Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека



Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека
Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека
Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека
Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека
Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека
Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека
Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека

 


Владельцы патента RU 2584652:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского" (RU)

Изобретение относится к области медицины, а именно к стоматологическим методам экспериментального моделирования процессов, протекающих в полости рта человека, в частности образования зубного камня. Для этого предложен способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека, основанный на синтезе зубного камня в искусственно созданной модельной среде, при котором готовят модельную среду указанного состава: NaCl - 9,00 ммоль/л, K2CO3 - 5,00 ммоль/л, (NH4)2HPO4 - 5,60 ммоль/л, NH4Cl - 29,49 ммоль/л, NH4F - 0,01 ммоль/л, KCl - 25,00 ммоль/л, CaCl2·H2O - 6,90 ммоль/л, MgCl2·6H2O - 3,00 ммоль/л. Синтез проводят при значении pH=6,95±0,05 и температуре 37.0±0.5°C, при этом через 60 дней образуется фаза в виде брушита, а через 90 дней из модельной системы образуется гидроксилапатит, который является основным компонентом зубных камней человека. Изобретение позволяет обнаружить предрасположенность к заболеванию и выработать профилактические меры для предотвращения роста зубного камня. 5 ил., 2 табл.,1 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, к методам экспериментального моделирования процессов, протекающих в полости рта человека, в частности образования зубного камня.

Носителями минералов являются не только недра Земли, но и все живое на ней, включая человека. Минералы, возникающие в живом организме и называемые биоминералами, участвуют в его построении (зубы, кости) и физиологически ему необходимы. Они входят и в состав различных новообразований патогенного характера, не свойственных живому организму, возникающих при нарушениях в его функционировании и обнаруживаемых практически во всех тканях и органах человека и животных.

Характерным патогенным новообразованием, возникающим на зубах 75-80% людей, являются зубные камни - дентолиты. Установлена важная роль слюны в образовании зубного камня. Однако исследования ротовой жидкости лиц с зубными камнями носят единичный характер.

В последнее время интерес к проблеме все более возрастает из-за резкого ухудшения экологической обстановки в мире, что является одним из важнейших факторов роста заболеваний, приводящих к возникновению минеральных патообразований. Изучение их состава и строения имеет большую практическую ценность, так как содержит ответ на ряд важнейших вопросов: в чем причина возникновения патообразований, каковы параметры среды их формирования, как меняются во времени эти параметры, как повлиять на химизм среды с целью профилактики их появления.

Зубные отложения можно разделить на две группы.

1. Неминерализованные зубные отложения: пелликула, зубная бляшка, мягкий зубной налет (белое, вещество), пищевые остатки.

2. Минерализованные зубные отложения: наддесневой и поддесневой зубной камень.

Выделяют зубные камни трех цветов: белые, желтые и коричневые. Белые и желтые камни представляют собой мягкие образования, легко снимающиеся с поверхности зуба. По данным ряда авторов, содержание минерального вещества в них колеблется от 56,5 до 76,0 мас. %. Существуют также коричневые дентолиты, они более плотные по своей консистенции и более сложно отделяются от поверхности зуба, обычно возникают в виде каймы вдоль губной поверхности зуба нижней челюсти, несколько реже - верхней челюсти. При этом содержание минерального вещества в них около 87,0 мас. %.

На фиг. 1 представлены дифрактограммы: брушит и апатит 1, апатит и витлокит 2 и апатит 3. Рентгенофазовый анализ зубных камней показал, что минеральная составляющая большинства зубных камней представлена апатитом, в трех образцах вместе с апатитом присутствует брушит.

По нашим данным, основным минеральным компонентом всех образцов слюнных камней является гидроксилапатит. В одном образце в качестве примеси обнаружен брушит, в другом - витлокит (5-10% от содержания гидроксилапатита).

С целью идентификации веществ, не имеющих кристаллического строения, а также для подтверждения и уточнения (в случае минералов апатита и витлокита) результатов рентгенофазового анализа дополнительно проведен анализ методом ИК-спектроскопии.

