Czytelnia Medyczna » Nowa Stomatologia » 3/2010 » Wpływ oporu elektrycznego tkanek zęba na proces wybielania

- reklama -

Fitomed
kosmetyki ziołowe

Usługi na jak najwyżym poziomie - serwis narciarski Warszawa

- reklama -

*Agnieszka Mielczarek, Anna Kwiatkowska, Marcin Zawadziński

Wpływ oporu elektrycznego tkanek zęba na proces wybielania

The impact of electrical resistance of dental tissue on bleaching process

Zakład Stomatologii Zachowawczej Instytutu Stomatologii Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. n. med. Elżbieta Jodkowska

Summary
Aim of the study:the aim of the study was the evaluation of the impact of electrical resistance of dental enamel on bleaching process.
Materials and methods: Extracted human permanent premolars were used in the study. Forty cubic samples with exposed enamel surfaces were prepared. Samples were polished, embaded in methacrylate and numbered. The electrical resistance values were measured before and after the implementation of whitening procedures by ECM IV system (LODE Diagnostics, Groningen, Holandia). Samples were bleached with 14% H₂O₂ Crest Whitestrips Supreme (Procter&Gamble, Cincinnati, Ohio, USA). The L*a*b* color parameters were measured by SpectroShade (MHT, Switzerland). The correlation between ECM values and the level of colour changes was evaluated.
Results: Spearman's rank correlation coefficient for baseline ECM values and mean percentage loss of L* and B* values were -0.54, and -0.63 respectively.
Conclusion: The results of the presented in vitro study revealed that several factors should be taken under consideration when the results of electrical resistance measurements are analyzed. ECM value could be a predictable factor for the assessment of susceptibility of dental enamel for bleaching process, but the further clinical study should be undertaken to confirm this relation.

Key words: electrical resistance, dental enamel, ECM, tooth bleaching.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Choroby błony śluzowej jamy ustnej i przyzębia

Dysfunkcja czaszkowo-żuchwowa

Fizjologia i patologia błony śluzowej jamy ustnej

W ostatnich latach znacznie wzrosło zapotrzebowanie na zabiegi związane z korektą barwy uzębienia. Wybielanie zębów stało się jednym z podstawowych elementów nowoczesnej stomatologii estetycznej. W wielu publikacjach podejmowano problem wpływu środków wybielających na morfologię szkliwa oraz jego własności fizyczne i chemiczne. Szkliwo jest najbardziej zmineralizowaną formą tkanki ciała ludzkiego. Składniki nieorganiczne stanowią ok. 98% jego składu. Hegsagonalna postać hydroksyapatytu jest elementarną jednostką strukturalną szkliwa. Badania histologiczne ujawniły, że kryształy apatytów szkliwa zorganizowane są w formy pryzmatyczne zatopione w organicznej substancji międzypryzmatycznej. Przestrzeń ta tworzy porowatą sieć wypełnioną głównie wodą oraz peptydami – zdegradowanymi enamelinami i amelogeninami. Prawidłowe szkliwo o małej zawartości materii organicznej posiada cechy dobrego izolatora. Spadek stopnia mineralizacji szkliwa wiążę się z powiększeniem obszaru przestrzeni międzypryzmatycznej, jak również wzrostem ruchu jonów w jego obrębie. Powoduje to wzrost przepływu prądu, a tym samym spadek oporu elektrycznego tkanek zęba.

Wybielanie stanowi proces chemiczny, w którym podstawową zasadą jest stopniowe utlenianie barwników, aż do uzyskania związków chemicznych całkowicie bezbarwnych. Dokładny mechanizm przeniesienia nadtlenku w głąb tkanek zęba nie jest znany. Arwill w swoich badaniach stwierdził, że nadtlenek wodoru zwiększa przepuszczalność struktur szkliwa, a tym samym powoduje zwiększony ruch jonów w jego obrębie. Ma to prawdopodobnie związek z niską masą cząsteczkową nadtlenku wodoru i jego zdolnością do denaturacji białek (1). Na podstawie wyników późniejszych badań określono, że penetracja preparatu odbywa się prawdopodobnie poprzez szczeliny w pryzmatach szkliwnych, działanie konwekcyjne lub klasyczną dyfuzję cząsteczek opartą na losowym doborze toru poruszania się cząsteczek (2).

Celem niniejszej pracy była ocena związku wartości oporu elektrycznego tkanek zęba z podatnością na zabiegi wybielania.

