ХИМИЯ В СТОМАТОЛОГИИ

Я вхожу одним из первых
в медицинский кабинет,
у меня стальные нервы
или вовсе нервов нет.

С.Михалков

Взгляните на глянцевые проспекты реклам, страницы журналов. С них смотрят улыбающиеся лица. Чтобы улыбнуться в полный рот, уверенно себя чувствовать в беседе, смотреться на экране телевизора или на фотографии, нужны здоровые и красивые зубы. Кроме того, зубы еще и великие труженики.

Улыбайтесь красиво!

Стоматология – специальность на стыке медицины и ремесла. И химия для стоматологов – это «наше всё», как А.С.Пушкин для русской литературы. Мы не только используем достижения фармацевтики – классические лекарства, но и, как строители, ждем от химии помощи в нашей «стройке» – постановке пломб, запечатывании каналов, изготовлении коронок, отбеливании. Нам нужно, чтобы хорошо приклеилось, накрепко затвердело, не дало усадки. Стоматологи пристально следят за новыми разработками, буквально «из рук рвут» новые материалы, которые позволяют им получать все лучшие результаты.

Возьмем, к примеру, то, за чем все идут к стоматологу, – пломбы. В этой области буквально за несколько десятилетий произошел переворот в технологиях. Итак, с чего все началось?

В начале ХХ в. для пломбирования зубов использовали в основном цементы: фосфатные, силикатные, поликарбоксильные. Брали раствор кислоты (обычно фосфорной) и смешивали с оксидами кальция и кремния или смесью оксидов и солей. Пломбы из этих цементов давали большую усадку, в результате чего быстро выпадали. Сейчас их используют все реже.

Широко были распространены амальгамные пломбы (серебряные).

Амальгама – сплав металла с ртутью – обладает прочностью, влагоустойчивостью, но дает большую усадку, имеет плохую эстетику и нередко проявляет токсичность (при неправильной работе с ртутью).

В 1950-х гг. появился новый вид пломбировочных материалов – ненаполненные акриловые пластмассы.

При смешивании пасты, содержащей третичный амин, с катализаторной пастой, содержащей пероксид бензола, образуются радикалы, запускающие процесс полимеризации мономера – отвердение.

Затем Р.Л.Бовен в 1962 г. синтезировал новый вид акрилового мономера – бисфенол-А-диглицидилметакрилат, отличающийся способностью очень прочно удерживать неорганические наполнители в матрице акриловой пластмассы.

В результате сополимеризации этого мономера с кварцем SiO₂, бариевым стеклом, фарфоровой мукой был создан новый вид пломбировочных материалов – композиты. Они отличались меньшей усадкой, хорошей эстетикой, высокими физико-механическими свойствами по сравнению с цементами. Но третичные амины в полости рта распадаются, и пломба из химического композита темнеет.

В дальнейшем были созданы материалы, полимеризующиеся под воздействием света. В качестве инициатора использовались светочувствительный камфорхинон и аминный активатор –
N,N-диметиламиноэтилметакрилат.

Они образуют с дикетоном, активирующимся при поглощении света, комплекс. Этот комплекс затем распадается с образованием свободных радикалов. Радикалы вызывают полимеризацию пломбировочного материала. Такой подход имеет ряд преимуществ – неограниченное время формирования светокомпозита в полости зуба, гомогенность консистенции. Новый вид пломбировочного материала можно было наносить послойно и, используя разные цветовые оттенки, добиваться высокой эстетики реставрации. Однако прилипаемость (адгезия) и краевое прилегание к твердым тканям зуба были недостаточными. Усадка составляла 2–5%.

Для лучшей фиксации композитов было предложено кислотное травление эмали и созданы адгезивные связующие системы, осуществляющие прикрепление композита к зубу. При протравливании эмали 30–40%-м раствором фосфорной кислоты образуются поры глубиной
5–50 мкм. В эти поры затекает смола адгезива и связывает эмаль с композитом. Сила связки очень прочная – до 20 МПа.

Но ведь после высверливания кариозных масс полость зуба в основном состоит из дентина, а эмаль окружает ее по периметру. Значит, нужно добиваться связывания композита с дентином. И здесь начинаются трудности.

Схема строения зуба (в разрезе)

З уб состоит из дентина, эмали, пульпы. Пульпа (нерв) регулирует жизнедеятельность зуба, поступление в него веществ из ротовой жидкости. В пульпе около дентина располагаются нервные клетки – одонтобласты, от которых отходят длинные отростки в дентин по канальцам до эмали. Они-то и чувствуют боль, если в зубе есть дырка.

Как запечатать эти трубочки, не нарушая деятельности нервных клеток, чтобы не было боли после постановки пломбы? Как приклеить к влажному дентину пломбу?

Химики разработали несколько поколений связывающих адгезивных систем. В результате последние поколения адгезивов содержат пентакрилатмонофосфат дипентаэритрита, имеющий в молекуле активные гидрофобные и гидрофильные группы.