На фиг. 2 представлен ИК-спектр зубного камня. Данные ИК-спектроскопии подтверждают фосфатный состав неорганической компоненты зубных камней. В спектрах всех образцов присутствуют полосы поглощения, соответствующие колебаниям Р-О связей гидроксилапатита, что совпадает с данными РФА. Не обнаружены полосы поглощения, характерные для OH-групп, однако, все исследованные образцы содержат карбонат-ионы. Наличие полос колебаний С-О связи (1420, 1460 см-1) говорит о замещении PO43- - тетраэдров карбонат-ионами (так называемое замещение В-типа). Полоса 1550 см-1 говорит о замещении OH-групп карбонат-ионами в каналах структуры апатита, что соответствует замещению А-типа. Соотношение карбонат-ионов, соответствующих этим двум типам замещений, в гидроксилапатитах всех исследуемых образцов равно 2:1. Кроме того, на большинстве ИК-спектров зубных камней присутствует широкая полоса валентных колебаний молекул воды при 3440 см-1, указывающая на присутствие молекул воды в каналах структуры апатита, и полоса деформационных колебаний воды при 1650 см-1.

Слюна - это жидкость, продуцируемая специализированными железами: околоушной слюнной железой (ОУСЖ), подчелюстной (ПЧСЖ), подъязычной (ПЯСЖ) и др., открывающимися своими протоками в полость рта. Слюна образуется в результате энергозависимых процессов и по своим свойствам резко отличается от ультрафильтрата плазмы. Из больших слюнных желез ПЧСЖ выделяет около 70%, ОУСЖ - 25%, ПЯСЖ - 3-4%, малые слюнные железы - 1-2% слюны. Эти цифры могут колебаться в зависимости от стимуляции и других факторов.

Следует уточнить, что в полости рта находится не чистый секрет слюнных желез, а биологическая жидкость, часто называемая ротовой жидкостью. Она представляет собой суммарный секрет всех слюнных желез, включающий также микрофлору полости рта, содержимое десневых карманов, десневую жидкость, продукты жизнедеятельности микрофлоры мягкого зубного налета, распада мигрирующих из слизистой оболочки и выделившихся со слюной лейкоцитов, остатки пищевых продуктов и т.д.

Ротовая жидкость представляет собой водный раствор органических и минеральных веществ (0,58%, из них 0,22% - неорганические вещества). На долю воды приходится 99,42%.

Неорганические компоненты слюны представлены макро- и микроэлементами (H, K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Р, S, Cl, F и др.). Они могут находиться в ротовой жидкости как в ионизированной форме в виде простых (H+, K+, Na+, Ca2+, Cl- и др.) и сложных (H2PO4-, HPO42-, PO43-, HCO3-, SO42- и др.) ионов, так и в составе органических соединений - белки, белковые соли, хелаты и т.д.

Минерализующая функция ротовой жидкости определяется, прежде всего, величиной pH и содержанием ионов Ca2+ и HPO42-.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является: "Способ моделирования процесса образования зубного камня" Авторы: Голованова О.А., Вельская Л.В., Пушкарева А.В., Казанцева Р.В. (14.01.2009 г.) В данном способе авторы связывали протекание образование зубного камня с изменением состава биологической жидкости, а также моделировали биологическую систему при отклонениях состава биологической жидкости от нормы.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа экспериментального моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека, который является благоприятным для кристаллизации фосфатов кальция, выявление условий, способствующих камнеобразованию в полости рта с целью обнаружения предрасположенности к данному заболеванию, и последующей выработки профилактических мер возникновения и роста зубного камня.

