Szkliwo zębów - Tooth enamel

szkliwo zębów
Oznakowanymolar.jpg
Oznaczony trzonowiec
Detale
Identyfikatory
łacina szkliwo
Siatka D003743
TA98 A05.1.03.056
TA2 938
FMA 55629
Terminologia anatomiczna
Części zęba, w tym szkliwo (przekrój).

Szkliwo zębów jest jedną z czterech głównych tkanek tworzących ząb u ludzi i wielu innych zwierząt, w tym niektórych gatunków ryb. Stanowi normalnie widoczną część zęba, zakrywając koronę . Inne główne tkanki to zębina , cement i miazga zębowa . Jest to bardzo twarda, biała lub biaława, wysoce zmineralizowana substancja, która działa jak bariera chroniąca ząb, ale może stać się podatna na degradację, zwłaszcza przez kwasy z żywności i napojów. Wapń utwardza ​​szkliwo zębów. W rzadkich przypadkach szkliwo nie tworzy się, pozostawiając leżącą pod spodem zębinę odsłoniętą na powierzchni.

Cechy

Emalia jest najtwardszą substancją w ludzkim ciele i zawiera najwyższy procent minerałów (w 96%), a resztę stanowi woda i materiał organiczny. Podstawowym minerałem jest hydroksyapatyt , który jest krystalicznym fosforanem wapnia . Szkliwo tworzy się na zębie, podczas gdy ząb rozwija się w kości szczęki, zanim wyskoczy do jamy ustnej. Po całkowitym uformowaniu szkliwo nie zawiera naczyń krwionośnych ani nerwów i nie składa się z komórek. Remineralizacja zębów może naprawić uszkodzenia zęba do pewnego stopnia, ale uszkodzenia poza tym nie mogą być naprawione przez organizm. Konserwacja i naprawa szkliwa zębów człowieka jest jednym z podstawowych problemów stomatologii .

U ludzi, emalia ma różną grubość na powierzchni zęba, często najgrubszy na zakręcie , do 2,5 mm, a najcieńsza przy jej granicy z cementem na skrzyżowaniu cementowego (cej).

Normalny kolor szkliwa waha się od jasnożółtego do szarawego (niebieskawego) białego. Na krawędziach zębów, gdzie nie ma zębiny pod szkliwem, kolor ma czasami lekko niebieski lub półprzezroczysty, białawy odcień, łatwo widoczny na górnych siekaczach . Ponieważ szkliwo jest półprzezroczyste , kolor zębiny i wszelkich materiałów pod szkliwem silnie wpływa na wygląd zęba. Szkliwo na zębach mlecznych ma bardziej nieprzejrzystą formę krystaliczną i dlatego wydaje się bielsze niż na zębach stałych.

Duża ilość minerałów w szkliwie odpowiada nie tylko za jego wytrzymałość, ale także za kruchość. Szkliwo zębów zajmuje 5 miejsce w skali twardości Mohsa (pomiędzy stalą a tytanem) i ma moduł Younga 83 GPa. Zębina, mniej zmineralizowana i mniej krucha, o twardości 3-4, kompensuje szkliwo i jest niezbędna jako podpora. Na radiogramach można zauważyć różnice w mineralizacji różnych części zęba i otaczającego przyzębia; szkliwo wydaje się jaśniejsze niż zębina lub miazga, ponieważ jest gęstsze od obu i bardziej nieprzepuszczalne dla promieni rentgenowskich .

Szkliwo nie zawiera kolagenu , który występuje w innych tkankach twardych, takich jak zębina i kości , ale zawiera dwie unikalne klasy białek : amelogeniny i szkliwa . Chociaż rola tych białek nie jest w pełni zrozumiała, uważa się, że pomagają one w rozwoju szkliwa, służąc między innymi jako podstawa tworzenia minerałów. Po osiągnięciu dojrzałości szkliwo jest prawie całkowicie pozbawione miękkiej materii organicznej. Szkliwo jest nieunaczynione, nie ma w nim unerwienia i nie jest odnawiane, jednak nie jest tkanką statyczną, gdyż może ulegać zmianom mineralizacyjnym.

Struktura

Oznakowana.jpg

Podstawową jednostką emalii jest pręt emaliowany . Pryzmat szkliwa o średnicy 4–8  μm , formalnie nazywany pryzmatem szkliwa, jest ciasno upakowaną masą kryształów hydroksyapatytu o uporządkowanym wzorze. W przekroju poprzecznym najlepiej porównać go do dziurki od klucza, z wierzchołkiem lub głową zorientowaną w kierunku korony zęba, a dołem lub ogonem zorientowanym w kierunku korzenia zęba.

