Зуб как носитель электрохимических потенциалов (ЭХП) (свойства, использование в стоматологии)

Академик В.К. Леонтьев

В стоматологии достаточно хорошо известны явления возникновения электрического тока между зубами, зубами и протезами и в некоторых других случаях. Очень часто такие явления проявляются в виде неприятных ощущений во рту – чувства жжения, покраснения, воспалительных признаков, чувства раздражения слизистой оболочки полости рта, слюнотечения. Обычно причину таких явлений видят в зубах, пломбированными разными видами пломб – чаще всего металлическими и композитными (или цементными), либо другие пары (зубы и металлические коронки и др.).

Чаще всего такие состояния лечат путем замены пломб, коронок, протезов на фоне симптоматической терапии. Причина таких явлений достаточно хорошо изучена с клинических позиций, однако очень мало исследований, посвященных этиологии и патогенезу этих состояний. Я хочу коснуться этой, на наш взгляд, главной проблемы наблюдающихся явлений.

Прежде всего, важно понимание – что такое электрохимический потенциал (ЭХП)? Это понятие широко используется в электрохимии и физколлоидной химии. ЭХП – это величина электрического заряда, возникающего на металлическом или другом электроде, обладающим электропроводностью, опущенным в раствор своей соли. Заряд возникает благодаря адсорбции ионов на поверхности электродов. Адсорбируются в первую очередь ионы, входящие в состав электрода и находящиеся в растворе. Благодаря этому процессу электрод приобретает заряд. Вокруг электрода в связи с приобретением им заряда концентрируются ионы с противоположным зарядом и образуется двойной электрический слой, придающий электроду электрический заряд определенной величины.

Величина заряда электрода зависит от многих факторов – от вида материала электрода, от концентрации раствора соли, от величины поверхности соприкосновения, от состава раствора электролита и др.

Если используются 2 электрода с различными параметрами, они приобретают различную величину ЭХП и при соединении их проводником в цепи между ними возникает электрический ток (электродвижущая сила, Э.Д.С.), величина которого зависит от разности потенциалов электродов.

Имеется группа электродов, роль которых заключается в образовании и наличии постоянного потенциала. К ним относится водородный, хлорсеребряный и некоторые другие. На практике наиболее часто используется стандартный хлорсеребряный электрод, который имеет постоянный потенциал величиной 222 мв. Такие электроды называют электродами сравнения.

Электрод сравнения применяется для определения ЭХП электрода, который мы хотим измерить. Для этого выстраиваем цепь: I – II →’ЭДС, состоящую из электрода сравнения (I), электрода с неизвестным потенциалом (II) и прибора, определяющего возникающую между ними ЭДС.

Например, I – 222 мв., ЭДС – 150 мв, тогда потенциал II электрода будет равным: 222 мв -150 мв = 72 мв с положительным потенциалом.

С точки зрения стоматологии и электрохимии каждый зуб человека, как обладающий электропроводностью, можно рассматривать как электрод. Слюна при этом представляет собой жидкую среду. С учетом, что зуб нужно рассматривать как электрод, построенный из гидроксиапатита (ГА), а слюну – как раствор гидроксиапатита, каковой она в действительности и является; зуб и слюна представляют собой следующую систему:

Са₁₀ (РО₄)₆ (ОН) → Са²⁺ + НРО^2-₄ + Н₂О

Поэтому естественным является рассмотрение зуба состоящего из ГА как электрода, находящегося в жидком растворе ГА (слюны). Следовательно, каждый зуб согласно законам электрохимии должен иметь свою величину ЭХП. Как ее определить? Для этого надо построить цепь, состоящую из зуба, электрода сравнения и прибора, измеряющего ЭДС, возникающей между ними. В качестве такового обычно используется стандартные потенциометр или милливольтметр. Контактным с зубом электродом удобнее всего применять стандартный платиновый электрод (Рис.1)..

Измерение ЭДС производится следующим способом: составляется цепь: 1) электрод сравнения (например, хлорсеребряный стандартный). Он погружался в сосуд с насыщенным раствором хлористого калия для обеспечения стандартного ЭХП. В этот же раствор помещалось второе плечо элетролитического ключа (рисунок), заполненного насыщенным гелем хлорида калия, приготовленного, например, с агар-агаром или любым другим органическим гелеобразователем (карбоксиметилцеллюлоза и др.). Второй конец ключа помещается в преддверие полости рта обследуемого. Другой, контактный (платиновый) электрод, соединялся с потенциометром. Замыкание цепи происходит путем прикосновения платинового электрода к измеряемой поверхности «зуба – электрода», который слегка высушивался и изолировался ватными тампонами от других зубов. Данные ЭДС высвечивались на потенциометре (мввольты). Зная потенциал стандартного электрода и ЭДС рассчитывается ЭХП изучаемого зуба или его поверхностей.

Исследования показали следующее:

1. ЭХП здоровых зубов зависит от степени их минерализации и всегда положительны (+40-60 мв) по отношению к электроду сравнения (больше его);

2. Более минерализованные зубы имеют больший потенциал (клыки, резцы), чем менее минерализованные;

3. Зависимость ЭХП от возраста небольшая, но сложная;

4. Белые кариозные пятна и зубы с этими пятнами обладают достоверно меньшим ЭХП, чем здоровые;

5. Зубы со средним и глубоким кариесом имеют достоверно более низкий ЭХП, чем здоровые зубы;

6. Пломбирование зубов в течение 1-2 суток ведет к восстановлению нормальных ЭХП. Сохранение низких ЭХП или падение его свидетельствует об активном кариесе и может служить диагностическим признаком;

7. Кариесогенная ситуация, а также деминерализация эмали ведут к серьезному снижению ЭХП, например, при активной фазе ревматизма и др.;

8. Использование реминерализующего геля (не ROCS!) восстанавливает высокий ЭХП зубов.

Таким образом, любые процессы деминерализации в зубах неизбежно ведут к падению ЭХП, а нормальный уровень минерализации или процессы реминерализации ведут к повышению (восстановлению) ЭХП.

В данной публикации представлены краткие материалы, полученные в г. Омске Л.П. Бочкаревой в начале 1980-х годов. Далее эти работы не продолжались. Считаем их очень перспективными и важными в решении проблем полости рта.

Проведенный нами теоретический анализ проблемы позволяет считать, что величина ЭХП здоровых зубов, при кариесе, при кариесогенной ситуации зависит от влияния этих факторов на состав эмали зубов, на декальцификацию гидроксиапатита и потерю им кальция, от активности процессов кислотообразования в полости рта и снижения качества нормализующих (минерализующих) свойств слюны во рту.

Последующее изучение проблемы ЭХП в полости рта исключительно перспективно. С помощью таких исследований можно определить связь и сущность кариесогенной ситуации и возникновения кариеса, зависимость между минерализующим потенциалом слюны и резистентностью к кариесу, определить эффективность лечения кариеса, рецидивов кариеса и многое другое.

Целый ряд исследований может оказаться очень важными для ортопедической стоматологии. С помощью определения ЭХП можно оценить качество вылеченных зубов, предназначающихся под мосты и коронки. Сразу же после лечения и установки протезов можно определить прогноз нахождения во рту таких протезов (из металла, металлокерамики). Неудачные протезы дают резко отрицательные потенциалы, что важно также использовать для диагностики и определения эффективности лечения.

Для определения ЭХП в полости рта вполне подходит стандартное оборудование для определения рН, ЭДС. Необходимые электроды также несложно приобрести.

А знания? Они нужны, без них нельзя двигаться вперед и определить перспективу.

Просмотрено 3162       Нравится 9       Мне нравится