Пути решения диагностики непереносимости к металлическим включениям в полости рта

Наличие металлических включений в полости рта может спровоцировать разные патологические воздействия на организм человека: электрогальваническое (в результате повреждающего действия гальванического тока), токсико- химическое, аллергическое и др. В результате коррозии находящиеся во рту металлические зубные протезы теряют свои основные свойства – уменьшается прочность, пластичность и другие качества. В полости рта появляются оксиды металлов, которые неблагоприятно воздействуют на слизистую оболочку и организм пациента. Все разнородные металлы и сплавы вызывают появление гальванических токов в полости рта, а это приводит к развитию местных и общих осложнений. Возникающие при этом в полости рта токи приводят к развитию заболеваний, которые нередко в стоматологической литературе обозначаются одним универсальным термином «непереносимость металлических включений в полости рта» (гальваноз).

Микроэлементный состав смешанной слюны, его изменения в динамике находится в прямой зависимости от степени электрохимических процессов в полости рта. Высокие концентрации микроэлементов установлены в слюне лиц с аллергическими и токсическими стоматитами, вызванными протезами из нержавеющей стали, по сравнению с нормой [1]. Наиболее выраженные колебания обнаружены в содержании железа, никеля, меди, серебра, хрома, титана. Зубной протез (в виде сплава металлов), введенный в полость рта, может подвергаться электромеханическому (коррозионному) процессу. Из электрохимии известно, что каждый металл, погруженный в раствор электролита, приобретает определенный, свойственный только ему потенциал. Этот потенциал измеряется по отношению к нормальному водородному электроду, потенциал которого принят равным нулю. Металлы, расположенные по возрастанию их электродного потенциала, образуют ряд напряжений. Если в полости рта находятся сплавы металлов с различными потенциалами, то при замыкании их образуются гальванические элементы. Металл с высоким отрицательным потенциалом гальванического элемента растворяется, т. е. разрушается, коррозирует.

В основе работы гальванического элемента лежат окислительно-восстановительные реакции. Металл с отрицательным электродным потенциалом окисляется и отдает ионы в раствор. Эта способность посылать ионы в слюну у различных металлов выражена неодинаково. Так, железо окисляется сильнее, чем медь; марганец - сильнее, чем хром; никель - сильнее, чем олово, и т. д. Чем выше способность металла окисляться и отдавать ионы в раствор, тем более высоким отрицательным потенциалом он обладает и химически более активен. Наряду с этим электрохимические взаимодействия могут возникнуть и между однородными металлическими включениями, например из нержавеющей стали, за счет различий их составов и неодинакового структурного состояния.

Men+ + ne- ←→ Men Meo ← * IMen+ red (твердая lион металла фаза) I ) (жидкая фаза)

Гожая Л.Д. [2] установила, что из нержавеющей стали в смешанную слюну дополнительно поступают микропримеси железа, меди, марганца, хрома, никеля и др. Содержание титана, олова, хрома, никеля в количестве меньше 1•10^-6 % является субпороговым и не оказывает заметного влияния на организм. Однако, длительное пользование протезами может приводить к токсическому раздражению рецепторного аппарата слизистой оболочки полости рта субпороговыми дозами микропримесей металлов.

Исследования смешанной слюны на микроэлементы [2] позволили установить прямую зависимость между качественным составом, количественным содержанием микроэлементов смешанной слюны и клиникой токсических реакций. Спектрограмма слюны лиц с протезами из нержавеющей стали при выраженном электрохимическом процессе характеризуется увеличением количественного содержания железа, меди, марганца, серебра, алюминия, титана и др.

На спектрограмме слюны у лиц с протезами из хромокобальтового сплава при выраженном электрохимическом процессе возрастает содержание хрома, кобальта и др. Если в полости рта имеются протезы из нержавеющей стали и золота и происходит коррозия, то в смешанной слюне увеличивается содержание золота, меди и серебра.

Таким образом, наиболее объективным методом оценки степени электрохимической коррозии является метод обнаружения ее продуктов. Другие тесты, направленные на выявление величины электрического тока в полости рта, ЭДС или электродного потенциала, до настоящего времени прямой пропорциональной зависимости от степени тяжести патологического процесса в полости рта не давали.

Специальные исследования на токсичность [3], на аллергическую природу [4, 5, 6] выделенных из протезов ионов металлов являются специфичными, требуют специальной аппаратуры, методически сложны в проведении. Из-за этого они не получили широкого применения.

Для практического врача, работающего у кресла с пациентом, необходимо иметь в своем арсенале простое доступное средство или методики, использование которых могло бы дать врачу ответы на интересующие его вопросы. Таким методом могла бы служить методика, которая позволяет изолировать имеющиеся в полости рта протезы от окружающей среды, то есть от слюны. В этом случае как бы приостанавливается коррозионный процесс, прекращается поступление ионов металлов в полость рта.