Układ kryształów w każdym pręcie emalii jest bardzo złożony. Zarówno ameloblasty (komórki inicjujące tworzenie szkliwa), jak i procesy Tomesa wpływają na wzór kryształów. Kryształy emalii w główce pręta emaliowanego są zorientowane równolegle do długiej osi pręta. Po znalezieniu się w ogonie emaliowanego pręta orientacja kryształów odbiega nieznacznie (65 stopni) od długiej osi.

Bardziej zrozumiałe jest rozmieszczenie pręcików emalii niż ich wewnętrzna struktura. Pręciki szkliwa znajdują się w rzędach wzdłuż zęba, a w każdym rzędzie długa oś pręta szkliwa jest na ogół prostopadła do leżącej poniżej zębiny. W zębach stałych pręciki szkliwa w pobliżu połączenia szkliwno-cementowego (CEJ) przechylają się nieznacznie w kierunku korzenia zęba. Zrozumienie orientacji szkliwa jest bardzo ważne w stomatologii odtwórczej, ponieważ szkliwo niepodparte leżącą pod spodem zębiną jest podatne na pękanie.

Szkliwo i zębina - przekrój szlifowany.jpg

Obszar wokół pręta emaliowanego jest znany jako emalia interrod . Emalia Interrod ma taki sam skład jak pałeczka, jednak rozróżnia się je histologicznie, ponieważ w każdym z nich orientacja kryształów jest inna. Granica, na której spotykają się kryształy prętów emaliowanych i kryształy emalii międzyprętowej, nazywana jest osłoną pręta .

Rozstępy Retziusa to narastające linie, które wydają się brązowe na poplamionej części dojrzałego szkliwa. Linie te składają się z pasm lub poprzecznych prążków na pręcikach emalii, które połączone w podłużne odcinki wydają się przecinać pręciki emalii. Powstałe w wyniku zmian średnicy wyrostków Tomesa te przyrostowe linie wykazują wzrost szkliwa, podobny do rocznych słojów na drzewie na poprzecznych przekrojach szkliwa. Dokładny mechanizm, który wytwarza te linie, jest nadal przedmiotem dyskusji. Niektórzy badacze stawiają hipotezę, że zmarszczki są wynikiem dobowego (dobowego) rytmu metabolicznego ameloblastów wytwarzających macierz szkliwa, na który składa się okres aktywnej pracy wydzielniczej, po którym następuje nieaktywny okres odpoczynku podczas rozwoju zęba. Tak więc każdy pasek na pręcie szkliwa pokazuje wzorzec pracy/odpoczynku ameloblastów, który zwykle występuje w ciągu tygodnia.

Perikymata, która jest związana z prążkami, to płytkie bruzdy, które stwierdza się klinicznie na nie żucia powierzchni niektórych zębów w jamie ustnej. Perikymata jest zwykle tracona w wyniku ścierania się zębów, z wyjątkiem chronionych obszarów szyjkowych niektórych zębów, zwłaszcza stałych siekaczy centralnych, kłów i pierwszych zębów przedtrzonowych, i może być mylona z kamieniem nazębnym. Ciemniejsza niż inne linie przyrostowe, linia noworodkowa jest linią przyrostową, która oddziela szkliwo powstałe przed i po urodzeniu. Linia noworodkowa oznacza stres lub uraz doświadczany przez ameloblasty podczas porodu, ponownie ilustrując wrażliwość ameloblastów podczas tworzenia macierzy szkliwa. Jak można się spodziewać, linia noworodkowa znajduje się we wszystkich zębach mlecznych oraz w większych guzkach stałych pierwszych trzonowców. Zawierają nieregularne struktury graniastosłupów szkliwa z nieuporządkowanymi układami kryształów, zasadniczo utworzonymi przez nagłe wygięcie pryzmatów w kierunku nasady; zwykle pryzmaty stopniowo wyginały się ponownie, aby odzyskać swoją poprzednią orientację.

Sękate szkliwo znajduje się na wierzchołkach zębów. Jego poskręcany wygląd wynika z ułożenia prętów emalii i rzędów, w których leżą.

Rozwój

Slajd histologiczny przedstawiający rozwijający się ząb. Usta byłyby w obszarze przestrzeni u góry obrazu.

Tworzenie szkliwa jest częścią całego procesu rozwoju zębów . Pod mikroskopem można zidentyfikować różne agregacje komórkowe w tkankach rozwijającego się zęba, w tym struktury znane jako narząd szkliwa , blaszka zębowa i brodawka zębowa . Powszechnie uznawane etapy rozwoju zęba to stadium pączka, stadium kapelusza, stadium dzwonka i stadium korony lub zwapnienia. Tworzenie się szkliwa jest po raz pierwszy widoczne w fazie korony.

