CC BY
13
152 ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
'7 (108) сентябрь 2017 г.
УДК 616.314-007-091.8+616:611.018.2-007.17
А.С. КОРШУНОВ1, В.П. КОНЕВ1, С.Н. МОСКОВСКИЙ1, Д.О. СЕРОВ1, С.О. МАРКОВСКИЙ2, В.Ю. ВАВАКИН1
1Омский государственный медицинский университет, 644099, г. Омск, ул. Ленина, д. 12 2Городская клиническая больница № 11, 644105, г. Омск, ул. Нахимова, д. 55
Взаимоотношение минерального и органического матрикса эмали ретинированных зубов при дисплазии соединительной ткани
Коршунов Андрей Сергеевич — ассистент кафедры челюстно-лицевой хирургии, тел. +7-904-329-54-49, e-mail: [email protected] Конев Владимир Павлович — профессор, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой судебной медицины и правоведения, тел. +7-913-963-05-97, e-mail: [email protected]
Московский Сергей Николаевич — кандидат медицинских наук, ассистент кафедры судебной медицины и правоведения, тел. +7-960-997-63-13, e-mail: [email protected]
Серов Дмитрий Олегович — клинический ординатор кафедры челюстно-лицевой хирургии, тел. +7-913-148-31-68, e-mail: [email protected]
Марковский Сергей Олегович — заведующий отделением челюстно-лицевой хирургии, тел. (3812) 28-42-62, e-mail: [email protected] Вавакин Владимир Юрьевич — студент стоматологического факультета, тел. (3812) 23-32-89, e-mail: [email protected]
По результатам исследования ультраструктуры эмали зубов методом атомно-силовой микроскопии можно говорить о нарушении минерализации и организации эмалевых призм у лиц с признаками дисплазии соединительной ткани (ДСТ). Метод атомно-силовой микроскопии позволяет детально изучить внутренние структуры эмали зубов при ДСТ и без нее, которые имеют конкретное содержание и определенные принципы формообразования их индивидуальных особенностей.
Ключевые слова: атомно-силовая микроскопия, дисплазия соединительной ткани, эмаль зуба человека.
A.S. MRSHUNOV1, V.P. KONEV1, S.N. MOSKOVSKIY1, D.O. SEROV1, S.O. MARKOVSKIY2, V.Yu. VAVAKIN1
1Omsk State Medical University, 12 Lenina Str., Omsk, Russian Federation, 644099 2City Clinical Hospital № 11, 55 Nakhimova Str., Omsk, Russian Federation, 644105
Interrelation of organic and mineral matrix of enamel of retained teeth with connective tissue's dysplasia
Korshunov A.S. - Assistant of the Department of Maxillofacial Surgery, tel. +7-904-329-54-49, e-mail: [email protected] Konev V.P. — Professor, D. Med. Sc., Head of the Department of Forensic Medicine and Law, tel. +7-913-963-05-97, e-mail: [email protected] Moskovskiy S.N. — Cand. Med. Sc., Assistant of the Department of Forensic Medicine and Law, tel. +7-960-997-63-13, e-mail: [email protected] Serov D.O. — resident physician of the Department of Maxillofacial Surgery, tel. +7-913-148-31-68, e-mail: [email protected] Markovskiy S.O. — Head of the Department of Maxillofacial Surgery, tel. (3812) 28-42-62, e-mail: [email protected] Vavakin V.Yu. — student of the Dental Faculty, tel. (3812) 23-32-89, e-mail: [email protected]
According to the results of the study of tooth enamel ultrastructure by atomic force microscopy, violation of mineralogy and organization of enamel prisms in individuals with signs of connective tissue dysplasia (CTD) are in place. Atomic force microscope investigation makes it possible to study in detail the internal structures of the enamel of teeth with and without CTD, which have a specific content and certain principles of forming their individual characteristics.
Key words: atomic force microscope investigation, connective tissue dysplasia, dental enamel of a human.
'7 (108) сентябрь 2017 г.
