Состав зубной: Состав и свойства зубных паст.

Содержание

Что нужно знать, выбирая зубную пасту. Виды. Состав. Мифы

Трудно представить жизнь современного человека без зубной пасты. Она играет роль не только гигиенического средства, которое способствует устранению неприятного запаха изо рта, но и позволяет сделать зубы более белыми и здоровыми. К выбору зубной пасты необходимо подходить ответственно. Важно проконсультироваться со своим стоматологом и, придерживаясь его рекомендаций, подобрать правильную пасту для зубов.

Виды зубных паст

Зубные пасты оказывают разное воздействие на зубы, поэтому их разделяют на следующие виды:

  1. Универсальные гигиенические. Они помогают устранить зубной налет и неприятный запах, рекомендованы к применению тем людям, которые имеют здоровые зубы. Не содержат в своем составе лечебных компонентов, но обладают небольшим профилактическим действием за счет микроэлементов и антисептических средств.
  2. Фторсодержащие. Содержат большое количество фтора и рекомендуются для укрепления эмали зубов.
  3. Лечебно-профилактические.
    Отличаются от других эти пасты тем, что имеют в своем составе целебные компоненты, которые могут оказывать как профилактическое, так и антибактериальное действие. Они способствуют предотвращению кариозных образований, снимают воспаления и оказывают лечебное действие на десны. Лечебно-профилактические пасты могут содержать масла, растительные экстракты, соли, минеральные вещества или биологические добавки.
  4. Отбеливающие.
    Долговременное использование этого вида паст не рекомендуется, так как в их состав входят разнообразные ферменты и абразивные вещества, активно воздействующие на зубную эмаль. Отбеливающий эффект достигается благодаря полировке поверхности зубов компонентами зубной пасты, поэтому регулярное и длительное использование такой пасты опасно для эмали.

Это важно! Зубная паста должна иметь положительные результаты клинических испытаний и быть одобрена стоматологами.

Состав зубной пасты

Следует обратить внимание на следующую полезную информацию:

  • Зубная паста не должна содержать сахара. Вместо него может содержаться ксилит, который не только делает вкус зубной пасты приятным и сладковатым, но и предотвращает кариес.
  • Если в составе пасты вы увидели триклозан — избегайте такой покупки. Он способен убить не только болезнетворные бактерии, но и полезные.
  • Содержание тензидов, которые отвечают за пенообразование, не должно превышать 2%. В противном случае они могут привести к раздражению десневых тканей.
  • Отбеливающие пасты могут содержать мел, диоксид кремния, оксид кремния, гидроксид алюминия или прочие абразивные вещества.
  • Состав зубной пасты может содержать ароматизаторы и красители.
  • Зубная паста должна иметь в своем составе антисептические вещества, которые в процессе чистки будут способствовать уничтожению болезнетворных микроорганизмов.
  • Содержание фторида оказывает укрепляющее и противокариозное воздействие,и может в составе достигать 0,6%.
  • Зубные пасты, направленные на борьбу с зубным камнем, должны иметь в своем составе пирофосфаты. Они не убирают твердый налет, но предотвращают его появление и развитие.
  • Если вы обладатель чувствительных зубов, стоит обратить внимание на пасты с содержанием хлорида стронция, нитрата калия или хлорида калия. Они способствуют снижению чувствительности эмали, делая чистку зубов и употребление пищи более комфортными.
  • Не рекомендуем приобретать зубную пасту с содержанием лаурилсульфата натрия. Он является поверхностно активным веществом (ПАВ) и оказывает пагубное воздействие не только на кожу, но и на слизистую ротовой полости.

Мифы о зубных пастах

Среди людей часто ходят убеждения о том, какие факты говорят о качестве зубной пасты и наоборот. Некоторые из этих убеждений оказались не более, чем мифами. Вот самые распространенные из них:

  1. “Зубную пасту нужно регулярно менять, чтобы избежать привыкания зубов к ней”.
    В составе паст для зубов редко можно встретить вещества, вызывающие привыкание. Более того, со временем зубы получают все больше пользы от ингредиентов используемой пасты.
  2. “Зубная паста должна иметь белый цвет”.
    На самом деле, от цвета зубной пасты ее эффективность никак не зависит.
  3. “Зубная паста с пометкой “не содержит сахара” лучше”.
    Содержание сахара в зубной пасте — исключено, так как ГОСТ этого не предусматривает, как и содержание меда. А кричащая надпись на упаковке — лишь маркетинговый ход.
  4. “Лучше брать пасту без фтора”.
    Неизвестно, откуда пришел этот миф, ведь ионы фтора очень необходимы нашим зубам: они эффективно предупреждают развитие кариеса, убивают вредоносные бактерии и не представляют никакой опасности в допустимых концентрациях.
  5. “Полоска на тюбике — показатель качества”.
    Многие считают, что яркая полоска на тюбике с пастой говорит о содержании химических и натуральных ингредиентах в составе. Однако, это далеко не так. Полоска наносится на производстве самым контрастным цветом из всех представленных в дизайне тюбика и считывается световым лучом датчика. Это необходимо для верной ориентации тюбика в тубонаполнительной машине.

Разбираем состав зубных паст.

Разбираем состав зубных паст.

Разберем зубную пасту по составу?

1. Вода — самый важный компонент, который связывает все ингредиенты (около 20-30% в составе).

2. Полирующие вещества (карбонат кальция, бикарбонат натрия, диоксид кремния (силика) и др.)
Механически удаляют зубной налет.
Величина полирующих частиц определяет индекс абразивности зубной пасты (RDA).

3. Диоксид титана.
Белый пигмент, разрешенный в качестве косметического красителя.

4. Фториды (фторид натрия, аминофторид и др.).
Важные компоненты❗
Укрепляют зубную эмаль, снижают чувствительность зубов, препятствуют развитию кариеса.
Дозировка по возрасту!

5. Гидроксиапатит (Hydroxyapatite).
Основная минеральная составляющая зубной эмали, реминерализирует и укрепляет ее.

6. Связывающие гелеобразующие агенты (ксантановая камедь, альгинат натрия, каррагенат натрия, карбоксиметилцеллюлоза).
Безопасны, стабилизируют, придают структуру пасте.

7. Глицерин, сорбитол, полиэтиленгликоль (PEG).
Делают пасту пластичной, не дают ей высыхать и замерзать.

8. Консерванты (бензоат натрия, парабены — антимикробные агенты).

Их добавляют, чтобы паста не испортилась через 3 дня.
Безопасны.
Содержатся в овощах, фруктах, ягодах, потому что им тоже нужно защищать себя от бактерий и плесени.

9. SLS/SLES — лаурил сульфат/лаурет сульфат натрия.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые помогают смешиваться разнородным веществам (типа воды и масел/жиров).
Пенообразователи, создают эффект «взрывной волны» и разрушают мягкий налет, без них качественного очищения не получится.
Могут вызывать сухость слизистой и раздражение ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ КОНТАКТЕ.

10. Ксилит.
Стимулирует выделение слюны, защищает от кариеса.

11. Вкусовые наполнители (ментол, мята, эвкалипт).
Просто делают пасту вкусной.

Все компоненты в составе определяют свойства пасты, ее назначение и эффективность.
Их нельзя рассматривать отдельно, т.к. при смешивании они меняют свои свойства!
Мы же не говорим, что кислород — это яд.
Хотя он есть в составе угарного газа и серной кислоты.

Помните, что у производителей зубных паст имеются все сертификаты качества на продукцию.
И уж точно у них нет цели нас «травить».

