Состав эмали: Зубная эмаль: структурные компоненты, строение ее органической и неорганической матрицы

Разное

Содержание

Зубная эмаль: структурные компоненты, строение ее органической и неорганической матрицы

Все самое важное о зубной эмали – химический состав, структура, возможные патологические процессы

Красота нашей улыбки в первую очередь зависит от здоровья зубов. Несмотря на то, что верхний эмалевый слой является очень прочным, он имеет свойство разрушаться под воздействием бактерий, а также различных механических, химических и температурных факторов. Чтобы зубы оставались крепкими и здоровыми, важно обеспечить качественный уход за полостью рта. Далее в этой статье подробно разберем строение эмали зубов и рассмотрим возможные проблемы, связанные с ее внешним видом и состоянием.

Химический состав эмали – органические и неорганические компоненты

Эмаль представляет собой внешнюю защитную оболочку, покрывающую каждый зуб. Под ней скрывается дентин, а под ним – пульпарная камера с нервно-сосудистым пучком, пульпой. При этом эмалевый слой покрывает лишь коронку (видимую часть зуба), которая переходит в шейку, а та – в корень. Поверхность корневой системы покрыта цементом – это твердая смесь из волокон коллагена и кальция. Можно сказать, что это и есть зубодесневое соединение, ведь с его помощью корень надежно крепится к альвеоле.

Верхний слой зубов считается наиболее твердой тканью в человеческом организме, что обусловлено присутствием в ее составе минеральных компонентов зубной эмали. Туда входит преимущественно фосфат кальция в форме кристаллов гидроксиапатита – примерно 95-97%. Оставшаяся часть приходится на долю органических веществ, и это всего 1-2%. Остальное – вода, приблизительно 2-3%.

Химический состав эмали зубаХимический состав эмали зубаХимический состав эмали зуба

Наиболее прочными являются поверхностные слои, особенно на режущих краях и жевательных поверхностях резцов, клыков и моляров. Ближе к пришеечной области степень твердости ткани снижается. При этом и толщина этого слоя не распределена равномерно по всей коронке. Так, например, на жевательной поверхности она может составлять 1,5-1,6 мм, а вот по бокам и у самого основания эмаль будет значительно тоньше.

Основные функции

Главной функциональной задачей этой части зуба является надежная защита его внутренних структур – дентина и пульпы. Она является барьером, предупреждающим раздражающее механические, термическое и химическое воздействие на более чувствительные и восприимчивые ткани. Именно благодаря ее твердости мы имеем возможность свободно и безболезненно откусывать и пережевывать пищу.

Если говорить в общем, то зубы также помогают нам воспроизводить звуки и, соответственно, разговаривать. Еще они отвечают за привлекательность нашей улыбки и внешнего вида в целом, что обеспечивает наш комфорт как в психологическом, так и в социальном плане.

откусываниеоткусываниеЭмаль помогает откусывать и пережевывать пищу

Анатомо-гистологическое строение эмалевого слоя

Структура эмали зубов включает в себя несколько компонентов. Среди них можно выделить две основные структурные единицы – эмалевые призмы и межпризменную субстанцию. Рассмотрим их чуть подробнее.

1. Состав эмалевых призм

Гистологическое строение эмали зуба предусматривает наличие призм, которые состоят из особых эмалеобразующих клеток, называемых амелобластами. А главной отличительной особенностью этих призм является тот факт, что они непрерывно пересекают поверхность эмали по всей ее толщине и находятся в положении, перпендикулярном соединению эмали и дентина.

2. Межпризменная ткань

Часть гистологии, изучающая строение зубов, также выделяет межпризменную ткань. Главным отличием этой составляющей от призмы является направление ее кристаллов. Эмалевые пучки и пластины проходят через толщину покрытия и представляют собой гипоминерализованные зоны. Пластинки, называемые лапеллами, – это своеобразные дефекты, которые состоят в основном из органических соединений. Те же, в свою очередь, могут способствовать проникновению бактерий внутрь защитного слоя зубов и тем самым помогать развитию кариозных процессов1.

строениестроениеНа фото показана схема строения эмали зубов

Нужно также заметить, что в межпризменном пространстве присутствуют еще и отростки одонтобластов. Именно они во много определяют чувствительность эмали. Суть в том, что тела одонтобластов находятся в пульпе, где концентрируются нервные окончания. При этом отростки этих клеток располагаются непосредственно в эмали.

Восприимчивость эмали к кариозным процессам

Несмотря на свою твердость, защитный слой наших зубов все же остается достаточно восприимчивым к некоторым патологическим процессам, в частности, к развитию кариеса. Эта болезнь является следствием активного размножения и распространения бактерий, продукты жизнедеятельности которых оказывают разрушительное влияние на твердые ткани.

Восприимчивость к таким процессам может быть обусловлена разными факторами. Среди них эксперты в области стоматологии выделяют недоразвитость эмалевого покрытия, что является аномалией в формировании зубочелюстной системы. Кариес также часто становится следствием неправильного питания, чрезмерного употребления продуктов, богатых простыми углеводами и сахарами, недостатка витаминов и полезных микроэлементов в рационе.

Среди возможных предпосылок развития кариозных процессов также можно выделить недостаточную гигиену, образование обильного налета и отложений, внутренние системные патологии, приводящие к изменению состава слюны и ph-баланса в полости рта.

Каким патологическим процессам подвержен верхний зубной слой

Чтобы зубы оставались здоровыми, а улыбка – белоснежной и лучезарной, важно поддерживать гигиену и вовремя реагировать на любые патологические изменения, происходящие в полости рта. К сожалению, большинство пациентов обращаются за стоматологической помощью уже на поздних стадиях развития болезни. Давайте посмотрим, какие возможные проблемы могут затронуть состояние эмали и привести к нежелательным последствиям.

1. Разрушение кариозными и некариозными процессами

Причиной разрушения твердых тканей могут выступать как кариозные, так и некариозные процессы. И если с первыми все более-менее понятно, то разрушение некариозного характера требует тщательного обследования организма на предмет серьезные системных нарушений.

кариескариесКариес разрушает эмаль зубов

Побочные сбои могут происходить как уже в сформированном организме взрослого человека, так и у ребенка на стадии прорезывания молочных или постоянных зубов, и даже у плода еще на стадии внутриутробного развития. В последнем случае спровоцировать проблему может болезнь будущей матери или прием серьезных медикаментов во время вынашивания малыша. Однако ослабление эмали может быть связано в том числе с гормональной перестройкой, например, во время беременности многие женщины жалуются на гиперестезию.

2. Патологическая стираемость

Предпосылками такой проблемы часто становятся патологии зубочелюстной системы, в том числе разные формы неправильного прикуса или искривленное положение зубов. Однако причины также могут иметь неврологический характер, и такое часто наблюдается в детском возрасте.

К примеру, некоторые дети громко скрипят зубами во время сна, что происходит из-за бессознательного, но очень сильного сжатия челюстей. В таких случаях ребенка обычно направляют к невропатологу, назначают курс седативных препаратов и индивидуальную каппу, которую нужно надевать на ночь, – она будет защищать зубы от истирания.

стираемостьстираемостьТак выглядит стираемость эмали зубов

«У меня ребенку диагностировали стираемость повышенную и бруксизм. Это когда дети по ночам громко зубами скрипят. Есть слух, что во всем глисты виноваты, но это полная чушь. Я его каждый год глистогоню как положено. Врач сказал, что это может быть нервное и выписал специальные капы. Теперь он с ними спит, хотя поначалу капризничал, не хотел надевать, говорил, что мешают. Ну а что делать, не без зубов же ходить!»

Людмила, из переписки на форуме woman.ru

3. Клиновидный дефект

Данная патология проявляется как V-образная форма соединения зуба с десной. Дефект возникает в результате повреждения слизистой или опускания ее края, и причин такому явлению также существует достаточно много. Это может быть неправильно подобранная по жесткости щетка, аномалия прикуса, нехватка питательных микроэлементов в организме, обильные отложения в поддесневой области как результат недостаточной гигиены полости рта.

клиновидный дефектклиновидный дефектТак выглядит клиновидный дефект

4. Гипо- и гиперплазия

Гипоплазия выражается в частичном отсутствии эмали на разных участках зуба или ее постепенным истончением на фоне серьезных системных нарушений в организме. Гиперплазия – обратное явление, которое характеризуется избыточным образованием эмалевой ткани и неоднородностью структуры внешней оболочки зубов.

гипоплазиягипоплазияНа фото показана гипеплазия эмали зубов

5. Эрозивное поражение

Патология весьма распространенная, но при этом причины ее до сих пор плохо изучены. Редко когда удается обнаружить ее на ранних стадиях, и чаще всего пациенты обращаются за стоматологической помощью, когда эмаль уже вся покрыта эрозивными пятнами и плохо справляется со своими прямыми защитными функциями.

эрозияэрозияНа фото показана эрозия зубной эмали

Предположительными причинами развития такого патологического процесса считаются эндокринные нарушения и прием сильнодействующих медикаментов, приводящий к деминерализации и разрушению зубной поверхности.

Можно ли регенерировать эмаль

Ткань, образующая эмаль, не имеет способности к самовосстановлению и регенерации. Поэтому так важно внимательно следить за ее состоянием и вовремя реагировать на любые изменения. Тем не менее, сегодня мы имеем достаточно широкие возможности для укрепления верхнего защитного слоя на зубах в случае его истончении. Речь идет о современных методах реминерализации и фторирования.

фторлакфторлакНа фото показана процедура фторирования зубов

Это может быть разовая процедура или назначенный врачом терапевтический курс. При этом зубы покрывают специальными лаками с высокой концентрация фтора и кальция. Они способствуют повышению устойчивости твердых тканей к внешним агрессивным факторам, а также снижают их чувствительность – устраняют гиперестезию. Кстати, такие лаки наносят в том числе каждый раз после профессиональной чистки от налета и отложений в кабинете стоматолога. Помните, что данную процедуру нужно проходить каждые полгода для профилактики.

А вот в случае заметного повреждения эмалевого слоя приходится исправлять дефект путем пломбирования с предварительным удалением пораженных тканей. В другом случае может быть рекомендована установка виниров или даже протезов, если разрушение сильно повредило внешнюю коронковую часть.

Основы личной гигиены

Застраховаться от стоматологических заболеваний, конечно, невозможно, но в наших силах снизить риск их появления до самого минимума. Для этого достаточно обеспечить правильную гигиену полости рта, то есть регулярно чистить зубы днем и вечером, пользоваться профилактическими ополаскивателями и нитями-флоссами после каждого приема пищи, стараться есть полезную еду, в том числе богатую кальцием и фосфором, а также избегать курения и чрезмерного потребления сладкого, мучного, газированных напитков и алкоголя.

чисткачисткаПравильная гигиена полости рта поможет сохранить здоровье зубов

Также важно не забывать каждые полгода посещать стоматолога для профилактических осмотров и снятия отложений. Не менее важно вовремя лечить любые патологические изменения в полости и не затягивать визит к специалисту при появлении первых подозрительных симптомов.

Важные элементы для укрепления зубных тканей

Именно с правильными продуктами питания в наш организм поступают полезные вещества, витамины и микроэлементы, которые самым непосредственным образом участвуют в поддержании здоровья зубов и десен. Эксперты в области стоматологии настоятельно рекомендуют ввести в свой повседневный рацион продукты, богатые следующими компонентами:

  • кальций, фтор и витамин D – именно эти вещества составляют основу для формирования костных тканей, в том числе эмали,
  • витамины группы B – поддерживают здоровье десен и укрепляют зубодесневой связочный аппарат,
  • витамин С – важный компонент для здоровья организма в целом. Его достаточное поступление в организм вместе с пищей снижает риск кровоточивости десен и расшатывания зубов, защищает от образования язв и инфицирования тканей,
  • витамин Е – способствует регенерации поврежденных тканей, снижает чувствительность слизистой и ее восприимчивость к механическим раздражителям,
  • витамин А – дефицит этого компонента нарушает процессы слюноотделения и структуру эмалевого слоя, из-за чего он становится шероховатым и неоднородным.

витаминывитаминыВитамины участвуют в поддержании здоровья зубов и десен

Все эти вещества крайне важны для здоровья не только полости рта, но и всего организма. Правильное питание, здоровый образ жизни, а также внимательное заботливое отношение к своему телу – все это самым положительным образом отражается на внешнем виде и состоянии наших зубов.


1Ипполитов, Ю. А. Функциональная морфология эмали человеческого, 2010.

Эмаль зуба – строение, электронная микроскопия зубной эмали

Из этой статьи вы узнаете:

  • структурные компоненты эмали,
  • строение ее органической и неорганической матрицы,
  • снимки электронной микроскопии.

 

Зубная эмаль (enamelum) – является внешней оболочкой коронковой части зуба, представляя из себя самую твердую ткань в организме человека. Такая твердость объясняется тем, что эмаль зуба на 95-97% состоит из минеральных компонентов (преимущественно фосфата кальция в виде кристаллов гидроксиапатита). На долю органических веществ приходится только 1-2%, плюс еще около 2-3% воды. Самыми прочными являются поверхностные слои эмали – особенно на окклюзионных поверхностях зубов, а по направлению к эмалево-дентинной границе, а также при приближении к шейке зуба – ее твердость снижается.

Твёрдость эмали составляет 397,6 кг/мм², что сопоставимо с кварцем. Такая твердость позволяет ей противостоять запредельным механическим нагрузкам, однако с другой стороны – делает ее очень хрупкой. Эмаль зубов человека не растрескивается и не скалывается только благодаря наличию под слоем эмали – слоя дентина, который обладает умеренным коэффициентом эластичности. Тем не менее, не смотря на твердость, эмаль обладает хорошей проницаемостью для ионов кальция и фтора, содержащихся в слюне (или зубных пастах и ополаскивателях), а также для пигментов, содержащихся в пище и напитках.

Строение и развитие эмали зуба  –

 Структурный компонент эмали (эмалевые призмы), сканирующая электронная микроскопияСтруктурный компонент эмали (эмалевые призмы), сканирующая электронная микроскопия  Амелогенез (секреция эмали клетками-энамелобластами)Амелогенез (секреция эмали клетками-энамелобластами)

Эмаль зубов может иметь разные оттенки – от желтого до различных оттенков серого и белого цветов, что зависит от коэффициента ее прозрачности. Чем эмаль более прозрачна, тем сильнее будет просвечивать сквозь нее подлежащий слой дентина, физиологически имеющий желтый цвет. Кроме того, эмаль может иметь голубой оттенок – у режущих краев резцов (где нет слоя подлежащего дентина), а также у молочных зубов. Прозрачность эмали зависит от степени ее минерализации и гомогенности, что связано с соотношением ее органической и неорганической матриц. Также прозрачность зависит и от толщины слоя эмали. 

Толщина эмали будет отличаться на разных поверхностях коронки зуба. Например, у постоянных зубов толщина эмали колеблется от 1,7 до 2,5 мм – в области жевательных бугров моляров, и до всего лишь 0,01 мм – в пришеечной части зуба (где эмаль будет граничить с цементом корня). Таким образом, чем ближе к шейке зуба, тем ее толщина будет уменьшаться. У молочных зубов толщина эмали будет еще в два раза меньше, чем у постоянных, не превышая 0,8-1,0 мм.

