DT News - Czech Republic and Slovakia - Struktura povrchu skloviny po bělení pohledem konfokálního mikroskopu

Prof. Daniel C. N. Chan, Prof. William D. Browning, Prof. Albert Kwok-Hung Chung; Prof. So-Ran Kwon, USA, Korea

St. 20 března 2013

uložit

Postupy bělení zubů jsou spojeny s morfologickými změnami povrchu skloviny. V roce 1993 Shannon et al. prokázali signifikantní změny povrchu skloviny na řezech, které byly vystaveny účinkům bělicích roztoků po dobu čtyř týdnů.1 Tato zjištění byla potvrzena další studií s 30% H2O2 smíchaným s PBS (pozn. red. peroxoboritan sodný).2 Zuby bělené in vivo 35% karbamid peroxidem ztratily vrstvu aprizmatické skloviny a toto narušení nebylo napraveno ani po 90 dnech.3 Při zkoumání konfokálním mikroskopem po bělení 10% a 16% karbamid peroxidem byla zjištěna signifikantně vyšší hrubost než na kontrolních površích.

Nicméně další studie nezjistila žádné nebo pouze minimální změny sklovinného povrchu po bělení.

Leonard et al. ohodnotil odlitky získané z otisků zubů bělených 10% karbamid peroxidem po dobu osmi až deseti hodin denně po dobu 14 dnů a nezjistili žádné nebo jen minimální změny sklovinného povrchu. Jejich zjištění může být vysvětleno omezením metody, která nebyla schopná pomoci odlitku reprodukovat nepatrné změny povrchu skloviny. Další in vitro publikované studie hodnocené SEM mikroskopem také neodhalily neobvyklosti po bělení. 6, 7

Obecně současná literatura podporuje teorii, podle které má vysoká koncentrace karbamid peroxidu neblahé účinky na integritu sklovinného povrchu, zatímco nízké koncentrace žádné změny nezpůsobují. Klinicky se takto zjištěné změny mohou projevovat jako zvýšená vnímavost bělených zubů k zabarvení z vnějších zdrojů kvůli zvýšené hrubosti povrchu skloviny.

Změny mohou být hlubší než jen povrchové. Za použití infračervené spektroskopické analýzy prokázal Oltu a Gürgan, že zuby in vitro vystavené působení 35% karbamid peroxidu 30 min denně po čtyři dny vykazovaly změny v anorganickém složení skloviny tam, kde u 10% a 16% nikoliv. Cavalli et al. také demonstrovali, že bělený dentin může ztrácet anorganické komponenty a díky tomu vykazuje změny na úrovni ultrastruktury.

Studie také demonstrovaly dynamický proces demineralizace v lidské dutině ústní. 14 Tyto studie se zaměřily na existenci podpovrchových pórů ve sklovině, které ovlivňují demineralizační i remineralizační procesy. Amorfní kalcium fosfát (ACP) způsobuje posun v demineralizační i remineralizační rovnováze ve velikosti anebo počtu pórů. 15
Teorie předpokládá, že bělení tvoří podpovrchové póry a toto je příčina přechodné senzitivity, kterou někteří pacienti při bělení pociťují.

Některé firmy přidávají ACP do svých výrobků. Tvrdí, že přídavek ACP snižuje citlivost zubů díky snížení rozměrů těchto pórů. 16 Navíc vyplněním minoritních defektů uvnitř skloviny přídavek ACP zajistí hladší a lesklejší povrch skloviny. Nicméně in vitro studie prováděná na hovězích řezácích nepozorovala podpůrný vliv bělicích gelů s přídavkem fluoridů na remineralizaci.

Účelem této studie bylo ohodnotit strukturu povrchu skloviny po aplikaci dvou bělicích látek na extrahovaných řezácích za použití konfokálního mikroskopu.

Materiály a metody
Na labiálním povrchu extrahovaného centrálního a laterálního řezáku (n=10) byla oploštěna oblast (cca 4 x 5 mm) několikerým leštěním SiC brusným papírem až do hrubosti 1200 (obr. 1a a 1b). Výhodou konfokálního mikroskopu je jeho využití u vzorků s nerovným povrchem, v našem případě však pomohla plochá oblast při orientaci vzorku, protože umožnila za účelem ostřejšího snímku držet objekt v paralelní rovině kolmo k optické ose.