Как выбрать зубную пасту — Состав пасты для здоровья зубов

Автор: Корнева Светлана Николаевна

Вчера мы отравились с нашим главным врачом Стоматологии «Диамед» Корневой Светланой Николаевной в ближайший супермаркет и были удивлены обилию зубных паст. Маркетологи стараются изо всех сил и выводят на упаковки отличительные особенности продукта: ультрасовременная формула, экстраочищенная, с микроочищающими кристаллами, натуральная.

В чем разница между десятками видов зубных паст, если она есть?

Состав зубной пасты

Роль этого гигиенического средства в удалении налета и предотвращении образования кариеса. Светлана Николаевна — опытный практикующий стоматолог-терапевт — уверена, что большинство зубных паст содержат, по существу, одни и те же ингредиенты, и считает, что очень немногие из них действительно не смогут выполнить эти две задачи.

– Зубная паста должна иметь два ключевых ингредиента — фтор и мягкий абразив — которые связывают вместе дополнительные составляющие загустители, подсластители, стабилизаторы и ароматизаторы.

Абразивы выполняют одну роль: полировать зубы и высвобождать частицы пищи, попавшие между ними. Безусловно, количество абразива в тюбике ограничено, чтобы защитить зубную эмаль от эрозии. Чаще всего встречается гидратированный кремнезем, он наиболее эффективный. Но также производители в качестве абразивов используют пищевую соду, карбонат кальция, фосфат кальция, глинозем.

Но наиболее важным компонентом зубной пасты является фтор. Его использование в средствах для чистки зубов способствовало значительному снижению заболеваемости зубов кариесом за последние 50 лет.

Бактерии во рту питаются сахаром и крахмалом, которые остаются на зубах после еды. Фтор помогает защитить зубы от кислоты, которая выделяется во время этого процесса. Фтор укрепляет эмаль и снижает вероятность ее повреждения кислотой. А во-вторых он может остановить повреждения, реминерализируя затронутые участки, которые начали разрушаться.

Будьте внимательны и выбирайте проверенные авторитетные бренды производителей зубных паст. Многие дешевые пасты не содержат абсорбируемого фтоорида, который намного эффективнее действует в защите ваших зубов.

Как выбрать зубную пасту

Вернемся к теме статьи. Ведь раз все пасты содержат одни и те же ингредиенты, как все-таки выбрать подходящую для себя? Представим основные сегменты продукции.

Отбеливающая

Это самый популярный сегмент среди выборов средств по уходу за полостью рта. Многие потребители опасаются приобретать подобные зубные пасты из-за страха перед большим количеством абразивных веществ. Спешим вас успокоить, состав отбеливающих паст не намного сложнее, чем ингредиенты представителей других сегментов.

Отбеливающие пасты, конечно же, не содержат отбеливателей. В их состав действительно входят абразивные вещества и химические соединения, которые эффективно полируют зубы и помогают бороться с пятнышками на поверхности зубов. Но если вы хотите по-настоящему результативное отбеливание, эффекта можно добиться только в стоматологической клинике на процедуре Отбеливание зубов Zoom3.

И, несмотря на щадящий состав, отбеливающие пасты нельзя использовать чаще 2-3 раз в неделю, чтобы избежать повышенной чувствительности эмали.

Зубная паста для чувствительных зубов

Данный вид гигиены предназначен для блокировки дентиновых канальцев, которые могут стать открытыми при определенных заболеваниях десен, и минимизации чувствительности при чистке. Пасты, выполняющие такую функция, должны маркироваться на упаковке специализированной информацией. В состав обязательно должны входить соли калия (нитрат, хлорид), именно они блокируют передачу импульса, снижая чувствительность зубов. Обратите также внимание на индекс абразивности (RDA), он не должен превышать уровня 25.

Но мы хотим предупредить, что это не лекарство и нельзя долгое время испытывать повышенную чувствительность зубов, не обращаться к стоматологу, рассчитывая на помощь зубной пасты!

Защита эмали, препятствие образованию зубного камня

Эмаль — это наружное покрытие зуба. Хотя она намного тверже внутреннего дентина, она истончается и повреждается со временем. Существует огромное количество продуктов, направленных на защиту эмали. Мы спросили у Светланы Николаевны, какое средство лучше всего подходит и получили ответ:

– Эмаль — это фтор. И когда вы чистите зубы фторсодержащей зубной пастой, вы как-будто одеваете на нее доспехи. Если вы обратите внимание на состав, то увидите, что фтор содержится  практически во всех. А значит, каждая зубная паста защищает эмаль ваших зубов одинаково.

Это же касается и камня. При регулярной чистке зубов и использовании правильной щетки большинство паст помогают сократить налет на зубах. Но это не снимает необходимости регулярных посещений стоматолога для проведения профессиональной гигиены.

В состав средств, защищающих от образования зубного камня, должен обязательно входить карбонат кальция, который является активным абразивным веществом и эффективно очищает зубы.

Натуральная зубная паста

Сегодня стало модным употреблять все натуральное. Отдавая дань трендам, производители вывели на рынок достаточно широкий ассортимент  натуральных и травяных зубных паст. Обращаем внимание, что большинство из представленной продукции не содержит фтора, а значит не несет совершенно никакой пользы для ваших зубов.

Итак, главный совет — ищите зубную пасту, содержащую фтор. А дальше уже выбирайте по цене.  Если вы все еще сомневаетесь, приглашаем вас на бесплатную консультацию в нашу стоматологию. Врач проверит состояние вашей полости рта и поможет с выбором средств для ухода за зубами. Записаться вы можете онлайн, нажав на значок, или по телефону в шапке сайта.


Об авторе. Корнева Светлана Николаевна главный врач, стоматолог-терапевт клиники «Диамед».  Опыт работы с 1989 года. Специализируется на оказании терапевтической помощи любой степени сложности. Закончила Ижевский Государственный Медицинский институт с отличием в 1989 году. В 1990 году закончила интернатуру по терапевтической стоматологии. Активный член Стоматологической Ассоциации России (СтАР).

Строение и элементный состав зубов

Зубы относятся к самым твердым биологическим тканям организма. Всего у взрослого человека 32 зуба. Они отличаются по форме: резцы, клыки, малые и большие коренные (премоляры и моляры). Различают три анатомических части: коронку, шейку и корень.

Шейка – место перехода коронки в корень. Коронка имеет эмалевый покров, который у шейки прикреплен к слизистой оболочке десны. Тем самым создается непрерывность покровных биотканей. Корень погружен в альвеолу челюсти и представляет опорную часть зуба. По количеству корней различают одно-, дву- и трехкорневые зубы.

Основную массу зуба составляет дентин. В коронке дентин покрыт эмалью, а в шейке и корне – цементом. Внутри зуба имеется полость – корневой канал, заполненный зубной мякотью, или пульпой, обеспечивающей питание и рост зуба. Здесь можно прочитать про лечение каналов зуба под микроскопом. Пульпа состоит из рыхлой соединительной ткани, содержащей нервные окончания, кровеносные и лимфатические сосуды.

Сформировавшаяся эмаль – самая твердая эпителиальная ткань организма. Она состоит из плотно прилегающих друг к другу тонких волокон – эмалевых призм диаметром от 3 до 6 мкм. Призмы ориентированы в основном радиально и проходят сквозь толщу эмали. Твердость эмали 5 по шкале Мооса.

