведена в 1878 г. в Америке. Несмотря на многочисленные системы отбеливания, остается открытым вопрос об их безопасности. Одним из негативных результатов профессионального отбеливания является гиперестезия эмали, так как перекись водорода, проходя через эмаль и дентин (через 5—15 мин раствор достигает пульпы зуба), вызывает раздражение пульпы [9, 10]. Также нежелательным эффектом отбеливания зубов является воспаление маргинальной десны, что ведет к развитию рецессии [17]. Выявлены изменения на поверхности эмали, выраженные в удалении пелликулы и обнажении эмалевых призм при отбеливании зубов [7, 8].

Развитие эстетической стоматологии напрямую связано с появлением новых препаратов и технологий для отбеливания зубов [4, 15]. Сейчас в арсенале врача-стоматолога для отбеливания зубов применяются отбеливающие системы, содержащие концентрированные препараты перекиси водорода и карбамида.

В настоящее время на стоматологическом рынке появились беспероксидные системы для отбеливания зубов и светодиодные лампы, излучающие холодной свет, что повышает безопасность и эффективность отбеливания зубов [13]. Нами был выбран новый принцип отбеливания зубов методом фотодинамической терапии (ФДТ).

На сегодняшний день применение ФДТ в стоматологии привлекает все большее внимание [12, 13, 16], были проведены исследования в области лечения кариеса зубов, его осложнений и заболеваний пародонта [1—3, 5, 6]. Метод ФДТ основан на фотохимических реакциях и заключается в введении фотосенсибилизатора (ФС) в зону поражения и локальной активации накопившегося в тканях ФС лазерным излучением длиной волны, соответствующей пику поглощения Ф.С. Реакция протекает при обязательном присутствии кислорода, в результате чего молекулярный кислород переходит в синглетную форму и образуются свободные радикалы, что приводит к цитотоксическому эффекту. Фотохимические реакции происходят в тканях на глубине, до которой проникают ФС и лазерное излучение, и эффект ФДТ зависит от количества ФС и глубины его проникновения. В качестве ФС в стоматологии используют производные хлорина е6, — Гелеофор, Фотодитазин, Радахлорин и др. Одним из новых методов применения ФДТ в стоматологии может стать фотодинамическое отбеливание зубов. Несмотря на использование широкого спектра систем отбеливания, всегда остается открытым вопрос их безопасности. Однако в результате анализа литературы не удалось найти методик проведения фотоотбеливания с использованием ФС и оценки его эффективности.

Цель нашего исследования — определение глубины и концентрации ФС хлорина е6 в тканях зубов в зависимости от времени аппликации ФС на эмаль.

Материал и методы

В качестве ФС был использован хлорин е6 в составе 1% геля Гелеофор. Исходным сырьем для его производства является микроводоросль Chlorella ellipsoidea, содержащая хлорофилл А. Хлорофилл А, извлеченный из Chlorella путем последовательных химических трансформаций, превращается в лекарственную субстанцию — трикислоту хлорина е6 (см. рис. 1)

Рис. 1. Структурная химическая формула хлорина Е6.
[11] (патент RU 2523380 C1 от 21.05.13). 1% гель — комбинированный препарат, в состав которого входит лидокаина гидрохлорид, оказывающий местно-анестезирующее действие, цетилпиридиния хлорид — антисептическое средство, подавляющее рост ряда бактерий и грибов, и хлорин е6 — ФС хлоринового ряда.

По данным литературы, проникновение и накопление ФС хлоринового ряда было исследовано только на слизистых оболочках полости рта и кожных покровах. Исследований о его накоплении и распределении в твердых тканях зубов в зависимости от длительности его аппликации не проводилось.

Исследования проведены на 20 удаленных зубах фронтальной группы. На вестибулярную поверхность эмали зубов наносили 1% гель в течения 1, 5, 10 и 20 мин, затем смывали (рис. 2, а,

Рис. 2 Изучение накопления ФС в тканях зуба. а — зуб 21 до нанесения ФС 1%; б — зуб 21 после нанесения ФС 1%.
б).