Materiał i metody

Jako materiał badawczy wykorzystano prawidłowe, zdrowe ludzkie zęby usunięte z różnych wskazań stomatologicznych, bez znamion odwapnienia szkliwa, co oceniano w mikroskopie optycznym jako homogenność struktury i brak przebarwień.

Po ekstrakcji zęby płukano pod bieżącą wodą, oczyszczano mechanicznie i przechowywano w roztworze wody destylowanej z dodatkiem kryształków tymolu. Z oczyszczonych i utrwalonych zębów, przygotowano próbki z eksponowaną powierzchnią szkliwa z jednej i zębiny z drugiej strony. Łącznie wykonano 40 próbek w kształcie walców o przekroju 4 mm zatopionych w bloczkach akrylowych (Durabase) które następnie numerowano, płukano w myjce ultradźwiękowej, szlifowano oraz polerowano ostatecznie pastą polerską z nasypem ziarna 0,3 ?m. Próbki poddano badaniu oporu elektrycznego z użyciem systemu ECM IV (LODE Diagnostics, Groningen, Holandia). Eksperymentalny pomiar w warunkach in vitro przeprowadzono umieszczając elektrodę czynną układu na powierzchni szkliwa, a bierną zwilżano gazą nasączoną solą fizjologiczną i przykładano do spodniej warstwy zębiny. Pomiary dokonywane były trzykrotnie dla każdej próbki, a uzyskane wyniki uśredniano. Następnie oceniono wyjściową barwę próbek zębów, poddając je analizie spektralnej z zastosowaniem systemu SpectroShade (MHT, Switzerland). Wykorzystano numeryczną skalą CIE L*a*b*.

Kolejnym etapem badań było przeprowadzenie procedur wybielających. Próbki wybielano, naklejając paski Crest Whitestrips Supreme (Procter and Gamble, Cincinnati, Ohio, USA) na osuszone powierzchnie szkliwa, inkubowano w cieplarce w temperaturze 37°C przez okres 30 minut, a następnie płukano H₂O i osuszano. Powyższe procedury powtórzono 10-ciokrotnie. Po zakończeniu procedur wybielających próbki ponownie poddano ocenie koloru i oporu elektrycznego. W analizie porównawczej uwzględniono zależność zmiany parametrów L i b od wyjściowej wartości oporu elektrycznego próbek szkliwa. W okresach pomiędzy procedurami badawczymi próbki szkliwa przechowywano w mieszaninie ludzkiej śliny. Uzyskane wyniki opracowano statystycznie z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego STATISTICA V.6.1 (StatSoft, Polska). Dla określenia zależności pomiędzy badanymi parametrami wykonano analizę korelacji i określono współczynnik korelacji Spearmana. Przyjęto 5% błąd wnioskowania i związany z nim poziom istotności p<0,05 wskazujący na występowanie istotnych statystycznie różnic bądź zależności.

Wyniki

Wyniki badań oporu elektrycznego próbek szkliwa z zastosowaniem systemu ECM IV przedstawiono w tabeli 1. Zaobserwowano spadek średniej wartości oporu elektrycznego szkliwa po wdrożeniu procedur wybielających. Różnice te nie były jednak istotne statystycznie. Istotnym elementem badań była ocena zmiany barwy ocenianych próbek szkliwa. Wyniki obrazujące stopień zmiany koloru przedstawiono w tabeli 2. Dane dotyczące badanych próbek szkliwa sugerują zmianę parametrów Lab w kierunku wzrostu średniej wartości jasności (L*) z 63,85 do 66,63, oraz spadku średniego poziomu parametru b* z 14,26 do 7,14. Analiza powyższych parametrów dowodzi, że próbki grupy testowej uległy niewielkiemu rozjaśnieniu (Δ= 3,27%) i znacznie zmniejszyło się ich zażółcenie (Δ= 29,2%). Ocenę zależności pomiędzy oporem elektrycznym szkliwa a stopniem zmiany barwy przedstawiono na rycinach 1 i 2. Obserwowana korelacja wykazuje umiarkowanie silną ujemną zależność liniową pomiarów. Korelacja rang Spearmana pomiędzy procentowym wzrostem rozjaśnienia a wyjściowym średnim poziomem oporu elektrycznego próbek szkliwa kształtowała się na poziomie r=-0,64. Niższe parametry korelacji, na poziomie r=-0,56, zaobserwowano analizując zależność pomiędzy wyjściowym średnim poziomem oporu elektrycznego próbek szkliwa a średnim procentowym spadkiem wartości parametru b*.

