Примерно десять лет назад появился в обороте стоматологов термин "наностоматология". Он на первых порах подразумевал некоторую полуутопическую модель медицины будущего, когда стоматологи будут лечить зубы - сверлить отверстия и ставить пломбы - с ювелирной точностью будут наноскопические роботы. Такие задумки пока не реализованы, но соврменная стоматология очень близка к претворению этой задумки в реальность. Разработчики уделяют повышенное внимание к природной наноструктуре строения зубов, поэтому в скором времени  нынешний подход к лечению кариеса будет вытеснен новыми методиками.

Скоро появятся анизотропные зубные пломбы

Директор Центра биоматериаловедения при Базельском университете Профессор Берт Мюллер (Bert Müller) говорит: "В настоящее время при лечении кариеса разрущенные ткани зуба удаляют, полость, где был кариес,  препарируют, и внедряют туда пломбировочный материал. Дантисты используют различные материалы для заполнения кариозной полости, все они - изотропные, это означает, что у них всегда одинаковые свойства. Если бы врач  пытался воссоздать природную структуру зуба, то нужно было бы использовать для пломбирования анизотропные материалы, с такими свойствами, чтобы свойства и структура которых зависела от направления".

Рентгеновские снимки, которые делал каждый в зубоврачебных клиниках, показывают структуру зуба только в общих чертах. На них хорошо различимы только два основных слоя - белый наружный (плотная и твердая эмаль с высоким содержанием минеральных солей) и серый внутренний (это более рыхлый и мягкий дентин). А вот о более тонкой структуре зубов знали очень мало, но так было до настоящего момента. Профессор Мюллер говорит следующее: "Если нужно получить более высокое разрешение снимка, чем обычный рентгеновский снимок, на котором можно только отличить эмаль от дентина, если Вам нужно более детально увидеть структуру эмали и дентина, то нужно применить более интенсивное рентгеновское излучение. На порядок более интенсивное, нежели могут предлагают стандартные рентгеновские аппараты".

Синхротроны, применяемые в стоматологии

Базельские ученые применили для этой цели очень мощные источники так называемого синхротронного излучения. В данном случае имеет место электромагнитное излучение, которое выделяется электронами, разгоняемыми до скорости, равной  световой, в циклических ускорителях. Мощные синхротроны выделяют частоту излучения, которая приходится на рентгеновский диапазон, это дает возможность применять его для изучения структуры твердого тела. Профессор Мюллер и группа ученых обратились в два синхротронных центра - немецкий DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron) в Гамбурге и швейцарский SLS (Synchrotron Lichtquelle Schweiz) при Институте Пауля Шеррера в Виллингене. Такое исследование было довольно сложно организовать в виду того, что спрос на мировом рынке на мощные источники рентгеновского излучения в несколько раз больше предложения.

Ожидание заняло полгода времени, прежде чем представилась возможность, но ожидание стоило результата. Профессор получил большое количество послойных снимков зубов, которые на следующем этапе, как это бывает в компьютерной томографии, были смонтированы в одну трехмерную картинку. Очень большое разрешение снимков впервые дало возможность разглядеть очень мелкие, измеряемые нанометрами, детали внутренней структуры зубов. На таких снимках было обнаружено то, что в дентине кристаллы минеральных солей расположены перпендикулярно к вертикальной оси зуба, параллельно жевательной поверхности коронки. В эмали кристаллы (так называемые эмалевые призмы) направлены перпендикулярно к жевательной поверхности коронки.

Эмаль перпендикулярна к дентину

То есть с кристаллами дентина кристаллы эмали образуют прямой угол. Дальнейшие стоматологические приемы должны будут учитывать это при пломбировании зубов, полагает профессор Мюллер: "Так как эти наноструктуры направлены перпендикулярно друг к другу, было бы логично ставить пломбы для дентина и для эмали из анизотропных материалов, ориентируя их так, чтобы они точно воспроизводили природное строение зуба. Безусловно, на сегодняшний день в стоматологии применяются износостойкие материалы, но учет еще и этой особенности позволит, приблизить срок службы пломб к сроку службы естественного зуба, а это несколько десятков лет".

То есть сделать пломбировочный материал таким образом, чтобы его свойства были схожи со свойствами природных зубов, не так сложно.  Более трудной задачей является ориентация его в кариозной полости таким образом, как заложено природой. Эту задачу решают ученые Базельского университета. "Безусловно, эта работа займет немало времени, - констатирует профессор Мюллер. – Счет идет на десятилетия, чем предаваться радужной иллюзии, что все это будет реализовано уже завтра".

Комментарии