Zuby byly ultrazvukově očištěny s použitím destilované vody od povlaků. Na polovinu zubu byl aplikován kousek voděodolné pásky a vyhlazen (obr. 1c). Okraj pásky byl utěsněn průhledným lakem na nehty (obr. 1d). Exponované oblasti byly náhodně přiřazeny jedné ze dvou skupin. První skupina (ACP skupina) byla ošetřena Nite White Excel 3 s ACP (Discus Dental). Druhá skupina (OP skupina) byla ošetřena Opalescence PF 10% (Ultradent). Neošetřená kontrola pro obě skupiny byla oblast pod páskou. Složení bělicích produktů je popsáno v tabulce I.

Bělicí látky byly v obou skupinách aplikovány vždy sedm hodin denně po dobu 14 dnů. Materiál byl aplikován microbrushem tak, aby se látka dostala pouze na příslušnou oblast (obr. 1e). Jakmile byla aplikace bělicí látky dokončena, byly zuby vloženy do plastikového boxu, který zajistil ničím nerušené působení účinné látky.

Po každodenní aplikaci byla bělicí látka nejprve odstraněna čistým microbrushem. Oblast byla poté očištěna vodou a vysušena. Nakonec byly zuby opláchnuty vodním sprejem po 20 sekund. Tato metoda se opakovala. Když nebyly zuby aktivně ošetřovány, byly uloženy v artificiální slině (Saliva Substitute, Roxane Laboratories). Do doby mikroskopického zkoumání zůstala páska kryjící kontrolní skupinu na místě (obr. 1f).

Před ohodnocením konfokálním mikroskopem byly zuby ponořeny v barvivu texaská červeň s dextranem po 24 hodin. K detekci fluorescence pod aragonovým 488 laesrem byl použit dvoufotonový mikroskop (LSM Meta, Carl Zeiss) (obr. 2a). Každá oblast byla zkoumána do hloubky 100 µm. Oploštěný sklovinný povrch byl orientován kolmo k laserovému paprsku pomocí lepícího vosku a celý vzorek byl umístěn pod Petriho misku s vodou (obr. 2b). Vzorky byly pozorovány přes 5X/0,16 objektiv se zaostřením přibližně mezi 5 a 100 µm pod povrchem. Obrázky byly přeneseny do počítače a zobrazeny. Další obrázky byly pořízeny za použití 10X/0,3 objektivu.

Výsledky
Obrázky 3 až 6 ukazují typické výsledky získané z pokusných i kontrolních skupin. Obrázek 3a ukazuje strukturu 6 µm pod povrchem u kontrolního vzorku skupiny s 10% karbamid peroxidem a obrázek 3b ukazuje strukturu 10 µm pod povrchem u pokusné oblasti, kde je patrná prasklina. Jak je zřejmé z obrázků 3a, 4a, 5a a 6a, i v kontrolních skupinách je patrné vstřebání barviva.

V žádném z pozorování nebyly zaznamenány významné podpovrchové porozity do hloubky 100 µm, což byl limit naší metody. Periferie povrchových sklovinných prizmat ukazuje zvýšený příjem markeru, což naznačuje možnou cestu pronikání oxidačních produktů skrz sklovinný povrch. Obecná pozorování naznačují, že se barvily praskliny do hloubky oblastí sklovinného povrchu (obr. 3b, 4a, 6a a b).

Diskuze
I když mnoho studií ohodnocovalo efekt bělení na morfologii skloviny a dentinu, současné studie jsou zaměřené na význam podpovrchových sklovinných pórů a defektů. V naší studii jsme nenašli žádné významné podpovrchové porozity při zkoumání do hloubky 100 µm. Metoda cyklického působení bělicího gelu s uchováním v artificiální slině po 17 hodin mohla opravit některá počínající poškození způsobené bělením. Také jsme nenašli rozdíl mezi ACP a OP skupinami. Opalescence 10% obsahuje fluorid a dusičnan draselný, ale není potvrzeno, že by tyto dvě složky způsobovaly desensitizující efekt, jaký je přisuzován ACP.

Iwamoto a kol. prezentují stejně negativní výsledky při barvení dusičnanem stříbrným. V této studii nebyla patrná penetrace barviva do skloviny žádných skupin. Pozorovali jsme barvivo v periferii sklovinných prizmat kontrolních i pokusných skupin pro oba bělicí materiály. Zvýšený příjem barviva může být způsoben odstraněním organické komponenty z povrchových vrstev skloviny bělicí látkou. Neočekávali jsme však příjem barviva v kontrolní skupině. Naše výsledky lze vysvětlit tím, že je sklovina pod neustálým působením prostředí dutiny ústní a oslabené póry mohou být cestou pro chromofory a podobně i pro peroxid.

