Взаимодействие соединений фтора с твердыми тканями зубов и зубным налетом.

Противокариозное профилактическое Действие большинства неорганических и органических соединений фтора обуслов­лено активностью ионов фтора. При рас­смотрении фтор-эмалевого взаимодей­ствия, возникающего в результате мест-^ной аппликации фторидов, необходимо принимать во внимание влияние таких

факторов, как значение рН полости рта, концентрацию апплицированных фтори­дов, продолжительность их контакта с эмалью зубов, вид носителя фторидов, воздействие катионов и состав твердой ткани зуба на участке аппликации.

Все аспекты взаимодействия фтора с эмалью исследованы очень подробно. Характер и особенности взаимодействия фтора с другими твердыми тканями зуба аналогичны взаимодействию фторас эмалью, поскольку в его основе лежит ре­акция ионов фтора с гидроксилапатитом. В механизме влияния на эмаль поступа­ющих в полость рта соединений фтора в составе местных средств фтористой про-тивокариозой профилактики различают четыре основные направления:

- накопление неорганических состав­ных веществ на поверхности эмали и выпадение кальций-фторидного осад­ка;

- растворение на поверхности эмали не­органических составных веществ эма­ли и выпадение в осадок фторапати-та;

- диффузия ионов фтора во внутренние слои эмали и образование специфи­ческих связей (например, ОН, Са²⁴, НРО²") на поверхности кристаллов зубной эмали;

- диффузия ионов фтора во внутренние слои эмали и образование неспецифи­ческих связей, например, в форме гид-ратированных оболочек вокруг крис­таллов.

Затем происходит повторное растворение кальций-фторидного осадка. В результа­те этого высвобожденные ионы фтора поступают в слюну и способствуют по­вышению концентрации фтора в слюне или диффундируют в зубную эмаль с пос­ледующей адсорбцией их на поверхнос­ти кристаллов.

Адсорбированные ионы фтора образу­ют защитную оболочку вокруг кристалла эмали и со временем прочно интегриру­ются в структуру кристаллической решет­ки, теряя при этом защитную функцию (рис. 4-9).

При аппликации монофторфосфатанатрия {соединение фтора с ковалент-ной связью) механизм взаимодействия фтора сзубной эмалью отличается от ре­акции ионов фтора с эмалью. Рассматри­вают три возможных механизма взаимо­действия:

- Монофторфосфат проникает в слой эмали, где замещается ионами РО₄*~. В дальнейшем монофторфосфат уча­ствует в реакциях замещения, преоб­разуя гидроксилапатит во фторгидрок-силапатит или во фторапатит.

- Прямое замещение неактивных моле­кул монофторфосфата (FPO²) на НРО₄²~.

- Гидролиз монофторфосфата фермен­тами слюны и зубного налета или органическими кислотами с последующим взаимодействием высвобожденных в результате гидролиза ионов фтора с зубной эмалью аналогичен механизму взаимодействия ионов фтора с эма­лью.

Местное применение фторсодержащих препаратов повышает концентрацию фтора в поверхностных слоях эмали, так как диффузия в более глубокие слои требует продолжительного време­ни. Диффузия монофторфосфата нат­рия вглубь эмали протекает значитель­но дольше, чем диффузия ионов фто­ра, поэтому концентрация фтора, содержащегося в средствах местной фтористой профилактики (преимуще­ственно ковалентно связанных) в верх­нем слое эмали, является более низ­кой, чем концентрация ионных сое­динений фтора из фторированной питьевой воды, поваренной соли и пи­щевых продуктов (рис. 4-1 Оа).

При содержании фтора в питьевой воде >0,3 мг/л необходимо провести пониженную внутреннюю фторпрофилактику. О содержании фтора в питьевой воде информируйте своего зубного врача или службу здравоохранения. Индивидуальную дозу всегда определяет врач.

Рис. 4-8. Рекомендации для проведения оптимальной фтористой профилактики (содержание фтора в питьевой воде менее 0,3 млн¹).

Рис. 4-9. При регулярном применении фторсодержащих препаратов низких концентраций или после высвобождения из фторидного слоя (например, из кальцийфторидного) ионов фтора происходит их диффузия в поверхностный слой эмали. Они распределяются между кристал­лами твердых тканей зубов (F_in) и окружают кристалл слоем адсорбированных ионов (в форме гидратированной оболочки вокруг кристалла или в виде CaF₂). В результате этого гидроксил­апатит приобретает свойства, сходные с фторапатитом. Под воздействием кариесогенных фак­торов разрушаются защищенные таким образом кристаллы, и напротив, при недостатке фтора наблюдается полное или частичное растворение поверхности кристаллов эмали.

Накопление фтора на поверхности здоро­вой эмали является непродолжительным процессом, так как через относительно короткое время начинаются процессы обратной диффузии в слюну.