Органическая и неорганическая матрицы эмали  –

Зубная эмаль достаточно уникальна, и во многом абсолютно непохожа на другие твердые ткани зуба. Во-первых – эмаль является единственно тканью зуба, которая происходит из эктодермы (развитие всех остальных связано с мезодермой). Во-вторых – если органический матрикс других тканей зуба образован в основном коллагеновыми волокнами, то органическая матрица эмали не содержит коллагена и образована так называемыми «эмалевыми протеинами». В-третьих – кристаллы гидроксиапатита в зубной эмали намного крупнее, чем в других минерализованных тканях зуба.

Последний момент – другие твердые ткани зуба в течение жизни индивида продолжают синтезироваться клетками (одонтобластами и цементобластами, соответственно), но в зрелой эмали клеточные элементы отсутствуют, и поэтому после ее созревания – никакого роста происходить уже не может. Это связано с резорбцией клеток-энамелобластов в процессе энамелогенеза.

1) Органическая матрица зубной эмали  –

Выше мы уже сказали, что органическая матрица зубной эмали состоит из неколлагеновых протеинов (белков), которые являются продуктом секреции энамелобластов, и их называют термином «эмалевые протеины». Функция органической матрицы заключается в адсорбции минеральных веществ, что приводит к образованию кристаллов апатита вокруг эмалевых протеинов. Однако по мере созревания эмали – органическая матрица почти полностью утрачивается.

Все эмалевые протеины условно делят на четыре вида – 1) энамелины и 2) амелогенины, 3) амелобластины и 4) тафтелины. Энамелины – это кислые гликопротеины с большой молекулярной массой, которые характеризуются высоким содержанием глицина, серина, аспарагиновой и гамма-карбоксиглутаминовой кислот. В свою очередь амелогенины – это гидрофильные гликопротеины (в 2 раза меньшей молекулярной массы), обогащенные пролином, лейцином, гистидином и гамма-карбоксиглутаминовой кислотой.

Амелобластины и тафтелины встречаются только в период амелогенеза (формирования эмали). Кроме энамелинов и амелогенинов в органической матрице зрелой эмали также присутствуют и гликозаминогликаны, протеогликаны, а также различные классы липидов. Все эти органические вещества так или иначе участвуют в процессах минерализации органической матрицы (кальцификации протеинов).

2) Неорганическая матрица эмали  –

Согласно исследованиям Е.В. Боровского в зубной эмали содержатся следующие неорганические соединения (усредненные значения):

  • гидроксиапатит [Ca10(PO4)6(OH)2] – 75,04 % 
  • карбонат-апатит [Ca10(PO4)6(CaCO3)2] – 12,06 %,
  • хлорапатит [Ca10(PO4)6(Cl)2] – 4,39 %,
  • фторапатит [Ca10(PO4)6(F)2] – 0,66 %,
  • карбонат кальция – 1,33 %,
  • карбонат магния – 1,62 %.

В составе этих соединений содержание кальция составляет около 37 %, а фосфора – около 17 %. Таким образом, основной минеральной солью в составе эмали (также как и дентина, и цемента корня зуба) – является «фосфат кальция» в форме кристаллов апатита, которые дополнительно будут содержать либо гидроксильные остатки, либо карбонатную группу, либо хлор или фтор. Но кроме этих элементов и соединений – в кристаллы эмалевого апатита (в крайне небольших количествах) также включаются свинец, цинк, алюминий, медь, молибден, натрий, стронций, сера, олово и титан.

В поверхностных слоях эмали больше кристаллов апатита, содержащих фтор, свинец или цинк, но в глубоких слоях эмали их содержание будет меньше. При этом, кристаллов апатита с содержанием натрия, магния или карбонатов – наоборот будет больше в области эмалево-дентинного соединения, и меньше в поверхностных слоях эмали (24stoma.ru). Такой «ионный градиент» имеет определенное значение. Например, апатиты с включениями натрия, магния или карбонатов – обладают высокой сопротивляемостью к раскалыванию вдоль эмалевого-дентинного соединения.

Более поверхностно-расположенные апатиты с включениями фтора, свинца и цинка – благодаря этим элементам приобретают особую прочность и сопротивляемость к воздействию кислот. Эмаль с содержанием таких кристаллов апатитов (как, например, фторапатит) – отличается значительной резистентностью к кариесу, т.к. фторапатит начинает разрушаться при более низком значении pH – по сравнению с обычным гидроксиапатитом. Например, для обычного гидроксиапатита критическим значением рН будет 5,5, но для фторапатита – рН 4,6.

Кроме того нужно отметить, что кристаллы гидроксиапатита эмали (в сравнении с дентином и цементом) – будут иметь значительно больший размер. К примеру, в дентине кристаллы гидроксиапатита имеют длину 20 нм, ширину 18-20 нм, толщину 3,5 нм, что говорит о их мелком размере и иглообразной форме. В свою очередь в эмали – кристаллы гидроксиапатита имеют вид пластинок гексагональной формы с длинной около 200 нм (но могут встречаться и кристаллы размером от 500 до 600 нм), шириной 40–90 нм и толщиной в среднем 25–40 нм.

Важно: в связи с отсутствием в зрелой эмали энамелобластов – эмаль не имеет способности к регенерации (как цемент корня зуба или дентин). Однако не смотря на это, неорганический матрикс эмали находится в процессе постоянного ремоделирования – благодаря непрекращающимся процессам минерализации/ деминерализации. Причем поступление в эмаль ионов кальция, фосфора, фтора – происходит не только из слюны, но и со стороны дентина и пульпы зуба (благодаря так называемым «эмалевым веретенам»).

Реклама

Строение зубной эмали  –

Главной структурной единицей эмали являются так называемые «эмалевые призмы», между которыми располагается межпризматическое вещество, склеивающее призмы между собой. В этом разделе мы разберем их строение, а также расскажем о структуре кристаллов апатитов, структуре межпризматического вещества, а также таких образованиях – как эмалевые пластинки и пучки, эмалевые веретена.

1) Эмалевые призмы и их структура  –

Эмалевые призмы формируются из кристаллов апатита, которые адсорбируются на органической матрице. Последняя имеет фибриллярную структуру – в виде тонкой белковой сеточки, которая равномерно пронизывает все призмы и межпризматическое вещество. Сами призмы имеют форму тонких удлиненных образований, которые проходят через всю толщу эмали – от эмалево-дентинной границы к поверхности зуба (рис.4-5). Эмаль одного зуба состоит в общей сложности из нескольких миллионов эмалевых призм.

Продольное сечение эмалевых призм  –

Продольное сечение эмалевых призм (сканирующая электронная микроскопия)Продольное сечение эмалевых призм (сканирующая электронная микроскопия)  Продольное сечение эмалевых призм (сканирующая электронная микроскопия)Продольное сечение эмалевых призм (сканирующая электронная микроскопия)

Толщина призм колеблется от 3 до 6 мкм, причем по мере приближения от эмалево-дентинной границы к поверхности зуба – их диаметр увеличивается примерно в 1,5-2 раза. Связано это с тем, что площадь эмалево-дентинного соединения (откуда начинаются призмы) – значительно меньше площади поверхности зубной эмали. Призмы имеют радиальное направление и лежат по отношению к эмалево-дентинной границе – почти под прямым углом. Но, что касается поверхности эмали, то в области окклюзионных поверхностей они будут лежать параллельно длинной оси зуба, а на боковых поверхностях коронки – перпендикулярно оси зуба.

Что касается длины эмалевых призм, то она будет зависеть от толщины слоя эмали на разных поверхностях коронки зуба, и при этом длина каждой призмы будет в любом случае больше толщины слоя эмали. Последнее становится возможны благодаря тому, что собранные из эмалевых призм пучки – по своему ходу имеют волнообразные изгибы (в виде буквы S). Появление у эмали такой радиальной структуры с выраженными S-образными изгибами – связывают с функциональной адаптацией, препятствующей появлению радиальных трещин под воздействием окклюзионной нагрузки (рис.6).

Поперечное сечение эмалевых призм  –

Поперечное сечение эмалевых призмПоперечное сечение эмалевых призм  Поперечное сечение эмалевых призм (сканирующая электронная микроскопия)Поперечное сечение эмалевых призм (сканирующая электронная микроскопия)

На поперечных шлифах зубов призмы могут иметь овальную, гексагональную, полигональную, но чаще всего – форму аркад, которые напоминают рыбью чешую или замочную скважину (рис.7). Согласно R.Frank такая форма призм возникает из-за неравномерной минерализации эмалевых призм, происходящей в процессе их развития. Таким образом, одна сторона призм минерализуется и становится твердой раньше, чем другая, что и вызывает сдавление более мягкой части призмы. Согласно исследованиям J.Saot и N.Symons – только 2% призм имеют правильную гексагональную форму, 57% – форму аркад, еще 31% призм были полигональными или овальными, а еще 10 % имели неправильную форму.

Стоит отметить, что поверхность каждой эмалевой призмы окружена оболочкой, которую называют «корой призмы». Тем не менее, такая оболочка не рассматривается как самостоятельное образование, и ее отличает то, что она менее минерализована и содержит значительно больше эмалевых протеинов, чем остальная часть призмы. Как следствие – оболочка более устойчива к воздействию кислот (по сравнению с сердцевиной призмы). Ниже вы можете увидеть снимок электронной микроскопии, на котором изображена эмаль, подвергнутая кислотной деминерализации в течении 5 дней (рис.8). Как мы видим – сохранилась только внешняя оболочка призм и межпризменное вещество.

Эмалевые призмы после деминерализации  –

Кора эмалевых призм; эмаль была подвергнута деминерализации в течение 5 дней (сканирующая электронная микроскопия)Кора эмалевых призм; эмаль была подвергнута деминерализации в течение 5 дней (сканирующая электронная микроскопия)

Беспризменная эмаль  –

Однако самый внутренний слой эмали, прилежащий к эмалево-дентинной границе, не содержит эмалевых призм. Этот слой часто называют термином «начальная эмаль» (толщина этого слоя всего 5-10 мкм). Этот слой эмали состоит исключительно из мелких кристаллов гидроксиапатита толщиной всего 3-5 нм. Образование беспризменной эмали связано с тем, что в начальном периоде ее образования у энамелобластов еще отсутствуют волокна Томса (отростки Томса). Лишь позже у энамелобластов начинают формироваться короткие протоплазматические отростки, которые и дают начало эмалевым призмам.

Аналогичным образом формируется и внешний слой зубной эмали (на завершающих этапах ее развития). В этот период у энамелобластов отростки Томса уже исчезают, и поэтому самый поверхностный слой эмали (конечная эмаль) – тоже будет лишен эмалевых призм. Слой так называемой «конечной эмали» более выражен в зубах постоянного прикуса, а вот у молочных зубов электронная микроскопия показывает преимущественно призменную структуру поверхностного слоя зубной эмали.

2) Особенности кристаллов апатитов  –

Выше мы уже говорили, что из разных видов кристаллических апатитов – эмаль больше всего содержит именно гидроксиапатит [Са10(РО4)6(ОН2)], доля которого составляет 75%. Кристаллы гидроксиапатита покрыты гидратной оболочкой толщиной в 1 нм. Микропространства между кристаллами апатитов заполнены водой, которую называют эмалевой жидкостью. Содержание воды в эмали составляет около 2-3%, а ее функцией является перенос ионов, что и обеспечивает процессы минерализации/ деминерализации.

В свою очередь сами кристаллы гидроксиапатита имеют вид пластинок гексагональной формы – со средней длиной около 200 нм (но могут встречаться и кристаллы размером 500-600 нм, и даже до 1000 нм), а также шириной 40-90 нм и толщиной 25-40 нм. Направление оси кристаллов по отношению к длинной оси призмы отличается на ее разных участках. В центральной части кристаллы будут лежать параллельно длинной оси призмы, а на периферии – они удаляются от этой оси, образуя с ней все больший угол. Например, при аркадной форме эмалевых призм этот угол составит порядка 40–65°.

Эмалевые призмы, состоящие из множества кристаллов гидроксиапатита (сканирующая электронная микроскопия)Эмалевые призмы, состоящие из множества кристаллов гидроксиапатита (сканирующая электронная микроскопия)

3) Межпризматическое вещество  –

Выше мы уже говорили, что эмалевые призмы как бы зацементированы в тонком слое межпризматического вещества, толщина которого составляет менее 1 мкм (рис.10). Кстати, стоит отметить, что при аркадной конфигурации эмалевых призм – последние настолько плотно контактируют друг с другом, что межпризматическое вещество между ними практически полностью отсутствует. Межпризматическое вещество также состоит из кристаллов апатитов, которые расположены под углом к эмалевым призмам (часто даже под углом 90°).

Межпризматическое вещество является менее минерализованным, чем сами эмалевые призмы, и поэтому в сравнении с ними – оно обладает меньшей прочностью. Вследствие этого возникающие в эмали трещины обычно проходят именно по межпризматическому веществу, не затрагивая самих призм. Ниже вы можете увидеть продольный и поперечный срезы эмали, на которых между эмалевыми призмами располагаются кристаллы межпризматического вещества (под углом к эмалевым призмам).

Зубная эмаль (снимок электронной микроскопии)  –

Эмалевые призмы и расположенное между ними межпризматическое вещество (сканирующая электронная микроскопия)Эмалевые призмы и расположенное между ними межпризматическое вещество (сканирующая электронная микроскопия)  Эмалевые призмы и расположенное между ними межпризматическое вещество (поперечное сечение, сканирующая электронная микроскопия)Эмалевые призмы и расположенное между ними межпризматическое вещество (поперечное сечение, сканирующая электронная микроскопия)

4) Эмалевые пластинки и эмалевые пучки  –

Такие образования присущи для зрелой эмали (рис.12-13). И пластинки, и пучки представляют из себя маломинерализованные участки эмалевых призм и межпризматического вещества, отличаясь друг от друга только положением и формой. Эмалевые пластинки представляют из себя очень тонкие «листообразные» структуры, которые проходят через всю толщу эмали (больше всего их в области шейки зуба). Они содержат эмалевые протеины, а также органические вещества из полости рта.

На шлифах эмали они выглядят точно также как и трещины эмали, но только заполнены органическим веществом. Нужно отметить, что они могут служить входными воротами для развития кариеса. В свою очередь эмалевые пучки – это мелкие конусовидные образования (напоминающие по форме «колосящиеся пучки травы»), которые отходят от эмалево-дентинной границы. Расстояние между пучками составляет примерно от 30 до 100 мкм.

Эмалевые пластинкиЭмалевые пластинки  Эмалевые пучкиЭмалевые пучки

Реклама

5) Эмалевые веретена  –

Эмалевыми веретенами называют колбообразные структуры, которые отходят от эмалево-дентинной границы под прямым углом (рис.14). Их образование связано с тем, что в период развития зуба часть отростков одонтобластов проникают за эмалево-дентинное соединение, что по видимому необходимо для коммуникаций между одонтобластами и секреторными энамелобластами. Таким образом, эмалевые веретена структурно представляют из себя дентинные трубочки.