Указанный технический результат достигается тем, что предложен способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека, основанный на синтезе зубного камня в искусственно созданной модельной среде, при котором готовят модельную среду указанного состава: NaCl - 9,00 ммоль/л, K2CO3 - 5,00 ммоль/л, (NH4)2HPO4 - 5,60 ммоль/л, NH4Cl - 29,49 ммоль/л, NH4F - 0,01 ммоль/л, KCl - 25,00 ммоль/л, CaCl2·2H2O - 6,90 ммоль/л, MgCl2·6H2O - 3,00 ммоль/л проводят синтез при значении pH=6,95±0,05 и температуре 37.0±0.5°C, при этом через 60 дней образуется фаза в виде брушита, через 90 дней из модельной системы образуется гидроксилапатит, который является основным компонентом зубных камней человека.

При проведении эксперимента использовались значения диапазона концентраций основных неорганических компонентов и pH слюны здорового взрослого среднестатистического человека. В таблице 1 представлен минеральный состав слюны человека. Концентрации катионов и анионов в различных сериях экспериментов отвечало их минимальному, среднему и максимальному значениям диапазона данного показателя характерного для состава биологической жидкости. При этом изучалось поведение систем при температуре 37.0±0.5°C и четырех значениях pH: 5.50±0.05, 6.00±0.05, 7.00±0.05 и 8.00±0.05.

В качестве исходных реагентов использовались соли марки ч.д.а и х.ч. и бидистиллированная вода. Выбор исходных реагентов и их соотношение в растворе определялись таким образом, чтобы концентрации ионов и ионная сила раствора были максимально приближены к данным параметрам моделируемой системы.

На фиг. 3 представлена схема модельного эксперимента in vitro. Для каждой серии экспериментов были приготовлены растворы, содержащие катионы и анионы, при совместном присутствии которых в данных условиях не образуются малорастворимые соединения. После смешения эквивалентных объемов растворов производили корректировку значений pH путем добавления 6 М раствора NaOH. С целью предотвращения уменьшения концентрации в растворе карбонат ионов (за счет гидролиза в кислой среде) необходимое количество NaHCO3 добавляли при pH 5.5-6.0. После корректировки pH моделируемого раствора до необходимого значения добавляли определенную массу кристаллического NaCl, рассчитанную таким образом, чтобы ионная сила раствора была по возможности максимально приближена к моделируемой системе. Готовый раствор сливали в стакан и оставляли для кристаллизации на время 7-270 дней при температуре 37.0±0.5°C.

По предварительному термодинамическому расчету в исследуемых растворах термодинамически вероятно образование следующих малорастворимых соединений: CaHPO4·2H2O; Ca4H(PO4)3·2.5H2O и Ca10(PO4)6(OH)2. Сопоставляя индексы пересыщения, рассчитанные для фосфатов кальция различного стехиометрического состава, следует отметить, что в рамках выбранной термодинамической модели в изучаемых системах (при pH 5,2-8,0) наибольшую степень пересыщения имеет гидроксилапатит. Известно, что брушит кристаллизуется при более низких значениях pH, чем апатит, и, согласно нашим термодинамическим расчетам, является метастабильной фазой.

На фиг. 4 представлена дифрактограмма образца, полученного из модельного раствора при pH=5,50 в течение 30 дней. Результаты модельного эксперимента показали, что на первом этапе образуется брушит (предфаза гидроксилапатита) во всем диапазоне pH. На фиг. 5 представлена дифрактограмма образца ГА, синтезированного из модельного раствора слюны. При увеличении времени кристаллизации происходит переход брушита в более термодинамически стабильную фазу - гидроксилапатит (ГА).

Данные табл. 2 приведены для максимальных значений диапазона концентраций катионов и анионов соответствующих биологических жидкостей. Аналогичные результаты получены для минимальных и средних значений диапазона концентраций, отличия составляют только массы полученных в эксперименте твердых фаз

Анализ осадка, полученного осаждением при pH=5.50, методом РФА (фиг. 4) подтвердил, что в данных условиях кристаллизуется брушит. При увеличении щелочности среды начинается осаждение более устойчивой и менее растворимой фазы гидроксилапатита. Для систем с исходным значением pH=6.00-8.00 присутствуют пики как брушита, так и гидроксилапатита, что указывает на совместную кристаллизацию в данных условиях двух фосфатов кальция с различной стехиометрией. В условиях, когда pH>8.00, кристаллизуется только гидроксилапатит (фиг. 5), кристалличность которого увеличивается по мере роста pH среды.

