EXPERIMENTAL ASSESSMENT OF ESTHETIC EFFECT OF CARIESINFILTRATION IN FOCAL ENAMEL DEMINERALIZATION

Full Text

Дефекты кариозного происхождения, локализующиеся на вестибулярной поверхности зубов, сопровождаются структурно-функциональными и эстетическими нарушениями, снижением стоматологических параметров качества жизни [1, 8]. Одним из инновационных направлений лечения кариеса в стадии белого пятна является метод кариесинфильтрации участка деминерализованной эмали вязкотекучим композитным материалом Icon, разработанным немецкой компанией DMG в 2009 г. Метод основан на послойном «пропитывании» (инфильтрации) очага деминерализации эмали (ОДЭ) светоотверждаемой смолой, которое проводится после предварительного протравливания поверхностного, относительно высокоминерализованного «псевдоинтактного» слоя эмали. По данным зарубежных авторов [9, 10], инфильтрант проникает в межкристаллические поры эмали по всему объему участка поражения и после отверждения укрепляет («армирует») деминерализованный участок эмали, в целом препятствует дальнейшему прогрессированию заболевания. Светокомпозитный материал Icon-инфильтрант в отличие от традиционно применяемых для эстетической реставрации композитов с различной цветовой (оттеночной) гаммой является монотональным композитом. Постулируется [10] его цветовое соответствие наиболее часто выявляемым оттенкам фронтальных зубов у молодых европеоидов: А1 (21,9%), А2 (32,9%), А3 (27,4%) – для верхних центральных резцов, А3 (30,1%), А2 (28,7%), D3 (21,9%), A1 (8,9%) – для верхних латеральных зубов и А3 (33,6%), D3 (35,6%), А2 (21,2%) – для верхних клыков [2]. Лечение начальных стадий кариеса фронтальной группы направлено на достижение структурно-функционального и эстетического оптимума. Однако врачи-стоматологи, определяющие эстетическую составляющую лечения ОДЭ, характеризуют размеры кариозного пятна, цвет, блеск и опалесценцию эмали в участке поражения до и после лечения лишь на основе визуальных заключений (профессиональной оценки и самооценки пациента) [5, 6]. Неслучайно наиболее часто на практике используются весьма упрощенные критерии оценки эстетического эффекта кариесинфильтрации – констатация исчезновения белого пятна, уменьшение его белизны и четкости границ. На практике нередко возникают ситуации, когда врачу-стоматологу необходимо идентифицировать наличие проинфильтрованного ОДЭ, например, при динамической оценке эффективности лечения в отдаленные сроки наблюдения, при разрешении конфликтных ситуаций, в судмедэкспертизе. В случаях идеального «попадания» цвета Icon-инфильтранта в цвет зуба сделать это весьма непросто, к тому же материал нерентгеноконтрастен. Поэтому разработка методик объективной оценки эстетического эффекта кариесинфильтрации по технологии Icon является актуальной задачей профилактической и консервативной стоматологии. Для точного прогнозирования эстетического результата кариесинфильтрации необходимы экспериментальные исследования цветовых характеристик ОДЭ до и после пропитывания материалом Icon. Во многих отечественных и зарубежных экспериментальных исследованиях по проблемам кариесологии опыты осуществляются на моделях удаленных (по показаниям) зубов человека [7]. Для экспериментального (in vivo и in vitro) моделирования начальных стадий кариеса, изучения кариесогенной ситуации и оценки эффективности реминерализирующих средств в качестве биоматериала могут использоваться зубы животных, предпочтительнее быков, твердые ткани которых, по некоторым данным [11], наиболее точно соответствуют морфоструктурным характеристикам эмали и дентина человека. Однако наличие необходимого для научных использований набора репрезентативного количества зубов человека, пораженных начальным кариесом, но имеющих иные показания к удалению, – задача практически невыполнимая. Поэтому в экспериментальных исследованиях чаще используются модели «искусственного кариеса», создаваемые in vitro путем протравливания эмали с помощью различных химических реагентов [12]. В последние годы в экспериментальной стоматологии стали использоваться аддитивные цветовые модели, количественно характеризующие изменение цвета зубов до и после применения различных лечебных технологий [4]. Впервые аддитивная цветовая модель RGB (по названию цветов: красный – red, зелёный – green, синий – blue) была предложена