Помимо отростков одонтобластов эмалевые веретена точно также содержат тканевую жидкость и другие органические компоненты. По мнению большинства авторов – эмалевые веретена играют важную роль в минерализации глубоких слоев эмали со стороны пульпы зуба. Ниж вы можете увидеть, как именно выглядят эмалевые веретена:

Эмалевые веретена (дентинные канальцы, проникающие в зубную эмаль)Эмалевые веретена (дентинные канальцы, проникающие в зубную эмаль)

6) Что такое полосы Гунтера-Шрегера  –

Выше мы уже говорили, что эмалевые призмы имеют по своему ходу волнообразную изогнутость (в форме букв S). Это приводит к тому, что на продольном шлифе зуба – невозможно разрезать каждую эмалевую призму строго продольно вдоль ее длинной оси и на всем ее протяжении. Поэтому получается, что одни участки призм в любом случае будут сошлифованы в продольном направлении, а их продолжения – в поперечном или косом направлениях. Участки призм, которые будут рассечены продольно – выглядят светлыми (паразоны). Участки призм, рассеченные поперечно, будут выглядеть темными (диазоны).

В результате на шлифе зуба возникает правильное чередование поперечных и продольных шлифов пучков эмалевых призм. При их изучении в отраженном свете – они предстают в виде темных и светлых полос, пересекающих по дуге всю толщину эмали в радиальном направлении. Они начинаются от эмалево-дентинного соединения и заканчиваются в поверхностном слое эмали. Такие полосы и назвали полосами Гунтера-Шрегера, и их можно хорошо различить даже при небольшом увеличении (рис.15-16).

Полосы Гунтера-Шрегера и полоски РетциусаПолосы Гунтера-Шрегера и полоски Ретциуса  Полосы Гунтера-Шрегера и полоски РетциусаПолосы Гунтера-Шрегера и полоски Ретциуса  Линии (полоски) РетциусаЛинии (полоски) Ретциуса

6) Что такое линии Ретциуса  –

Полосы Гунтера-Шрегера под острым углом пересекают так называемые линии Ретциуса, которые также называют «ростовыми линии эмали» (рис.15-17). Линии Ретциуса наиболее отчетливо выражены в эмали постоянных зубов. На продольных шлифах они будут располагаться тангенциально (параллельно поверхности зуба), или будут иметь вид арок, идущих косо от поверхности эмали к эмалево-дентинному соединению. На поперечных шлифах линии Ретциуса располагаются в виде концентрических кругов (похожими на годичные кольца роста на поперечных срезах ствола дерева).

По мнению большинства исследователей – полоски Ретциуса отражают периодичность отложения слоев эмали, являясь при этом участками со сниженной минерализацией. По всей видимости они являются отражением секреторного ритма энамелобластов при образовании органической матрицы эмали, а также ритма ее последующей минерализации. Таким образом, происходит чередование активного периода и периода покоя. Интервал между полосками Рециуса составляет около 16 мкм, что отражает толщину формирования слоя эмали примерно за 1 неделю.

Наиболее короткими линии Рециуса будут на боковых поверхностях коронки зуба, но чем ближе к жевательной поверхности зуба, тем они будут становиться длиннее. Линии Ретциуса становятся заметны благодаря тому, что участки эмали с содержанием разного количества минеральных веществ – будут по-разному преломлять свет. Там, где линии Ретциуса выходят на поверхность эмали – они будут образовывать микроскопические циркулярные бороздки. На дне бороздок будут заметны многочисленные мелкие ямки глубиной от 0,5 до 3,0 мкм, которые соответствуют расположению отростков энамелобластов на последнем этапе секреции эмали.

Соответственно, между бороздками будут располагаться небольшие валики (перикиматии) – высотой от 2 до 4 мкм и шириной от 30 до 150 мкм. Они будут располагаться горизонтально параллельными рядами, циркулярно опоясывая всю окружность зуба. Заметны они могут быть в пришеечной области постоянных зубов, но нужно учесть, что с возрастом они исчезают (в связи со стиранием наружной поверхности эмали). Что касается молочных зубов, то перикиматии в них выражены значительно слабее, чем в постоянных. Надеемся, что наша статья оказалась Вам полезной!

Источники:

1. Высшее профессиональное образование автора в стоматологии,
2.
 The European Academy of Paediatric Dentistry (EU),
3. «Анатомия зубов человека» (Гайворонский, Петрова).
4. «Терапевтическая стоматология» (Политун, Смоляр),
5. «Гистология органов ротовой полости» (Глинкина В.В.).

Виды, палитра и состав эмали

Эмаль – это образовавшаяся посредством частичного или полного расплавления стекловидная застывшая масса неорганического, главным образом оксидного состава, иногда с добавками металлов, нанесенная на металлическую или керамическую основу.

Красота цветной эмали, ее устойчивость к химическим воздействиям, прочность есть результат ее соединения с металлом.

Виды эмалей

Технические эмали для бытовых предметов торговли (посуда) и для специального назначения.

Ювелирная эмаль — легкоплавкое прозрачное или глухое стекло, которое наносят на медь, серебро, золото при температуре 1250—1400° С.

Эмали по светопропусканию подразделяют на прозрачные, фондон, непрозрачные и опаловые.

Прозрачные (транспарантные) эмали изготавливают различных цветов и яркости. Металлическая подложка более или менее отчетливо просвечивает через эмаль. Фондон— бесцветная прозрачная эмаль — образует бесцветное блестящее покрытие на металлической подложке, широко используется в комбинации с цветными эмалями в художественном эмалировании. Непрозрачные (опаловые) эмали при добавлении глушителей в шихту становятся полностью непрозрачными. Могут быть получены во всех цветовых оттенках. Опаловые (опалисцирующие) эмали наполовину прозрачны, т.е. представляют среднее между прозрачными и непрозрачными эмалями. Благодаря специальным условиям обжига приобретают специфический вид: напоминают молочный опал.

Завод-изготовитель обычно дает рекомендации по выбору наиболее подходящих металлических подложек для данных эмалей. В том случае, если температуры обжига эмалей достаточно низкие, они могут наплавляться как на медь, так и на серебро и золото. Эмали, специально предназначенные для серебра и желтого металла, отличаются тем, что их цвет особенно хорошо проявляется на этих подложках.

В настоящее время большую цветовую палитру эмалей предлагают нам заводы из Европы (Франция, Австрия), Америки и Японии, в России эмали представлены практически одним производителем.

На вопрос, сколько эмалей различных цветов находится в распоряжении эмальера, невозможно дать конкретный ответ. Важно какого результата он добивается и чаще использует эмали, поведение которых при обжиге он хорошо знает. Чем больше опыта у эмальера, тем большую палитру эмалей он использует. Часто эмаль одного и того же номера, но различных варок может отличаться по цвету и температурным режимам обжига.

Палитра эмалей

Эмали маркируются соответствующим номером и названиями цветов, например цвет зеленой, серо-голубой, желтый топазовый, светло-синий, опал. Однако ни название цвета, ни внешний вид эмалевого полуфабриката не определяет фактический цвет эмали. Только при обжиге ее на металле определяется окончательный цвет, который, кроме этого, зависит еще и от условий обжига. На цвета прозрачных эмалей большое влияние оказывает подложка.

Для определения свойств и комбинационных возможностей эмали ее наносят и обжигают на пробной пластине с разнообразными подложками при одинаковых условиях одновременно. т.е. один и тот же цвет на разных подложках будет выглядеть совершенно по разному.

Каждый эмальер знает, что эмали обладают определенными свойствами, которые под влиянием определенных условий (таких, как температура обжига, число обжигов, свойства других эмалей, подложки, перегородок) могут изменяться, что приводит к любым неожиданностям.

* палитра эмалей (российского производителя)

Составы эмалей

Эмаль по одному из старинных рецептов приготавливается из одной части кварцевого песка, одной части борной кислоты и двух частей свинцового сурика. Для придания цвета добавляются пигменты: окись кобальта (синий-чёрный), окиси кадмия (красный), окиси купрума (зелёный).

Современные эмали состоят из двуокиси кремния, борного ангидрида, окиси титана, окиси алюминия, окислов щелочных и щёлочноземельных металлов, цинка, свинца, различных фторидов. Эмалевые покрытия используются везде, где надо добиться долговременной химической стойкости покрытия — трубы, химические реакторы и т. д.

Эмалируемые металлы

Эмальеры для основы использую медь, драгоценные металлы и их сплавы в художественном эмалировании.

Платина

Из всех эмалируемых металлов самый низкий коэффициент термического расширения у платины. Но при небольших напряжениях изгиба эмаль скалывается в силу отсутствия химической связи и низкой прочности сцепления. Лишь придавая поверхности шероховатость, можно добиться удовлетворительного сцепления эмали с металлом. Цвета эмалей на Платине устойчивы. Благодаря высокой температуре плавления (1773,5° С) обжиг эмали не представляет трудности. Но из-за высокой стоимости Платины практического значения как основа для нанесения эмали она не имеет.

Золото и сплавы желтого металла

Теплый желтый цвет золота гармонично сочетается со всеми оттенками эмали. Особую яркость и выразительность придает золото красным тонам. При выборе цвета эмали необходимо учитывать, что голубые и зеленые эмали отливают желтизной из-за цвета основы.

Температура плавления желтого металла довольно высокая (1063° С), термическое расширение несколько выше, чем у эмали, поэтому можно безбоязненно наносить эмаль на любые предмета из желтого металла. Несмотря на отсутствие химического взаимодействия сцепление эмали с металлом прочное.

Для художественного эмалирования хорошо зарекомендовали себя сплавы желтого металла 750-й пробы. Температуры плавления этих сплавов достаточно высокие; прочность сцепления с эмалью удовлетворительна; цвета эмали более яркие, чем при использовании чистого желтого металла.

Серебро и сплавы серебра

Благодаря высокой отражательной способности серебро придает прозрачным — в особенности зеленым и голубым— эмалям бриллиантовый блеск, хотя некоторые эмали взаимодействуют с серебром и изменяют свою окраску. Чистое серебро имеет высокую температуру плавления (1060,5° С).

У сплавов серебра благодаря присутствию в них купрума сцепление эмали с основой значительно прочнее, а термическое расширение меньше, что улучшает свойства покрытия.

Для эмалирования рекомендуется сплав 960-й пробы, температура плавления которого достаточно высока и составляет 900—930° С, а наличие 3% купрума заметно улучшает сцепление эмали со сплавом.

Свойства эмалей

Поскольку свойства технических стекол в известной мере близки к свойствам эмали, то за основу были взяты определения Кюна. Специальные свойства эмали рассмотрены на основе разработок Петцольда и Кюна-Гаи.

Твердость

Твердость есть сопротивление тела точечным нагрузкам. Различают динамические и статические методы определения твердости. К динамическим относится метод царапанья; к статическим — измерение твердости по Бринеллю, Виккерсу и Роквеллу.

Измерение твердости по Моосу, т.е. методом царапанья, основано на относительной твердости минералов. Шкала измерений имеет десять ступеней. Более твердые минералы оставляют царапины на более мягких. Твердость эмали большая, чем полевого шпата (6 единиц), и меньшая, чем кварца (7 единиц по шкале Мооса).

При измерении по Виккерсу в материал вдавливается четырехгранная алмазная пирамида и устанавливается соотношение между силой вдавливания и площадью отпечатка. Твердость эмалей по Виккерсу находится в пределах от 4,5*103 до 6,5*103 МПа.

Упругость

Упругостью называется способность материала после снятия нагрузки принимать первоначальную форму и размер. Под действием усилия деформации F (Н) изменяется длина образца на l (м).

Модуль упругости технических марок стекла равен 5*104—8*104 МПа, кварцевого стекла — около 7,2*104 МПа, эмалей —5*104 —7*104 МПа.

Находящиеся в эмали газовые пузырьки увели

Эмалевые краски: виды, состав, применение

Краска — это один из популярнейших отделочных материалов. Эмалевая — самая востребованная из своих “конкурентов”. Ее популярность обусловлена простотой в использовании и приятным видом после окончания работ — получается красивая глянцевая поверхность, кроме того стоимость этого материала достаточно низкая. Чтобы поверхность, отделанная таким образом, прослужила как можно дольше, необходимо подобрать правильную краску.

Что представляет собой эмалевая краска

Этот материал является одним из видов лакокрасочных покрытий. В состав эмалевой краски входит 5 следующих компонентов:

  • Лак;
  • Растворитель или уайт-спирит;
  • Наполнители;
  • Разнообразные функциональные добавки;
  • Пигменты определенного цвета, того, которым должен получиться оттенок эмалевой краски.

Эмали могут использоваться для выполнения различных работ как наружных, так и внутренних, так как они хорошо ложатся на любую поверхность. Эмалевые краски подходят для любых материалов: дерева, металла, бетона и даже кирпича. Однако следует помнить, что в пожароопасных условиях ее лучше не применять, так как лак, содержащийся в составе, легковоспламеняющийся.

Эмали обладают хорошими эксплуатационными свойствами, они хорошо защищают черновую поверхность от высокой влажности, а также от агрессивных воздействий окружающей среды. При этом, перед окрашиванием, практически не нужно выполнять подготовку, но об этом чуть позже.

Виды эмалей

Существуют различные виды эмалевых красок, итак вот их перечень:

  • Алкидная эмаль — считается самой популярной. Алкидная эмалевая краска имеет ряд преимуществ — они долговечны, легко наносятся, имеют эластичную структуру и быстро сохнут. Они очень часто используются в помещениях с повышенной влажностью воздуха, например, в ванных комнатах или бассейнах, так как хорошо переносят перепады температур и воздействие влаги. Алкидная краска, как и любая другая имеет свое обозначение, чтобы ее можно было легко найти, например, с пентафланелевой основой, обозначается как ПФ-253. Цифры тоже имеют свое значение, первая цифра — это назначение, следовательно, 1 — для наружных работ, 2 — для внутренних работ. Последние же 2 цифры — это номер в каталоге;
  • Нитроэмаль — основа эмалевой краски такого типа — это нитрат целлюлозы. Их особенностью является то, что они практически моментально высыхают в обычных условиях, при комнатной температуре. Однако загрязнение окружающей среды эмалевыми красками такого типа очень велико. Поэтому их использование во многих странах значительно ограничено или вовсе запрещено. Чаще всего они используются для окраски поверхностей из древесины. Нанесение такого покрытия осуществляется в основном с помощью специальных распылителей, поступают таким образом, так как быстро высыхающая краска очень плохо наносится обычным физическим способом;
  • Полиуретановые эмали — основным преимуществом является износостойкость. В этой связи их применяют для окрашивания полов в комнатах общего назначения, то есть с большой проходимостью, например в коридорах школ или в музеях. На второй день после окончания работ, окрашенная поверхность полностью готова к эксплуатации. Помните о технике безопасности, эмалевые краски токсичны, поэтому работать с ними нужно в специальных средствах защиты — перчатках и защитных очках. Помещение, во время и после окончания работ необходимо обязательно проветривать.