Это позволяет ему активно соединяться как с ионами кальция гидроксиапатита эмали и дентина, так и с активными группами белка коллагена, содержащегося в дентине. Такое двойное химическое связывание наряду с затеканием адгезива в дентинные канальцы обеспечивает значительную силу прикрепления композита к дентину – 25–27 МПа.

В результате запечатываются дентинные канальцы, предотвращается попадание в пульпу токсичного мономера из композита. Для нас, стоматологов, это означает ускорение процесса постановки пломб (отпала необходимость делать изолирующие прокладки) и отсутствие болей после постановки пломбы. C использованием адгезивов были созданы вещества для снижения чувствительности зубов (оголенных шеек при парадонтозе и повышенной истираемости зубов).

Более того, при введении в адгезив фтора мы дополнительно минерализуем эмаль и дентин, укрепляя их. А при введении фтора в композиты (особенно в текучие) были получены герметики, которыми запечатывают бороздки в зубах. Такие герметики, постоянно выделяя фтор, оказывают длительное противокариесное действие.

Где же еще используется химия в стоматологии?
Да везде. При лечении корневых каналов главное не только механически его очистить, но и химически обеззаразить стенки канала, чтобы не допустить воспаления окружающей костной ткани. Поскольку каналы крайне редко бывают идеально ровными, а чаще всего похожи на корни дерева с его многочисленными мелкими корешочками, то убрать инфекцию из этих влажных тупичков крайне важно. Для этого мы используем антисептики – гипохлорид натрия, пероксид водорода.

Раньше часто, а теперь все реже используется мышьяковистая паста. Если у стоматолога времени было мало или обезболивание оказывалось недостаточным, то накладывался мышьяк. Мышьяковистый ангидрид As₂O₃ является сильным цитоплазматическим ядом и при контакте с пульпой вызывает ее деструкцию.

Есть пасты без мышьяка, они содержат параформальдегид, также вызывающий некроз тканей, но менее вредный для окружающей кости.

После обработки и высушивания корневого канала его надо загерметизировать. Большая часть герметиков для каналов имеет в своей основе гидроксид кальция, или полимер, или оксид цинка и эвгенол.

Использование любого цемента без уплотнения в канале гуттаперчей (резиновыми штифтами) приводит к быстрому рассасыванию цемента.

Многие, заглянув себе в рот, могут обнаружить розовые или багрово-красные зубы. Это наследство прошлых времен, когда врач не умел или не имел возможности удалить нерв целиком. А как-то надо было предупредить возможное воспаление кости вследствие невычищенного канала. Для этого использовалась резорцин-формалиновая смесь. Она накладывалась на устья каналов на несколько дней, и за это время резорцин мумифицировал остатки пульпы.

Перелечить такие каналы бывает крайне сложно, т.к. содержимое канала представляет собой стеклоподобную твердую массу. Розовое окрашивание приходится маскировать пломбами или коронками. Особенно если зуб видно при улыбке.

Для обесцвечивания розовой окраски часто используется отбеливание внутри зуба 30%-м раствором соединения пероксида водорода с карбамидом H₂NCONH₂•H₂O₂. Так же отбеливают темные зубы. Это – профессиональное отбеливание. То же самое вещество используется в домашнем отбеливании. Стоматолог только изготавливает каппы, внутрь которых пациент выдавливает 10%-й гель соединения пероксида водорода с карбамидом и носит некоторое время.

Механизм действия до конца не изучен. Предполагается воздействие атомарного кислорода на протеиновый комплекс дентина, определяющий цвет зуба. Можно также использовать отбеливающие пасты и полоски, правда, эффективность у них намного ниже.

Кстати, о пастах. Для профилактики и лечения кариеса используют зубные пасты с высоким содержанием NaF.

Фторид натрия адсорбируется на поверхности зуба, вступая в химическую реакцию с кристаллами гидроксиапатита эмали 3Ca₃(PO₄)₂•Ca(OH)₂. В результате замещения гидроксильной группы, образуется фторапатит 3Ca₃(PO₄)₂•CaF₂ – более устойчивое соединение, чем гидроксиапатит. Структура эмали уплотняется и становится менее восприимчивой к воздействию внешних агрессивных факторов.

Фтористые полоскания «Colgate», «Reach», «Blend-a-med», «Ремодент» снижают чувствительность зубов и поражаемость кариесом, особенно у детей.

* * *

Это только основные аспекты, «краеугольные камни» химии в стоматологии. Но даже кратких сведений достаточно, чтобы понять: без химии никакого развития в нашей специальности просто бы не было. Я рада, что мне представился случай сказать химикам от лица всех стоматологов – большое спасибо!

ЛИТЕРАТУРА

Борисенко А.В., Неспрядько В.П. Композиционные пломбировочные и облицовочные материалы в стоматологии. Киев: Книга плюс, 2001;
Иоффе Е. Зубоврачебные заметки. СПб.: Сезам, 1999;
Максимовская Л.Н., Рощина П.И. Лекарственные средства в стоматологии. М.: Медицина, 2000.

О.В.СУЩЕНКО,
врач-стоматолог
(г. Можайск, Московская обл.)