Amelogeneza , czyli tworzenie szkliwa, następuje po utworzeniu zębiny za pośrednictwem komórek znanych jako ameloblasty. Szkliwo ludzkie tworzy się w tempie około 4 μm dziennie, zaczynając od przyszłego położenia guzków, około trzeciego lub czwartego miesiąca ciąży. Jak we wszystkich procesach ludzkich, tworzenie szkliwa jest złożone, ale generalnie można je podzielić na dwa etapy. Pierwszy etap, zwany etapem wydzielniczym, obejmuje białka i macierz organiczną tworzące częściowo zmineralizowane szkliwo. Drugi etap, zwany etapem dojrzewania, kończy mineralizację szkliwa.

Slajd histologiczny przedstawiający tworzenie się szkliwa

W fazie wydzielniczej ameloblasty są spolaryzowanymi komórkami kolumnowymi . W szorstkiej siateczce endoplazmatycznej tych komórek białka szkliwa są uwalniane do otaczającego obszaru i przyczyniają się do powstawania tzw. macierzy szkliwa, która jest następnie częściowo mineralizowana przez enzym fosfatazę alkaliczną . Kiedy ta pierwsza warstwa jest utworzona, ameloblasty odsuwają się od zębiny, umożliwiając rozwój procesów Tomesa w wierzchołkowym biegunie komórki. Tworzenie się szkliwa trwa wokół sąsiednich ameloblastów, w wyniku czego powstaje obszar otoczony murem lub jama, w której znajduje się wyrostek Tomesa, a także pod koniec każdego procesu Tomesa, powodując odkładanie się macierzy szkliwa wewnątrz każdego zagłębienia. Matryca w jamie w końcu stanie się emaliowanym prętem, a ściany staną się ostatecznie emalią międzyprętową. Jedynym wyróżnikiem między nimi jest orientacja kryształów fosforanu wapnia.

W fazie dojrzewania ameloblasty transportują substancje wykorzystywane do tworzenia szkliwa. Histologicznie najbardziej godnym uwagi aspektem tej fazy jest to, że komórki te stają się prążkowane lub mają pofałdowaną granicę. Znaki te pokazują, że ameloblasty zmieniły swoją funkcję z produkcji, jak na etapie sekrecji, na transport. Większość transportowanego materiału stanowią białka użyte do końcowego procesu mineralizacji. Białka godne uwagi związane są amelogeniny , ameloblastins , enamelins i tuftelin . W jaki sposób białka te są wydzielane do struktury szkliwa wciąż nie wiadomo; inne białka, takie jak komponenty sygnalizacyjne Wnt BCL9 i Pygopus są zaangażowane w ten proces. Podczas tego procesu amelogeniny i ameloblastyny ​​są usuwane po użyciu, pozostawiając szkliwo i tuftelinę w szkliwie. Pod koniec tego etapu szkliwo zakończyło swoją mineralizację.

W pewnym momencie przed wyrżnięciem zęba w jamie ustnej, ale po fazie dojrzewania ameloblasty ulegają rozpadowi. W konsekwencji szkliwo, w przeciwieństwie do wielu innych tkanek organizmu, nie ma możliwości samoregeneracji. Po zniszczeniu szkliwa w wyniku próchnicy lub urazu ani organizm, ani dentysta nie są w stanie odtworzyć tkanki szkliwa. Na szkliwo mogą mieć wpływ procesy niepatologiczne.

Szkliwo pokryte jest różnymi strukturami związanymi z rozwojem zęba:

  • Błona Nasmytha lub naskórek szkliwa, struktura pochodzenia embriologicznego składa się z keratyny, z której powstaje narząd szkliwa .
  • Nabyta błonka, struktura nabyta po wyrznięciu zęba składa się z resztek pokarmu, kamienia nazębnego, płytki nazębnej (błonka organiczna).

Postęp tworzenia szkliwa zębów mlecznych

  Ilość szkliwa powstałego przy urodzeniu  Zakończono mineralizację szkliwa 
Podstawowym
szczękowej
ząb
Siekacz centralny 5/6 1,5 miesiąca po urodzeniu
Siekacz boczny 2/3 2,5 miesiąca po urodzeniu
Psi 1/3 9 miesięcy po urodzeniu
pierwszy trzonowiec Guzki zjednoczone; zwarcie całkowicie uwapnione
i 1/2 do 3/4 wysokości korony
6 miesięcy po urodzeniu
drugi trzonowiec Guzki zjednoczone; zgryz niecałkowicie uwapniony;
zwapniała tkanka pokrywa od 1/5 do 1/4 wysokości korony
11 miesięcy po urodzeniu
Podstawowym
żuchwy
ząb
Siekacz centralny 3/5 2,5 miesiąca po urodzeniu
Siekacz boczny 3/5 3 miesiące po urodzeniu
Psi 1/3 9 miesięcy po urodzeniu
pierwszy trzonowiec Guzki zjednoczone; zwarcie
całkowicie uwapnione
5,5 miesiąca po urodzeniu
drugi trzonowiec Guzki zjednoczone; zgryz
niecałkowicie uwapniony
10 miesięcy po urodzeniu

Utrata szkliwa

Wysoka zawartość minerałów w szkliwie, które sprawiają, że ta tkanka jest najtwardsza w organizmie człowieka, powoduje również jej demineralizację w procesie często występującym jako próchnica zębów , inaczej zwana próchnicą. Do demineralizacji dochodzi z kilku powodów, ale najważniejszą przyczyną próchnicy zębów jest spożycie węglowodanów ulegających fermentacji . Próchnica zębów powstaje, gdy kwasy rozpuszczają szkliwo: Szkliwo jest również tracone w wyniku zużycia zębów i złamań szkliwa .

Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ( s ) + 8H + ( aq ) → 10Ca 2+ ( aq ) + 6HPO 4 2− ( aq ) + 2H 2 O( l )

Cukry i kwasy z cukierków , napojów bezalkoholowych i soków owocowych odgrywają istotną rolę w próchnicy zębów, a co za tym idzie w niszczeniu szkliwa. W jamie ustnej znajduje się duża liczba i różnorodność bakterii , a gdy sacharoza , najpowszechniejszy z cukrów, pokrywa powierzchnię jamy ustnej, niektóre bakterie wewnątrzustne wchodzą z nią w interakcję i tworzą kwas mlekowy , który obniża pH w jamie ustnej. Ogólnie przyjmuje się, że krytyczne pH dla szkliwa zębów wynosi 5,5. Gdy kwasy są obecne i osiągnięto krytyczne pH, kryształy hydroksyapatytu szkliwa ulegają demineralizacji, umożliwiając większą inwazję bakterii w głąb zęba. Najważniejszą bakterią zaangażowaną w próchnicę zębów jest Streptococcus mutans , ale liczba i rodzaj bakterii zmienia się wraz z postępem niszczenia zębów.

Ponadto morfologia zębów wskazuje, że najczęstszym miejscem powstawania próchnicy są głębokie bruzdy, doły i szczeliny szkliwa. Jest to oczekiwane, ponieważ te miejsca są niedostępne szczoteczką do zębów i pozwalają na zamieszkiwanie tam bakterii. Kiedy dochodzi do demineralizacji szkliwa, dentysta może użyć ostrego narzędzia, takiego jak dentysta , i „wyczuć kij” w miejscu próchnicy. Ponieważ szkliwo nadal staje się mniej zmineralizowane i nie jest w stanie zapobiec wnikaniu bakterii, wpływa to również na leżącą poniżej zębinę. Kiedy zębina, która normalnie podtrzymuje szkliwo, jest zniszczona przez stan fizjologiczny lub próchnicę, szkliwo nie jest w stanie zrekompensować swojej kruchości i łatwo odrywa się od zęba.

Skutki bruksizmu na zębie przednim, odsłaniające zębinę i miazgę, które zwykle są ukryte przez szkliwo

Stopień prawdopodobieństwa wystąpienia próchnicy , zwany próchnicowością , zależy od takich czynników, jak czas przebywania cukru w ​​jamie ustnej. Wbrew powszechnemu przekonaniu to nie ilość spożytego cukru, ale częstotliwość spożycia cukru jest najważniejszym czynnikiem powodującym próchnicę zębów. Kiedy pH w jamie ustnej początkowo spada po spożyciu cukrów, szkliwo jest demineralizowane i pozostaje podatne na uszkodzenia przez około 30 minut. Spożywanie większej ilości cukru na jednym posiedzeniu nie wydłuża czasu demineralizacji. Podobnie, zjedzenie mniejszej ilości cukru podczas jednego posiedzenia nie skraca czasu demineralizacji. Tak więc spożywanie dużej ilości cukru o jednej porze dnia jest mniej szkodliwe niż spożywanie bardzo małej ilości w wielu odstępach czasu w ciągu dnia. Na przykład, jeśli chodzi o zdrowie jamy ustnej, lepiej zjeść jeden deser w porze obiadowej niż podjadać w ciągu dnia torebkę cukierków .

Oprócz inwazji bakteryjnej szkliwo jest również podatne na inne siły niszczące. Bruksizm , znany również jako zaciskanie lub zgrzytanie zębami, bardzo szybko niszczy szkliwo. Szybkość zużywania się szkliwa, nazywana ścieraniem , wynosi 8 mikrometrów rocznie w stosunku do normalnych czynników. Powszechnym błędnym przekonaniem jest to, że szkliwo ściera się głównie podczas żucia, ale w rzeczywistości zęby rzadko dotykają się podczas żucia. Ponadto normalny kontakt zębów jest kompensowany fizjologicznie przez więzadła przyzębia (pdl) i ułożenie zgryzu . Prawdziwie destrukcyjnymi siłami są ruchy parafunkcyjne występujące w bruksizmie, które mogą spowodować nieodwracalne uszkodzenie szkliwa.

