Морфологические изменения дентина под действием различных бондинговых систем

В последние несколько лет отмечается стремительное развитие дентин-связывающих бондингов. Коммерческие адгезивы предполагают нанесение кислоты (с последующей промывкой или без – у самопротравливающих) для поверхностной деминерализации дентина. Деминерализованный дентин затем пропитывается адгезивом для формирования так называемого «гибридного слоя». Гибридный слой структура, состоящая из коллагена I типа, протеогликанов и полимерных цепей. Инфильтрация адгезива начинается с распространения растворенных жидких мономеров через зазоры между волокнами коллагена. Эти волокна коллагена внедряются в матрикс протеогликанов, что и играет основную роль в поддержании их стабильности в деминерализованном дентине [3, 15].

Большинство адгезивов обладают достаточными свойствами, чтобы противодействовать полимеризационной усадке и обеспечивать высококачественные немедленные связи. Тем не менее прочность бондинга в отдаленные сроки все еще является проблемой [9]. Успешное достижение долгосрочных связей с дентином оста- ется сложной задачей, требующей тщательной инфильтрации деминерализованного дентина для формирования стабильного гибридного слоя [16]. Многие исследования показали, что бон-динг-дентинные связи, созданные современными гидрофильными адгезивами, ухудшаются с течением времени [5]. Морфологические свидетельства гидролитической деструкции коллагена дентина и/или смолы были найдены в нескольких исследованиях, оценивающих отдаленные результаты in vivo [7].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить морфологические изменения дентина при нанесении современных бондинговых систем, применяемых на стоматологическом приеме.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Для данного исследования были отобраны 60 удаленных человеческих зубов без учета возраста, пола и причины удаления. Зубы были тщательно очищены, дезинфицированы и обработаны стандартной химико-механической обработкой. Сформирована кариозная полость средних размеров, бондинг производился адгезивными системами 6-го и 7-го поколений. Зубы после пломбирования и отверждения материала выдерживали в термостате (при 37 °С 48 часов). Окрашивание зуба проводили метиленовым синим в течение 48 часов. Данный выбор связан с тем, что метиленовый синий легко поддается визуальному обнаружению и точному измерению оставленного следа. Раствор метиленового синего имеет низкий молекулярный вес и проникает более глубоко вдоль пломб по сравнению с другими красителями. По окончании указанного времени исследуемые корни зубов были промыты дистиллированной водой, воск и лак с поверхности цемента удалены механическим способом. Полученные образцы фотографировали цифровой камерой Canon (Japan, 5.0 мегапикселей) на базе микроскопа Axiostar plus (Карл Цейс, Германия) с использованием объектива х50; х100, х400 и окуляра х10.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯИ ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

А                               Б

Рис. 1. Проникновение красителя на границе дентин-адгезив:

А – адгезив Prime&Bond; Б – Бонд Форс II – Bond Force II. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. х400

Отмечалось хаотичное расположение этих волокон из-за отсутствия защитного покрытия, обеспечиваемого полимером адгезива. Все это приводит к ослаблению силы сцепления.

Широко известно, что распространенные сегодня на рынке адгезивы содержат высокие концентрации ионов и гидрофильных мономеров, чтоб обеспечить сцепление с влажным дентином, а также для травления и обработки одновременно как эмали, так и дентина. Однако у этих же мономеров имеется и несколько нежелательных эффектов.

Например, они могут образовывать проницаемый нестабильный слой, способный к адсорбции воды, с последующим ощелачиванием и гидролизом полимера. Таким образом, в течение долгого времени одновременно в нижних слоях гибридного слоя волокна коллагена разрушают ММП, а в верхних происходит гидролиз слоя нестабильного слоя полимера (рис. 2).

Рис. 2. Окрашивание границы пломба-дентин. Окраска гематоксилин-эозином. Ув. х400

При обработке кариозной полости при применении бондинговой системы обязательным условием является протравливание эмали зуба. Низкий рН 37 % геля фосфорной кислоты (рН 0,17) приводит не только к деминерализации порошка дентина и активации ММП, но и к денатурации этих ферментов. Значения рН многих коммерческих упрощенных адгезивов, содержащих кислотные мономеры, находятся между 1 и 2, этого достаточно для деминерализации дентина, но не достаточно для денатурации ММП. Таким образом, скрытая ММП может быть активирована самопротравливающими адгезивами, что приводит к деструкции коллагена, участвующего в бондинге, и уменьшает прочность соединения в отдаленные сроки [12].