Tabela 1. Zmiana średniej wartości oporu elektrycznego próbek szkliwa przed i po wdrożeniu procedur wybielających.

Początkowa średnia wartość oporu elektrycznego próbek szkliwa (MW)	1,69 (? 0,55)
Końcowa średnia wartość oporu elektrycznego próbek szkliwa (MW)	1,47 (? 0,35)

Tabela 2. Zmiana barwy szkliwa po zastosowaniu procedur wybielających.

Barwa	L*	b*
początkowa	63,85 (? 2,2)	14,26 (? 3,7)
końcowa	66,63 (? 2,6)	7,14 (? 3,6)
D (%)	3,27	29,2

Ryc. 1. Wykres korelacji pomiędzy wyjściową średnią wartością oporu elektrycznego szkliwa a procentowym stopniem ich rozjaśnienia (% Δ L).

Ryc. 2. Wykres korelacji pomiędzy wyjściową średnią wartością oporu elektrycznego szkliwa a procentowym spadkiem ich zażółcenia (% Δ b).

Dyskusja

W pracy podjęto próbę odpowiedzi na pytanie czy wartość oporu elektrycznego szkliwa ma wpływ na proces wybielania zębów. W dostępnym piśmiennictwie nie spotkano tego typu opracowań. U podstaw metody badania oporu elektrycznego leży ocena przewodzenia prądu przez tkanki. Prawidłowe szkliwo nie przewodzi prądu lub przewodzi go w sposób ograniczony. W środowisku jamy ustnej mikropory szkliwa wypełniają się śliną i jej składnikami. Wzrost mikroporowatości szkliwa skutkuje więc wzrostem przewodnictwa elektrycznego w stopniu mierzalnym, a tym samym spadkiem poziomu oporu elektrycznego i impedancji. Zgodnie z teorią Arwilla, nadtlenek wodoru zwiększa przepuszczalność struktur szkliwa, a tym samym powoduje zwiększony ruch jonów w jego obrębie. Szkliwo wybielone powinno więc charakteryzować się zwiększoną porowatością i zmniejszonym oporem elektrycznym (1). W prezentowanych badaniach zaobserwowano spadek średniej wartości oporu elektrycznego szkliwa po wdrożeniu procedur wybielających, jednak różnice te nie były istotne statystycznie.

Mumford dokonał w 1956 roku pionierskich pomiarów oporu elektrycznego zębów usuniętych. Autor ustalił, iż poziom oporu w prawidłowym szkliwie waha się w granicach 2,6-20 MΩ (3). Wiele lat później Ricketts i wsp. przyjęli graniczny poziom prawidłowego oporu elektrycznego rejestrowanego w tkankach zęba na poziomie 2,2 MΩ. Uzyskane wartości poniżej 2,2 MΩ świadczą, zdaniem autorów o toczącym się procesie patologicznym (4). Badania Huysmans i wsp. oraz Wicht i wsp. potwierdzają hipotezę, iż przewodnictwo elektryczne tkanek zęba ma silny związek ze wzrostem porowatości tkanek. W prezentowanych badaniach poziom oporu elektrycznego tkanek wahał się w szerokich granicach 0,7-2,72 MΩ, mimo iż tkanki nie wykazywały zmian mikroskopowych (5, 6).

Na uwagę zasługuje również podnoszony w ostatnich latach problem wpływu licznych czynników miejscowych na uzyskane wartości pomiarowe elektrycznych własności tkanek zęba (7). Wśród uwarunkowań tych najczęściej wymienia się: stopień porowatości tkanki, jej grubość, wiek zęba, stopień uwodnienia tkanki, temperaturę pomiaru oraz stężenie jonów w płynach środowiska jamy ustnej.

Zespół Schulte i wsp. wykazał, iż zmiany zachodzące w strukturze szkliwa w okresie jego dojrzewania polegają m.in. na spadku jego naturalnej mikroporowatości (8). Powyższy aspekt uwzględniono w planowanych badania in vitro, wykorzystując młode zęby przedtrzonowe usunięte ze wskazań ortodontycznych.

Ważnym czynnikiem decydującym o własnościach elektrycznych tkanek zęba jest zawartość elektrolitów w jego strukturze. W przypadku badań prowadzonych w warunkach in vivo,mikropory szkliwa i zębiny wypełnione są elektrolitami pochodzącymi ze śliny. Prowadząc eksperyment w warunkach in vitro należy wziąć pod uwagę fakt, iż przechowywanie materiału badawczego w wodzie destylowanej spowoduje zmniejszenie poziomu elektrolitów i spadek przewodnictwa elektrycznego, w przeciwieństwie do zastosowanej soli fizjologicznej, która spowoduje wzrost przewodnictwa elektrycznego ocenianych tkanek (9). Ze względu na powyższe uwarunkowania, w prezentowanych badaniach próbki szkliwa przechowywano w mieszaninie ludzkiej śliny.