В результате местного применения фторсодержащих соединений в демине­рализованную эмаль на стадии началь­ного кариозного поражения проникает значительно большее количество фтора, чем в эмаль неповрежденного зуба. При этом тип связи фторидных соединений (ковалентная или ионная) не имеет суще­ственного значения (рис. 4-106).

В отличие от монофторфосфата при аппликации ионов фтора на поверхности деминерализованной эмали, как и на по­верхности неповрежденной, происходит образование кальций-фторидного слоя. В деминерализованной эмали, по сравне­нию с неповрежденной, этот слой значи-

тельно толще. Однако, как и в случае с ] неповрежденной тканью, значительная часть повторно связанных с поверхнос­тью деминерализованной эмали ионов фтора относительно быстро исчезает вновь.

Чтобы усилить кариесостатическое действие фторидов, необходимо или j способствовать образованию на поверхностиэмали значительного количества фторида кальция (слой фторида кальция является «резервуаром», из которого при необходимости могут высвобождаться ионы фтора), или регулярно и часто при­менять небольшие количества фторидов (например, в виде зубных паст).

Содержание фтора в зубном налете в регионах с повышенным его содержа­нием в питьевой воде (2 млн¹ F") выше, чем в регионах, где питьевая вода не содержитфтора. После регулярной аппли­кации фтора повышается его содержание в зубном налете, при этом концентрация фтора может быть значительно выше, чем \ в слюне. Физиологическая концентрация фтора (0,5-2,5 мкмоль = 0,01-0,05 млн¹) 9 зависит от особенностей организма: ско- \ рости слюноотделения, характера приня­той пищи или напитков. Среднее содер­жание фтора в зубном налете, в зависи­мости от применяемых методик подсчета результатов, колеблется между 55 и 85 млн¹ (в пересчете на чистую массу) и 5-25 млн¹ (с учетом влаги). Зубной налет может также служить резервуаром для фторидов. При этом различают ионные соединения фтора, комплексные соедине­ния и соединения фтора с ковалентной связью. Ковалентные фториды связаны с клетками или с другими органическими составными частями налета. Комплекс­ные соединения фтора встречаются пре­имущественно в виде составной части кальций-фосфат-фтористого комплекса. Если в зубном налете не происходят про­цессы метаболизма, то концентрация ионов фтора не превышает 1млн'. При понижении значения рН происходит вы­свобождение значительной части комп­лексно связанных ионов фтора, которые затем могут диффундировать в слюну или эмаль зуба.

Рис. 4-10.

а - После местного воздействия ионов фтора (аминофторид, фторид натрия) они накаплива­ются на поверхности здоровой, чистой эмали (толщина слоя 30 мкм). При применении монофторфосфата натрия (NaMFP) на поверхности здоровой эмали фтор не накапливается.

б - В покрытой зубным налетом, деминерализованной эмали (начальное поражение) накопле­ние фтора наблюдается и в более глубоких слоях эмали. Концентрация фтора в этих слоях, при применении фторсодержащих соединений, примерно одинаковая.

В зубном налете фтор накапливается не только из пищевых продуктов, но и из эмали. При наличии кариесогенных условий зубной налет, в котором протекают ак­тивные метаболические процессы, может способствовать высвобождению фтора из образовавшегося на поверхности эмали кальций-фторидного слоя (рис. 4-11).

При определенных условиях фтор может накапливаться в бактериальных клетках зубного налета. В опытах со штаммами Str. mutans и Str. sanguis уста­новлено, что фтор проникает в бактериа­льные клетки вследствие различного по­казателя рН внутри- и внеклеточных пространств. Так, при низком значении рН во внеклеточном пространстве фтор в виде HF диффундирует во внутрь клет­ки со щелочной средой. При повышении значения рН внеклеточной среды проис­ходят процессы обратной диффузии. На­копление фтора достигает максимума за относительно короткое время (через две минуты) и в дальнейшем почти не увели­чивается. Точная локализация фтора внут­ри клеток еще не установлена.

Рис. 4-11. После местной аппликации фтор-содержащими препаратами, в зависимости от концентрации и значения рН растворов на поверхности зуба образуется осадок CaF раз­личной толщины, который затем покрывает­ся белками и фосфатами слюны. Незначитель­ное количество фтора из кальций-фторидно-го слоя продолжает диффундировать в эмаль. В случае, если кальций-фторидный слой по­крывается налетом, в котором происходят ак­тивные процессы метаболизма, в результате воздействия образовавшихся в налете органи­ческих кислот защитный белково-фосфатный слой растворяется и происходит интенсивное высвобождение фторида кальция. Высвобож­денные ионы фтора переносятся слюной, на­капливаются в зубном налете или в эмали (в виде фторидного гидроксилапатита). После удаления налета или увеличения значения рН, вследствие проявления слюной буферных свойств, истощенный слой CaF вновь покры­вается белками и фосфатами слюны.