Несколько факторов снижают долговечность бондинга. Например: применение упрощенных адгезивов, недостаточное проникновение смолы, высокая проницаемость бондинга и активация эндогенных коллагенолитических ферментов. После поверхностной деминерализации, смолы адгезива инфильтрируют ECM дентина и полимеризуются in situ, формируя так называемый «гибридный слой» [1]. Успешное долгосрочное связывание зависит от образования однородного и сильного гибридного слоя при идеальном проникновении смолы в субстрат дентина. Морфологические свидетельства гидролитической деградации коллагена в гибридном слое после длительного периода были представлены в нескольких исследованиях. Деградация коллагена гибридного слоя предполагает наличие открытых фибрилл коллагена. Наличие непокрытых волокон коллагена в нижней части гибридного слоя из-за несовершенства пропитки смолой деминерализованной дентина матрицы было подтверждено [4, 13]. Хотя самопротравливающие адгезивы и имеют возможность для травления и проникновения одновременно, они также могут обладать недостаточным проникновением.

В дополнение к несовершенному проникновению в субстрат дентина, вода – еще один фактор, способствующий гидролитической функции ММР. ММП – гидролазы, под воздействием воды (например, слюна) они гидролизуют пептидные связи в коллагене, что приводит к деструкции бондинговой поверхности. Недавние исследования подтвердили важную роль воды в разрушении бондинга, когда образцы были погружены в минеральное масло, потери силы сцепления со временем не происходило. Это согласуется с другим исследованием, показавшим, что коллаген в частично деминерализованном дентине, хранившемся в искусственной слюне, был почти разрушен после 250 дней, но этого не происходило в минеральном масле [2, 15].

Вымывание смол также происходит с течением времени через каналы микроподтеканий, образованными нестабильным полимерным гидрогелем, формирующимся в толще гибридного слоя. Это приводит к обнажению коллагеновых волокон, которые подвергаются последующему гидролизу протеолитическими ферментами, высвобождающимися из матрицы дентина. Это может быть причиной почти полного исчезновения части гибридного слоя после 4 лет хранения в воде.

Разрушение коллагена может увеличить содержание воды и быть основной причиной дальнейшей деградации коллагена на границе бондинга, вызывая ухудшение долгосрочных связей (рис. 3).

И в заключение было доказано, что ММП принимают участие в деструкции коллагена в отдаленные сроки, если при формировании гибридного слоя волокна коллагена были недостаточно пропитаны адгезивом. Это разрушение угрожает целостности бондинга.

In vitro была подтверждена ответственность собственных протеиназ дентина за гидролиз коллагена дентина в гибридном слое, как следствие неполноценной инфильтрации [1, 6]. Для достижения прочных связей рекомендовано как можно полное пропитывание. Покрытие коллагена смолой защищает его от последующей деградации. При отсутствии непокрытых волокон коллагена деградация гибридного слоя перестает быть проблемой [8] (рис. 4).

Рис. 3

Рис. 4

Если адгезив запечатывает матрикс дентина и предохраняет его от воды, то это защищает коллаген от гидролиза ММП. Однако как долго это продолжается, до сих пор не ясно [11].

В последнее время были сформулированы основные проблемы в отношении обеспечения долговечности бондинга. Долговечности угрожает дезагрегация гибридного слоя, главным образом, из-за активации дентинных ММП. Для достижения превосходной инфильтрации мономерам, ингибирования деструкции коллагена, а также для замедления сорбции воды были предложены несколько методов: использование гидрофобного адгезива, имеющего низкий уровень сорбции воды и растворимость, после применения «все в одном» праймера, нанесение нескольких слоев, удлинение времени отверждения [4, 10], увеличение испарения растворителя использование электрического тока [14].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на сегодняшний день не существует идеальной бондинговой системы, обеспечивающей качественный герметизм.

Новые адгезивные системы должны способствовать сохранению целостности гибридного слоя и улучшению прочности связей в адгезивных реставрациях, что, в свою очередь, позволит повысить долговечность пломб и улучшить клинические результаты.