Эмаль развивается из эктодермы, остальные же ткани имеют мезенхимальную природу. В процессе созревания эмали накапливаются минеральные компоненты, клетки эмали (энамелобласты) отмирают, и зрелая эмаль становится очень твердой бесклеточной структурой, не содержащей регуляторных белков. По химическому составу эмаль представляет собой ткань, наиболее богатую во всем организме неорганическими солями (около 97%, главным образом фосфорно и углекислые соединения извести). Органических соединений в эмали около 2%.

С возрастом происходит постепенное стирание эмали, а затем и дентина. Дентин образуется клетками одонтобластами, которые в течение всей жизни формируются из клеток пульпы. Дентин уступает эмали по твердости, но значительно плотнее и тверже цемента и кости. 65% его массы составляют минеральные соли, а на долю органических соединений приходится примерно 28%, остальное – вода. Дентин пронизан канальцами, в которых находятся отростки одонтобластов. Канальцы выстланы оболочкой, стойкой к кислотам и щелочам.

Цемент обеспечивает непосредственную связь зуба с тканью альвеолы через пограничную мембрану. Вырабатывается цементобластами, которые, погружаясь в цемент, превращаются в цементоциты. Клетки содержатся в слоях цемента, расположенных в области корня зуба. В области шейки слои цемента более тонкие и клеток не содержат. Структурно цемент представляет собой волокна, ориентированные перпендикулярно к поверхности зуба.

Химический состав цемента: органические вещества – около 30%, фосфорнокислый кальций – 57%, углекислый кальций – 8%. Несмотря на различия, у твердых тканей много общего. Их минеральную основу составляют апатиты, имеющие общую формулу представленную анионами (гидроксиапатит) или F (фторапатит). Гидроксиапатит редко встречается в неживой природе, но в биологических объектах является главным компонентом минеральной фазы твердых тканей (≥ 75%).

Апатиты минерализованных тканей обладают огромной суммарной поверхностью, что позволяет им сорбировать как заряженные частицы, так и нейтральные молекулы. Элементный состав эмали зуба, полученный с помощью лазерного масс-спектрометра, показывает,что содержание кальция в твердой ткани является преобладающим.

Что касается органической основы, то в тканях мезенхимального происхождения (дентин и цемент) это главным образом коллаген (≥ 90%), протеогликаны (около 1%), неколлагеновые белки и фосфолипиды (до 8%) и цитрат (около 1%). Если говорить образно, то прочность тканей зубов можно сравнить с железобетоном. Кристаллы гидроксиапатита играют роль жесткого каркаса, а коллаген и протеогликаны отвечают за эластичность.

Улыбнитесь — все будет хорошо!

Самые важные компоненты в составе зубных паст

При выборе зубной пасты следует отталкиваться от проблем, которые вас беспокоят. Конечно, в первую очередь паста должна укреплять эмаль, хорошо вычищать налет и поддерживать здоровье ротовой полости. Но важна также профилактика кариеса, заболеваний десен, повышенной чувствительности зубов, сухости ротовой полости, неприятного запаха и т.д.

 

Каждый человек выбирает пасту по собственным предпочтениям, либо по советам друзей и близких. Правильнее, конечно, проконсультироваться на этот счет со своим стоматологом. Но если такой возможности нет, просто возьмите пасту в руки и прочитайте состав.

 

Какие компоненты обязательно должны содержаться в качественной зубной пасте:

 

  • Фториды. В пасте для взрослых содержание фторидов должно находиться на отметке не менее 1450 ppm. Фтор способствует укреплению эмали, снижает чувствительность зубов, препятствует появлению кариеса. Фактически это самый важный для здоровья ротовой полости элемент;
  • Ксилит. Доля ксилита в общей массе зубной пасты должна составлять как минимум 10%. Это вещество стимулирует выделение слюны, а та, в свою очередь, уничтожает налет и помогает в борьбе с кариесом.

 

А вот лаурилсульфат натрия, напротив, в хорошей пасте содержаться не должен. Это вещество раздражает слизистую оболочку и приводит к дискомфорту при регулярном использовании. Также обратите внимание на коэффициент абразивности. Да, мелкие твердые частицы помогают очистить эмаль от налета, но они при этом могут нанести ей и вред, оставив царапины. Микротрещины со временем разрастаются, эмаль разрушается, в зубах появляются отверстия и сколы. Коэффициент абразивности в пасте должен быть не более 70.

 

В последнюю очередь обращайте внимание на аромат. Если вы чистите зубы правильно и используете хорошую пасту, то неприятного запаха изо рта не будет. По крайней мере, если он обусловлен разложением остатков пищи.

 

Обычно приобрести качественную пасту для гигиены ротовой полости можно у стоматолога. Будьте готовы к тому, что стоить она будет несколько дороже большинства привычных вам брендов. Но затраты на хорошую зубную пасту окупают себя сполна, так как вас будут реже беспокоить заболевания зубов и десен.

Как выбрать зубную пасту: разбираемся в составе

Читайте в этой статье:

Основные компоненты

За устранение зубного налёта отвечают абразивы, иначе их называют чистящие или полирующие агенты. К ним относятся пищевая сода, соединения кремния, карбонат или фосфат кальция. В составе более дорогих зубных паст можно встретить вещество под названием гидративный кремнезем — это более качественная альтернатива соде или фосфату кальция.

Абразивность зубных паст определяется с помощью индекса абразивности. На упаковках он отмечен сокращением RDA (Relative Dentin Abrasivity). Этот показатель придумали в американской ассоциации стоматологов. RDA определяет способность пасты нарушать структуру зубной эмали и производить механическое воздействие (истирание эмали). Считается, что эффективное удаление налета достигается при значениях RDA чуть выше 100. Обычная зубная паста наполовину состоит из абразивных компонентов. Если в составе более 50% полирующих агентов, то это может вызвать чувствительность зубов.

Почти в любой зубной пасте есть пенообразующие вещества, которые экономят расход и помогают бороться с налётом. Однако большое количество таких веществ вызывает раздражение и покраснение в полости рта.

В пасту добавляют ароматизаторы и вкусовые добавки. Также для нормальной консистенции зубным пастам необходимы связующие вещества (их ещё называют гидрокаллоиды) — компоненты, которые помогают сохранить влагу, чтобы в пасте не завелись бактерии, и консерванты.

Без всех этих компонентов зубная паста не получится. Однако зачастую вместо безвредных натуральных ароматизаторов, абразивов и консервантов химики используют вредные и опасные для жизни вещества.

Чего не должно быть в зубных пастах

  • Лаурилсульфат (Sodium Lauryl Sulfate) – пенообразующее вещество, которое входит в состав чистящих средств. Вызывает жжение и зуд во рту.
  • Пропиленгликоль (Propylenglycolum) – растворитель, применяемый в промышленности. Его используют как антифриз или тормозную жидкость. Частички, попадающие в организм, оседают в печени и почках и негативно влияют на их функционирование.
  • Триклозан (Triclosanum) – крайне опасный антибиотик, который убивает не только патогенные микроорганизмы, но и оказывает губительное влияние на почки и лёгкие. В медицине используется только по назначению врача.
  • Парабен (Paraben) – консервант, который увеличивает срок хранения продуктов. Его можно встретить не только в пастах, но и в шампунях, гелях для душа и пенах для ванны. Есть мнение, что это вещество влияет на развитие злокачественных опухолей. В 2004 году специалисты изучали уровень концентрации парабенов в раковых опухолях груди. Наличие данных веществ в злокачественных образованиях действительно было доказано, однако настоящие причины их появления не были выявлены.
  • Полифосфат (Polyphosphates) – вещество, которое смягчает воду. Полифосфаты входят в состав почти всех стиральных порошков. Есть предположения, что именно этот компонент может вызвать воспалительный процесс в ротовой полости.
  • Хлоргексидин (Chlorhexidine) – вещество с антимикробным эффектом, может убить любую микрофлору. При частом использовании вызывает дисбактериоз полости рта.