Inne niebakteryjne procesy niszczenia szkliwa obejmują ścieranie (z udziałem obcych elementów, takich jak szczoteczki do zębów), erozję (z udziałem procesów chemicznych, takich jak rozpuszczanie w napojach gazowanych lub cytrynie i innych sokach) oraz ewentualnie abfrakcja (z udziałem sił ściskających i rozciągających).

Chociaż emalia jest określana jako twarda, ma podobną kruchość do szkła , co sprawia, że ​​w przeciwieństwie do innych naturalnych struktur laminowanych odpornych na pękanie , takich jak skorupa i masa perłowa , jest podatna na pękanie . Mimo to podczas żucia może wytrzymać siłę zgryzu dochodzącą do 1000 N wiele razy dziennie. Ta odporność jest częściowo spowodowana mikrostrukturą szkliwa, która zawiera kępki szkliwa, które stabilizują takie złamania na połączeniu zębinowo-szkliwym. Konfiguracja zęba działa również w celu zmniejszenia naprężeń rozciągających, które powodują złamania podczas gryzienia.

Refluks żołądkowo-przełykowy może również prowadzić do utraty szkliwa, ponieważ kwaśny refluks w górę przełyku i do ust występuje najczęściej podczas nocnego snu.

Hygiena jamy ustnej

Ponieważ szkliwo jest podatne na demineralizację, zapobieganie próchnicy jest najlepszym sposobem na zachowanie zdrowia zębów. Większość krajów ma szerokie zastosowanie szczoteczek do zębów , które mogą zmniejszyć liczbę biofilmu nazębnego i cząstek pokarmu na szkliwie. W odizolowanych społeczeństwach, które nie mają dostępu do szczoteczek do zębów, ludzie ci często używają innych przedmiotów, takich jak patyczki, do czyszczenia zębów. Między dwoma sąsiednimi zębami używa się nici dentystycznej do wycierania powierzchni szkliwa z płytki nazębnej i resztek jedzenia, aby zniechęcić do rozwoju bakterii. Chociaż ani nici dentystyczne ani szczoteczki do zębów nie są w stanie przeniknąć do głębokich rowków i zagłębień w szkliwie, dobre ogólne nawyki w zakresie higieny jamy ustnej mogą zwykle zapobiegać rozwojowi bakterii wystarczającego do powstrzymania rozwoju próchnicy. Integralność strukturalna szkliwa ma podłoże genetyczne, podobnie jak jego predyspozycje do demineralizacji lub ataku bakterii.

Remineralizacja

Fluor katalizuje dyfuzję wapnia i fosforanu do powierzchni zęba, co z kolei remineralizuje struktury krystaliczne w jamie zębowej. Zremineralizowane powierzchnie zębów zawierają fluorowany hydroksyapatyt i fluoroapatyt , które są znacznie bardziej odporne na atak kwasu niż oryginalny ząb. W zapobieganiu próchnicy stosuje się terapię fluorkową .

Zwykłe tace stomatologiczne wypełnione pianką fluorkową

Jon fluorkowy , jako środek przeciwdrobnoustrojowy, może aktywować bakterie indukowane fluorem geny związane z ryboprzełącznikami fluorku. Połączenie jonu fluorkowego i QAS (czwartorzędowe sole amonowe) wykazało silniejsze działanie przeciwdrobnoustrojowe na wiele bakterii jamy ustnej związanych z próchnicą, w tym S. mutans .

Kontrowersje dotyczące fluoru

Pomimo krytyków fluoryzacji, większość dentystów i organizacji zgadza się, że włączenie fluoru do wody publicznej jest jedną z najskuteczniejszych metod zmniejszania występowania próchnicy. Fluor można znaleźć naturalnie w wielu miejscach, takich jak oceany i inne źródła wody. Zalecana dawka fluoru w wodzie pitnej nie zależy od temperatury powietrza.

Wiele grup ludzi wypowiada się przeciwko fluoryzowanej wodzie pitnej z powodów takich jak neurotoksyczność fluoru lub szkody, jakie fluor może wyrządzić w postaci fluorozy . Fluoroza jest stanem wynikającym z nadmiernej ekspozycji na fluor, zwłaszcza w wieku od 6 miesięcy do 5 lat, i objawia się cętkowanym szkliwem. W konsekwencji zęby wyglądają nieestetycznie, choć częstość występowania próchnicy w tych zębach jest bardzo mała. Tam, gdzie fluor występuje naturalnie w wysokich stężeniach, często stosuje się filtry w celu zmniejszenia ilości fluoru w wodzie. Z tego powodu lekarze stomatolodzy opracowali kody ograniczające ilość fluoru, jaką osoba powinna zażywać. Kody te są wspierane przez American Dental Association i American Academy of Pediatric Dentistry;

Co więcej, o ile miejscowy fluor znajdujący się w pastach do zębów i płynach do płukania jamy ustnej nie powoduje fluorozy, jego działanie jest obecnie uważane za ważniejsze niż działanie fluoru ogólnoustrojowego, na przykład podczas picia fluorowanej wody. Jednak fluor ogólnoustrojowy działa również miejscowo, przy wzroście poziomu fluoru w ślinie również podczas picia fluoryzowanej wody. Ostatnio dentyści szukają innych sposobów na prezentację fluoru (na przykład w lakierze) lub innych produktów mineralizujących, takich jak amorficzny fosforan wapnia, w formie zabiegów miejscowych, wykonywanych przez profesjonalistów lub samodzielnie. Mineralizacja początkowej zmiany zamiast późniejszej odbudowy jest głównym celem większości stomatologów.

