Воронежские ученые вместе с австралийцами разработали способ ранней диагностики флюороза

Исследователи из Воронежского госуниверситета (ВГУ) совместно с коллегами из Воронежского госмедуниверситета им. Н.Н. Бурденко и Австралийского синхротронного центра Австралийской ядерно-технологической организации исследовали особенности минерализации эмали зуба на начальных стадиях развития флюороза. Их опыт поможет ранней диагностике флюороза. Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда и опубликована в журнале Scientific Reports.

В своих исследованиях физики и медики использовали два наиболее чувствительных метода – рамановскую и синхротронную инфракрасную микроспектроскопию.

В первом случае на образцы зубов со здоровой и поврежденной эмалью воздействовало монохроматическое (с одной частотой) лазерное излучение, которое, отражаясь от поверхности эмали, разделялось на сигналы с несколькими частотами. Во втором случае образцы облучали светом в инфракрасном диапазоне, который вызывал колебания связей в материале эмали.

Каждое вещество в составе эмали по-своему реагирует на излучение (поглощает его или отражает), поэтому спектры инфракрасного и рамановского излучения содержат уникальную информацию о молекулярном строении и химическом составе зубной эмали. Таким образом можно быстро и просто определять соединения в ней и обнаруживать патологические процессы.

«Мы впервые изучили процессы минерализации апатита эмали на новом уровне, исследовав атомарные замещения в кристаллической решетке, происходящие при поступлении высоких концентраций фтора. Результаты исследования будут использованы при диагностике поступления элемента в твердые ткани зуба человека, в том числе на этапах проведения профилактических мероприятий с использованием фторсодержащих кариес-профилактических средств. Такой диагностический подход позволит эффективно снижать поражение зубов кариесом и одновременно с этим уменьшит вероятность нарушения развития других органов и систем человека», – сообщил об итогах работы руководитель проекта РНФ, завкафедрой физики твердого тела и наноструктур ВГУ Павел Середин.

От заболеваний полости рта, по данным ВОЗ, в мире страдают почти 3,5 млрд человек. Самым распространенным заболеванием является кариес, который диагностируют хотя бы раз в жизни почти у 99% взрослых. В большинстве стран с высоким уровнем доходов стоматологическое лечение составляет в среднем 20% личных расходов на здравоохранение.

Частота появления кариеса зависит от количества соединений фтора, попадающих в организм с водой и продуктами питания. Ионы фтора замещают гидроксильные группы в структуре апатита (основного вещества зубной эмали), из-за чего формируется фторапатит кальция, более устойчивый к кариесу.

Однако избыток фтора в питьевой воде и нерациональное использование профилактических средств (в том числе зубных паст с фтором) может вызвать нарушение минерализационных и транспортных функций эмали. Это приводит к дальнейшему развитию флюороза, а он – к образованию трещин и сколов на зубах, а порой и к полному их разрушению. В более тяжелых случаях интоксикация фтором способствует возникновению остеосклероза и остеопороза.

Диагностика флюороза затруднена, поскольку заболевание не проявляется клинически до видимого изменения цвета и морфологии зубов. В этой ситуации необходимо было разработать методики диагностики состояния эмали, позволяющей регистрировать изменения на самых ранних стадиях заболевания. Этим и занялись воронежские ученые.