Состав зубной пасты в зависимости от вида

Пасты делятся на два основных типа: гигиенические и лечебные. Первые освежают дыхание и устраняют налёт, вторые борются с конкретной проблемой. Стоматологи, в свою очередь, делят лечебные пасты ещё на несколько видов. Помочь выбрать правильное средство может только зубной врач.

Сенситивная паста

Её порекомендует доктор, если выявит у вас чувствительность десен и эмали. В составе такого средства можно встретить соли калия и хлорид стронция. При этом абразивных веществ в пасте должно быть крайне мало. Уменьшить чувствительность десен может и вещество под названием гидроксиапатит.

Примеры сенситивных зубных паст:

#ЛАЙФХАК

Обычно врачи советуют пациентам с повышенной чувствительностью зубов использовать и специальные гели, к примеру, российский препарат РемарсГель, который нельзя найти в аптеках, но можно купить на заказ в интернет-магазинах. Сенситивный гель есть и в линейке продуктов под маркой R.O.C.S. (гель Medical Sensitive).

Отбеливающая зубная паста

Основные вещества в этом средстве — пероксид водорода и гидрокарбонат натрия. Также в составе может быть указан абразивный показатель (на упаковках он обозначается как индекс RDA) равный 200, но в таком случае пасту нельзя использовать ежедневно, необходимо чередовать ее с другими марками раз в два-три дня. Однако более точную инструкцию по применению должен дать стоматолог. В обычных зубных пастах значения RDA чуть превышают показатель в 100.

Примеры отбеливающих зубных паст:

Противовоспалительная паста

Это средство назначает врач при обнаружении пародонтоза или пародонтита. В составе таких паст часто можно встретить экстракты лекарственных трав.

Примеры противовоспалительных зубных паст:

Укрепляющая зубная паста

Необходима тем, у кого есть кариозное поражение эмали (светло-коричневые пятна на поверхности зубов). В таких пастах должны присутствовать либо фтор, либо кальций. Эти два вещества не могут находиться в составе вместе. Также стоит отметить, что фтор в больших количествах вреден для зубов и может вызвать заболевание под названием флюороз (поражение зубной эмали). Более трех недель применять пасту со фтором нельзя. Более эффективная и безопасная альтернатива фтору — глицерофосфат или глюконат кальция.

Примеры укрепляющих зубных паст:

Зубная паста и брекеты

При установке брекет-систем к выбору зубной пасты нужно относится более внимательно. Ведь несъемная конструкция создает дополнительные трудности при чистке зубов. К тому же, на время ношения брекетов необходимо отказаться от отбеливающих зубных паст, чтобы после снятия корректирующих устройств зубы были одного цвета. Стоматологи советуют менять зубные пасты на определенных стадиях исправления зубов. К примеру, в первые месяцы после установки брекетов из зубов активно «уходит» кальций, поэтому необходимы пасты с повышенным содержанием этого вещества. Затем важно устранить возможные риски появления кариеса, поэтому подойдут укрепляющие зубные пасты. На заключительных этапах носки брекетов доктора рекомендуют перейти на противовоспалительные пасты, чтобы подготовить пациента к безболезненному снятию корректирующих систем. При выборе нужно обращать внимание на бренды тех компаний, которые специализируются на выпуске зубных паст для брекет-систем, и консультироваться с лечащим ортодонтом.

Примеры зубных паст для брекетов:

Стоит ли переплачивать за зубную пасту класса люкс

В премиальные зубные пасты добавляют дорогие и более качественные компоненты, к примеру, гидроксиапатиты, которые ещё называют искусственной зубной эмалью. Они помогают бороться с кислотами, которые присутствуют в ротовой полости.

К тому же, в пастах класса люкс не встретить фтор и фториды, их заменяют теобромином. Это вещество, которое получают из какао-бобов, оно укрепляет эмаль и обладает антибактериальным эффектом.

Также доктора советуют не экономить на средствах по уходу за полостью рта, если вы недавно установили имплантат. Специальные зубные пасты (Curasept ADS 712, Bluem, Implaclean) помогают прижиться имплантату и хорошо влияют на состояние десен. Выбирая между обычной и премиальной зубными пастами, стоит понимать, что дорогое средство не поможет, если не соблюдать элементарные правила гигиены и не посещать зубной кабинет каждые полгода.

Безвредный состав детской зубной пасты

При выборе пасты для ребенка нужно смотреть на количество фтора. Это вещество необходимо для детских зубов, но в больших количествах может быть токсично. Малышам с года до четырёх лет нужно подбирать пасту с концентрацией фтора не более 200 ppm (единица измерения концентрации, расшифровывается как parts per million). Детям с 4 до 8 лет подойдут те средства, где присутствует не более 500 ppm фтора. С 8 до 14 нужно выбирать пасту, где содержание фтора около 1400 ppm.

Также нужно смотреть и на степень абразивности. Для малышей до четырех лет индекс RDA должен быть не больше 20 у.е, а для детей постарше — не более 50 у. е.

Примеры детских зубных паст:

Зубные пасты, которые не тестируются на животных

Производители, которые не тестируют свой продукт на живых существах, ставят на упаковке специальный знак. Обычно, изображается кролик и рядом с ним есть надпись: «not tested on animals». Вариаций таких обозначений несколько:

Примеры паст, не тестируемых на животных:

Классические пасты, не тестирующиеся на животных:

  • LAVERA — вариант подороже.
  • Biomed — бюджетный вариант.

Чтобы зубы прослужили как можно дольше, и не пришлось узнать, что такое вставная челюсть, нужно заботиться о своей полости рта как можно лучше и всегда обращать внимание на состав зубной пасты.

Автор: Александра Берлизева

Как правильно выбирать зубную пасту для детей?

Визуально детские зубные пасты отличить от взрослых зубных паст очень просто – они имеют красивую, ярко оформленную упаковку. Пасты для детей более вкусные, что в некоторых случаях помогает избежать рвотного рефлекса. Как же сделать правильный выбор?

Для начала необходимо уяснить, что детям не подходят зубные пасты для взрослых или так называемые пасты для всей семьи,если ребенок не достиг 14 лет.

Несмотря на то что они содержат одинаковые компоненты, их «взрослая» концентрация может быть опасна для детского организма. Поэтому первым и самым простым ориентиром при выборе зубной пасты будет возраст ребенка.

Так как на данном этапе у детей идет переход от молочных зубов к коренным, паста должна учитывать особенности и тех и других. Идеально, если она будет снижать риск возникновения кариеса, а также уменьшать неприятные ощущения у детей, связанные со сменой зубов.

Зубная паста для самых маленьких должна обеспечивать бережную, но качественную очистку молочных зубов. Поэтому показатель ее абразивности RDA не может превышать 20 условных единиц. Детская паста должна быть безопасной при случайном проглатывании, так как маленькие дети еще не научились толком поласкать рот и около 30% содержания тюбика попросту съедается. Концентрация фтора в детских пастах данной возрастной категории максимально снижена (не более 500 ppm), или он отсутствует вовсе.

Показатель абразивности RDA уже выше, но не более 50 условных единиц – чистка зубов должна быть мягкой, не травмирующей молодую эмаль. Содержание фтора в зубных пастах данной категории не превышает 1000 ppm.