Stopień uwodnienia tkanki zęba wydaje się być również istotnym czynnikiem regulującym pomiar oporu elektrycznego. W nowoczesnym urządzeniu Electronic Caries Monitor – ECM IV, wprowadzono automatyczne osuszanie badanej powierzchni.

W prezentowanej dyskusji warto również odnieść się do wyników badań zespołu Hoppenbrouwersa. Autorzy pracy wykazali, że ostateczny wynik pomiaru oporu elektrycznego mierzonego na powierzchni zęba kształtowany jest przez sygnał pochodzący z zewnętrznej, 100 – mikrometrowej warstwy szkliwa (10). Próbki przygotowywane do omawianych badań były wstępnie szlifowane i polerowane. Procedura ta mogła prowadzić do niewielkiej utraty zewnętrznej warstwy szkliwa, a tym samym wpłynąć na wynik pomiarów.

Z rezultatów przytoczonych badań wynika, iż poziom oporu elektrycznego tkanek zęba zależny jest od wielu czynników i jego jednorazowy pomiar obarczony jest wieloma błędami. W prezentowanej pracy nie stwierdzono ewidentnego wzrostu porowatości szkliwa po wdrożeniu procedur wybielających. Korelacja rang Spearmana pomiędzy parametrami L* i b* a wyjściowym poziomem oporu elektrycznego próbek szkliwa kształtowała się na średnim ujemnym poziomie. Wartość oporu elektrycznego tkanek może więc być czynnikiem prognozującym potencjalny poziom ich wybielenia, jednak zależność ta powinna być potwierdzona w badaniach klinicznych.

Polecane książki z księgarni medycznej BORGIS:

Stomatologia zachowawcza

Stomatologia zachowawcza tom 2

Zadania testowe z endodoncji

Piśmiennictwo

1. Arwill T: Penetration of radioactive isotopes through the enamel and dentin. II Transfer of 22 Na in fresh and chemically treated dental tissues. Odontol Rev 1969; 20: 47. 2. Goldstein R, Garber D: Complete Dental Bleaching. Chicago, Quintesence Publishing Company. Inc 1995; pp. 53-56. 3. Mumford JM: Relationship between the electrical resistance of human teeth and the presence and extent of dental caries. Brit Dent J 1956; 100: 239-244. 4. Ricketts DN et al.: Histological Validation of electrical resistance measurements in the diagnosis of occlusal caries. Caries Res 1996; 30: 148-155. 5. Huysmans MC et al.: Surface-specific electrical occlusal caries diagnosis: reproducibility, correlation with histological lesion depth, and tooth type dependence. Caries Res 1998b; 32: 330-336. 6. Wicht MJ et al.: Intra-and interexaminer variability and validity of laser fluorescence and electrical resistance readings on root surface lesions. Caries Res 2002; 36(4): 241-8. 7. Longbottom C, Huysmans MC: Electrical Measurements for use in caries clinical trials. J Dent Res 2004; 83: C76-C79. 8. Schulte A, Gente M, Pieper K: Posteruptive changes of electrical resistance values in fissure enamel of premolars. Caries Res 1999; 33: 242-247. 9. Schulte A et al.: The electrical resistance of enamel-dentine cylinders. Influence of NaCl content in storage solutions. J Dent 1998; 26: 113-118. 10. Hoppenbrouwers PM, Scholberg HPF, Borggreven JM: Measurement of the permeability of dental enamel and its variation with depth using an electrochemical method. J Dent Res 1986; 65: 154-157.

otrzymano: 2010-05-18
zaakceptowano do druku: 2010-09-05

Adres do korespondencji:
*Agnieszka Mielczarek
Zakład Stomatologii Zachowawczej IS WUM w Warszawie
ul. Miodowa 18, 00-246 Warszawa
tel.: (22) 502 20 32
e-mail: agam@amwaw.edu.pl

Nowa Stomatologia 3/2010
Strona internetowa czasopisma Nowa Stomatologia

Powrót na górę strony

Pozostałe artykuły z numeru 3/2010:

- reklama -

Strona główna | Reklama | Kontakt