Как выбрать правильную эмалевую краску

Первое, что необходимо сделать — это посмотреть на этикетку и на состояние самой банки с материалом. Важно чтобы банка была целой и не имела никаких видимых повреждений, например, вмятин и прочего. Об этом важно помнить, так как если герметичность банки будет нарушена, краска непременно засохнет или потеряет свои свойства. Второе, краску необходимо использовать после покупки или в течение срока годности, главное не оставлять ее на долго, иначе она опять же потеряет свои свойства. Последнее, поищите на этикетке упаковки ГОСТ, каждое лакокрасочное изделие имеет свой ГОСТ, поэтому перед покупкой узнайте тот, который вам необходим.

Обязательно обращайте внимание на цифры, упомянутые выше. Так, нельзя применять внутри помещения краску, которая предназначается для окраски наружных поверхностей. Лучше всего, чтобы не ошибиться изучить все цифровые обозначения заранее.

Эмалевые краски применение и тонкости

Первое, что стоит упомянуть ведя разговор о работе с этим отделочным материалом — это обязательно ли надо шпатлевать поверхность под эмалевую краску. По этому вопросу можно сказать, что вовсе нет, эмаль имеет хорошую адгезию со всеми известными материалами, поэтому подготовка шпаклеванием не обязательна. Если на поверхности нет значительных неровностей, достаточно просто качественно очистить ее от пыли и грязи, а затем прогрунтовать, а если предназначается эта краска для керамики и эмалевых покрытий, то можно обойтись и без грунтования. В вопросе чем разбавить эмалевую краску, можно с уверенностью говорить, что здесь подходят разбавители любого образца, а также растворитель.

что это такое, основа и виды

Среди строительно-ремонтных материалов повышенным спросом пользуются лакокрасочные средства, наиболее популярной из которых является эмалированная краска. Это объясняется качественным конечным результатом, простотой использования и доступной стоимостью.

Банки с краской

Что представляет из себя эмалевая краска

Эмалевые краски — это одна из разновидностей лакокрасочных средств. Эмаль — это краска, которая применяется как для наружных, так и для внутренних ремонтных работ. Данный тип краски используется для разных поверхностей, будь то дерево или металл либо бетонное покрытие.

Краска  обладает повышенной влагостойкостью и надежно защищает покрытие от любого внешнего воздействия. Тем не менее, стоит учитывать, что данное лакокрасочное изделие относится к пожароопасным и токсичным средствам.

Покраска дверей эмалью

Краска обладает повышенной влагостойкостью и надежно защищает покрытие от любого внешнего воздействия.

Основной состав, что в него входит

Несмотря на различие в характеристиках между подвидами эмали основной состав состоит из пяти базовых ингредиентов. Состав эмали базируется на следующих компонентах:

  • Лак;
  • Растворитель;
  • Окрашивающий пигмент;
  • Наполнитель;
  • Всевозможные добавки.

Краска в банке

Основной состав состоит из пяти базовых ингредиентов.

Разновидности эмалей

Классифицируются эмалевые краски по дополнительному составу, который наделяет их индивидуальными характеристиками. Поэтому при выборе лакокрасочного средства необходимо обращать внимание на окрашиваемую поверхность, а также на свойства краски в зависимости от вида эмали.

Краска в банках

Классифицируются эмалевые краски по дополнительному составу, который наделяет их индивидуальными характеристиками.

Нитроцеллюлозные

Характерной особенностью эмали  является быстрое высыхание. Однако данное изделие относится к высокотоксичным средствам.

Данная краска эмаль продается исключительно в форме аэрозольного распылителя, потому что свойства НЦ не позволяют осуществлять покраску валиком либо кисточкой.

Нитроцеллюлозная эмаль

Данная краска эмаль продается исключительно в форме аэрозольного распылителя.

Кремнийорганические

Уникальные свойства кремнийорганической эмали – это повышенная устойчивость к высокой и низкой температуре.

Кремнийорганическая эмаль

Повышенная устойчивость к высокой и низкой температуре.

Пентафталевые и глифталевые

Самыми востребованными красками являются пентафталевые изделия. Изделие с маркировкой ПФ-115 применяется для наружных работ, а ПФ-226 используется только внутри помещения.

Фото эмали ПФ-115

Самыми востребованными красками являются пентафталевые изделия.

Глифталевое изделие – это отличное средство, однако оно долго сохнет и для его использования зачастую требуется специальное оборудование.

Глифталевая эмаль

Глифталевое изделие долго сохнет и для его использования зачастую требуется специальное оборудование.

Акриловые

Акриловая эмаль в составе, которой есть акриловые смолы, отличается быстрым высыханием и отлично подходит не только для внутренней, но и для наружной покраски. Но самое главное, что красят эмалью бетонную, стеклянную, деревянную и оштукатуренную поверхность. Также данное средство влагоустойчиво, не подвержено ультрафиолету, и щелочным средствам. Кроме того, у материала отсутствует запах.

В процессе высыхания краска темнеет.

Фото акриловой эмали

Отличается быстрым высыханием и отлично подходит не только для внутренней, но и для наружной покраски.

Полиуретановые и алкидно-уретановые

Полиуретановая эмаль применяется как при внутренней, так и при внешней отделке. Высыхая, раствор становится глянцевым. Смесь широко используется не только для отделки дома, но и для производственных целей.

Полиуретановая эмаль

Смесь широко используется не только для отделки дома, но и для производственных целей.

Алкидно-уретановый тип краски идеально подходит для окрашивания при низких температурах. Характеристики изделия позволяют окрашивать напольное покрытие, перила, и лестницы. При этом материал создает на окрашенной поверхности защитно-декоративный, гладкий слой.

Алкидно-уретановая эмаль

Алкидно-уретановый тип краски идеально подходит для окрашивания при низких температурах.

Алкидные

Алкидный тип предназначен не только для использования во внутренних малярных работах, но и для наружной отделки. Изделие характеризуется повышенной износостойкостью, придавая поверхности глянцевый блеск. Можно значительно увеличить срок эксплуатации покрытия, если наносить два слоя краски. Однако требуется дополнительная подготовка основы в виде грунтовки.

Если технология окрашивания будет соблюдена, то покрытие сохранит свой внешний вид в течение четырех лет.

Фото алкидной эмали

Изделие характеризуется повышенной износостойкостью, придавая поверхности глянцевый блеск.

Грунт-эмаль

Это универсальное средство является прочным покрытием с антикоррозионным свойством, обладающим качествами краски, грунтовки и средства устранения ржавчины. Характеризуется устойчивостью к воздействию внешней среды и обладает хорошей адгезией. Покрытие грунт-эмали можно делать только с помощью пульверизатора.

Грунт-эмаль

Характеризуется устойчивостью к воздействию внешней среды и обладает хорошей адгезией.

Шаровая

Шаровая эмаль имеет маркировку ПФ-115, предназначена для отделочных работ на поверхности различных конструкций и предметов. Изделие используется как в помещении, так и на уличных работах. Эмаль подходит для окрашивания деревянных и металлических поверхностей, при этом свойства краски позволяют производить обработку основания покрашенного масляным или ЛКМ средством.

Шаровая эмаль

Предназначена для отделочных работ на поверхности различных конструкций и предметов.

Тонкости выбора и применения

При выборе любого лакокрасочного средства необходимо внимательно изучить рекомендации производителя, написанные на банке и соблюдать их. Так, не стоит использовать эмаль, предназначенную для внутренних работ при малярных работах снаружи, как и в обратном случае.

Также необходимо обратить внимание на саму емкость с краской, на ней не должно быть повреждений, в противном случае нарушенная герметичность банки может привести к потере свойств средства. Кроме того, срок годности отделочного материала не должен быть просроченным, иначе эмалевая краска утратит свое качество. В обязательном порядке, на таре должен быть «ГОСТ», это позволит избежать подделки.

Между тем необходимо учитывать особенности применения лакокрасочных материалов. Что касается эмалей, то, несмотря на то, что огромное количество видов объединенных в одну группу, каждый тип обладает индивидуальными техническими характеристиками. Так, нитроцеллюлозные эмали являются идеальным средством для обработки деревянного основания, а для алкидных красок характерен обширный спектр использования, который включает в себя не только уличные работы и малярные работы в помещении, но и декоративное окрашивание.

Ровное основание без видимых дефектов не нуждается в шпатлевке перед покраской, можно ограничиться очищением и грунтовкой поверхности. В процессе работы с эмалевой краской допустимо использовать разбавители и растворители любого типа.

Разбавление краски

В процессе работы с эмалевой краской допустимо использовать разбавители и растворители любого типа.

Наиболее популярные производители, обзор

Наиболее эффективными эмалевыми красками являются изделия от известных производителей. К числу лучших компаний относится японский производитель Tamiya, ирландская марка HUMBROL, английский бренд Dulux, немецкая компания Caparol, датская фирма Sadolin и совместное германо-польское предприятие Hansa.

Преимущество этих брендов объясняется просто, за их плечами многолетний опыт производства лакокрасочной продукции. У всех перечисленных производителей продукция высочайшего качества и отличная репутация.

Российские производители также активно работают над созданием максимально качественной продукции. Своими результатами порадовать покупателей могут следующие фирмы:

  • Белгородское предприятие «Краски для покраски»;
  • Ярославское производство «СпецЭмаль»;
  • Питерская фирма «Пигмент».

Фото краски Dulux

Наиболее эффективными эмалевыми красками являются изделия от известных производителей.

Все лакокрасочные материалы обладают индивидуальными техническими характеристиками. Поэтому для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант необходимо ознакомится со всеми тонкостями и нюансами эмалей.

Видео: Покраска садового домика эмалью с помощью компрессора

Зубная эмаль – состав и структура, виды повреждений и лечение

Знали ли вы, что эмаль зубов является самой твердой тканью нашего организма? Это действительно так, однако воздействие внешней среды и болезнетворных бактерий вызывает ее разрушение, поэтому без должного ухода проблем не избежать. О том, какими свойствами обладает зубная эмаль, как защитить ее от болезней и исправить патологии, читайте в статье Startsmile.

Структура зубной эмали


Зубная эмаль является главным защитником зубов и полностью покрывает их коронковую часть. Толщина ткани в среднем составляет около двух миллиметров: в жевательной зоне слой немного тоньше, а по бокам зубов, наоборот, толще. Цвет зубной эмали зависит от ее плотности и качества дентина, а также от некоторых индивидуальных особенностей организма, однако данный тип ткани по сути прозрачен.


В состав зубной эмали входят, по большей части, неорганические вещества (более 95%). Процент содержания воды очень мал (примерно 3%): отчасти именно поэтому достигается такая высокая прочность. Под неорганическими материалами в первую очередь подразумеваются кристаллы гидроксиапатита (минерал, в котором содержатся фтор, магний, углерод и прочие элементы). Наличием кристаллов гидроксиапатита объясняется и тот факт, что эмаль уязвима к воздействию кислотной среды, т.е. противопоказано употребление продуктов, повышающих кислотность слюны. Особенно это касается ионов кальция, от которых во многом зависит целостность и плотность эмали.


Что делать, если повреждена зубная эмаль?


Повреждение зубной эмали – одно из самых частых явлений в стоматологии, поскольку именно она принимает на себя первый удар. Прежде чем описывать виды поражений, нужно определить их природу. Все проблемы с зубной эмалью условно можно разделить на два вида: патологии до прорезывания зубов и поражения эмали после него. Давайте рассмотрим оба пункта более подробно.


Виды поражений зубной эмали до прорезывания зубов

Дисплазия


Целый ряд нарушений, который характеризуется целым рядом признаков: серые пятна, истончение эмали или отсутствием фрагментов эмалевого слоя. В подавляющем числе случаев дисплазия связана с генетическими аномалиями, нарушением обмена веществ и заболеваниями костей. При прорезывании зубы могут быть неправильной формы (треугольной, грушевидной и т.д.).


Для лечения эрозии зубной эмали назначается прием поливитаминов, фторида натрия, электрофорез. При обширных поражениях для восстановления эстетики применяется художественная реставрация и протезирование. Во избежание осложнений дисплазия эмали зубов у детей требует незамедлительного лечения.

Гипоплазия


При гипоплазии наблюдается атрофия тканей зуба или полное его отсутствие еще на внутриутробном уровне. Обычно заболевание связано с нарушением минерального баланса. Гипоплазия выражается изменением цвета (на серый или бурый), появлением пятен, истончением эмали и даже полным ее отсутствием (аплазия).


При лечении истончения эмали назначается прием препаратов для восстановления минерального баланса (раствор глюконата кальция и др.), а также комплекс витаминов. При эстетических нарушениях может проводиться отбеливание, а в тяжелых случаях зуб закрывается коронкой или виниром.


Гиперплазия


Излишки зубной ткани, появление которых также вызвано нарушением минерального баланса (как правило, при гормональных сбоях у родителей или заболеваниях крови). На поверхности зуба образуются так называемые эмалевые капли — островки бурого или рыжеватого цвета. При более сложных аномалиях гипертрофированные участки могут быть заполнены дентином или пульпой.


Лечение гиперплазии включает полировку зубов бормашиной, аппликации и полоскания растворами фтора и кальция в совокупности с приемом препаратов, нормализующих минеральный состав и устраняющих первопричину отклонения.

Флюороз


При флюорозе зубов на поверхности эмали образуются пятна, борозды, ямки или полосы. Заболевание вызвано переизбытком фтора в организме и часто встречается у детей.


Показаны реминерализация эмали, шлифовка зубов, нормализация количества фтора в организме. В сложных случаях – ортопедическое лечение и художественная реставрация.



Изменение структуры и нарушение целостности эмали могут быть вызваны целым рядом генетических аномалий и наследственных заболеваний. Именно поэтому важно установить первопричину, чтобы было назначено наиболее качественное лечение, если зубная эмаль повреждена или атрофирована.

Повреждения эмали после формирования зубов


В этом разделе подробно описаны причины болезней и разрушения зубной эмали, которые не вызваны генетическими факторами и врожденными заболеваниями на этапе формирования зубных зачатков.









Заболевание

Описание

Профилактика и лечение

Эрозия

Некариозное поражение эмали и дентина, которое может быть спровоцировано употреблением продуктов с повышенной кислотностью, а также заболеваниями желудочно-кишечного тракта, приемом некоторых видов лекарств и применением зубных паст или порошков с высокой абразивностью.

Терапия с применением таблеток или раствора кальция, минерализация зубной эмали.

Чувствительная зубная эмаль

Острая реакция на холодное и горячее. Часто связано с истончением эмалевого слоя. Тонкая зубная эмаль также более уязвима для кариозных бактерий.

Прием минералов и поливитаминов для укрепления эмали. В некоторых случаях требуется ортодонтическое или ортопедическое лечение.

Клиновидный дефект

Оголение шейки зуба и постепенное разрушение основания. Характеризуется изменением цвета, болезненной реакцией на холодное и горячее в области поражения.