Odrost

Brytyjscy naukowcy z Bristol University i Leeds Dental Institute opracowali żele, które mogą zregenerować zepsute lub zniszczone szkliwo zębów. Na ząb nakładany jest hydrożel peptydowy. Tworzy to rusztowanie białkowe, na którym ze śliny osadza się nowy wapń tworzący szkliwo. Naukowcy twierdzą, że zaobserwowali „bardzo znaczące” poziomy naprawy, w których oznaki rozpadu zostały cofnięte kilka miesięcy po pojedynczym zastosowaniu związku.

Naukowcy z University of Southern California opracowali hydrożel peptydowy amelogenina-chitozan, który wychwytuje ze śliny jony minerałów wapnia i fosforu, tworząc wysoce zorientowaną warstwę podobną do szkliwa, przywracając do 80% twardości normalnego szkliwa.

W roku 2019 stwierdzono, że mieszanie chińskie naukowcy wapnia i fosforany jonów z trietyloaminy w roztworze alkoholu powoduje szkliwa rośnie o takiej samej strukturze, jak zęby (A biomimetycznego remineralizacji).

Procedury stomatologiczne

Zdjęcie rentgenowskie pokazujące szkliwo i zębinę zastąpione odbudową amalgamatową

Uzupełnienia stomatologiczne

Większość uzupełnień protetycznych polega na usunięciu szkliwa. Często celem usunięcia jest uzyskanie dostępu do leżącej pod spodem próchnicy zębiny lub stanu zapalnego w miazdze . Dzieje się tak zazwyczaj w przypadku uzupełnień amalgamatowych i leczenia endodontycznego .

Niemniej jednak szkliwo można czasami usunąć, zanim pojawi się jakikolwiek próchnica. Najpopularniejszym przykładem jest uszczelniacz dentystyczny . W przeszłości proces nakładania laków dentystycznych polegał na usuwaniu szkliwa z głębokich bruzd i bruzd zęba, a następnie zastępowaniu go materiałem odbudowującym. Obecnie częściej usuwa się tylko zbutwiałe szkliwo, jeśli jest obecne. Mimo to nadal zdarzają się przypadki, w których głębokie bruzdy i bruzdy w szkliwie są usuwane w celu zapobieżenia próchnicy, a uszczelniacz może być nakładany lub nie, w zależności od sytuacji. Uszczelniacze są wyjątkowe, ponieważ stanowią prewencyjne uzupełnienia chroniące przed próchnicą w przyszłości i wykazano, że zmniejszają ryzyko próchnicy o 55% w ciągu 7 lat.

Estetyka to kolejny powód do usunięcia szkliwa. Usunięcie szkliwa jest konieczne przy zakładaniu koron i licówek, aby poprawić wygląd zębów. W obu tych przypadkach, gdy nie jest podparta leżącą pod spodem zębiną, ta część szkliwa jest bardziej podatna na złamanie.

Techniki trawienia kwasem

Wynalezione w 1955 r. wytrawianie kwasem wykorzystuje wytrawiacze dentystyczne i jest często stosowane podczas łączenia uzupełnień protetycznych z zębami. Jest to ważne przy długotrwałym stosowaniu niektórych materiałów, takich jak kompozyty i uszczelniacze . Rozpuszczając minerały w szkliwie, wytrawiacze usuwają zewnętrzne 10 mikrometrów z powierzchni szkliwa i tworzą porowatą warstwę o głębokości 5–50 mikrometrów. Powoduje to mikroskopijną szorstkość szkliwa i zwiększa powierzchnię, na której można się wiązać.

Wpływ trawienia kwasem na szkliwo może być różny. Ważnymi zmiennymi są czas stosowania wytrawiacza, rodzaj użytego wytrawiacza i aktualny stan szkliwa.

Istnieją trzy rodzaje wzorów tworzonych przez trawienie kwasem. Typ 1 to wzór, w którym rozpuszczone są głównie pręciki szkliwa; typ 2 to wzór, w którym rozpuszczony jest głównie obszar wokół pręcików szkliwa; a typ 3 to wzór, w którym nie ma śladów po emaliowanych prętach. Poza stwierdzeniem, że typ 1 jest najkorzystniejszym wzorem, a typ 3 najmniej, wyjaśnienie tych różnych wzorów nie jest na pewno znane, ale najczęściej przypisuje się je różnej orientacji kryształów w szkliwie.