Зубы были распилены бором с охлаждением вдоль оси зуба и исследованы методами флюоресцентной спектроскопии и конфокальной микроскопии в лаборатории лазерной биоспектроскопии Центра естественно-научных исследований Института общей физики РАН. В качестве контроля использовали зубы, на которые не наносили ФС.

Накопление хлорина е6 в эмали и дентине зубов оценивали по спектрам флюоресценции, регистрируемым с поверхности зубов и со стороны спила волоконно-оптическим спектрометром ЛЭСА-01-БИОСПЕК при возбуждении лазером длиной волны 633 нм.

Глубину проникновения хлорина е6 в ткани зуба оценивали методом флюоресцентной конфокальной микроскопии (LSM-710, «Карл Цейсс», Германия). Для этого шлифы зубов помещали на тонкие покровные стекла толщиной 0,17 мм и наблюдали в плоскости распила. Для возбуждения автофлюоресценции тканей зуба и флюоресценции хлорина е6 использовали лазер длиной волны 488 нм, детектировали автофлюоресценцию и флюоресценцию хлорина е6 со спектральным разрешением в диапазоне 500 — 750 нм. Для получения изображений использовали объектив Plan-Apochromat с увеличением 10× (апертура 0,3).

Статистический и спектральный анализы проводили, используя программу ZEN («Карл Цейсс», Германия).

Результаты и обсуждение

В результате исследований было получено спектрально-разрешенное флюоресцентное изображение с эмали и дентина зубов (рис. 3 и

Рис. 3. Накопление Ф.С. в эмали зуба. а — диаграмма накопления ФС в эмали зуба в зависимости от времени его экспозиции; б — спектры флюоресценции ФС, измеренные в эмали зуба. Основной пик флюоресценции находится в области 650−700нм.
4).

В процессе исследований получена статистическая оценка проникновения ФС внутрь тканей зуба (эмаль и дентин) в зависимости от времени экспозиции ФС на эмаль. Обнаружен значительный разброс результатов для зубов, удаленных у разных пациентов, что может быть связано с индивидуальными структурными особенностями строения твердых тканей зубов. Максимально интенсивный флюоресцентный сигнал в эмали наблюдался через 10 мин после аппликации Ф.С. Средняя внутритканевая концентрация хлорина е6 составляла около 5 мг/кг. Через 20 мин после аппликации отмечено незначительное снижение интенсивности регистрируемой флюоресценции, что, вероятно, связано с ее тушением вследствие излишне высокой концентрации ФС в эмали. По данным флюоресцентной спектроскопии, концентрация ФС в дентине примерно в 20 раз меньше (см. рис 4, а,

Рис. 4. Накопление Ф.С. в дентине зуба. а — диаграмма накопления ФС в дентине в зависимости от времени его экспозиции; б — спектры флюоресценции ФС, в дентине зуба. Основной пик флуоресценции находится в области 650−700нм.
б), чем в эмали (см. рис. 3, а, б), что свидетельствует о низкой способности проникновения ФС в дентин.

Данные о распределении хлорина е6 в глубине эмали, полученные с помощью исследования спилов методом конфокальной микроскопии, указывают на равномерное насыщение всей толщи эмали (до 600—700 µм) и присутствие хлорина е6 в поверхностном слое дентина (до 100—200) (рис. 5, а,

Рис. 5. Распределение Ф.С. в тканях зуба. а — флюоресцентное изображение спила зуба со спектральным разрешением, на изображении от поверхности эмали сверху вниз вглубь эмали до дентина выделены прямоугольные области с шагом 40 µм, которым соответствуют спектры слева от изображения; б — график зависимости внутритканевой флюоресценции ФС от расстояния от поверхности зуба.
б).