Průnik barviva byl zřetelný především při sledování prasklin do hloubky 100 µm (obr. 4). Příjem barviva těmito prasklinami může být klinicky významný, protože jím lze vysvětlit, proč jsou někteří pacienti obzvláště citliví k bělení. Pokud by byla difuze přes interkrystalické prostory hlavní příčinou senzitivity, dalo by se očekávat, že zjistíme vyšší incidenci těžké citlivosti. Vzhledem k tomu, že počet klinických případů s těžkou senzitivitou je udáván pouze okolo 4 %, jeví se přítomnost subklinických defektů jako nejlepší vysvětlení. Uvažuje se také, že sklovinné praskliny jsou jedním z iniciálních míst pro tvorbu zubního kazu.20

Jak bylo vidět na obrázku 4b, periferie sklovinných prizmat ukazují zvýšený příjem markeru, což ukazuje možnou cestu pro průnik oxidačních produktů přes povrch skloviny. Na základě našich zjištění jsme vyslovili hypotézu, že peroxid iniciálně prostupuje skrz sklovinu interkrystalickými prostory, aby dosáhl dentinosklovinné hranice a dentinu. Samozřejmě in vitro experimenty řady autorů prokázaly penetraci malého množství peroxidu z řady produktů a roztoků obsahující peroxid do dřeňové dutiny extrahovaných zubů po 15–30 min působení.21–23 Dalo by se očekávat, že difuze peroxidu přes interkrystalické prostory bude jednodušší pro peroxid než pro dextranové barvivo, které jsme použili v naší studii, protože dextran má vyšší molekulovou hmotnost od 3.000 do 70.000, zatímco molekulová hmotnost hydroxylového radikálu je 17.

Naše studie nenašla žádný důkaz podporující tvrzení, že přídavek ACP snižuje citlivost zubu snížením velikosti pórů. Další studie zaměřená na současnou aplikaci příměsí roztoků kyseliny citronové a fluoridu sodného potvrdila vytvoření CaF2 globule uložené na povrchu skloviny. Tyto globule však nejsou schopny zabránit změně apatitové struktury během dalšího působení kyselých látek. Nebyl nalezen žádný důkaz fluoridem nastartované obnovy modifikované apatitové struktury. Co se týče schopnosti ACP současně zaplnit póry, studie prokázaly částečnou obnovu naleptané skloviny až po několikaměsíčním působení. Je tedy nepravděpodobné, že by studie trvající 14 dní mohla nabídnout zjistitelnou opravu.

Hypoteticky ACP může redukovat citlivost, pokud zmenší velikost pórů. Takové zmenšení by rovněž zabránilo průniku hydroxylových radikálů, a tak snížilo účinnost bělení. Namísto toho by ACP mohla působit prostřednictvím jiných mechanismů, například ovlivněním typu tvorby aniontů nebo radikálů. Peroxid vodíku může tvořit řadu různých aktivních forem kyslíku v závislosti na podmínkách reakce, jako je například teplota, pH, světlo nebo přítomnost kovů. Porovnání, jestli má některý z aniontů nebo radikálů potenciál způsobovat nižší citlivost zubů, zasluhuje další zkoumání.

Klinické studie prokázaly, že ACP bylo efektivní ve snižování citlivosti.16, 25 Současné in vivo studie s 9% H2O2 bělicími proužky u padesáti subjektů naznačují, že denní užívání past s obsahem amorfního kalciumfosfátu ve spojení s bělením zubů mělo minimální efekt na citlivost zubů ve srovnání s placebem. Výsledky naší studie vedou k zamyšlení, jestli ACP může uplatnit svůj desenzitizující efekt přes mechanismus jiný než snížením rozměrů podpovrchových pórů.

Je nutno uznat, že naše studie byla limitovaná malým počtem vzorků a hodnotili jsme jen sklovinu. Těžká senzitivita může být způsobena exponovaným dentinem. Další kritika může pramenit z argumentu, že praskliny, které jsme ve studii ukázali, mohly být způsobeny extrakčními silami. Bude nutné zpracovat další studie, které by lépe vysvětlily desenzitizující efekt ACP.

Závěr
Příjem barviva přes sklovinné interkrystalické prostory byl patrný na kontrolních i bělených površích. Bělicí látky s i bez ACP nesnížily velikost těchto prostor. Subklinické sklovinné defekty/praskliny by mohly být příčinou výrazné citlivosti zubů při bělení.

Poděkování
Chtěli bychom poděkovat Dr. Katsuya Miyake a panu Darrenu Bakerovi, Cell Imaging Core Laboratory na Georgia Health Sciences University za jejich pomoc s konfokálním mikroskopem. Tento projekt byl financovaný grantem firmy Ultradent.
Pozn. redaktora: Kompletní seznam referencí je dostupný u vydavatele.

Poznámka redakce: Úplný seznam použité literatury je k dispozici u vydavatele.