Определившись с возрастной категорией, в которой следует подбирать пасту, переходим к самому главному – внимательно изучаем состав.

В этом возрасте у детей уже начинают преобладать коренные зубы, поэтому в пастах данной категории содержание фторидов приближено к составу взрослой пасты – порядка 1400 ppm. Показатель абразивности так же, как и в пастах от 4 до 8, не превышает 50 единиц.
  • Абразивные вещества

    Как мы уже поняли, зубная паста для детей должна обеспечивать бережную, но качественную очистку молочных и коренных зубов. Поэтому обращаем внимание на то, какой абразив в ней содержится.

    Карбонат кальция или бикарбонат натрия, проще говоря мел и сода. Данные вещества являются агрессивными и могут нанести существенный вред эмали.

    Предпочтение следует отдавать пастам, в которых в качестве абразива используется диоксид титана или диоксид кремния – наименее травмирующие и наиболее эффективные вещества. Степень абразивности, к сожалению, указывают далеко не все производители. На российском рынке показатель RDA можно найти на тюбиках паст President и R.O.C.S.

  • С фтором или без?

    Как правило, зубные пасты с фтором (к примеру Lacalut) рекомендуются детям, живущим в районе с низким содержанием данного элемента в питьевой воде.

    Для нашего региона обязательным является наличие в зубной пасте фтора.

    Но в некоторых районнах Чувашии в питьевой воде содержание фтора превышено – в Комсомольском, Моргаушском, Красночетайском, Красноармейском. В этих места характерно такое заболевание, как флюороз.

    В других же районах Чувашии, в Чебоксарах, в частности, фтора в питьевой воде 0.1 микрограмм на литр, а должно быть не меньше 0,9-1,2 .

    Поэтому зубная паста у нас обязательно должна быть с ионами фтора.

    Перед тем как покупать пасту с фтором, проконсультируйтесь с врачом, где вам в зависимости от степени активности кариеса и возраста ребенка порекомендуют зубную пасту.

  • Антибактериальные вещества

    Основные антибактериальные вещества, которые применяются в зубных пастах – это триклозан, метронидазол и хлоргексидин. Проблема заключается в том, что они убивают не только вредные бактерии, но и полезные, тем самым нарушая микрофлору полости рта. Применять зубную пасту с данными веществами можно только по рекомендации и под строгим контролем врача.

  • Пенообразующие вещества

    Основные функции пенообразующих веществ заключаются в смачивании зубной поверхности, пенообразовании и влиянии на равномерную консистенцию пасты, что в итоге облегчает сам процесс чистки зубов. Самый известный пенообразователь, который добавляется в различные средства гигиены это лаурилсульфат натрия (SLS, Е 487). К сожалению, пользы от него гораздо меньше, чем вреда. Данное вещество обладает токсичным действием, иссушает слизистую рта, а также может вызвать сильную аллергическую реакцию и другие негативные последствия. Альтернативой ему может быть лауретсульфат натрия (SLS), который действует менее раздражающе. В целом же пена как таковая не сильно влияет на процесс очистки зубов, поэтому выбирать детскую пасту желательно как минимум без лаурилсульфата натрия.

  • Консерванты

    Консерванты добавляются в состав зубных паст для того, чтобы блокировать в ней развитие микрофлоры во время транспортировки, хранении или использовании. Здесь стоит проверить состав на наличие бензоата натрия, который при увеличенных дозах является сильным канцерогеном, запрещенным для применения в некоторых странах. Очень вреден для здоровья и пропиленгликоль (может фигурировать как PEG или ПЕГ), больше известный как средство от обледенения. Избегайте паст с пропилпарабеном – вредным канцерогеном.

  • Вкусовые наполнители

    Вкусовые наполнители применяются в пастах для снятия эффекта неприятного вкуса отдельных веществ, входящих в ее состав. Они придают пасте приятный вкус. Для этого используется ментол, различные сорта мяты, анис, эвкалипт, ванилин, а также не стимулирующие развитие кариеса подсластители типа сахарина. Причем стоит добавить, что некоторые составляющие паст могут выполнять несколько функций – выступая одновременно в роли, например подсластителя и вкусовой «отдушки». В целом же присутствие в рецептуре сахарина и искусственных красителей нежелательно.

  • Полезные вещества

    А вот что должно находиться в качественной зубной пасте для детей – так это молочные ферменты: лактоферрин, лактопероксидаза, лизоцим, оксид глюкозы – все они способствуют укреплению иммунитета малыша и усилению защитных свойств слюны.

    В детские пасты также добавляют натуральный белок казеин, который способствуют накоплению кальция в слоях эмали.

    Если паста содержит небольшой процент фтора, то он должен присутствовать в органической форме – в составе этот компонент прописывают как олафлюр или аминофторид. Ксилит – это натуральный ингредиент, содержащийся в волокнах фруктов и овощей, клинические исследования, которого показали, что ксилит снижает риск возникновения кариеса, уменьшает микробную биопленку на зубах.

Подведем итог:

У детей после 1 года, при условии частого появления кариозных очагов – необходимо использовать пасты со фтором (предпочтительнее с аминофторидом или олафлур).
Европейское общество стоматологов открыто говорит о безопасности фторсодержащих зубных паст у детей от 1 до 6 лет (в дозировках 250-1000 ppm). И рекомендует применять такие пасты у детей, у которых регулярно появляется новые кариозные очаги.

Главное, чтобы в пастах не было лаурилсульфата натрия ( SLS), Карбоната кальция или бикарбоната натрия, триклозана, метронидазола и хлоргексидина, загустители химического происхождения производные целлюлозы, акриловой кислоты, бензоата натрия, пропиленгликоля (PEG), пропилпарабена, присутствие в рецептуре сахарина и искусственных красителей нежелательно.

Некоторые пасты для детей содержат сразу и фтор, и кальций. Таких зубных паст лучше избегать, т.к. фтор и кальций, находясь в одном тюбике, начинают связываться друг с другом в нерастворимую соль фторид кальция, которая никакого позитивного влияния на зубы не оказывает.

Если у ребенка регулярно возникает стоматит слизистой оболочки полости рта, то лучше всего использовать зубные пасты, содержащие комплекс ферментов (лактоферрин, лактопероксидаза, лизоцим, оксидаза глюкозы), которые повышают местный иммунитет в полости рта.

Зубная паста – это необходимое средство гигиены для детских зубов, но ее роль в профилактике кариеса у детей зачастую сильно преувеличена. Здесь гораздо важнее регулярная и качественная гигиена полости рта у детей, профилактические осмотры стоматолога и правильное питание. Выбирайте зубную пасту с максимально натуральным простым составом и лучше всего в аптеке или в специализированном магазине.

Безопасные детские зубные пасты:

  • Детский зубной гель с календулой Weleda от 0-5 лет. Гипоаллергенная.
  • Зубная паста Aquafresh «Мой первый зубик от 0-2 лет» содержание фторида натрия 500ppm
  • Зубная паста Aquafresh «Мои молочные зубки с 3-5 лет» содержание фторида натрия 500ppm
  • Зубная паста Splat Junior от 0-4 лет противопоказание непереносимость молока (содержит казеин)
  • Зубная паста Splat с 3-8 лет
  • Зубная паста Splat Juicy Set
  • Зубная паста Colgate ЭЛМЕКС с 1-го зуба и до 6 лет содержание аминофторида 500ppm.
  • Зубная паста Colgate ЭЛМЕКС Юниор с 6-12 лет содержание аминофторида 1400 ppm.
  • Зубная паста Splat Juicy Set.
  • Зубная паста Aquafresh «Мои большие зубки 6+» содержание фторида натрия 1450ppm.