Клиновидный дефект может быть вызван как заболеваниями десен, так и проблемами со щитовидной железой и желудочно-кишечным трактом. В зависимости от причины назначается лечение. Эмаль укрепляется с помощью приема препаратов, электрофореза и установки пломб в области поражения.

Некроз

Некроз тканей зуба начинается с появления светлых пятен, которые со временем становятся бурыми или коричневыми. В подавляющем большинстве случаев некроз связан с нарушением обмена веществ.

Устранение первопричины вкупе с терапевтическими процедурами.

Кариес зубной эмали

В первую очередь кариес поражает зубную эмаль. Если вовремя не начать лечение, болезнь неминуемо затронет более глубокие ткани зуба.

Обработка кариозной области и установка пломбы. На ранних стадиях сегодня возможно лечение кариеса без бормашины с последующими восстановительными процедурами для эмали.

Механические травмы

Сколы, ушибы и вывихи зуба, в результате которых нарушается целостность и образуются трещины на зубной эмали.

Терапевтическое или ортопедическое лечение в зависимости от типа повреждения.

Как укрепить зубную эмаль?


Уровень современной стоматологии позволяет успешно устранять дефекты зубной эмали посредством терапевтических и ортопедических методик. При серьезных проблемах приходится применять коронки, композитные или керамические виниры, однако лучший вариант – это сохранить здоровые и натуральные зубы. Сегодня множество производителей предлагают различные средства, которые помогают избежать таких проблем, как размягчение, эрозия и истончение зубной эмали.

Укрепление зубной эмали у взрослых

  • Регулярный прием витаминов B6 и B12, группы D, а также препаратов, способствующих усвоению кальция и фтора.
  • Лечебные и профилактические гели и зубные пасты. Чистка зубной эмали неабразивными средствами, в составе которых есть кальций, фтор и другие компоненты для укрепления эмали.
  • Минерализация зубной эмали и регулярная профилактическая чистка зубов. Если у вас от природы слабая зубная эмаль, данные процедуры необходимы для предотвращения развития кариеса и прочих заболеваний. Отбеливание зубной эмали можно проводить только после консультации с лечащим врачом, который подтвердит отсутствие противопоказаний.
  • Профилактика в домашних условиях. Массаж десен, употребление в пищу овощей, фруктов и бобовых.


Помните, что зубная эмаль разрушается не за один день, а в течение многих лет, поэтому чем раньше вы начнете за ней ухаживать, тем дольше сохраните привлекательную улыбку.


Укрепление зубной эмали у детей

  • Фторирование. Нанесение специальных фторсодержащих лаков на поверхность зубной эмали. После прорезывания зубов процедуру рекомендуется проводить два раза в год.
  • Использование профилактических кап и аппликационных гелей, содержащих кальций, фтор и витамины.
  • Герметизация фиссур для защиты жевательных зубов от кариеса.


Профилактика и защита зубной эмали у детей поможет избежать серьезных проблем в будущем, поэтому заботиться о зубах нужно начинать с момента их прорезывания.


СОСТАВ ЭМАЛИ — Студопедия

ЭМАЛЬ

Строение, химический состав, биохимические особенности тканей зуба.

БИОХИМИЯ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ ПОЛОСТИ РТА

Сравнение минерального состава зрелой эмали, дентина, кости( в % ).

  Са2+ Фосфат н СО32- белок цитрат вода
эмаль 36 -38 15 -18 3 -4 0,3 -1,3 0,5 1-2( до3,8)
дентин 12 — 16 3-5 18 -22 около 1
кость 15 -17 3 -4 20 -26 около 1

ЭМАЛЬ –твердая, минерализованная, устойчивая к изнашиванию, самая твердая по сравнению с другими тканями организма, но хрупкая. Ее поддерживает более упругий слой дентина.

Отнесение эмали к ткани является условным, т.к. эмаль не содержит клеток, к самостоятельной регенерации при повреждении неспособна. Однако, в эмали происходит непрерывный обмен с двух сторон:

Дентин

———— Эмаль ————— Слюна

Пульпа

Два процесса находятся в динамическом равновесии:

Реминерализация = деминерализация

( поступление ионов) ( удаление ионов )

Для понимания воздействия различных факторов на состояние эмали, надо знать

— состав и строение эмали

— как формируется эмаль

Содержит минеральных веществ — 95%

органических веществ – 1,2 %

воды связанной и свободной — 3,8%

Минеральные вещества ( в% ) гидроксиапатит — 75

карбонат апатит – 19

хлорапатит — 4

фторапатит — 0,7

СаСО3 -1,3

МgСО3 — 1,3

( состав минеральных компонентов изучен в теме « Биохимия костной ткани»)

В составе гидроксиапатита мольное отношение Са /Р = 1, 67. При отношении

Са/ Р = 1,33 эмаль не сопротивляется разрушению. Показатель используется для оценки состава эмали и резистентности к кариесу.



Основными минеральными веществами эмали являются соли:

Са 10( РО4 )6 ( ОН )2 и Са 8 Н2( РО4 )6. 5 Н2О

Устойчивость солей к ионному обмену падает в ряду:

Са10 ( РО4 )6 ОН F Са 10( РО4 )6 ( ОН )2 Са10 ( РО4 )6 F2

Возможно замещение иона Са2+ на ионы Mg2+, Zn2+ , Cd 2+, Cu2+, Al3+

ОН — Fи другие анионы

Вследстаие изоморфного замещенияиона кальция на другие катионы отношение Са/ Р уменьшается и это влияет на качество эмали- снижается устойчивость к кариесу.

Замещение гидроксида-иона на фторид имеет весьма положительное значение.

Са 10( РО4 )6 ( ОН )2 + F = Са 10( РО4 )6 F ( ОН ) + ОН

гидроксиапатит фторапатит

При замещении образуется фторапатит. Это соединение обладает меньшей растворимостью, чем гидроксиапатит. В этом, как считают, заключается профилактическое действие фтора.


Литературные данные свидетельствуют, что замещение даже одной из 50 гидроксигрупп в составе гидроксиапатита достаточно для резкого повышения резистентности эмали к растворению.

При значительном избытке фторида образуется вместо гидроксиапатита новая соль- фторид кальция, которая легко растворяется с поверхности эмали

Са 10 ( РО4 )6 ( ОН )2 +20 F = 10 Са F2 + 6 РО4 3- + 2 ОН

фторид кальция

Кристаллы гидроксиапатита в эмали в 10 раз крупнее, чем в кости, дентине, цементе.

Эмалевая минерализованная призмочка диаметром 4 – 6 мкм имеет исчерченность, которая отражает суточный ритм отложения солей. Кристалл покрыт гидратной оболочкой толщиной 1 нм и кристаллы располагаются на расстоянии 2.5 нм друг от друга.. В целом структура эмали – сито, объем микропространства составляет 0,2 – 0,8 %.

Кристаллическая решетка более плотная во внешних слоях и в области эмаль-дентинное соединение. Расположение кристаллов в эмалевых призмочках упорядоченное — по их длиннику в виде «елочки».

Органическое вещество эмали содержит

полисахара в количестве 1,7 г/100г эмали

липиды – 0,6 % ( фосфолипиды)

белки

Углеводы находятся в виде гликопротеинов, присутствует обычный для них

набор моносахаров: глюкоза, галактоза, манноза, глюкуроновая кислота, небольшие количества фукозы и ксилозы.

Аминокислотный состав белков эмали: присутствуют все заменимые и незаменимые аминокислоты, в том числе оксипролин

( 6 -7% по массе).

Трехмерная тонкая белковая сеть располагается между кристаллами.

Белки эмали не относятся к коллагеновым, но присутствие оксипролина определяет частичное сходство с коллагеном.

Выделяют три группы белков :

— нерастворимые в кислотах и растворе ЭДТА

— водорастворимые ( М 20 кД, доля 0,3% от общей массы эмали)

— кальцийсвязывающие белки

Функции кальцийсвязывающих белков:

— участие в связывании кальция. Образуют в нейтральной среде ( в опытах in vitro)

ди-, три-, тетрамеры с М 40-80 кД., связывает 8 – 10 ионов кальция.

— создание начальных участков нуклеации при формировании кристаллов

гидроксиапатита

— способствуют ориентации растущих кристаллов

— формируют среду для образования крупных кристаллов и их плотной упаковки

Наиболее полно изучены белки энамелины, амелогенины, фосфопротеины.

Амелогенины( М 5 – 10 кД ) содержат много пролина, глутаминовой кислоты, гистидина.

Белки подвижные, гидрофильные, мигрируют по эмали. Составляют 90% всех белков эмали. По мере минерализации гидролизуются протеолитическими ферментами.

Энамелины( 20 – 70 кД ) содержат много глутаминовой кислоты, аспарагиновой, серина. Связаны с кристаллами гидроксиапатита.

При созревании эмали изменяется соотношение белков.

В незрелой эмали А : Э = 9 : 1

В зрелой эмали А : Э = 1 : 1

Фосфопротеины (содержат до 40 АК ) участвуют в агрегации и дезагрегации органической и минеральной фаз.

Белковая оболочка окружает каждый кристалл эмали, выполняя определенные барьерные и буферные функции. Белок предотвращает деминерализацию эмали, т.к. способен связывать ионы водорода, предотвращая проникновение из в эмаль в обмен на выделение катиона кальция. При деструкции межпризменных пространств эмали. происходит их заполнение оргпническим веществом, защищая от дальнейшего выделения минеральных веществ.

Существует мнение, что белковая матрица является основой формирования и построения эмали.

Формирование эмали называется амелогенез. Выделяют три стадии:

1 стадия— стадия секреции и первичной минерализации эмали.

Энамелобласты секретируют органическую основу эмали, которая сразу подвергается первичной минерализации.

2 стадия – стадия созревания ( вторичной минерализации) за счет удаления органического матрикса и увеличения доли минеральных веществ.

3 стадия— стадия окончательного созревания (третичная минерализация)- осуществляется только после прорезывания зуба. Завершение минерализации осуществляется преимущественно поступлением ионов из слюны.

Созревание эмали включает срок до 10 лет, третья стадия – 3 года, особенно интенсивным является первый год нахождения зуба в полости рта.

Степень проницаемости эмали снижается в последовательности:

эмаль непрорезанного зуба — эмаль временного зуба – эмаль постоянного зуба молодого

человека – эмаль постоянного зуба пожилого человека.

В формировании эмали участвуют энамелобласты, которые проходят стадии превращения:

Эмалевый эпителий – преэнамелобласты – энамелобласты.( enamelum – эмаль)

Процесс дифференциации и созревания энемелобластов тесно связан с одонтобластами.

Как только одонтобласты начинают образовывать предентин, коллаген и протеогликаны, поступает сигнал начала дифференциации энамелобластов в течение последующих 24 – 36 часов.

Функция дифференции заключается

— в угнетении синтеза ГАГ и коллагена 1V типа, который характерен для плазматической

мембраны

— возникновении синтеза специфических белков эмали- энамелинов(Э) и

амелогенинов ( А), фосфопротеинов.

7: Эмаль: состав, образование и структура

На поздней стадии колокола большинство световых микроскопических особенностей амелогенеза можно увидеть на одном срезе (рис. 7-16). Таким образом, в области шейной петли четко идентифицируются низкие столбчатые клетки внутреннего эпителия эмали. Периферически к внутреннему эпителию эмали лежат промежуточный слой, звездчатый ретикулум и внешний эпителий эмали, последний из которых тесно связан с множеством кровеносных сосудов в зубном фолликуле.

РИСУНОК 7-16. Особенности амелогенеза в оптическом микроскопе. При A, внутренний эпителий эмали состоит из коротких столбчатых недифференцированных клеток. На B, эти клетки удлиняются и дифференцируются в амелобласты, которые вызывают дифференцировку одонтобластов, а затем начинают секретировать матрикс эмали (C) . На D амелобластов активно откладывают матрикс эмали.

По мере того, как внутренний эпителий эмали прослеживается коронально в зачатке зуба на стадии коронки, его клетки становятся более высокими и столбчатыми, а ядра выравниваются на проксимальных концах клеток, прилегающих к промежуточному слою.Вскоре после начала формирования дентина в эмалевом органе происходит ряд отчетливых и почти одновременных морфологических изменений, связанных с началом амелогенеза. Клетки внутреннего эпителия эмали, ныне амелобласты, начинают активнее секретировать белки эмали, которые накапливаются и немедленно участвуют в образовании частично минерализованного начального слоя эмали (см. Рис. 7-12), не содержащего палочек. Когда образуется первый слой эмали, амелобласты удаляются от поверхности дентина.Эмаль легко идентифицируется как глубоко окрашивающий слой на деминерализованных срезах, окрашенных гематоксилином-эозином (рис. 7-17; см. Также рис. 7-16). Важным событием для образования и организации эмали является развитие цитоплазматического расширения на амелобластах, отростка Томеса (его формирование и структура описаны позже в этой главе), который выступает в вновь формирующуюся эмаль и пересекается с ней (см. Рисунки). 7-12 и 7-13). На участках формирования человеческих зубов отростки Томеса придают стыку между эмалью и амелобластом зубчатый или зубчатый вид (см. Рис. 7-17).

РИСУНОК 7-17 Формирование матрикса эмали, видимое в световом микроскопе. Отростки Tomes в амелобластах выступают в матрицу, видимую после декальцинации в определенной плоскости сечения, создавая у высших млекопитающих вид изгороди.

Когда формирование эмали на всю толщину завершено, амелобласты вступают в стадию созревания (см. Рисунки 7-12 и 7-13). Обычно эта стадия начинается с короткой переходной фазы, во время которой происходят значительные морфологические изменения.Эти постсекреторные переходные амелобласты укорачиваются и реструктурируются в клетки созревания скваттеров (см. Рис. 7-12). Клетки нижележащего промежуточного слоя, звездчатого ретикулума и наружного эпителия эмали реорганизуются, так что распознавание отдельных слоев клеток становится невозможным. Кровеносные сосуды глубоко проникают в эти клетки, не разрушая базальную пластинку, связанную с внешней стороной эмалевого органа, с образованием извилистой структуры, называемой сосочковым слоем (рис. 7-18; см. Также рис. 7-12).

РИСУНОК 7-18 Изображение эмалевого органа на стадии созревания с помощью сканирующего электронного микроскопа. Клетки промежуточного слоя, звездчатого ретикулума и наружного эмалевого эпителия объединяются в один слой. Кровеносные сосуды глубоко проникают в этот слой, образуя извитую структуру, называемую сосочковым слоем . BV, Кровеносный сосуд; N, ядро.