Wybielanie zębów

Przebarwienia zębów z biegiem czasu mogą wynikać z ekspozycji na substancje takie jak tytoń , kawa i herbata . Przebarwienia występują w obszarze międzypryzmatycznym wewnątrz szkliwa, co powoduje, że ząb wydaje się ciemniejszy lub ogólnie bardziej żółty. W idealnym stanie szkliwo jest bezbarwne, ale odbija leżącą pod spodem strukturę zęba wraz z jego przebarwieniami, ponieważ właściwości odbijania światła przez ząb są niskie.

Wybielanie zębów lub procedury wybielania zębów mają na celu rozjaśnienie koloru zęba na dwa sposoby: poprzez działanie chemiczne lub mechaniczne. Działający chemicznie środek wybielający służy do przeprowadzenia reakcji utleniania w szkliwie i zębinie. Środki najczęściej stosowane do samoistnej zmiany koloru zębów to nadtlenek wodoru i nadtlenek karbamidu . Rodniki tlenowe z nadtlenku w środkach wybielających stykają się z plamami w przestrzeniach międzypryzmatycznych w warstwie szkliwa. Kiedy to nastąpi, plamy zostaną wybielone, a zęby będą miały jaśniejszy kolor. Zęby nie tylko wydają się bielsze, ale także odbijają światło w większej ilości, co sprawia, że ​​zęby również wydają się jaśniejsze. Badania pokazują, że wybielanie nie powoduje żadnych zmian ultrastrukturalnych ani mikrotwardości w tkankach zęba.

Badania pokazują, że pacjenci, którzy wybielili zęby, lepiej o nie dbają. Jednak produkt do wybielania zębów o ogólnie niskim pH może narazić szkliwo na ryzyko próchnicy lub zniszczenia w wyniku demineralizacji. W związku z tym należy zachować ostrożność i ocenić ryzyko przy wyborze produktu, który jest bardzo kwaśny. Wybielacze do zębów w pastach do zębów działają poprzez działanie mechaniczne. Posiadają łagodne środki ścierne, które pomagają w usuwaniu plam z emalii. Chociaż może to być skuteczna metoda, nie zmienia wewnętrznego koloru zębów. Techniki mikroabrazji wykorzystują obie metody. Najpierw stosuje się kwas, aby osłabić zewnętrzne 22-27 mikrometrów szkliwa, aby osłabić je wystarczająco dla późniejszej siły ściernej. Pozwala to na usunięcie powierzchownych przebarwień w szkliwie. Jeśli przebarwienie jest głębsze lub w zębinie, ta metoda wybielania zębów nie będzie skuteczna.

Powiązana patologia

Nieodwracalne ubytki szkliwa spowodowane nieleczoną celiakią. Mogą być jedyną wskazówką do jej rozpoznania, nawet przy braku objawów żołądkowo-jelitowych, ale często są mylone z fluorozą, przebarwieniami tetracyklinowymi lub innymi przyczynami. National Institutes of Health obejmuje egzamin stomatologicznych w protokole diagnostycznym choroby trzewnej .

Istnieje 14 różnych typów niedoskonałości amelogenezy . Hypocalcification typ, który jest najczęstszą, jest autosomalny dominujący stan, który powoduje, że szkliwo nie jest całkowicie zmineralizowanych. W konsekwencji szkliwo łatwo odpada z zębów, które z powodu odkrytej zębiny wydają się żółte. Typ hipoplastyczny jest sprzężony z chromosomem X i powoduje normalne szkliwo, które pojawia się w zbyt małej ilości, co daje taki sam efekt jak typ najbardziej powszechny.

Przewlekła encefalopatia bilirubinowa , która może być wynikiem erytroblastozy płodowej , jest chorobą mającą liczne skutki u niemowląt , ale może również powodować hipoplazję szkliwa i zielone zabarwienie szkliwa.

Hipoplazja szkliwa jest szeroko definiowana jako obejmująca wszystkie odchylenia od normalnego szkliwa w różnych stopniach jego nieobecności. Brakujące szkliwo może być zlokalizowane, tworząc małe wgłębienie lub może być całkowicie nieobecne.

Krwiotwórczej porfirię jest chorobą genetyczną, co skutkuje odkładaniem porfiryn w organizmie. Te osady występują również w szkliwie i pozostawiają wygląd opisany jako czerwony i fluorescencyjny.

Fluoroza prowadzi do plamistego szkliwa i występuje w wyniku nadmiernej ekspozycji na fluor.