в 1861 г. Д. К. Максвеллом в качестве способа слияния цветов для получения цветных изображений. Модель цветовоспроизведения Максвелла была основана на том обстоятельстве, что оптическое смешение определенных цветов может давать другие цветовые оценки, в том числе ощущение белого цвета. При этом существует всего три основных цвета (красный, зеленый и синий), которые невозможно получить путем смешивания. С их помощью можно составить все остальные оттенки и цвета, называемые аддитивными. Выбор основных цветов обусловлен не физическими причинами, а особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза, имеющей рецепторы, избирательно чувствительные именно к красному (с длиной волны 630 нм), зеленому (528 нм) и синему (457 нм) цветам. Другими словами, модель RGB в части триадных цветов имитирует восприятие цвета зрительного аппарата человека. Модель RGB успешно применялась для синтеза цвета электронными устройствами (телевизорами, мониторами), а сегодня используется в компьютерной графике для обработки цветных растровых изображений программными редакторами изображения, такими, например, как Paint, PhotoEditor, Adobe PhotoShop и др. Цель исследования – оценить в условиях эксперимента возможность и целесообразность использования аддитивной цветовой (RGB) модели для характеристики цвета деминерализованной эмали и его изменений после инфильтрации светокомпозитом. Материалы и методы исследования Материалом для исследования послужили 14 интактных зубов (клыков и резцов) человека, удаленных по ортодонтическим показаниям. Экспериментальные исследования по разработке модели «искусственного кариеса» (приоритетная справка 2012147965 от 12 ноября 2012 г. на «Способ моделирования очага деминерализации эмали зуба») проводились на базе лаборатории многофазных дисперсных систем Института технической химии УрО РАН (заведующий лабораторией доктор химических наук В. А. Вальцифер). Экспериментальный анализ цветовых характеристик зубов с помощью аддитивной цветовой модели выполнен на базе лаборатории гидродинамической неустойчивости Института механики сплошных сред (заведующий лабораторией – кандидат физико-математических наук К. Г. Костарев) при консультировании доктора физико-математических наук А. Л. Зуева. На первом этапе проводили сканирование (фотосканер HP Scanjet G3010) вестибулярной поверхности зуба с очагом «искусственного кариеса» и этого же зуба после инфильтрации ОДЭ. Затем полученные изображения вестибулярной поверхности зуба обрабатывали в редакторе PhotoShop. В графическом редакторе Adobe PhotoShop, используемом для обработки полученных изображений, при наведении курсора на определенный пиксель во вспомогательном открывающемся окне отражаются значения цветов R, G, B. В исследуемых участках (перифокальный участок интактной эмали, ОДЭ, ОДЭ после инфильтрации материалом Icon) вырезали квадратные области размером 20´20 пикселей, которые анализировали с помощью компьютерной программы Бэйсик, позволяющей считать значения чисел R, G, B всех пикселей в области изображения и рассчитывать их среднее значение, что существенно уменьшало среднеквадратичную погрешность. Дополнительно для нивелирования различий, связанных с неоднородностью освещения выпуклой поверхности зуба, проводили усреднение по 10 различным квадратным областям, вырезанным в разных местах анализируемой области. Так как абсолютные значения чисел R, G, B в силу различной степени освещенности поверхности зуба оказались неполностью пригодными для сравнения цветовых характеристик различных зубов, рассчитывали пропорции для чисел R, G и B, используя для нормировки максимальную яркость исследуемого участка. В качестве последней определяли интенсивность того из цветов, у которого она максимальная I=max (R, G, B). Вводили 3 коэффициента, обозначаемые соответственно RC (Red–Сyan), равный R/I; GM (Green–Magenta), равный G/I; BY (Blue–Yellow), равный B/I. Коэффициент RC=R/I в случае полного белого цвета должен быть равен единице. Понижение этого показателя менее единицы означает усиление в цвете зуба голубого оттенка. Коэффициент GM=G/I в случае полностью белого цвета должен быть также равен единице. Значение этого показателя менее единицы свидетельствует об усилении в цвете зуба пурпурного оттенка. Аналогичным образом коэффициент BY=B/I в случае абсолютного белого