На основании анализа полученных результатов можно утверждать, что через 10 мин концентрация ФС 1% геля в твердых тканях зубов достигает значений, достаточных для проведения фотодинамического отбеливания. В то же время проникновения ФС в глубокие слои дентина не обнаружено, что позволяет выполнять процедуру фотодинамического отбеливания только в пределах эмали и эмалево-дентинной границы, не затрагивая глубокие слои, а это препятствует воспалению пульпы зуба и появлению чувствительности зубов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Зорина Оксана Александровна — д.м.н., проф., зав. отделением терапевтической стоматологии ФГБУ ЦНИИС и ЧЛХ Минздрава
России; профессор кафедры стоматологии Института стоматологии ФГАОУ ВО «Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова» Министерства здравоохранения Российской Федерации;
https://orcid.org/0000-0002-4143-4513; e-mail: zorina-cniis@yandex.ru; тел.: +7(910)469-3849

Список литературы:

  1. Кречина Е.К., Ефремова Н.В., Ефимович О.И., Николаева Е.Н., Рассадина А.В., Согачев Г.В. Антибактериальное динамическое действие фотодинамической терапии при лечении заболеваний пародонта по данным ПЦР-диагностики. Российский фитотерапевтический журнал. М.: Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина; 2015;14:4:86.
  2. Ефремова Н.В. Клинико-функциональное обоснование лечения заболеваний пародонта методом фотодинамической терапии: Дис... канд. мед. наук. М. 2005.
  3. Рабинович И.М., Снегирев М.В., Голубева С.А. Клиническая эффективность сочетанного применения метода фотодинамической терапии и медицинского озона у пациентов с заболеваниями периодонта. Клиническая стоматология. 2013;2:14-17.
  4. Крихели Н.И. Современные методы отбеливания зубов. Сборник трудов Всероссийской конференции «Актуальные вопросы стоматологии». Сочи. 2010;20-26.
  5. Орехова Л.Ю., Лукавенко А.А., Пушкарев О.А. Фотодинамическая терапия в клинике терапевтической стоматологии. Клиническая стоматология. 2009;1:49:26-30.
  6. Луцкая И.К. Отбеливание и эстетическое реставрирование зубов при нарушении их цвета и формы. Современная стоматология. 2016;1:35-39.
  7. Беленова И.А., Андреева Е.В., Кунина Н.Т. Повышение эффективности лечения гиперстезии зубов после профессионального отбеливания. Вестник новых медицинских технологий: периодический теоретический и научно-практический журнал. 2013;20:2:98-101.
  8. Крихели Н.И. Резистентность твердых тканей при профессиональном отбеливании измененных в цвете зубов. Стоматолог: научно-практический журнал. 2012;2:60-65.
  9. Кречина Е.К., Лященко А.Н. Состояние микрогемодинамики в пульпе при отбеливании зубов системой ZOOM: Дис... канд. мед. наук. М. 2010.
  10. Странадко Е.Ф. Исторический очерк развития фотодинамической терапии. Лазерная медицина. 2002;6:1:4-8.
  11. Странадко Е.Ф. Механизм действия фотодинамической терапии. Фотодинамическая терапия. Материалы 3-го Всероссийского симпозиума 3. М. 1999;3-14.
  12. Рабинович И.М., Величко И.В. Фотодинамическая терапия при лечении кариеса зубов. Клиническая стоматология. 2012;3:8-11.
  13. Фролова О.А. Эффективность профессионального отбеливания зубов с использованием диодного лазера. Материалы 3-й Научно-практической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы стоматологии», Москва, 25 мая 2012 г. Стоматология: научно-практический журнал. 2012;91:5:54-55.
  14. Baptista MS, Wainwright M. Photodynamic antimicrobial chemotherapy (PACT) for the treatment of malaria, leishmaniasis and trypanosomiasis. Br J Med Biol Res. 2011;44:1-10.
  15. De Moor RJG, Verheyen J, Verheyen P, et al. Laser Teeth Bleaching: Evaluation of Eventual Side Effects on Enamel and the Pulp and the Efficiency In Vitro and In Vivo. The Scientific World Journal. 2015;2015:835405. https://doi.org/10.1155/2015/835405
  16. Donnelly RF, McCarron PA, Tunney MM. Antifungal photodynamic therapy. Microbiol Res. 2008;163:1-12.
  17. Leonard RH, Haywood VB, Eagle JC, Garland RH, Mattheus KP, Tart NP. Nightguard vital bleaching of tetracycline stained teeth: 4.5 years post-treatment. J Dent Res. 1999;78:145.