Наконец, когда эмаль полностью созревает, слой амелобласта и прилегающий к нему сосочковый слой регрессируют и вместе составляют уменьшенный эпителий эмали (рис. 7-19).Амелобласты перестают модулироваться (обсуждается далее), уменьшаются в размере и приобретают форму от кубовидной до уплощенной. Этот эпителий, хотя больше не участвует в секреции и созревании эмали, продолжает покрывать ее и выполнять защитную функцию. Было высказано предположение, что в случае преждевременных разрывов эпителия клетки соединительной ткани вступают в контакт с эмалью и откладывают на ней цементоподобный материал. Однако во время этой защитной фазы состав эмали все еще может быть изменен.Например, фторид, если он доступен, все же может быть включен в эмаль непрорезавшегося зуба, и данные свидетельствуют о том, что содержание фторида является наибольшим в тех зубах, которые имеют самое длинное промежуток между завершением формирования эмали и прорезыванием зуба (в это время конечно, теряются амелобласты). Редуцированный эпителий эмали сохраняется до прорезывания зуба. По мере того, как зуб проходит через оральный эпителий, часть редуцированного эмалевого эпителия, расположенная на режущем крае, разрушается, тогда как обнаружено, что более цервикальный эпителий взаимодействует с оральным эпителием, образуя соединительный эпителий.

РИСУНОК 7-19. Когда созревание эмали завершено, слой амелобласта и прилегающий сосочковый слой вместе составляют восстановленный эпителий эмали. На этом гистологическом препарате видно только эмалевое пространство, потому что на этой поздней стадии развития эмаль сильно кальцинирована, и, следовательно, любой остаточный матрикс теряется во время декальцификации.
.

Фундаментальная структура и свойства эмали, дентина и цемента

Гистологически твердые ткани зубов включают эмаль, дентин и цемент. Эмаль — это жесткая инертная бесклеточная ткань, покрывающая коронку зуба. Дентин составляет основную часть зуба и, будучи более прочным основанием, обеспечивает достаточную опору для более жесткой и хрупкой эмали [ 3 ]. В области корня дентин покрыт цементом, который закрепляет волокна периодонтальной связки, которые обеспечивают поддержку ряда движений зубов во время жевания и функционирования [ 2 ].Эти ткани образуют высокоорганизованную и сложную структуру с идеальными функциональными и структурными возможностями, которые помогают выдерживать механическую нагрузку, вызванную жеванием, и предотвращать их механические отказы во время работы. Для лучшего понимания этих высокоорганизованных тканей в этом разделе рассмотрены структура и состав эмали, дентина и цемента.

17.2.1 Структура эмали

Зубная эмаль, как наиболее минерализованная ткань человеческого тела, состоит из 96 мас.% Неорганических материалов, которые в основном представлены в форме кристаллов карбонизированного гидроксиапатита.Другие компоненты эмали включают остатки органического матрикса и слабосвязанные молекулы воды [ 2 ]. Эмаль имеет бесклеточную и бессосудистую структуру, не способную к самовосстановлению или восстановлению. Эти особенности отражают исключительные процессы, происходящие при формировании эмали. Формирование эмали (амелогенез) происходит на трех основных стадиях, а именно: цитодифференцировка, секреция матрикса и созревание.
Амелогенез инициируется секрецией органического матрикса из амелобластов (клеток, образующих эмаль) во внеклеточное пространство, прилегающее к соединению дентиноэмали (DEJ).Эта богатая белком матрица контролирует биоминерализацию эмали за счет самосборки в супрамолекулярные сборки, которые инициируют, регулируют и организуют осаждение и рост кристаллов гидроксиапатита. Белки матрикса эмали — это неколлагеновые белки, состоящие из гидрофобных амелогенинов и неамелогениновых белков, включая амелобластин, эмелин и туфтелин [ 4 ]. Во время отложения минералов протеиназы эмали, эмелизин (MMP 20) и калликреин 4 активно участвуют в процессе селективной деградации и удаления богатой белком матрицы [ 5 ].На протяжении длительной стадии созревания изначально богатая белком матрица эмали разрушается протеазами и заменяется отложениями минералов на ранее существовавших кристаллах апатита, что позволяет им увеличиваться в ширину и толщину. После стадии созревания эмальобразующие клетки (амелобласты) исчезают, предотвращая дальнейшее отложение или восстановление эмали [ 5 ]. Поэтому сохранение зубной эмали и уход за ней имеют первостепенное значение.
Результатом стадии созревания амелогенеза является очень твердая, сильно минерализованная ткань, которая состоит из чрезвычайно длинных кристаллов гидроксиапатита с высоким коэффициентом формы и небольшого количества органических компонентов и воды.Кристаллиты эмали в основном состоят из кальция и фосфора в виде гидроксиапатита (HAp), Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 , со следами натрия, магния, хлора, карбоната, калия и фторида. Органический матрикс зрелой эмали составляет 1-2% от общей эмали и действует как клей для кристаллитов апатита [ 2 ].
Структурно кристаллы HAp плотно упакованы на трех уровнях иерархической организации, что объясняет некоторые аспекты механической прочности эмали [ 6 , 7 ].На самом крупном структурном уровне пучки, объединяющие десятки эмалевых стержней, образуют ленты Хантера – Шрегера. Эти полосы имеют ширину примерно 50 мкм и видны из-за различных направлений, в которых соседние полосы призм отражают или пропускают свет [ 8 ]. На следующем уровне видны эмалевые стержни (призмы) и промежуточные стержни (межпризматическая субстанция), которые представляют первичные и основные структурные единицы зубной эмали. Эмалевые стержни представляют собой цилиндрические структуры диаметром 5–8 мкм [ 9 ], которые непрерывно проходят через эмаль от дентиноэмалевого соединения (DEJ) к внешней поверхности эмали.Близко к DEJ, они изначально находятся в извилистом направлении, которое следует за движением амелобластов во время начального роста клеток и отложения эмали [ 2 ]. Диаметр стержней увеличивается почти вдвое от дентиноэмалевого перехода до поверхности эмали [ 10 ]. В продольном сечении каждый стержень имеет форму, близкую к цилиндрической, и состоит из плотно упакованных кристаллов апатита, длинная ось которых примерно параллельна продольной оси стержня (рис. 17.1). Тонкая оболочка стержня окружает каждый стержень и отделяет его от соседних стержней промежуточным веществом [ 11 ].Демаркационную линию между стержнем и эмалью между стержнями можно определить по изменению ориентации кристаллитов [ 2 ].

Рис.17.1
Схема эмалевого стержня и меж стержневой структуры (модифицирована и включена из Nanci [ 2 ]), состоящая из белков эмали (красные стрелки) и кристаллитов HAp (желтая пунктирная линия)

В поперечном сечении эмалевые стержни имеют рисунок в виде рыбьей чешуи или замочной скважины. Форма замочной скважины состоит из головной и хвостовой частей (рис. 17.1). Голова округлой формы и определяется тонкой оболочкой из белкового стержня около 0.Толщина 5 мкм [ 2 ]. Однако хвостовая часть стержня менее выражена и становится непрерывной с меж стержневой эмалью [ 9 ]. На последнем структурном уровне, на наноразмерном уровне, каждый стержень состоит из чрезвычайно длинных карбонизированных кристаллов HAp, которые представляют собой тонкие ленточные структуры шириной около 60–70 нм и толщиной ∼20 нм [ 12 ]. В центральной части стержня кристаллиты апатита расположены так, что их длинная ось (ось c) параллельна продольной оси стержня, а в хвостовой части они расходятся от продольной оси стержня на величину до 65 °. [ 8 ].Каждая элементарная ячейка фосфата кальция в созревающей эмали выглядит гексагональной. Однако в полностью зрелой эмали контур кристалла выглядит более неправильным из-за взаимодействия с другими растущими кристаллами на последних стадиях роста кристаллов.
При прорезывании зуба, хотя большая часть органического матрикса эмали удаляется во время минерализации и созревания под действием протеиназ эмали [ 5 ], некоторые белки остаются между кристаллитами HAp и в стержневой оболочке [ 13 ].Фактически, некоторые из белков матрикса устойчивы к деградации белков из-за их прочного связывания с кристаллами HAp и сохраняются в зрелой эмали. Эти матричные белки остаются захваченными между кристаллитами и вокруг стержней в зрелой эмали. Этот остаточный матрикс зрелой эмали представляет собой многокомпонентную смесь белков / пептидов, образованную ассоциацией различных мономерных белков [ 14 ]. Эти белки, лежащие между кристаллитами, имеют функцию «склеивания» кристаллитов HAp вместе, поддерживая иерархическую структуру и позволяя эмали выдерживать механическую нагрузку во время функционирования.Было показано, что присутствие остаточных матричных белков в зрелой эмали влияет на ее оптические и механические свойства. Минорные компоненты эмали, белковые остатки и вода обладают сильным пластифицирующим действием [ 9 ]. В настоящее время известно, что эмаль намного более гибкая и мягкая, чем ее основной компонент, кристаллический HAp [ 15 ]. Структурные изменения в этих белковых компонентах могут снизить способность эмали рассеивать стрессы [ 16 ]. В последующих частях этой главы будет обсуждаться влияние модификации белковой матрицы эмали на ее механический ответ.Присутствие этой органической матрицы наряду с упомянутой иерархической организацией эмали, как было показано, регулирует механические свойства эмали, формируя структуру, в результате которой прочность на изгиб и модуль упругости снижаются с увеличением иерархического размера наряду с изменением от линейно-эластичного к эластичному. неупругое механическое поведение. Это сложное структурное устройство также делает эмаль самой твердой тканью человеческого тела [ 16 ]. Механические свойства различаются на разных участках эмали.Поверхностный слой эмали более жесткий, плотный и менее проницаемый, чем остальная эмаль [ 8 ]. Несмотря на свою твердость, эмаль чрезвычайно хрупкая, особенно когда под ней утрачивается упругий дентин.
Эмаль полупрозрачная, имеет оттенок от светло-желтого до серо-белого. На режущем крае недавно прорезавшегося зуба эмаль выглядит голубовато-белой [ 11 ]. В области шейки матки эмаль отражает желтый цвет подлежащего дентина, который определяет цвет зуба, а также толщину и прозрачность эмали.Полупрозрачность эмали увеличивается с возрастом, поэтому передается желтый цвет подлежащего дентина и становится более темным. Несмотря на то, что эмаль состоит из плотно упакованных кристаллов гидроксиапатита, эмаль избирательно проницаема благодаря структуре белкового «клея» для определенных веществ, таких как кальций и фторид, для реминерализации деминерализованной эмали. Ионы фтора могут проникать в эмаль из слюны и образовывать на поверхности слои, богатые кристаллами фторапатита, которые более крупны и химически устойчивы к растворению бактериальной кислоты [ 11 ].Ионы могут проникать в эмаль через слюну, пищу и напитки, а затем внедряться в межпризматическую область или внутрь из пульпы через DEJ и изменять ее химический состав [ 10 ]. Помимо небольших неорганических молекул, эмаль также проницаема для более крупных молекул, связанных с пятнами и пигментами. Эти большие молекулы диффундируют через поры на границах призм и межпризматической эмали [ 8 ].

17.2.2 Структура дентина

Дентин и ткань пульпы обычно рассматриваются как единая функциональная и гистологическая единица, называемая комплексом дентин-пульпа [ 2 ].Однако в этой главе мы будем рассматривать только дентин, так как предметом этой книги являются фосфаты кальция. Дентин — это высокоорганизованная биологическая структура, состоящая из сложных белковых ансамблей и упорядоченных минеральных компонентов, которые вместе образуют жесткий и прочный биокомпозит, богатый минералами [ 17 ]. Дентин образуется в процессе дентиногенеза одонтобластами, которые дифференцируются от эктомезенхимальных клеток зубного сосочка. Зубной сосочек в первую очередь вызывает образование дентина, пока он окончательно не окружится секретируемым дентином, образуя пульпу зуба [ 2 ].Сложная группа синхронизированных биологических событий регулирует формирование и созревание дентина. Основные этапы дентиногенеза включают цитодифференцировку одонтобластов, формирование мантийного дентина, контроль минерализации первичного органического матрикса дентина и, наконец, секрецию вторичного и третичного дентина. Первичный дентин — это самый внешний слой дентина, который включает мантию и циркумпульпальные компоненты. Вторичный дентин — это слой, который секретируется после образования корня.Третичный дентин — это тип дентина, который секретируется после полного формирования зуба в ответ на раздражитель, такой как кариозный приступ или износ.
По своему составу дентин представляет собой гидратированную ткань, состоящую приблизительно из 50 об.% Карбонизированных минералов гидроксиапатита, 30 об.% Коллагена и неколлагеновых молекул, а также остальных жидкостей. 90 мас.% Органической фазы в дентине почти полностью состоит из коллагена I типа, хотя были идентифицированы и другие типы коллагена [ 18 ].Остальная часть органического матрикса дентина включает неколлагеновые структуры, из которых протеогликаны (PG) имеют большее структурное и механическое значение [ 17 ]; другие белки дентинового матрикса, такие как фосфопротеины и γ-карбоксиглутамат-содержащие белки, как полагают, в большей степени участвуют в событиях связывания минерал-матрикс [ 19 ]. Декорин и бигликан, два члена семейства малых богатых лейцином повторов (SLRP), представляют собой PG, преимущественно экспрессируемые в дентине. В свою очередь, наиболее часто встречающимися ГАГ являются хондроитин-4-сульфат и относительно более низкое содержание хондроитин-6-сульфата.Структурно дентин состоит из уплотненных дентинных канальцев диаметром около 1-2 мкм, окруженных сверхминерализованным слоем, называемым перитубулярным дентином, и более мягким межканальцевым матриксом, в котором концентрируется органический материал [ 20 ]. Дентинные канальцы содержат цитоплазматические отростки одонтобластов, которые лежат в пульпе и изначально участвовали в секреции дентинового матрикса. В дополнение к этому одонтобластическому процессу дентинные канальцы содержат дентинную жидкость, которая содержит белки и протеогликаны.Перитубулярный дентин представляет собой высокоминерализованный композитный материал, состоящий из фосфорилированных белков [ 21 , 22 ], протеогликанов и гликозаминогликанов [ 22 ], в котором отсутствуют коллагеновые фибриллы [ 22 , 23 ]. С другой стороны, межтрубчатый дентин состоит из супрамолекулярных агрегатов молекул коллагена, которые собраны в фибриллы типа I, связанные неколлагеновыми компонентами и водой [ 24 ]. Этот массив органических молекул образует гидратированную органическую сеть, служащую каркасом для зарождения и роста кристаллов карбонизированного минерала апатита [ 25 ].Результатом этого органического и неорганического взаимодействия является сложный биокомпозит, который демонстрирует выдающуюся долговечность и служит прочной и упругой основой для хрупкой эмали, а также защитным слоем для живой мягкой ткани пульпы. Этот фундамент предотвращает распространение катастрофических трещин от хрупкой эмали дальше в дентин [ 3 , 26 ].
Дентин и эмаль прочно связаны на их общем интерфейсе, который называется дентиноэмалевым соединением (DEJ).Соединение дентиноэмали — это гиперминерализованная область, которая под микроскопом выглядит как четко очерченный зубчатый участок. Наличие и форма этой области играют важную роль в структурной и функциональной целостности эмали и дентина. Из-за наличия дентинных канальцев дентин гораздо более проницаем, чем эмаль (рис. 17.2).

Рис.17.2

(а) СЭМ поперечного среза дентина. (b) Изображение, полученное с помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ), показывающее вид в поперечном сечении общей структуры дентинных канальцев, перитубулярного и межканальцевого дентина (масштабная линейка 1 мкм)

.