В целом, при описании процесса кристаллизации фосфатов кальция в исследуемых нами системах, следует отметить, что состав твердой фазы, образующейся на первой стадии осаждения, и дальнейшие этапы ее трансформации особенно зависят от pH раствора, концентрации ионов Mg2+, Са2+ и PO43-. Следует также отметить, что кристаллизация фаз, особенно на первоначальных этапах, контролируется в большей степени кинетическими факторами.

Сравнение фазового состава осадков, полученных в ходе модельного эксперимента, и зубных камней, удаленных у пациентов в ходе медицинского осмотра, показало, что состав практически идентичен, т.е. предложенная модельная система позволяет воспроизвести условия ротовой полости человека.

1. Способ моделирования процесса образования зубного камня из аналога раствора слюны человека, основанный на синтезе зубного камня в искусственно созданной модельной среде, отличающийся тем, что для этого готовят модельную среду указанного состава: NaCl - 9,00 ммоль/л, K2CO3 - 5,00 ммоль/л, (NH4)2HPO4 - 5,60 ммоль/л, NH4Cl - 29,49 ммоль/л, NH4F - 0,01 ммоль/л, KCl - 25,00 ммоль/л, CaCl2·2H2O - 6,90 ммоль/л, MgCl2·6H2O - 3,00 ммоль/л и проводят синтез при значении pH=6,95±0,05 и температуре 37.0±0.5°C, при этом через 60 дней образуется фаза в виде брушита, через 90 дней из модельной системы образуется гидроксилапатит, который является основным компонентом зубных камней человека.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к медицине, логопедии и может быть использовано для лечения нарушений артикуляционного аппарата. Обучают изолированной артикуляции звука с одновременным сравнением артикуляции пациента и артикуляции, демонстрируемой на имитационной модели (ИМ).

Изобретение относится к экспериментальной медицине. Набор для моделирования отравления угарным газом мелких лабораторных животных содержит устройство для синтеза угарного газа, включающее соединенные трубками колбу с концентрированной серной кислотой, снабженную делительной капельной воронкой, в которой находится муравьиная кислота, и три склянки Дрекселя, причем в первой склянке находится раствор гидроксида натрия, в двух других - дистиллированная вода, и резиновый резервуар для накопления угарного газа, который с одной стороны соединен с трубкой, отходящей от склянки Дрекселя, а с другой - с трубкой с роликовым зажимом для соединения со шприцем.

Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано для моделирования травматического остеомиелита трубчатых костей. Способ включает предварительную сенсибилизацию крыс путем трехкратного внутрибрюшинного введения ослабленной нагреванием при 60°С в течение 30 минут культуры слабовирулентного золотистого стафилококка.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для профилактики экспериментальной молибденовой нефропатии и протеинурии у крыс. Для этого в течение одного месяца вводят препарат «Аквадетрим» в дозировке 3000 МЕ/100 г.

Изобретение относится к медицине, а именно к экспериментальной неврологии, нейрохирургии, и может быть использовано для изучения дегенеративных повреждений позвоночника.
Изобретение относится к медицине, в частности к патологической физиологии, и касается моделирования ожирения в эксперименте. Моделирование проводят в условиях гиподинамии животного.

Изобретение относится к медицине, экспериментальной хирургии. Моделируют механическую желтуху в эксперименте.

Изобретение относится к медицине, в частности патологической физиологии, и касается моделирования стандартного термического ожога у лабораторного животного. Способ включает использование в качестве термического агента электромагнитного излучения и контроль температуры в зоне ожога.

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к моделированию артифициального флегмонозного воспаления мягких тканей. Для этого лабораторному животному (крысе) в одном шприце однократно вводят смесь, состоящую из человеческой слюны в количестве 0,3 мл, раствора дексаметазона 0,5 мг, суспензии гидрокортизона ацетата 2,5% в дозировке 20 мг на 100 г массы тела.

