Сотрудники Воронежского государственного университета и Воронежского государственного медицинского университета при помощи коллег из Австралии выяснили, какие вещества появляются в слюне людей, заболевших кариесом. Также они разработали биоматериал, идентичный по составу эмали здоровых зубов. Научная статья опубликована в EMPA Journal. Работа поддержана грантом РНФ.
Кариес — это разрушение твердых тканей зуба под действием ряда неблагоприятных условий. Часто он вызывается бактериями, обитающими в ротовой полости и выделяющими кислоты, способные постепенно растворять неорганические компоненты эмали. Параллельно с нарушением минерального состава эмали меняется и структура ее органической основы — матрикса. После разрушения твердых тканей зуба поражаются находящиеся под ними дентин и пульпа, возникают осложнения в виде периодонтита, пульпита и некоторых других. Кариесом хотя бы раз в жизни болело 9 из 10 жителей Земли, поэтому важно выявлять его на ранних стадиях, когда он еще не нанес непоправимый вред эмали.
Чтобы научиться как можно раньше диагностировать растворение неорганических веществ в твердых тканях зубов, российские исследователи проанализировали, как меняется состав слюны по мере развития кариеса. Образцы этой жидкости они собирали у людей с множественным кариесом, при котором разрушение эмали идет сразу на нескольких зубах. В качестве контроля использовали слюну здоровых добровольцев. Соотношение органических и неорганических компонентов в слюне в обоих случаях измерили методом инфракрасной спектромикроскопии с источником синхротронного излучения. В его роли выступил Австралийский синхротрон, расположенный в Клейтоне (пригород Мельбурна). По инфракрасному спектру слюны авторы определили, какие вещества находятся в этой субстанции, а также какова их концентрация.
Ученые выяснили, что по мере развития кариеса у человека доля органических веществ в его слюне растет, а доля неорганических (минеральных) — падает. У тех, чья зубная эмаль начала разрушаться, в слюне повышалось содержание тиоцианатов (солей тиоциановой кислоты, HNCS), сложных эфиров, липидов и углеводов. Тиоцианаты — это неорганические вещества, выделяемые в результате ответной реакции организма на кариозный процесс. Сложные эфиры, липиды и углеводы, чье содержание в слюне выросло из-за кариеса, относятся к органическим веществам. Их молекулы включают в себя карбоксильные группы, чье присутствие повышает кислотность среды и ускоряет разрушение эмали. Таким образом, выявлять у индивида наличие кариеса на ранних стадиях можно по отклонению состава его слюны от такового у заведомо здорового человека.
Также авторы статьи изучили изменения состава эмали в динамике. На основе этой информации они восстановили точное соотношение компонентов твердых тканей здорового зуба и создали материал аналогичного состава. Используя его, можно будет восстанавливать структуру зубов, находящихся на ранних стадиях кариеса.
Чтобы применять описанный метод диагностики и заново созданный биосовместимый материал, нужно обучить стоматологов обращению с ними. Это цель будущей работы. «Благодаря поддержке Российского научного фонда на основе уже полученных в ходе выполнения проекта данных мы сформируем ряд практических рекомендаций и алгоритмов для практикующих стоматологов по проведению лечебно-профилактических мероприятий терапии кариеса на ранних стадиях без препарирования твердых тканей при начальных проявлениях кариозного процесса эмали», — пояснил автор исследования, старший научный сотрудник кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, доктор физико-математических наук Павел Середин.