4.2.3 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-иой 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 фтора с 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 , Са^, 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

95

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

96

эмали и со временем прочно интегриру­ются в структуру кристаллической решет­ки, теряя при этом защитную функцию (рис. 4-9).

При аппликации монофтор фосфат а натрия (соединение фтора с ковалеят-ной связью) механизм взаимодействия фтора с зубной эмалью отличается от ре­акции ионов фтора с эмалью. Рассматри-вают три возможных механизма взаимо­действия:

Монофторфосфат проникает в слой эмали, где замещается ионами РО^ . В дальнейшем монофторфосфат уча­ствует в реакциях замещения, преоб­разуя гидроксил апатит во фторгидрок-силапатит или во фторапатит. Прямое замещение неактивньк моле­кул монофторфосфата (FP0²) на НРО,².

Гидролиз монофторфосфата фермен­тами слюны и зубного налета или орга-

б

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 (FJ и окружают кристалл слоем адсорбированных ионов (в форме "^Драгированной оболочки вокруг кристалла или в виде CaF^). В результате этого гидроксил-апатит 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.

97

ническими 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).

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 демине-рализованную 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-

98

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 способствовать образованию на поверх­ности эмали 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 млн'' F ) выше, чем в регионах, где питьевая вода не со­держит фтора. 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 млн"') зависит от особенностей организма: ско­рости слюноотделения, характера приня­той пищи или напитков. Среднее содер­жание фтора в зубном налете, в зависи­мости от применяемых методик подсчета результатов, колеблется между 55 и 85 млн ' (в пересчете на чистую массу) и 5-25 млн"' (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

Чистая поверхность здоровой эмали

|Покрытая налетом, деми-) нерализованная эмаль |

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.

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.

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 мо-^т 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.

99

Рис. 4-11. После местной аппликации фтор-содержащими препаратами, в зависимости от

100