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА ^ 153
С одной стороны, ДСТ характеризуется снижением качества коллагена 1-го, 2-го или 3-го типов либо всех типов (болезнь Марфана), с другой — последовательно снижается качество плотных тканей, морфологически связанных с соединительной тканью, в том числе эмаль зуба [1, 2]. Взаимоотношение коллагеновых белков эмали при ДСТ практически не рассматривалось. Перспективы изучения этого вопроса состоят в доступности для исследования эмали зубов (удаленных, разрушенных) [3, 4, 5]. Однако в этой связи ретинированные зубы, с теоретической точки зрения, представляют особый интерес, так как эмаль этих зубов не получала осмотических воздействий ротовой жидкости и получала осмотическое питание внутри соединительной ткани. Это позволяет увидеть динамику развития незрелой эмали и в дальнейшем разработанные принципы использовать в уточненной морфологической диагностике ДСТ (прикладная цель), давать оценку эмали зрелых зубов при ДСТ и других системных состояниях [3, 4].
Цель работы — изучить особенности строения эмали зубов у лиц с признаками ДСТ и без таковых методом атомно-силовой микроскопии в сравнении с обычными микроскопическими методами.
Материал и методы
У 120 человек (60 человек с ДСТ, 60 человек без ДСТ) извлекали по 1 ретинированному зубу (38, 48) для исследования. Полученные образцы подвергали обработке методом шлифования с последующим исследованием в АСМ-микроскопе Solver Pro (NT-MRT, Россия) [6]. Анализ образцов АСМ-изображения осуществлялся с помощью программного модуля обработки изображения Image Analysis NT-VDT. В результате были получены цифровые снимки зубов у обследованных лиц, по которым анализировали степень упаковки и формы эмалевых призм, размер эмалевых призм, размер межпризменного промежутка и его высоту, размер оболочки эмалевых призм у групп с ДСТ и без ДСТ. Математическая обработка данных проводилась с помощью статистического пакета STATISTICA 10.0 (StatSoft Inc. USA).
Результаты
Подготовленные шлифы образцов эмали зубов нижней челюсти группы сравнения без ДСТ изучали на первом этапе с помощью электронно-микроскопического исследования, при котором эмалевые призмы состоят из изолированных кристаллов, ориентированных перпендикулярно у эмалево-дентинной границы (рис. 1). Отличительной особенностью в группе без ДСТ было попереч-
ное сечение эмалевых призм от 5 до 8 мк, однако достоверных данных не получено ^>0,05).
Необходимо отметить, что форма эмалевых призм в группе без ДСТ имеет правильную, упорядоченную форму в виде шестигранных или семигранных форм эмалевых призм (рис. 1). Пространства между эмалевыми призмами имеют небольшой размер во всей группе от 1 до 3 мк.
Детальное изучение ультраструктуры эмали группы сравнения без ДСТ показало, что призмы в поперечном сечении имеют аркообразную и многогранную форму с такой же их формой у основания (табл. 1). Противоположный конец призм клиновидный, которым она вклинивается в нижележащие призмы. Таким образом, в группе сравнения без дСт широкие концы эмалевых призм разделены суженными концами вышележащего слоя призм.
Путем микрофотографирования эмалевых призм при помощи АСМ в группе сравнения поперечного сечения эмалевых призм воспроизведены отдельно эмалевые призмы. При детальном исследовании эмалевой призмы видно, что она имеет не гладкую, а волнообразную форму. На представленном снимке видно, что для данных призм характерно сужение и варикозное расширение (рис. 3).
По данным рис. 3 видно, что основу эмали составляет неорганическая основа, которая представляет основную массу эмали зуба без ДСТ. Эмаль человека без ДСТ содержит крупные кристаллы. Данное строение в группе сравнения без ДСТ обеспечивает жесткость эмали, неподатливость и трудную растворимость.
Особый научный интерес представляет изучение призменной оболочки, которая многими авторами опровергается. Наличие призменной оболочки мы наблюдали в виде едва заметного ободка, прерывающего на некоторых участках эмалевой призмы или наличие хорошо выраженной призменной оболочки в группе без ДСТ (рис. 3).
Не меньший интерес представляется выявление (табл. 3) наиболее вариабельных признаков по данным количественных характеристик эмалевых призм в группах с ДСТ и без ДСТ.
Строение эмали зубов нижней челюсти группы с ДСТ изучали на втором этапе с помощью электронно-микроскопического и АСМ исследований. Эмалевые призмы состоят из изолированных кристаллов, ориентированных перпендикулярно у эмалево-дентинной границы (рис. 2). Отличительной особенностью в группе с ДСТ было поперечное сечение эмалевых призм от 2 до 4 мк, что значительно отличается от показателей без ДСТ, однако достоверных данных не получено ^>0,05).
Таблица 1.
Качественные характеристики эмалевых призм (оптическая микроскопия)
Группы обследованных / Показатели Общая характеристика Форма эмалевых призм
Группа пациентов без ДСТ (п=60) Постоянство Аркообразные (полукруглые) шестигранные семигранные
Группа пациентов с ДСТ (п=60) Вариабельность Аркообразные квадратные прямоугольные остроконечные пятигранные шестигранные семигранные
СУШЕРСТВО. ГИНЕКОЛОГИ
А
154
ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА
'7 (108) сентябрь 2017 г.
Таблица 2.
Количественные характеристики эмалевых призм (зондовая микроскопия)
Группы обследованных / показатели Размер эмалевых призм в горизонтальной плоскости (dx), микрон Размер эмалевых призм в вертикальной плоскости (dx), микрон Количество эмалевых призм в единице объема (10 * 10 микрон)
Группа пациентов без ДСТ (п=60) 5,96 ± 0,5 5,82 ± 0,5 5,98 ± 0,1
Группа пациентов с ДСТ (п=60) 4,43 ± 0,35* 4,91 ± 0,3* 4,65 ± 0,1*
Примечание. Степень достоверности различия рассчитана по отношению к группе сравнения * Р< 0,05 Таблица 3.
Количественные характеристики эмалевых призм (зондовая микроскопия) — продолжение
Группы обследованных/ показатели Расстояние между эмалевыми призмами, нм Угол эмалевой призмы, градус Величина оболочки призмы,нм Высота межпризменного промежутка, нм
Группа пациентов без ДСТ (п=60) 0,7 ± 0,04 95,9 ± 2,7 0,3 ± 0,07 28,8 ± 2,7
Группа пациентов с ДСТ (п=60) 3,1 ± 0,2* 99,8 ± 2,9 2,4 ± 0,1* 205,9 ± 0,9*
Примечание. Степень достоверности различия рассчитана по отношению к группе сравнения * Р< 0,05
Рисунок 1.
Рисунок 2.
Ориентация эмалевых призм у обследованной Ориентация эмалевых призм у обследованной
группы без ДСТ (электронная микроскопия). Ув. х 1000
группы с ДСТ (электронная микроскопия). Ув. х 1000
Необходимо отметить, что форма эмалевых призм в группе с ДСТ имеет неправильную, слабо упорядоченную форму в виде пятигранных, шестигранных, семигранных эмалевых призм, что говорит о высокой степени полиморфизма эмалевых призм в группе с ДСТ (табл. 1). Пространства между эмалевыми призмами имеют большой размер в группе с ДСТ от 6 до 10 мк.
Детальное изучение ультраструктуры эмали группы с ДСТ показало, что призмы в поперечном сечении имеют прямоугольную, остроконечную, квадратную формы эмалевых призм, с такой же их формой у основания. Противоположный конец призм остроконечный, вытянутый, которым она вклинивается в нижележащие призмы (табл. 1).
Путем микрофотографирования эмалевых призм при помощи АСМ в группе с ДСТ поперечного сечения эмалевых призм воспроизведены отдельно эмалевые призмы. При детальном исследовании эмалевой призмы видно, что она имеет не гладкую, а волнообразную форму, как и в группе сравнения без ДСТ. По представленным снимкам видно, что для данных призм характерно сужение и варикозное расширение (рис. 4).
Как и в группе без ДСТ основу эмали составляет неорганическая основа, которая составляет основную массу эмали зуба. Эмаль человека с ДСТ содержит мелкие кристаллы, причем величина кристаллов также отличается выраженным полиморфизмом (табл. 1). Данное строение в группе с ДСТ, в отли-
АКУШЕРСТВО. ГИНЕКОЛОГИ
'7 (10S) сентябрь 2017 г. ПРАКТИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНА Ц 155
Рисунок 3.
Ультраструктурное строение органической материи эмалевых призм в группе с ДСТ (атом-но-силовая микроскопия). Ув. х 25000
Рисунок 4.