Изобретение относится к средствам обучения и информирования населения и может быть использовано для подготовки населения в области гражданской обороны и защиты от чрезвычайных ситуаций в отдаленных районах.

Группа изобретений относится к биосенсорам с системой распознавания недостаточного заполнения. Способ оценки объема образца в биосенсоре содержит подачу регулярной последовательности опроса, обнаружение наличия образца, подачу расширенной последовательности опроса и определение того, является ли объем образца достаточным для анализа.

Изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для диагностики заболеваний тканей пародонта на разных стадиях. Для осуществления способа исследуют слюну, в качестве показателя воспалительного процесса определяют концентрацию свободного оксипролина спектрофотометрическим методом.

Группа изобретений относится к области медицины и может быть использована при проведении анализа тонких слоев, в частности монослоев клеток. Устройство для получения слоев, содержащих монослой из клеток, для анализа имеет двумерную матрицу из аналитических камер (45) и разветвленную конфигурацию входных каналов (25), соединенных с каждой из аналитических камер в матрице, для возможности заполнения аналитических камер в параллельном режиме.

Изобретение относится к диагностической медицине, а именно к измерению водного баланса организма человека. Для этого определяют количество воды, поступившей с пищей в организм человека к моменту времени ti, как величину, пропорциональную общему количеству глюкозы, поступившей в кровь человека к моменту времени ti, определяемому как сумма упомянутого количества глюкозы, поступившей в кровь человека за каждый интервал времени от первого - Δt1 до i-го - Δti.

Изобретение касается способа определения правильности проведения теста в отношении образца биологической жидкости и/или составляющей биологической жидкости, внесенного для проведения теста в проточном тестовом элементе.

Настоящее изобретение относится к контейнеру, предназначенному для хранения множества тест-полосок, пригодных для анализа биологической жидкости, например крови.

Изобретение относится к медицине, а именно к лабораторным методам исследования, и может быть использовано для дифференциальной диагностики простой и быстрорастущей миомы матки с нормальным строением эндометрия.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для определения электрической емкости биосенсорной камеры. Для этого инициируют электрохимическую реакцию пробы после ее внесения в биосенсорную камеру, имеющей два электрода, расположенных в камере и соединенных с микроконтроллером.

Группа изобретений относится к анализу биологических жидкостей с помощью биосенсорных систем. Способ определения концентрации анализируемого вещества в образце включает: генерацию выходного сигнала, соответствующего концентрации анализируемого вещества в образце и входному сигналу; компенсацию выходного сигнала с помощью основной функции и первой функции невязки для определения скомпенсированного выходного сигнала, причем основная функция предназначена для компенсации основной ошибки в выходном сигнале, а первая функция невязки предназначена для компенсации оставшейся ошибки в выходном сигнале; и определение концентрации анализируемого вещества в образце по скомпенсированному выходному сигналу.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и предназначено для диагностики ранений ободочной кишки, в частности ранений ее забрюшинного отдела. Пострадавшему с подозрением на повреждение ободочной кишки выполняют первичную хирургическую обработку раны с ее ревизией.

Изобретение относится к медицине, в частности к экспериментальной вирусологии, и может быть использовано для ингибирования инфекционной активности вируса Эбола в эксперименте. Способ включает введение морским свинкам препарата рекомбинантного интерферона альфа-2 человека до начала или в период попадания возбудителя инфекции в организм животного в суточной дозе, достаточной для проявления противовирусным препаратом ингибирующей активности. Для этого используют препарат в липосомальной форме «Реаферон-Липинт» в суточной дозе от 200000 до 300000 МЕ/кг. При моделировании профилактики и лечения вирусной инфекции этот препарат вводят за 12 и 1 час до заражения вирусом Эбола, в момент заражения и через 12, 24, 36, 48, 60, 72 часов после заражения вирусом Эбола. Способ обеспечивает достижение ингибирующего эффекта при снижении профилактической и лечебной дозы рекомбинантного интерферона альфа-2 человека. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.
Наверх