Поэтому перед нами была поставлена задача разработать композицию для изоляции зубных протезов в полости рта у пациентов от воздействия слюны. Для этого наиболее оптимальной оказалась жидкотекучая масса, которая обеспечивает поступление в самые труднодоступные места. Во-вторых, эта масса должна быть легко наносимой, так как, в противном случае, полной изоляции не наступает. В- третьих, масса должна своевременно застыть и сохранять свои свойства в течение 2-3 дней. И самое главное, эти материалы должны быть абсолютно безвредны для организма.

Таким требованиям отвечают полимерные органические пленки, которые образуют жидкую фазу с этиловым спиртом.

Диагностика непереносимости зубных протезов из сплавов металлов затруднена из-за отсутствия патогномоничных клинических признаков. В этих случаях исследователями предпринимались попытки использования методов лабораторной диагностики.

С целью выявления действительных причин непереносимости нами был предложен метод изоляции поверхности металлического протеза не растворяющейся в смешанной слюне и не вступающей с нею во взаимодействие полимерной плёнкой.

Материалы, используемые в настоящее время в медицинской практике, с позиции химии можно разделить на две большие группы: материалы органического происхождения, полимеры и сополимеры, и материалы неорганического происхождения, металлы и керамика. С позиции взаимодействия с биологическими средами медицинские материалы подразделяются на биорассасывающиеся и биосовместимые (биоинертные). Биорассасывающиеся материалы способны некоторое время выполнять функции утраченных тканей и в процессе постепенного их замещения рассасываться и выводиться из организма, не оказывая при этом отрицательного действия на окружающие ткани и организм в целом.

Развитие методов синтеза и модификации медицинских полимеров и сополимеров, взаимопроникновение идей и методов химии, биологии и медицины позволяют решать важнейшие задачи теоретической и практической медицины [7].

При разработке состава полимерной пленки выбор полимерных материалов был обусловлен несколькими причинами:

• поливиниловый спирт (ПВС) и его сополимеры в течение двух десятилетий используются в качестве плазмозаменителей крови и пролонгаторов лекарственных препаратов. Кроме того, гидрофильные свойства ПВС обеспечивают лучшую адгезию с поверхностями зубных протезов, зубов и десневых тканей;
• ввиду того, что ПВС растворяется в воде и жидкостях, в основном содержащих воду, таких, как смешанная слюна, в состав композиции полимерной пленки было необходимо вводить гидрофобные полимеры. Такими полимерами, используемыми в медицине, являются акриловые пластмассы, широко применяемые в стоматологическом протезировании, поливинилбутираль [8] и поливинилпиридины [9].

В результате проведенных исследований выяснилось, что полимерная композиция, полученная взаимодействием бутилметакрилата (БМА) с ПВС, обладает недостаточной адгезией к поверхности протезов в диапазоне соотношения БМА:ПВС от 1:1 до 1:5 и легко отслаивается.

Полимерная композиция на основе поливинилбутираля и ПВС обладала хорошей адгезией, однако, не имела достаточной прочности к истиранию. Уже через 1-2 часа после нанесения изолирующей пленки наблюдались нарушения целостности покрытия.

Поэтому дальнейшие исследования метода изоляции поверхности металлических протезов и его использования в диагностике непереносимости металлических включений в полости рта проводились с использованием полимерной композиции (геля), полученной взаимодействием поли-2- метил-5-винил-пиридина (ПМВП) с поливиниловым спиртом (ПВС). Полимерная пленка на основе ПМВП обладала хорошей адгезией и сохранялась на поверхности протезов в полости рта в течение 2-3 суток. Оптимальным соотношением ПМВП:ПВС оказалось значение 1:1, повышение содержания ПМВП снижало адгезию и приводило к отслоению покрытия, повышение содержания ПВС приводило к заметному набуханию полимерной пленки при контакте со слюной и резко снижало прочность покрытия.

Возможность использования пленки ПМВП-ПВС для изоляции металлических зубных протезов была проверена in vitro.

Для изучения пленки ПМВП-ПВС на предмет изоляции были использованы три серии опытов: в первой серии использована чистая слюна; во второй серии – чистая слюна, в которой содержались 3 единицы протезов из нержавеющей стали, покрытых плёнкой ПМВП-ПВС, в течение 4 суток; в третьей серии использовали чистую слюну, в которой содержались 3 единицы протезов из нержавеющей стали с нитрид-титановым покрытием, покрытых плёнкой ПМВП-ПВС, в течение 4 суток. По окончании опыта все серии были подвергнуты УФ- спектроскопии. Кроме того, измеряли рН исследуемой слюны.