4: Основные понятия адгезии эмали и дентина

Одноэтапные самопротравливающие клеи

Продолжая тенденцию к упрощению, не требующие смывания самопротравливающиеся материалы, которые включают в себя основные этапы травления, грунтовки и склеивания в одном растворе, становятся все более популярными. В отличие от обычных адгезивных систем, которые содержат промежуточную светоотверждаемую адгезивную смолу с низкой вязкостью для соединения композитного реставрационного материала с грунтованной дентино-эмалевой основой, эти одностадийные самопротравливающие или универсальные клеи содержат неотвержденные ионные мономеры, которые напрямую контактируют с композитным реставрационным материалом. 128,129 Их кислотные непрореагировавшие мономеры частично ответственны за несовместимость между этими универсальными адгезивами и самоотверждающимися композитами (обсуждается позже). 129 Кроме того, одностадийные клеи имеют тенденцию вести себя как полупроницаемые мембраны, что приводит к гидролитическому разрушению границы раздела смола-дентин. 110 Поскольку эти клеи должны быть достаточно кислыми, чтобы деминерализовать эмаль и проникать в слои мазков дентина, гидрофильность их смоляных мономеров, обычно органофосфатов и карбоксилатов, также высока.Некоторые из этих мономеров смолы слишком гидрофильны, что делает их склонными к разложению водой. 111,130

В настоящее время доступно множество одноэтапных самопротравливающих клеев с функциями травления, грунтования и склеивания в одном растворе, включая AdheSE One F (Ivoclar Vivadent), Adper Easy Bond (3M ESPE), All-Bond SE (Bisco Inc. .), Bond Force (Tokuyama Dental, Токио, Япония), Clearfil S 3 Bond (Kuraray), iBOND Self-Etch (Heraeus Kulzer, South Bend, IN), OptiBond All-in-One (Kerr Corporation) и Xeno V + (DENTSPLY DeTrey).Как и в случае с системами SEP, pH универсального самопротравливающего клея влияет на его клинические свойства. Кроме того, нанесение нескольких слоев, таких как четыре последовательных слоя для Xeno III (DENTSPLY DeTrey) или пять последовательных слоев для iBond (Heraeus Kulzer), значительно увеличивает прочность сцепления с дентином и снижает утечку, что позволяет предположить, что некоторые из «универсальных» покрытий ”Клеи могут неравномерно покрывать поверхность дентина. 131

Клиническое исследование Adper Prompt L-Pop (3M EPSE) показало 35% отказов реставраций класса V за 1 год, хотя материал, использованный в этом исследовании, был более ранней версией. 132 Модифицированная версия этого материала, Adper Prompt, имела значительно худшую маргинальную адаптацию, чем Scotchbond Multi-Purpose, при некариозных поражениях шейки матки через 2 года. 133 Аналогичные результаты были получены для Adper Prompt L-Pop в другом клиническом исследовании класса V. Хотя Adper Prompt L-Pop привел к тому же показателю удерживания, что и Adper Single Bond через 3 года, самопротравливающий клей привел к значительно более высокой частоте краевого обесцвечивания. 134

Для iBond предельное обесцвечивание и предельная адаптация были намного хуже идеальных через 3 года. 135 В другом клиническом испытании некариозных поражений класса V сравнивали различные поколения адгезивов для дентина: трехэтапное протравливание и полоскание, двухэтапное протравливание и ополаскивание, двухэтапное самопротравливание и одноэтапное (или все -в-одном) самопротравливание. 136 Из четырех различных клеев от одного производителя только трехэтапный клей для протравливания и ополаскивания обеспечил степень удерживания более 90% через 18 месяцев, необходимых для выполнения требований ADA для полной приемки. 96 В клиническом исследовании боковых композитных реставраций iBond привел к значительному снижению качества цветового соответствия, краевого окрашивания и краевой адаптации через 2 года. 137

In vitro и клинические характеристики универсальных (одностадийных) самопротравливающих адгезивов улучшаются, когда врач добавляет дополнительный слой гидрофобного связующего слоя. 138-140 В недавнем клиническом исследовании поражений класса V одноступенчатый самопротравливающий клей Clearfil S3 Bond показал степень удерживания 77,3% через 18 месяцев. 139 Для группы, в которую был добавлен дополнительный слой толстой связующей смолы (многоцелевой адгезив Scotchbond), коэффициент удерживания увеличился до 93.4% через 18 месяцев. В том же исследовании iBond, также одноэтапный самопротравливающийся клей, показал степень удерживания 60% через 18 месяцев. Однако степень удерживания увеличилась до 83%, когда на отвержденный iBond был нанесен слой той же гидрофобной смолы, что превратило его в двухэтапную систему. Такое поведение самопротравливающих клеев для одноразовых бутылок может быть связано с их поведением как полупроницаемых мембран in vitro и in vivo. 110,141 Упрощенные самопротравливающие адгезивы не обеспечивают герметичное уплотнение для витального глубокого дентина, что демонстрируется транссудацией дентинной жидкости через полимеризованные адгезивы с образованием капелек жидкости на поверхности адгезива. 111

.

Деминерализация эмали первичных вторичных моляров, связанная со свойствами эмали

Структура эмали играет важную роль в деминерализации. Различия в пористости эмали влияют на скорость деминерализации постоянных и временных зубов. Были показаны индивидуальные различия в средних значениях концентрации минералов в эмали, роль которых в деминерализации полностью не исследована. Целью этого исследования было изучение вариаций глубины искусственных повреждений деминерализации и анализ глубины в зависимости от вариаций химического и минерального состава эмали.Деминерализованное поражение было создано на вторых первичных молярах у 18 человек. Затем глубина повреждений была связана с индивидуальным химическим составом эмали.
Эмаль реагировала на деминерализацию различной глубиной поражения, что коррелировало с химическим составом. Было показано, что содержание углерода в здоровой эмали выше там, где поражения развиваются глубже. Поражение было тем глубже, чем выше степень пористости эмали.

1. Введение

Важными факторами развития кариеса и деминерализации являются структура эмали и ее химические свойства.При воздействии на эмаль слабой кислотой появляется деминерализованное поражение. Поражения могут различаться по глубине в зависимости от свойств эмали зуба. Растворимость эмали в кислых растворах зависит от химического состава и степени пористости ткани [1]. Это хорошо видно при сравнении эмали молочных и постоянных зубов. Между постоянной и первичной эмалью существуют различия в морфологических структурах. Степень пористости первичной эмали объясняет различия в деминерализации и тенденции к растворению первичной эмали по сравнению с постоянными зубами [2, 3].Более высокая степень пористости приводит к увеличению проницаемости эмали и обусловлена ​​более высокой межпризматической фракцией (межпризматическая область, относящаяся к интрапризматической области) [2, 4]. Насколько большое влияние на деминерализацию in vivo оказывают различия в степени пористости эмали, пока не известно.

Известно, что химический состав и минерализация эмали у разных зубов различаются [5–8]. Степень минерализации и химический состав эмали, по-видимому, важны для скорости диффузии между молочными и постоянными зубами [2, 9, 10].Неизвестно, есть ли количественные различия в химическом составе аппроксимальной эмали по сравнению с эмалью рта, кроме того, нет исследований, есть ли какие-либо различия в первичной эмали, важные для деминерализации. Еще предстоит выяснить, имеют ли различия в химическом составе значение для скорости деминерализации. Кроме того, коррелирует ли степень минерализации с глубиной поражения, вызванного деминерализацией.

Цель состояла в том, чтобы изучить вариации глубины искусственных повреждений деминерализации и проанализировать глубину в зависимости от вариаций химического состава и степени минерализации эмали молочных зубов.

Гипотеза исследования заключалась в том, что поражения будут развиваться по-разному, в зависимости от незначительных различий в химическом составе эмали.

2. Материалы и методы
2.1. Отбор пациентов

В число субъектов входили пациенты, направленные в Клинику детской стоматологии, Государственная стоматологическая клиника, Вестра-Гёталанд, Швеция, в течение первого квартала 2008 г. для удаления второго первичного моляра по одонтологическим причинам. Восемнадцать детей были допущены к участию в исследовании, и было собрано 18 первичных вторых моляров.Возраст пациентов от 3 до 16,5 лет.

2.2. План эксперимента

Сразу после удаления зубы помещали в физиологический раствор на один день, а затем хранили в 70% этаноле перед дальнейшими экспериментальными процедурами.

Зубы покрывали кислотостойким лаком для ногтей (Boots № 7 Color Lock, Boots, England), оставляя незащищенным окно на щечной поверхности. Чтобы создать деминерализованное поражение, зубы покрывали одной партией 8% геля метилцеллюлозы и помещали по отдельности в 30-миллилитровую банку, заполненную одной партией деминерализующего раствора (0.1 моль / л молочной кислоты, pH 5,3), при температуре 37 ° C в течение 30 дней [11].

После воздействия деминерализирующего раствора зубы тщательно промывали в деионизированной воде и делали макрофотографии обнаженной поверхности. Поверхность эмали осматривали визуально для качественного анализа цвета и структуры.

Сагиттальные букколингвальные срезы толщиной 100 мкм м были приготовлены на микротоме с низкооборотной пилой Leitz (Leitz, Wetzlar, Германия). Поскольку участки зубов были хрупкими, капля суперклея (Loctite, Henkel AG & Co.KGaA, Мюнхен, Германия) и покровное стекло помещали на зуб перед распиливанием для каждой секции, предотвращая повреждение эмали. Один из образцов сломался во время транспортировки, оставив 17 секций для анализа.

2.3. Микроскопия в поляризованном свете (POLMI)

Все срезы исследовали в сухом виде на воздухе в поляризационном световом микроскопе Olympus (Olympus, Токио, Япония) с использованием фильтра λ . Срезы и глубина повреждений анализировали в Leica Application Suite (Leica Microsystems AG, Heerbrugg, Швейцария).

Глубину повреждений измеряли в трех точках, от поверхности эмали до нижней границы структурных изменений эмалевых призм. Было рассчитано среднее значение глубины.

2.4. Микрорентгенография

Контактные микрорентгенограммы были сделаны с использованием рентгеновской трубки (тип OEG-50 Machlett) с мишенью из Cu и фокусным пятном 1 мм, генерирующим полиэнергетический спектр. Фокус трубки фиксировался на расстоянии 242 мм от регистрирующей поверхности образца. Фотопластинки высокого разрешения (фотошаблон HTA, Сан-Хосе, Калифорния, США) подвергали воздействию никелевого медного излучения с запрограммированным значением 20 кВ и 20 мА в течение 75 минут, поместив образец непосредственно на эмульсию.Планшеты были разработаны в соответствии с инструкциями производителя. Микрорентгенограммы исследовали при малом увеличении с помощью линзы 4x в световом микроскопе Olympus (Olympus, Токио, Япония) и дополнительно анализировали с помощью ImageJ (Отделение исследовательских служб Национального института психического здоровья, Бетесда, Мэриленд, США).

Глубину поражения измеряли с помощью Leica Application Suite (Leica Microsystems AG, Heerbrugg, Switzerland) от поверхности эмали до дна поражения, как видимый переход от радиопрозрачности к радиопрозрачности.Радиопрозрачность звуковой эмали на каждом микрорадиографе анализировали с помощью ImageJ (Отдел исследовательских служб, Национальный институт психического здоровья, Бетесда, Мэриленд, США), вычисляя значение серого. Относительное уменьшение значения серого (Δgv) рассчитывали как разницу в значении серого в очаге поражения по сравнению со значением серого цвета здоровой эмали на каждом микрорадиограмме. Освещенность в микроскопе определялась путем измерения значений шкалы серого на цифровом изображении без какого-либо образца.

Глубину повреждений оценивали в трех точках, измеряя от поверхности эмали до нижней границы структурного изменения призм эмали. Было рассчитано среднее значение глубины.

2.5. Сканирующая электронная микроскопия (SEM)

Восемь срезов, исследованных в POLMI, были подготовлены для SEM. После травления 30% фосфорной кислотой в течение 30 секунд их осторожно промывали деионизированной водой и устанавливали на держатели образцов для электронного микроскопа. Срезы, используемые для анализа SEM, были покрыты золотом.СЭМ-исследования проводили в Philips SEM 515 при 20 кВ (Philips, Эйндховен, Нидерланды) и в сканирующем электронном микроскопе с полевой эмиссией (Gemini IMB, Leo 1530, Оберкохен, Германия). Глубины измеряли от поверхности эмали до нижней границы структурного изменения призм эмали.

2.6. Рентгеновский микроанализ (XRMA)
2.6.1. Pilotstudy

Чтобы исследовать различия в химическом составе между разными участками одного и того же зуба, были проанализированы девять зубов девяти человек.Мезио, буккальную и дистальную или мези и дистальную стороны эмали анализировали с помощью XRMA. Зубы были вырезаны в сагиттальном или радиальном направлении на участки размером 100 мкм м и покрыты углеродом путем осаждения из паровой фазы. Содержание C, N, O, P и Ca было проанализировано в эмали в 5 точках на линии от поверхности эмали к стыку эмали и дентина. XRMA-анализ проводился так же, как и в основном исследовании.

2.6.2. Основное исследование

Участок, примыкающий к исследованным в POLMI (№ = 18), был покрыт осаждением из паровой фазы углеродом для анализа XRMA в LEO-1450VP (Zeiss, Оберкохен, Германия) при 12 кэВ с Quantax 200 (Bruker, AXS, Берлин, Германия) с детектором XFlash 5030 и программным обеспечением ESPRIT для EDS (Bruker, AXS, Берлин, Германия).XRMA-анализ проводился при 250-кратном увеличении с рабочим расстоянием 25 мм.

Проанализированные элементы: углерод, азот, кислород, фосфор и кальций. Чтобы сравнить анализируемые элементы в деминерализованной эмали со здоровой эмалью в каждом разделе, два линейных сканирования протяженностью более 250 мкм м, начиная с поверхности эмали, со 100 точками измерения и скоростью счета 4 kcps. Линии проводились через наиболее коронарную часть поражения в направлении соединения эмаль-дентин в направлении призмы и через прилегающую коронально расположенную здоровую эмаль.Значения по двум линиям сканирования были рассчитаны и использованы для сравнения между поражением и здоровой эмалью на каждом участке. Дополнительные XRMA-анализы были выполнены в заранее определенных кругах (диаметр 30 мкм, м), 20 мкм, м ниже поверхности в поражении и в соседней коронально расположенной здоровой эмали. Эти значения отражают соотношение углерода, азота, кислорода, фосфора и кальция в эмали и используются для сравнения относительного химического содержания в массовых процентах (мас.%) Между зубами (Рисунок 1).Все значения следует рассматривать как полуколичественные.

Глубину повреждений измеряли на снимке SEM / XRMA для каждого образца, от поверхности эмали до нижней границы структурного изменения призм эмали. Один из образцов был сломан, и повреждение не было обнаружено в той части секции, которая все еще находилась на держателе.

2.7. Статистический анализ

Для изучения различий между местоположениями поверхности отдельных зубов в пилотном исследовании был проведен однофакторный дисперсионный анализ.Этот же метод использовался при изучении индивидуальных различий химического состава поверхности эмали.