цвета тоже равен единице, а его уменьшение свидетельствует об усилении желтого оттенка. В процессе исследования оказалось, что для эмали исследуемых фронтальных зубов яркость R (красного цвета) всегда принимала максимальное значение, следовательно, для каждого образца максимальное значение наблюдалось у показателя R (преобладание красного цвета), несколько меньшие значения – у G (зеленого цвета) и минимальные – у B (голубого цвета). В нашем исследовании коэффициент RC=R/I=1. Для изучения цветовой разницы между ОДЭ и перифокальным участком интактной эмали до и после кариесинфильтрации вводили показатели цветовой разницы ∆GM и ∆BY, количественно объективизирующие визуальные изменения цвета вестибулярной поверхности зуба в динамике: ∆GM=GM (ОДЭ)–GM (перифокальный участок интактной эмали зуба), ∆BY=BY (ОДЭ)–BY (перифокальный участок интактной эмали зуба). Статистическая обработка материала проведена с помощью стандартного пакета прикладных программ Microsoft Excel. Полу- Показатели ∆ GM и ∆BY в ОДЭ и в участке перифокальной интактной эмали до кариесинфильтрации и после нее, % Показатель № 1 № 2 № 3 № 4 № 5 № 6 № 7 № 8 № 9 № 10 № 11 № 12 № 13 № 14 До кариесинфильтрации DGM 2,80 2,9 3,20 3,50 5,50 3,65 3,30 3,11 1,90 1,50 1,20 3,24 2,97 2,67 DBY 9,19 8,90 9,38 9,81 12,06 12,85 15,08 13,07 12,05 8,81 13,65 12,98 10,57 10,50 После кариесинфильтрации DGM 0,52 0,21 0,25 0,42 0,26 0,59 0,75 0,56 0,27 0,11 0,13 0,14 0,32 0,65 DBY 2,62 2,10 2,45 1,87 2,15 3,79 2,79 1,25 1,60 1,50 1,20 3,12 1,13 2,11 ченные результаты анализировали на основании параметрических (парный t-критерий Стьюдента) и непараметрических методов (критерий Манна–Уитни). Результаты и их обсуждение Цифровые значения показателей ∆BY и ∆GM для ОДЭ и участка перифокальной интактной эмали до инфильтрации материалом Icon представлены в таблице. Разница в цвете в ОДЭ и в участке перифокальной интактной эмали зуба до лечения, объективизированная с помощью коэффициентов ∆BY и ∆GM, была достоверной (2,96±0,41 и 11,35±0,66% соответственно, р<0,001), что свидетельствует о наличии локального дисколорита на фоне интактной эмали, являющегося визуальной доминантой и вносящего очевидную неоднородность в цвет вестибулярной поверхности зуба. После проведения инфильтрации ОДЭ по технологии Icon разница в цвете участка неизмененной эмали с ОДЭ оказалась недостоверной (коэффициенты ∆GM и ∆BY составили соответственно 0,37±0,63 и 2,12±0,23%). Очевидно, что видимый глазом цветовой диссонанс коронки зуба, обусловленный наличием белого кариозного пятна, нивелировался, цвет вестибулярной поверхности «выровнялся» за счет приближения цвета участка проинфильтрированной эмали к цвету окружающего его участка интактной эмали (рисунок). Таким образом, лечение ОДЭ методом кариесинфильтрации сопровождается достоверным снижением значений показателей цветовой разницы (GM и ∆BY) между проинфильтрированным участком и перифокальной зоной эмали, что объективно характеризует эстетический результат лечения. Согласно полученным экспериментальным данным наиболее чувствительным к цветовым изменениям в участке интактной эмали и в участке ОДЭ оказался коэффициент BY, что обосновывает целесообразность использования источников синего света с длиной волны 457 нм для ранней диагностики кариеса, дифференциальной диагностики кариозных и некариозных поражений зубов, а также для оценки эстетической составляющей лечения кариеса в стадии пятна. Из широкого спектра устройств для кариесдетекции синий цвет с указанной длиной волны используется в интраоральной камере SoproLife (Light-Induced Fluorescence Evaluator, Acteon group), которую рекомендуется применять в клинической части работы [3]. Graphic1 Рис. Значение показателей цветовой разницы ∆GM и ∆BY до и после инфильтрации ОДЭ материалом Icon Таким образом, количественный in vitro анализ цветовых характеристик вестибулярной поверхности эмали интактного зуба и очага «искусственной» деминерализации до и после кариесинфильтрации, основанный на расчете аддитивной цветовой модели RGB, объективизировал достоверный высокий эстетический эффект инфильтрации Icon и создал теоретические предпосылки для применения этой методики в клинической практике.

About the authors

M A Muravieva

Email: rav.m@mail.ru

E S Gileva

A L Zuev

A I Nechaev

References

Supplementary files