Dental Composite — обзор

5.1.2 Нанонаполнители

В последнее время нанонаполнители стали применяться в медицине как многообещающая альтернатива классическим наполнителям (Ozak and Ozkan, 2013). Стоматологические композиты обычно состоят из трех основных компонентов, которые химически отличаются друг от друга: матрица на основе смолы (органическая матрица), наполнитель (неорганическая матрица) и сшивающий агент (обычно силан, для усиления химических связей между наполнителем и материалом). органическая матрица) (Cramer et al., 2011). Каждая из этих фаз может быть изменена. Различные характеристики композитов, включая физические, химические, клинические и механические свойства, могут быть изменены в соответствии с требованиями клинициста. За последние несколько лет внедрение новых материалов, таких как инициаторы оксида фосфина и разбавители монометакрилата, привело к производству стоматологических композитов нового поколения (Richards and Antonucci, 2007). Однако внедрение нанонаполнителей в область стоматологии внесло существенные изменения в создание перспективных стоматологических наполнителей и композитов.Физические и химические свойства, а также размер частиц наполнителей, которые используются в стоматологических композитах, значительно различаются. Тем не менее, оптимизация окончательных реставрационных материалов может быть выполнена одновременно путем включения нанонаполнителей в материалы на основе смол. Как правило, добавление частиц нанонаполнителя может улучшить механические свойства композитов, уменьшить скорость усадки в процессе полимеризации, изменить коэффициент теплового расширения композита как можно ближе к зубу, обеспечить более равномерное распределение частиц, допустить более высокую нагрузку наполнителя. , снижают вязкость, улучшают обращение и, наконец, обеспечивают рентгеноконтрастность (Cramer et al., 2011; Фу и др., 2014).

Обычные стоматологические композиты содержат ряд наполнителей, которые варьируются от материала к материалу, но часто включают частицы кремнезема, кварца и силиката на основе оксидов металлов (например, бария, стронция, цинка, алюминия и циркония) (Drummond, 2008). ). Эти композиты классифицируются на основе размера частиц наполнителя, включая композиты с макронаполнителями (0,1–100 мкм), композиты с микронаполнителями (0,04–0,1 мкм) и гибридные композиты (наполнители разных размеров). Большинство современных типичных композитов имеют диапазон размеров от 0.от 04 до 0,7 мкм (De Oliveira et al., 2012). Проблема в этой области заключается в том, что эти композиты могут не оптимально взаимодействовать с наноразмерными структурными элементами тканей зуба, такими как эмалевые стержни, кристаллы HAp, дентинные канальцы и коллагеновые волокна. Средний размер наполнителя в стоматологических композитах составляет 40 нм, и настоящим новшеством их является их способность повышать нагрузку неорганической фазы на 80 мас.% по сравнению с микронаполненными композитами, например, на 50 мас.% (Субрамани и Ахмед, 2011).Первым стоматологическим нанокомпозитом, представленным на рынке, был Filtek Supreme (3 M ESPE, Сент-Пол, Миннесота, США) (Gogna et al., 2011). Другие коммерчески доступные нанокомпозиты включают Ketac (3M ESPE, Сент-Пол, Миннесота, США), Ketac N100; наноиономеры (3M ESPE, Сент-Пол, Миннесота, США), Fuji IX GP (GC, Лёвен, Бельгия), нанопраймер, Premise (Kerr/Sybron, Orange, CA, USA), Adper single bond plus (3M ESPE), Ceram X (DENTSPLY International, Милфорд, Коннектикут, США), GrandiO (Voco, Куксхафен, Германия), 4 Seasons (Ivoclar Vivadent, Шаан, Лихтенштейн) и Palfique (Tokuyama Dental Corp., Токио, Япония).

Природный диоксид кремния (наноглины) и их модифицированные разновидности также широко используются для производства стоматологических композитов. Эти материалы нетоксичны и не вызывают раздражения, особенно при использовании P.O. (Мусавинасаб, 2011 г.). В последнее десятилетие в качестве нанонаполнителей были предложены наночастицы диоксида кремния (например, доступные под торговыми названиями Aerosil [Evonik comp.], Cab-O-Sil [Cabot Corporation], HDK [Wacker Chemie] и Konasil [OCI]). для улучшения качества композитов на основе стоматологических смол (Karabela and Sideridou, 2011).Они могут улучшить физические свойства конечных продуктов, такие как шероховатость поверхности, стойкость к истиранию и реологические свойства. Иногда включение нанонаполнителей является выгодной стратегией для улучшения физических и механических свойств композитов на основе смол. Однако введение наполнителя в стоматологические композиты следует тщательно контролировать, поскольку существуют некоторые ограничения.

Было показано, что повышение концентрации нанонаполнителей Zr в стоматологических композитах постепенно увеличивает прочность соединения при микрорастяжении.Хотя анализ показал, что самые высокие значения механических свойств при содержании наполнителя 20 мас. %, композиты с меньшим содержанием наполнителя (5 мас. %) имели повышенные показатели по сравнению с контрольными образцами (Lohbauer et al., 2010). Оптимальное содержание наполнителя в стоматологических композитах составляет около 0,5% по массе для монтмориллонита натрия, 10% по массе для CaF2, 0,2% по массе для ГК и 40% по массе для нанонаполнителей из диоксида кремния (Karabela and Sideridou, 2011). Тем не менее, что касается оптимальной загрузки наполнителя, эти данные не совсем надежны, так как исследования не придерживались стандартизированных методик при приготовлении своих композитов.Следует также подчеркнуть, что нанонаполнители не всегда могут улучшать механические свойства по сравнению с микронаполнителями. Известно, что растворимость и усадка обоих типов композитов схожи, но данные свидетельствуют о том, что композиты с нанонаполнителями обладают более высоким водопоглощением и непрозрачностью (Althues et al., 2007).

Среди всех форм структур нанонаполнителя сферические типы популярны, потому что напряжение более равномерно распределяется по объему композита и, следовательно, образование трещин подавляется из-за круглой формы частиц (Zou et al., 2008 г.). Углеродные нанотрубки (УНТ) — это другие типы нанонаполнителей, которые изучались во многих исследованиях (Akasaka et al., 2009; Sasani et al., 2014; Terada et al., 2009; Zhang et al., 2008). Чжан и соавт. (2008) синтезировали стоматологический композит на основе УНТ с улучшенными механическими характеристиками. Хорошо известно, что УНТ обладают исключительной прочностью, и их применение в производстве стоматологических нанокомпозитов возможно благодаря их уникальному распределению размеров (соотношение сторон >1000).

Одним из важнейших критических вопросов для пациентов является эстетическая характеристика реставрационных материалов. Например, стоматологические композиты, цвет которых точно соответствует цвету натурального зуба пациента, всегда пользуются спросом (Bagheri et al., 2007). Наночастицы использовались для изменения оттенка и прозрачности для обеспечения желаемой эстетики. С другой стороны, оптические свойства также важны в клинических условиях, и в этом отношении использовались нанонаполнители, чтобы соответствовать рентгеноконтрастности стоматологического адгезива (Besinis et al., 2015). В совокупности применение нанонаполнителей для производства нанокомпозитов может улучшить некоторые свойства при ухудшении некоторых других характеристик. В конце концов, клиницисты должны знать все доступные стоматологические композиты в контексте клинических соображений, чтобы выбрать подходящий в соответствии с положением полости и эстетическими требованиями. В таблице 25.5 перечислены некоторые из наиболее важных нанонаполнителей для применения в стоматологии.