Результаты проведенных исследований показали, что УФ- спектры поглощения чистой слюны и слюны, находившейся в контакте с зубными протезами с плёночным покрытием, практически идентичны. Оптическая плотность во второй серии экспериментов при длине волны 285 нм снижена по сравнению с первой и третьей сериями экспериментов. Следует отметить, что рН среды также не претерпевает значительного изменения (рН1=7,37; рН2=7,30 и рН3=7,33). Спектры поглощения чистой слюны и слюны с протезами из нержавеющей стали и нержавеющей стали с нитридтитановым покрытием, покрытыми полимерной пленкой ПМВП-ПВС

Для объективной оценки степени выделения ионов металлов в окружающую среду при наличии или отсутствии на протезах полимерной пленки выше приведенные нами экспериментальные исследования проведены методом атомно-абсорбционной спектроскопии.

Результаты проведенных исследований показывают (таблица 1), что по данным атомно-абсорбционной спектроскопии содержание железа, меди, никеля и цинка в смешанной слюне, бывшей в течение 4 суток в контакте с протезами из нержавеющей стали с полимерным плёночным покрытием ПМВП-ПВС, практически не отличается от их количества в слюне пациентов с интактным зубным рядом. Содержание железа в смешанной слюне с протезами из нержавеющей стали без полимерного покрытия увеличилось в 6 раз (Р<0,01) по сравнению с его содержанием в смешанной слюне интактного зубного ряда. При этом сравнении содержание никеля повысилось в 14,6 раза (Р<0,01), содержание цинка повысилось в 2,8 раза (Р<0,02), меди – в 1,4 раза (Р>0,5) соответственно.

Таблица 1 - Содержание микроэлементов в смешанной слюне у пациентов с зубными протезами с полимерными плёночными покрытиями из ПМВП-ПВС

При сравнении показателей с протезами из нержавеющей стали без покрытия и с покрытием из полимерной пленки ПМВП-ПВС обнаружено, у первых увеличение содержание железа в 4,0 раза (Р<0,001), никеля – в 19,6 раз (Р<0,001), цинка – в 3 раза (Р<0,001), меди – в 1,4 раза (Р>0,5) по сравнению со вторыми.

При исследованиях in vivo пациентам с протезами из нержавеющей стали наносили полимерное покрытие на протезы в полости рта, забор образцов смешанной слюны производили до и через 2 и 4 суток. УФ-спектры смешанной слюны и ее микроэлементный состав по данным атомноабсорбционной спектроскопии были идентичны данным, полученным in vitro.

Таким образом, результатами атомно-абсорбционной и УФ- спектроскопий была доказана возможность использования полимерного покрытия для изоляции металлических зубных протезов в полости рта с целью диагностики непереносимости к металлическим конструкциям.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Медведев А.Ю. Нарушение баланса микроэлементов ротовой жидкости больных, пользующихся металлическими зубными протезами: дис. ... канд. мед.наук – СПб., 1966. - 215с.
2. Макаров К.А. Химия и медицина. - М.: Просвещение, 1981. – 232 с.
3. Гожая Л.Д. Аллергические заболевания в ортопедической стоматологии. - М.: Медицина, 1988. - 157 с.
4. Lussi A. Toxikologie der Amalgame // Schweiz. Monschr. Zahnmed. - 1987. - №97. - Р. 1271-1279.
5. Каламкаров Х.А., Погодин В.С., Пырков С.Т., Подкин Ю.С. Аллергия к золоту-причина непереносимости зубных протезов // Стоматология. - 1989. - Т.68, №5. - С.70-72.
6. Moffa J.P., Ellisson J.E., Hamilton J.C. Allergik reactions of chrome alloys used in dental protheses // Dent. Res. - 1983. - Vol.62. - P.199204.
7. Galandi M.E. Allergische Virgge on metallischen Fremdstoffen in der Mundholle // Dtsch. Zahnarztl. Z. - 1984. - №39. - Р. 825-827.
8. Маликов Х.К., Адылов З.К. Опрос пациентов, как метод выявления факторов риска возникновения гальваноза на ранних этапах протезирования // Стоматология. - 1998. - №2. - С. 37-39.
9. Минаев С.С., Стрюк Р.И., Малый А.Ю. и др. Аллергические реакции к стоматологическим протезам из сплавов на основе золота как фактор стимулирования аутоиммунных процессов (клиническое наблюдение) // Стоматология. – 2006. - №8. – С. 18-21.
10. Цимбалистов А.В., Михайлова Е.С., Шабашова Н.В. и др. Иммунологические аспекты патогенеза непереносимости стоматологических конструкционных материалов // Стоматология. - 2006. - №4. - С. 37-40.