Barwienie tetracykliną prowadzi do brązowych pasm na obszarach rozwijających się szkliwa. Dzieci w wieku do 8 lat mogą rozwinąć cętkowane szkliwo po przyjęciu tetracykliny. W rezultacie tetracyklina jest przeciwwskazana u kobiet w ciąży .

Celiakia , zaburzenie charakteryzujące się autoimmunologiczną reakcją na gluten , również często prowadzi do demineralizacji szkliwa.

Inne ssaki

W większości badania wykazały, że tworzenie szkliwa zębów u zwierząt jest prawie identyczne jak u ludzi. Podobnie działają narządy szkliwa, w tym brodawki zębowe i ameloblasty. Występujące odmiany szkliwa są rzadkie, ale czasami ważne. Z pewnością istnieją różnice w morfologii, liczbie i typach zębów wśród zwierząt.

Zęby rottweilera

Psy rzadziej niż ludzie mają próchnicę ze względu na wysokie pH psiej śliny, które zapobiega tworzeniu się kwaśnego środowiska i późniejszej demineralizacji szkliwa. W przypadku wystąpienia próchnicy (zwykle w wyniku urazu), psy mogą otrzymać plomby dentystyczne tak samo jak ludzie. Podobnie jak zęby ludzkie, szkliwo psów jest podatne na przebarwienia tetracyklinowe . W związku z tym ryzyko to musi być brane pod uwagę w przypadku podawania antybiotyków tetracyklinowych młodym psom. Hipoplazja szkliwa może również wystąpić u psów.

Rozmieszczenie minerałów w szkliwie gryzoni jest inne niż u małp, psów, świń i ludzi. W zębach konia warstwy szkliwa i zębiny są ze sobą splecione, co zwiększa wytrzymałość i odporność tych zębów na zużycie.

Inne organizmy

Zębów szkliwo znajduje się w skóry wyrostkami z rekinami . Substancje podobne do emalii pokrywają również szczęki niektórych skorupiaków. Enameloid pokrywa niektóre rybie łuski.

Właściwości mechaniczne

Dzięki unikalnej strukturze emalii, właściwości mechaniczne są bardzo interesujące. Emalia jest najtwardszym materiałem w ciele i jest jednym z najtrwalszych nośnych materiałów biologicznych. Wykazano, że ma trzykrotnie większą odporność na pękanie niż geologiczny hydroksyapatyt , główny kryształ szkliwa.

Składające się z pręcików i międzyprętów w mikrostrukturze szkliwa, właściwości mechaniczne szkliwa różnią się w zależności od umiejscowienia w mikrostrukturze. Struktura pręta i międzyprętu powoduje anizotropię w szkliwie, ponieważ oba składniki mają różne właściwości mechaniczne. Emalia interrod ma około 53% i 74% obniżoną twardość i moduł sprężystości w porównaniu do struktur prętowych. Prowadzi to do złożonej, podobnej do hierarchicznej struktury szkliwa. Twardość i sztywność równoległa do osi pręta skutkuje wysoką twardością i modułem, wykazanym, że mają wartości modułu 85-90 GPa i wartości twardości 3,4-3,9 GPa. Twardość i moduł w kierunku prostopadłym do kierunków pręta są wartościami niższymi, co do których wykazano, że mają moduł sprężystości między 70-77 GPa i wartość twardości 3,0-3,5 GPa. Anizotropia między tymi dwoma kierunkami może sięgać nawet 30%. Wynika to częściowo ze struktury materiału i kierunkowości prętów w kierunku c. Struktura szkliwa jest również złożona między prętami i prętami, co również prowadzi do anizotropii. Monokrystaliczny hydroksyapatyt, na którym oparta jest emalia kryształowa, jest również anizotropowy. Hydroksyapatyt monokrystaliczny ma wyższą twardość i moduł Younga, co może wynikać z defektów występujących w szkliwie, takich jak jony substytucyjne, a także z obecności materiałów organicznych.

Właściwości mechaniczne emalii są anizotropowe nie tylko ze względu na strukturę prętów i międzyprętów. Różnią się one również na całej długości szkliwa od szkliwa na powierzchni zęba (zewnętrzne szkliwo) do połączenia między zębiną a szkliwem, DEJ. Moduł sprężystości wzrasta wraz ze wzrostem odległości pomiędzy połączeniem zębina-szkliwo (DEJ) w obrębie szkliwa. Odporność na pękanie jest również anizotropowa. Odporność na pękanie może zmieniać się nawet trzykrotnie ze względu na orientację prętów. Również w szkliwie pęknięcia nie wnikają łatwo w zębinę, co może prowadzić do większej odporności na pękanie. Ogólnie rzecz biorąc, szkliwo jest materiałem wysoce anizotropowym ze względu na swoją mikrostrukturę, co prowadzi do właściwości potrzebnych do efektywnego użytkowania naszych zębów.

Zobacz też

Bibliografia

Bibliografia

Zewnętrzne linki