Таблица 25.5. Применение наноматериалов в качестве зубного наполнителя

0

Тип наноматериала Размер наночастицы Цель приложения Результаты Ссылки
ZR NPS 20-50 NM , используемые в Смоленом композиции для улучшения свойств Введение наночастиц Zr в образец увеличивает прочность связи при растяжении полимерного композита Lohbauer et al.(2010)
CaF 2 NPs 56 нм Используется в полимерном композите для улучшения механических свойств, а также выделения фтора погружение в NaCl по сравнению с контрольными образцами Xu et al. (2010)
Частицы н-ГАп 20–70 нм Используется в адгезивных системах для усиления композитов Введение н-ГАп в образец значительно повышает прочность сцепления клеев при микрорастяжении по сравнению с контрольной группой Вагнер и соавт.(2013)
Гибрид акрила и НЧ кремния 75–100 нм Используется в стоматологических полимерных композитах для повышения механической прочности Эскамилла и соавт. (2014)
HAp-наностержни Используются в адгезивных клеях для их улучшения Диаметральная прочность на растяжение была выше, когда был включен n-Hap, по сравнению с контролем Sadat-Shojai et  (2010)
НЧ кремния 20–50 нм Используется в стоматологических полимерных композитах для повышения механической прочности др. (2010)
УНТ ≤10 нм Используется в реставрационных материалах на основе смол для улучшения механических свойств(2008)
BaSO 4 НЧ ≤10 нм Используется для контроля механических свойств и времени реакции иономерного цемента BaSO 4 НЧ за счет первоначального увеличения его концентрации в течение рабочего времени, но 4 НЧ цемент, эффект был обратным. Механическая прочность также снижается при добавлении НЧ в цемент Prentice et al. (2006)

НЧ: наночастицы, УНТ: углеродные нанотрубки.

Dental Composite Resin – обзор

2.6.1 Стоматологические нанокомпозиты

Потребность пациентов в реставрациях под цвет зубов, озабоченность по поводу воздействия на окружающую среду и неблагоприятные клинические реакции на пломбировочные материалы из амальгамы ускорили исследования по разработке альтернативных реставрационных материалов. Однако, несмотря на разработку композитных материалов на основе смолы (RBC), клиническая долговечность стоматологической амальгамы остается превосходной [49]. Стоматологические композитные смолы использовались в качестве популярных материалов для восстановления зубов с момента их появления около 50 лет назад [50].По сравнению со стоматологическими амальгамами они менее безопасны и обладают лучшими эстетическими свойствами. Согласно отчету 2005 г., композиты использовались более чем в 95% всех прямых реставраций передних зубов и примерно в 50% всех прямых реставраций жевательных зубов [51]. Стоматологические композиты становятся все более популярными благодаря своей эстетике, возможности прямого пломбирования и улучшенным характеристикам. Стоматологические композиты обычно состоят из четырех основных компонентов: органическая полимерная матрица (2,2-бис[ p -(2′-гидрокси-3’метакрилоксипропокси)фенилен]пропан (BisGMA), этоксилированный диметакрилат бисфенола А (BisEMA), триэтилен диметакрилат гликоля (TEGDMA), диметакрилат уретана (UDMA) и т. д.) (рис. 2.3), частицы неорганического наполнителя, связующие агенты и система инициатор-ускоритель. Несмотря на значительное улучшение эритроцитов, реставрационные композиты по-прежнему страдают рядом ключевых недостатков: недостаточной механической прочностью и высокой полимеризационной усадкой, которые обусловливают более короткую среднюю продолжительность жизни эритроцитов (5–7 лет) по сравнению с амальгамой (13 лет). ) [52], вторичный кариес и объемный перелом. Кариес по краям реставрации является частой причиной замены существующих реставраций, что составляет 50–70% всех реставраций.

Рисунок 2.3. Химические структуры мономеров, используемых в стоматологических нанокомпозитах.

В течение последнего десятилетия все больше усилий было сосредоточено на стоматологических нанокомпозитах с надеждой, что современные нанокомпозиты с керамическими нанонаполнителями должны обеспечивать повышенную эстетику, прочность и долговечность. Однако проведенные на сегодняшний день исследования показывают, что большинство нанонаполнителей обеспечивают лишь постепенное улучшение механических свойств за некоторыми исключениями [53]. Различные фосфаты кальция (CaP), такие как HAP, ACP, тетракальцийфосфат (TTCP) и безводный дикальцийфосфат (DCPA), были изучены в качестве наполнителей для изготовления стоматологических композитов, высвобождающих минералы.Скртич и др. [54] провели новаторское исследование физико-химических свойств стоматологических композитов, содержащих негибридизированный и гибридизированный АФК. Их исследования показали, что гибридизация наполнителей ACP с использованием таких агентов, как тетраэтоксисилан (TEOS) или раствор ZrOCl 2 , улучшает механические свойства, например, прочность на двухосный изгиб композитов, содержащих наполнители ACP. Однако добавление как гибридизированных, так и негибридных наполнителей ACP обычно ухудшало двухосную прочность на изгиб полимерных материалов [55].Было высказано предположение, что снижение прочности по сравнению со смолой без наполнителя связано с плохой дисперсией и недостаточным взаимодействием между АСР и смолой. Такая гипотеза была подтверждена механическими испытаниями стоматологических композитов, содержащих частицы разного размера [55]. Как наноразмерные, так и микроразмерные частицы ГАП также изучались в качестве зубных наполнителей, и механические испытания показали, что микроразмерные, а не наноразмерные ГАП предпочтительнее с точки зрения механических свойств [56].

С точки зрения механики композитов волокна являются более предпочтительными армированными материалами по сравнению с частицами, поскольку волокна могут обеспечивать большую передачу нагрузки, а также могут способствовать некоторым хорошо известным механизмам упрочнения, таким как соединение волокон и вытягивание волокон.Армирование высокопрочными неорганическими волокнами действительно демонстрирует значительное улучшение механических свойств стоматологического композита. Сообщалось, что помимо преимуществ упрочняющих эффектов волокна также могут уменьшать полимеризационную усадку [57]. Разработка эритроцитов в качестве альтернативы стоматологической амальгаме привела к оптимизации распределения размеров частиц и загрузки наполнителя, что привело к улучшению механических свойств [58]. Для достижения превосходной эстетики при разработке материалов для эритроцитов были использованы субмикронные наполнители.Однако содержание наполнителя в ранних типах эритроцитов с «гомогенным микронаполнителем» было снижено из-за высокого отношения площади поверхности к объему, что ограничивало механические свойства. Введение «гетерогенных микронаполнителей» увеличило содержание наполнителя (~ 50 об.%), поскольку форполимеры, содержащие большую объемную долю силанированных нанонаполнителей (~50 нм), были включены в матрицу смолы, содержащую дискретные субмикронные частицы. Хотя этот подход улучшил прочность на изгиб «гетерогенных» эритроцитов (80–160 МПа) по сравнению с «гомогенными» микронаполнителями (60–80 МПа), механические свойства по-прежнему уступали гибридным системам эритроцитов, которые нагружаются примерно до 55–65 объемных. % и обладают пределом прочности при изгибе в диапазоне 120–145 МПа [59].