Данные обработаны с помощью программы SPSS версии 15.0. Независимый 𝑡-тест использовался для исследования групп при анализе внешнего вида и глубины поражения. Для сравнения различий между поражением и здоровой эмалью был выполнен односторонний дисперсионный анализ. Ранговая корреляция Спирмена использовалась для анализа взаимосвязи между значением серого и глубиной поражения. Уровень статистической значимости был установлен на 𝑃> 0.05.

2.8. Индуктивный анализ

Индуктивный анализ проводился для выяснения любых взаимосвязей между медицинскими, гистоморфологическими и химическими переменными. Все данные были собраны в электронную таблицу Excel, где значения для различных переменных были указаны в столбцах, каждая строка представляла одного пациента. Данные были импортированы в программу индуктивного анализа XpertRule Miner (Attar Software, Ланкашир, Великобритания), где столбцы представляют атрибутов с различными значениями (числовыми или дискретными).Перед выполнением анализа один из дискретных атрибутов устанавливается как результат . Результаты представлены в виде иерархической диаграммы ( дерево знаний, ), в которой важность каждого атрибута в индуктивном анализе определяется его положением в дереве знаний. Чем выше в дереве, тем важнее для результата, и, таким образом, дерево показывает, как различные атрибуты влияют на результат. В процессе индукции дерево знаний генерируется путем многократного разделения заданного набора данных в соответствии с различными атрибутами до тех пор, пока не будут достигнуты конечные точки ( выходит из ).

Глубины поражения (LD), измеренные с помощью SEM / XRMA ( мкм, м), были сгруппированы в 3 группы: 0 дискретных значений и затем использовались в качестве результата в индуктивном анализе. В качестве атрибутов использовались числовые и дискретные данные в файле Excel.

2.9. Этические соображения

Это исследование было этично проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией и одобрено Этическим комитетом Академии Сальгренска при Гетеборгском университете, Гетеборг, Швеция, зарегистрировано 432-08.Пациенты и их родители получили устную и письменную информацию об исследовании. Участие было добровольным с письменным согласием.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Pilotstudy

Не было замечено различий в химическом содержании C, N, O, P или Ca в отдельных участках между различными участками поверхности зуба. При сравнении химического состава между отдельными лицами наблюдались различия в химическом содержании N, O, P и Ca (<0.05) в ближайшем к поверхности эмали месте. Однако различия в химическом составе между разными людьми были больше, чем в эмали человека.

Различия в химическом составе эмали в пилотном исследовании вызвали этот анализ глубины поражения, связанный с химическими свойствами эмали. Наблюдаются различия в составе эмали, а также различия в глубине деминерализованных поражений. Также наблюдаются различия в потерях минералов при деминерализации между образцами.Деминерализующий раствор был из той же партии и не отличался по pH или буферной емкости, поэтому различия в глубине повреждений нельзя объяснить разными свойствами кислоты.

3.2. Глубина поражения
3.2.1. POLMI Examination

В здоровой эмали поверхность эмали и нижняя зона эмали имеют отрицательное двойное лучепреломление при осмотре на воздухе. У экземпляров глубина поражения варьировала (табл. 1). Более глубокие поражения рассматривались как довольно однородная деминерализованная зона с положительным двойным лучепреломлением от глубины до отрицательного двойного лучепреломления.Неглубокие поражения были видны как темная полоса прямо под поверхностным слоем (рис. 2).

XRMA

901

901

901

901 Меловой и шероховатый


Глубина, мм
POLMI MRG SEM
74 71 57 Меловой и шероховатый 13
2 110 46 58 48 Нормальный и гладкий 87129

1330 13 82 83 Меловой и шероховатый 5
4 112 49 47 70 Меловой гладкий 5 5 5 40 89 Мел и грубый 5
6 66 90 129

44 78 71 Меловой и шероховатый 8
7 57 54 70 75 Меловой 1540 6 грубый 6 53 51 73 Нормальное и гладкое 5
9 99 99 130 112 Меловое и грубое 7 7 43 70 Меловой и гладкий 7
11 38 25 31 40 Нормальный и гладкий 12 12 72 110 Меловой и грубый 17
13 87 37 66901 29

Меловой и гладкий 6
15 68 59 85 Меловой и гладкий 6
16 77 38 77 38 3
17 81 73 115 Меловой и шероховатый 6
18 10940 75

15

3.2.2. Микрорадиография

Поражение обнаруживалось на всех микрорентгенограммах как рентгенопрозрачная область под тонким слоем рентгеноконтрастной поверхности эмали. Поражение имело довольно постоянную глубину внутри каждого образца; однако глубина показывала различия между экземплярами (Таблица 1).

3.2.3. SEM / XRMA

Повреждение рассматривалось как однородное изменение структуры с четко определенными границами. Структура поражения казалась менее структурированной по сравнению со здоровой эмалью (рис. 3).Однако призмы все еще были различимы, но кристаллов в поражении не обнаружено. Глубина поражения, измеренная с помощью SEM и XRMA, представлена ​​в таблице 1.

Все неглубокие поражения (0–60 мкм м) были обнаружены среди лиц старше 8 лет, однако статистически значимой корреляции не обнаружено (Таблица 1 ).

Внешний вид деминерализованного поражения в POLMI согласуется с тем, что было в предыдущих исследованиях [12, 13].

Глубина поражения была проанализирована по внешнему виду поверхности после деминерализации и указывает на более пористую структуру эмали.Глубина поражения коррелировала с появлением деминерализованной эмали. Однако разная глубина поражения не коррелирует с различиями в толщине апризматического поверхностного слоя эмали [2]. Сообщается об огромных вариациях химического состава поверхности, и это может повлиять на ход деминерализации [14].

Различия в глубине поражения можно объяснить наличием на поверхности эмали участков, на которых процесс созревания еще не завершился. Следовательно, небольшие участки на поверхности более растворимы [11].Это может привести к изменению внешнего вида поверхности некоторых зубов после воздействия кислоты [15]. Это объяснение соответствует тому, что было показано здесь; на более пораженных поверхностях были более глубокие поражения.

3.3. Описание поражений
3.3.1. Внешний вид поверхности

Внешний вид обнаженной поверхности эмали у разных образцов различался: 9 были меловыми и шероховатыми, 5 — меловыми и гладкими, а 3 — нормального цвета с гладкой поверхностью (Таблица 1).

3.3.2. Микрорентгенография

Профиль серого цвета по эмали показан на рисунке 4.

Среднее значение Δgv составило 69%, при этом значение серого в поражении ниже по сравнению со здоровой эмалью.

3.3.3. XRMA

Наблюдались заметные различия в содержании углерода, азота, кальция и фосфора в поражениях по сравнению со здоровой эмалью. Содержание кальция в очаге поражения ниже. В поражениях наблюдались большие количества углерода и азота параллельно меньшему количеству кальция и фосфора по сравнению со здоровой эмалью у каждого индивидуума на уровне группы, непараметрический тест ANOVA.Расхождение в содержании кислорода было менее очевидным, и существенных различий между поражением и здоровой эмалью не наблюдалось.

Содержание кальция через очаг поражения заметно изменило его содержание на нижней границе очага поражения. Содержание кальция показано на рисунке 5.

Среднее соотношение Ca: P составляло 2,1 в здоровой эмали и 1,7 в поражении. Различия полуколичественных весовых% измеренных элементов показаны в Таблице 2.


9040 Звук

9030 Среднее

5,62

медиана

901 40,90


Химическое содержание в нормальной эмали и пораженных участках (вес.%)
Углерод Азот

Кислород Фосфор Кальций
Звук Поражение Звук Поражение Звук Поражение Звук 6.21 23,33 2,04 5,49 41,02 40,72 15,90 11,34 34,82 19,13
15,54 11,16 30,06 18,84
STD 2,13 11,95 1,02 1,67 3.68 6,30 1,30 01,30 4,18 7,97

Среднее соотношение Ca: P в здоровой эмали 6 исследуемых материалов соответствует большей ]. Однако значение отношения Ca: P до сих пор неясно, и сообщалось, что соотношение Ca: P стабильно независимо от различий в степени минерализации [16], в то время как другие оставляют причины для обсуждения относительно того, что соотношение фактически представляет [17].

Была значительная разница между здоровой эмалью и поражением в отношении среднего полуколичественного содержания азота. Содержание азота на групповом уровне в поражении было примерно вдвое выше, чем в здоровой эмали (таблица 2).

3.4. Корреляции

Группа зубов с меловой и шероховатой поверхностью также имела самые глубокие поражения по сравнению с группой зубов с гладкой поверхностью. Внешний вид деминерализованной поверхности коррелирует с Δgv.Δgv был ниже, когда поверхность деминерализованного поражения выглядела меловой и шероховатой. Глубина поражения коррелирует с Δgv в поражении. Глубина больше, когда потеря Δgv мала.

Δgv меньше, когда содержание углерода в прочной эмали высокое. Значение серого цвета здоровой эмали, как правило, ниже, когда содержание углерода в здоровой эмали высокое.

В этом исследовании показано, что образец с наивысшим значением серого в здоровой эмали, интерпретируемый как наиболее хорошо минерализованная эмаль, а не как пористая, имеет более мелкие поражения.Образцы с малым Δgv в сочетании с более глубокими поражениями следует интерпретировать как имеющие более высокую пористость здоровой эмали. Когда здоровая эмаль пористая, уровень серого сравнительно низкий. Из-за низкого значения серого цвета у здоровой эмали Δgv также будет меньше.

Образец, показывающий небольшое Δgv, глубокое поражение и высокое содержание углерода, а также имеющий поверхность, кажущуюся меловой и шероховатой после деминерализации, следует интерпретировать как эмаль, имеющую большую степень пористости.

Также была обнаружена корреляция между содержанием углерода в здоровой эмали и глубиной поражения.Показано, что содержание углерода в здоровой эмали выше с увеличением глубины поражения. Образцы с содержанием углерода более 7% в здоровой эмали имели более глубокие поражения (рис. 6).

Это исследование показало, что содержание углерода в здоровой эмали зависит от глубины деминерализованного поражения. Прочная эмаль с естественно более высоким содержанием углерода создает пути для диффузии и тем самым объясняет более глубокие поражения. Считается, что путь жидкости через эмаль удаленных молочных зубов проходит по оболочкам призм [18].Включение посторонних ионов в кристаллы гидроксиапатита изменяет поведение эмали по отношению к кислоте. Больше карбоната в эмали, интерпретируемого как заменитель фосфата, и при наличии в высоких дозах также замещает ион гидроксила, делая кристалл менее стабильным и облегчая деминерализацию эмали [9, 10].

Другая интерпретация состоит в том, что здоровая эмаль с высоким содержанием углерода отражает более пористую эмаль, где пористость пропитана цианакрилатом из клея.Этот процесс инфильтрации наблюдается с другими легковязкими смолами и хорошо известен [19–23]. Следовательно, следует ожидать образования более глубоких поражений в эмали с менее пористой структурой. Это согласуется с большей глубиной поражения в эмали нечеловеческих приматов по сравнению с эмалью человека, где эмаль у приматов имеет большую пористость [24]. Было показано, что более высокая пористость из-за более высокой межпризматической фракции в молочных зубах по сравнению с постоянными зубами имеет решающее значение для глубины деминерализованных поражений [2].

Корреляции между содержанием азота в здоровой эмали и глубиной поражения не обнаружено.

Обнаружение более высокого содержания азота в деминерализованной эмали согласуется с выводами об увеличении содержания азота в кариозной эмали вдвое по сравнению с некариозной эмалью в процентах / весе [25]. Следовательно, обнаружение более высокого содержания азота в деминерализованных поражениях кажется правильным.

3.5. Индуктивный анализ

Индуктивный анализ показал, что атрибут , возраст (возраст пациента на момент извлечения) был наиболее важным атрибутом для результата « глубина поражения », измеренного в SEM / XRMA с точкой разрыва 8 .19 лет (рисунок 7). Таким образом, все остальные атрибуты были избыточными. Глубина поражения составляла от 60 до 100 мкм м для 83% пациентов моложе 8,19 лет, в то время как 80% поражений составляли от 0 до 60 мкм м среди пациентов старше 8,19 лет.

Индуктивный анализ является мощным дополнением к традиционным статистическим методам, которые все больше и больше используются в самых разных областях науки, поскольку его можно применять как для количественного, так и для качественного анализа [26–29].Использование наборов примеров, содержащих как числовые, так и дискретные переменные, позволяет структурировать информацию и находить закономерности и корреляции, которые не всегда можно различить с помощью традиционных методов. Этот результат был подтвержден индуктивным анализом, в котором 80% неглубоких поражений были получены от пациентов старше 8,19 лет, а 83% более глубоких поражений — среди пациентов моложе 8,91 лет. Индуктивный анализ представляет собой иерархическое дерево знаний, в котором наиболее важный атрибут всегда находится в верхнем узле, а в дереве знаний находятся только атрибуты, относящиеся к результату.Граница 8,19 года при статистическом анализе материала не выявлена.

Иерархическое представление результата легко интерпретировать и проверять. Представленное дерево знаний показывает не только наиболее важный атрибут, первый узел дерева, но также и то, какие атрибуты являются избыточными для результата. Тем не менее, важно понимать, что представленное дерево не является абсолютной истиной, поэтому оно должно быть подтверждено по отношению к другим научным данным или другому набору примеров.Следовательно, индуктивный анализ с его способностью использовать как числовые, так и дискретные атрибуты и его высокая пояснительная ценность даже с небольшими наборами примеров создает возможности для поиска закономерностей, которые еще трудно различить. Индуктивный анализ или интеллектуальный анализ данных — это технология, которая использовалась в огромном диапазоне областей и является мощным дополнением к традиционным статистическим аналитическим методам [26–29]. Более неглубокие поражения, наблюдаемые у пожилых людей в этом исследовании, по-видимому, связаны с последующим включением ионов, что согласуется с данными о постоянных зубах, где прогрессирование кариеса in vitro у пожилых людей происходит медленнее, особенно после длительного воздействия. до фторидов [30].Таким образом, результат является убедительным индикатором постоперативного действия фторида, создавая более стойкую поверхность эмали.

4. Обсуждение

В заключение, эмаль реагирует на деминерализацию различной глубиной поражения, что коррелирует с составом эмали. Чем выше пористость эмали, тем глубже поражение. Анализируемая эмаль различается по химическому составу.

Качественные аспекты пористости в дополнение к количественной степени пористости будут интересны для будущих анализов деминерализации эмали.Изучая характеристики эмали с переменным риском кариеса, Gutierrez et al. обнаружили, что микропоры между кристаллами гидроксиапатита оказались ламинарными в эмали в группе высокого риска кариеса, тогда как микропоры считались цилиндрическими в группе кариеса низкого риска [31].

Благодарности

Эта работа была поддержана грантами Стоматологического общества в Гетеборге (GTS), Швеция, Научного фонда Мартины и Вильгельма Лундгрен, Швеция, и Совета по исследованиям и развитию региона Вестра-Гёталанд, Швеция.

.

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments