Perm Medical JournalPerm Medical JournalПермский медицинский журнал (сетевое издание "Perm medical journal")0136-14492687-1408Eco-Vector63524210.17816/pmj414111-121Methods of diagnostics and technologiesМетоды диагностики и технологииResearch ArticleApplication of the Raman fluorescence method to study the effects of chemical, physical and radiation factors on the mineralization of hard dental tissuesПрименение метода Раман-флюоресценции для изучения воздействия химических, физических и лучевых факторов на минерализацию твердых тканей зубовhttps://orcid.org/0000-0002-1927-0751BelyakovG. I.БеляковГ. И.
Russian Federation

Postgraduate Student of the Department of Orthopedic Dentistry and Orthodontics

аспирант кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии

belyakov-95@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5656-2286NurievaN. S.НуриеваН. С.
Russian Federation

DSc (Medicine), Professor of the Department of Orthopedic Dentistry and Orthodontics

доктор медицинских наук, профессор кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии

belyakov-95@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0007-2056-155XTezikovD. A.ТезиковД. А.
Russian Federation

PhD (Medicine), Assistant of the Department of Orthopedic Dentistry and Orthodontics

кандидат медицинских наук, ассистент кафедры ортопедической стоматологии и ортодонтии

belyakov-95@mail.ruSouth Ural State Medical UniversityЮжно-Уральский государственный медицинский университет26082024031020244141111211808202426082024Copyright ©; 2024, Eco-VectorCopyright ©; 2024, Эко-Вектор2024Eco-VectorЭко-Векторhttps://permmedjournal.ru/PMJ/article/view/635242

Objective. To study the effect of physical, chemical and radiation factors on the degree of mineralization of the hard dental tissues surface using spectroscopy.

Materials and methods. The degree of mineralization of hard dental tissues was studied by the Raman spectroscopy using hardware-software complex InSpectrum M on the teeth removed according to clinical indications (in vitro): in varying degrees of moisture (dry and wet); before and after exposure to acid and remineralizing drug; before and after exposure to radiation

Results. The data obtained demonstrated the difference in the indicators in dry (1801 [1800; 1802]) relative units, and moistened (591.5 [591; 592]) teeth. The mineralization of teeth according to Raman Intensity before exposure to citric acid, was (602 [601; 602]) rel. units, and after the exposure it was (152 [152; 153]) rel. units, after application of the cm-2 plate it was (423 [422; 423]) rel. units. The identified differences are reliable (p < 0.001). Thus, it is confirmed that organic acids (citric acid) contribute to the enamel demineralization by more than two times, and the use of calcium-containing plates contributes to remineralization almost to the initial state. At the same time, there were no significant differences in the level of mineralization (according to the Raman method of fluorescence spectroscopy) in teeth before and after direct radiation exposure, regardless of dose (2 Gy, 70 Gy, 110 Gy) in any of the functional groups (incisors, canines, premolars, molars).

Conclusions. 1. Raman-fluorescence spectroscopy has a high sensitivity and is capable of detecting mineralization, de- and re-mineralization of hard dental tissues. 2. It is recommended to determine the hard tooth tissues mineralization by Raman-fluorescence spectroscopy in a moistened rather than a dry form. 3. Organic acids contribute to the demineralization of enamel, and the use of calcium-containing plates promotes its remineralization. 4. Direct radiation exposure does not have a direct effect on the mineralization of the surface of the hard dental tissues. regardless of the dose applied in all functional groups (incisors, canines, premolars, molars), in all areas of the teeth (equator, cutting edge, gum border).

Цель. Изучить воздействие физических, химических и лучевых факторов на степень минерализации поверхности твердых тканей зуба с помощью спектроскопии.

Материалы и методы. Для решения поставленной цели была изучена степень минерализации поверхности твердых тканей зуба с помощью Раман-флюоресцентной спектроскопии с применением аппаратно-программного комплекса «ИнСпектр М» на удаленных по клиническим показаниям зубах (in vitro): в разной степени увлажненности (сухие и влажные); до, после воздействия кислоты и реминерализующего препарата; до и после воздействия лучевого фактора

Результаты. Полученные данные позволяют увидеть разницу показателей в сухом (1801 [1800; 1802] отн. ед.) и увлажненном виде (591,5 [591; 592]). В результате изучения зубов до воздействия лимонной кислоты минерализация по интенсивности Рамана составляет 602 [601; 602] отн. ед., после воздействия лимонной кислоты – 152 [152; 153] отн. ед., после аппликация пластины ЦМ-2 – 423 [422; 423] отн. ед. Выявленные различия достоверны (р < 0,001). Таким образом подтверждается, что органические кислоты (лимонная кислота) способствуют деминерализации эмали более чем в два раза, а применение кальцийсодержащих пластин способствует реминерализации практически до исходного состояния. В то же время не выявлено достоверных различий уровня минерализации (по методу Раман-флюоресцентной спектроскопии) зубов до и после прямого лучевого воздействия вне зависимости от дозы (2; 70; 110 Гр) ни в одной из функциональных групп (резцы, клыки, премоляры, моляры).

Выводы. Раман-флюоресцентная спектроскопия обладает высокой чувствительностью и способна регистрировать минерализацию, де- и реминерализацию твердых тканей зуба. Определение минерализации твердых тканей зуба методом Раман-флюоресцентной спектроскопии рекомендуется проводить в увлажненном, а не в сухом виде. Органические кислоты способствуют деминерализации эмали, а применение кальцийсодержащих пластин способствует реминерализации. Прямое лучевое воздействие не оказывает прямого влияния на минерализацию поверхности твердых тканей зуба вне зависимости от применяемой дозы во всех функциональных группах (резцы, клыки, премоляры, моляры), во всех участках зубов (экватор, режущий край, пришеечная область).

Raman fluorescencehard tissuesmineralizationradiation cariesenamelРаман-флюоресценциятвердые тканиминерализациялучевой кариесэмальАлександров М.Т., Кукушкин В.И., Маргарян Э.Г., Пашков Е.П., Баграмова Г.Э. Возможности и перспективы применения раман-флюоресцентной диагностики в стоматологии. Российский стоматологический журнал 2018; 22 (1): 4–11 / Alexandrov M.T., Pashkov E.P., Bagramova G.E., Kukushkin V.I., Margaryan E.G. Possibilities and perspectives of raman fluorescence diagnostic application in dentistry. Rossiyskii stomatologicheskii zhurnal 2018; 22 (1): 4–11. DOI: 10.18821/0206-4952-2018-39-1-4-11 (in Russian).Александров М.Т., Маргарян Э.Г. Применение лазерных технологий в клинике терапевтической стоматологии (обоснование, возможности, перспективы). Российская стоматология 2017; 10 (3): 31–36. DOI: 10.17116/rosstomat201710331-36 / Alexandrov M.T., Margaryan E.G. Laser technique application in therapeutic dentistry in clinic (rationale, possibilities, perspectives). Russian Stomatology 2017; 10 (3): 31–36. DOI: 10.17116/rosstomat201710331-36 (in Russian).Александров М.Т., Кукушкин В.И., Полякова М.А., Новожилова Н.Е., Бабина К.С., Аракелян М.Г., Баграмова Г.Э., Пашков Е.П., Дмитриева Е.Ф. Раман-флюоресцентные характеристики твердых тканей зубов и их клиническое значение. Российский стоматологический журнал 2018; 22 (6): 276–280. DOI: 10.18821/1728-2802-2018-22-6-276-280 / Aleksandrov M.T., Kukushkin V.I., Polyakova M.A., Novozhilova N.E., Babina K.S., Arakelyan M.G., Bagramova G.E., Pashkov E.P., Dmitrieva E.F. Raman fluorescence characteristics of hard dental tissues and their clinical significance. Rossiyskii stomatologicheskii zhurnal 2018; 22 (6): 276–280. DOI: 10.18821/1728-2802-2018-22-6-276-280 (in Russian).Нуриева Н.С., Беляков Г.И. Исследование минерализации твердых тканей зубов, пораженных лучевым кариесом, с помощью метода раман-флюоресцентной диагностики. Проблемы стоматологии 2022; 18 (4): 36–40. DOI: 10.18481/2077-7566-2022-18-4-30-34 / Nurieva N.S., Belyakov G.I. Study of the mineralization of hard tissues of the teeth affected by radiation caries using the method of raman fluorescent diagnosis. Actual problems in dentistry 2022; 18 (4): 36–40. DOI: 10.18481/2077-7566-2022-18-4-30-34 (in Russian).Нуриева Н.С., Беляков Г.И. Исследование минерализации твердых тканей зубов, пораженных лучевым кариесом, с помощью метода раман-флюоресцентной диагностики. Проблемы стоматологии 2023; 4: 30–34. DOI: 10.18481/2077-7566-2022-18-4-30-34 / Nurieva N.S., Belaykov G.I. Study of the mineralization of hard tissues of the teeth affected by radiation caries using the method of raman fluorescent diagnosis. Actual problems in dentistry 2023; 4: 30–34. DOI: 10.18481/2077-7566-2022-18-4-30-34 (in Russian).Нуриева Н.С., Беляков Г.И., Тезиков Д.А Изучение влияния различных доз лучевого воздействия на уровень минерализации в разных участках твердых тканей зубов методом раман-флюоресценции. Проблемы стоматологии 2024; 20 (1): 74–79. DOI: 10.18481/2077-7566-2024-20-1-74-79 / Nurieva N.S., Belaykov G.I., Tezikov D.A. To study the effect of different doses of radiation exposure on the level of mineralization in different areas of hard dental tissues by raman fluorescence. Actual problems in dentistry 2024; 20 (1): 74–79. DOI: 10.18481/2077-7566-2024-20-1-74-79 (in Russian).Магсумова О.А., Полканова В.А., Тимченко Е.В., Волова Л.Т. Рамановская спектроскопия и ее применение в стоматологии. Стоматология 2021; 100 (4): 137–142. DOI: 10.17116/stomat2021100041137/ Magsumova O.A., Polkanova V.A., Timchenko E.V., Volova L.T. Raman spectroscopy and its application in different areas of medicine. Stomatologiya 2021; 100 (4): 137–142. DOI: 10.17116/stomat2021100041137 (in Russian).Бажутова И.В., Магсумова О.А., Фролов О.О., Тимченко Е.В., Тимченко П.Е., Трунин Д.А., Комлев С.С., Полканова В.А. Оценка органического и минерального состава эмали зубов методом рамановской спектроскопии: экспериментальное нерандомизированное исследование. Кубанский научный медицинский вестник 2021; 28 (4): 118–132. DOI: 10.25207/1608-6228-2021-28-4-118-132 / Bazhutova I.V., Magsumova O.А., Frolov O.О., Timchenko E.V., Timchenko P.Е., Trunin D.А., Komlev S.S., Polkanova V.A. Raman spectroscopy analysis of dental enamel organic and mineral composition: an experimental non-randomised study. Kubanskii Nauchnyi Meditsinskii Vestnik 2021; 28 (4): 118–132. DOI: 10.25207/1608-6228-2021-28-4-118-132 (in Russian).Нуриева Н.С., Беляков Г.И. Применение раман-флюоресцентной технологии для оценки минерализации твердых тканей зуба при изменениях эмали зуба, обусловленных лучевой терапией. Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки 2023; 02: 240–243 / Nurieva N.S., Beljakov G.I. Primenenie raman-fljuorescentnoj tehnologii dlja ocenki mineralizacii tverdyh tkanej zuba pri izmenenijah jemali zuba, obuslovlennyh luchevoj terapiej. Sovremennaja nauka: aktual'nye problemy teorii i praktiki. Serija: Estestvennye i tehnicheskie nauki 2023; 02: 240–243. DOI: 10.37882/2223–2966.2023.02.33 (in Russian).