Ультраструктурное строение органической материи эмалевых призм в группе без ДСТ (атом-но-силовая микроскопия). Ув. х 25000
чие от группы сравнения, обеспечивает меньшую жесткость эмали и большую подверженность по растворимости, зависящую от факторов внутренней и внешней среды человеческого организма.
В группе с ДСТ в образцах кристаллов эмали прослеживается широкий слой органической материи, что достоверно больше данного показателя в группе без ДСТ (p<0,05). По данным ультраструктурного строения эмалевых призм данная морфологическая структура также прослеживается при ДСТ, которая не прослеживается в аналогичной группе без ДСТ, что несомненно нельзя утверждать о варианте нормы по данному показателю при ДСТ (табл. 3).
Полиморфизм по величине эмалевых призм можно обнаружить в группе при ДСТ.
По данным снимкам шлифов эмали зубов при ДСТ следует отметить, что кристаллы расположены менее плотно друг к другу при сравнении с аналогичными снимками зубов без ДСТ (рис. 4).
Особый научный интерес представляет изучение призматической оболочки при ДСТ и ее сравнение с данными показателями группы без ДСТ.
Наличие призменной оболочки мы наблюдали в виде широкого ободка, беспрерывно прослеживающегося по всей поверхности эмалевой призмы при ДСТ (рис. 4). Наличие призматической оболочки в группе при ДСТ можно объяснить недостаточной минерализацией постоянных зубов.
Между призмами эмали постоянных зубов с ДСТ расположено межпризменное вещество, которое на микроскопических шлифах представляется аморфным, прозрачным, светло-серого цвета, расположено толстой полосой. Следует отметить, что толщина межпризменного вещества в группе с ДСТ имеет большие размеры относительно группы без ДСТ (рис. 3, 4). Выполняя важную питательную функцию в эмали, она уменьшается по мере созревания и минерализации зубов.
Обсуждение
По результатам исследования ультраструктуры эмали зубов можно говорить о нарушении минерализации и организации эмалевых призм у лиц с признаками ДСТ. Это объясняется недостаточно плотной упаковкой эмалевых призм в единице объема, их хаотичным расположением, недостаточно организованным и минерализованным матриксом.
Изучение морфологического строения эмали зубов при ДСТ и без ДСТ методами электронной и атомно-силовой микроскопии показали, что метод атомно-силовой микроскопии позволяет детально изучить отличительные признаки по форме и строению эмалевых призм, размеру эмалевых призм в вертикальной и горизонтальной плоскостях, количеству эмалевых призм в единице объема, расстоянию между эмалевыми призмами, величине оболочки эмалевой призмы, высоте межпризменного промежутка. При этом внутренние структуры эмали зубов при ДСТ имеют конкретное содержание и определенные принципы формообразования их индивидуальных особенностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Орлова Н.С. Особенности проявления ДСТ в челюстно-ли-цевой области: автореф. дис. ... канд. мед. наук / Н.С. Орлова. — Пермь, 2000. — 23 с.
2. Гончаров В.В. Методы измерения зубов / В.В. Гончаров, С.В. Дмитриенко, А.И. Краюшкин. — М: Практика, 1998. — 48 с.
3. Коршунов А.С. Возможности оценки качества эмали зубов при наследственной патологии соединительной ткани методом атомно-силовой микроскопии / А.С. Коршунов, В.П. Конев, А.Ф. Сулимов // Российская стоматология. — Т. 10. — № 1. — 2017. — С. 43-44.
4. Московский С.Н. Использование атомно-силовой микроскопии в изучении плотных тканей орофациальной области / С.Н. Московский, А.С. Коршунов, И.Л. Шестель // Казанский медицинский журнал. — Т. 93. — № 6. — 2012. — С. 887-890.
5. Simmer J.P. Molecular mechanisms of dental enamel formation / J.P. Simmer, A.G. Fincham // Crit Rev Oral Biol. Med. — 1995. — № 6. — С. 84-108
6. Шестель И.Л., Коршунов А.С., Лосев А.С., Шестель Л.А., Дав-леткильдеев Н.А., Конев В.П., изобретатели. Способ изготовления препаратов зубов для морфологических исследований эмалевых призм в АСМ и инвертированных микроскопах. — RUS патент 2458675. — 2011. — Май 04.
А