Композиты с микронаполнителем содержат частицы наполнителя диоксида кремния диаметром менее 100 нм в сочетании с предварительно полимеризованными органическими наполнителями, агрегированные путем их измельчения в более крупные частицы наполнителя. В настоящее время наиболее часто используемые полимерные композиты, то есть микрогибриды и композиты с нанонаполнителем, содержат частицы наполнителя размером примерно от 20 до 600 нм. В технологии композитных смол размер частиц и количество частиц представляют собой важную информацию при определении того, как лучше всего использовать композитные материалы.Изменение компонента наполнителя остается наиболее значительным событием в эволюции композитных смол [60], потому что размер частиц наполнителя, распределение и введенное количество существенно влияют на механические свойства и клинический успех композитных смол. В целом механические и физические свойства композитов улучшаются в зависимости от количества добавляемого наполнителя [61]. Многие механические свойства зависят от этой фазы наполнителя, включая прочность на сжатие и/или твердость, прочность на изгиб, модуль упругости, коэффициент теплового расширения, водопоглощение и износостойкость.

Нанотехнологии или молекулярное производство могут обеспечить смолу с размером частиц наполнителя, который значительно меньше по размеру, может растворяться в более высоких концентрациях и полимеризоваться в систему смолы с молекулами, которые могут быть разработаны так, чтобы быть совместимыми при соединении с полимером, и обеспечивать уникальные характеристики (физические, механические и оптические) [62]. Кроме того, оптимизация адгезии реставрационных биоматериалов к минерализованным твердым тканям зуба является решающим фактором в повышении механической прочности, краевой адаптации и герметичности, а также в повышении надежности и долговечности адгезивной реставрации.В настоящее время размеры частиц обычных композитов отличаются от структурных размеров кристалла ГАП, зубных канальцев и эмалевого стержня, и существует вероятность компромисса в адгезии между макроскопическим (от 40 нм до 0,7 мкм) реставрационным материалом и наноскопическим. (размером от 1 до 10 нм) структура зуба. Тем не менее, нанотехнологии могут улучшить эту непрерывность между структурой зуба и наноразмерными частицами наполнителя и обеспечить более стабильный и естественный интерфейс между минерализованными твердыми тканями зуба и этими современными реставрационными биоматериалами [63].

На качество поверхности композита влияют не только полировальные инструменты и полировальные пасты, но и состав и характеристики наполнителя композита. Новые составы нанокомпозитов с меньшим размером, формой и ориентацией частиц, а также с повышенной концентрацией наполнителя обеспечивают улучшенные физико-механические и оптические характеристики. Хотя клинические данные о полируемости этих новых гибридов наночастиц кажутся многообещающими, в будущих клинических испытаниях необходимо будет оценить долгосрочную стойкость полиролей [64].Исследования в современной стоматологии открыли возможности использования наночастиц для пломб и герметиков и могут привести к созданию искусственных костей и зубов. Механо-физические свойства и результирующая клиническая долговечность стоматологических композитов недостаточны. Чтобы улучшить эти свойства, продолжающаяся разработка эритроцитов стремилась изменить размер и морфологию наполнителя, а также улучшить загрузку и распределение составляющих частиц наполнителя. Это привело к появлению так называемых нанонаполнителей, которые содержат комбинацию нано- и микронаполнителей для получения гибридного материала.Разновидностью этого подхода было введение «нанокластерных» частиц, которые по существу представляют собой агломерацию наноразмерных частиц кремнезема и диоксида циркония. Хотя эти материалы продемонстрировали определенный клинический и экспериментальный успех, до сих пор ведутся споры об их конкретных преимуществах по сравнению с существующими системами с традиционным наполнением. «Нанокластеры» обеспечили особый механизм усиления по сравнению с микрогибридными, микронаполненными или наногибридными системами эритроцитов, что привело к значительному повышению прочности и надежности независимо от условий хранения и испытаний.Инфильтрация силаном внутри промежутков нанокластеров может модифицировать реакцию на стресс, вызванный предварительной нагрузкой, тем самым повышая устойчивость к повреждениям и обеспечивая потенциал для улучшения клинической эффективности [16].

Стоматологическая композиция, модифицированная арилоксифосфазеном, содержащим карбоксильные группы

Полимеры (Базель). 2020 май; 12(5): 1176.

Евгений Михайлович Чистяков

1 Российский химико-технологический университет им. Д.Менделеева, Миусская площадь, 9, 125047 Москва, Россия

Наталья Колпинская

917104 11Менделеевский Университет Химической техники России, Миусская кв. 9, 125047 г. Москва, Россия

Vera Posokhova

2 Торговый Дом Владмива, 308015 Белгород, Россия

Владимир Чуев

3 Белгородский национальный исследовательский университет, 308015 Белгород

1 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Миусская площадь, 9, 125047 Москва, Россия

2 Торговый дом ВладМиВа, 308015 Белгород, Россия

Белгородский национальный исследовательский университет 3 Белгород, Россия

Поступила в редакцию 24 апреля 2020 г.; Принято 18 мая 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

Разработан модификатор, состоящий из смеси циклотрифосфазенов, содержащих 4-аллил-2-метоксифенокси- и β-карбоксиэтенилфеноксифрагменты, для введения с акрилатными стоматологическими реставрационными композициями. Синтезированные соединения охарактеризованы методами спектроскопии ЯМР 1 Н и 13 С и масс-спектрометрии MALDI-TOF.Методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) выявлены оптимальные условия сочетания модификатора с исходной стоматологической смесью, состоящей из бис-ГМА и ТГМ-3. Свойства отвержденных модифицированных композиций оценивали на соответствие требованиям ISO 4049:2019. Установлено, что эти композиции обладают повышенной адгезией к тканям зуба и глубиной отверждения, пониженной водосорбцией и водорастворимостью. Значения модулей упругости, разрушающего напряжения сжатия и микротвердости также увеличивались с увеличением содержания модификатора в составе.

Ключевые слова: фосфазен, реставрационная стоматология, адгезия, композитный материал, модификация

1. Введение

Улучшение самочувствия в настоящее время остается одной из важнейших проблем. Прежде всего, это касается здоровья человека. Медицина [1], фармацевтическая промышленность [2,3], генная инженерия [4,5] и стоматология [6] — все это горячие темы среди современных направлений исследований. Следует отметить, что реставрационная стоматология нуждается в новых материалах, обладающих улучшенными эксплуатационными свойствами [7,8].Большинство работ направлено на повышение механических свойств и долговечности стоматологических полимерных материалов [9,10], их антибактериальных свойств [11,12,13,14,15] и биосовместимости [12,16,17,18], а также как уменьшение усадки композита [12,19,20]. Существует несколько подходов к достижению этих целей.

Разработка новых наполнителей является наиболее распространенным способом улучшения свойств стоматологических композитов. Так, сообщалось [16] о применении наночастиц оксида цинка для повышения механических свойств и антибактериальной активности композита без снижения его биосовместимости.Другим примером улучшения механических характеристик является использование в качестве наполнителя наностержней гидроксиапатита [21] или гибридных нано- и микрочастиц гидроксиапатита [18]. Сочетание этих частиц с микросферами ангидрида дикальцийфосфата [22] повышает способность композита минерализовать и подавлять кариес. Улучшение механических свойств и минерализующей способности можно наблюдать и при введении модифицированных цеолитов [23]. Добавление в вяжущее наночастиц аморфного фосфата кальция [24] обеспечивает возможность многократного высвобождения ионов кальция и фосфата, что значительно повышает минерализующую способность.Диоксид титана является широко используемым наполнителем [11,12,25]. Наночастицы усиливают антибактериальные свойства зубных пломб без ухудшения механических свойств, а их сочетание с алюминатом кальция даже улучшает эти свойства [25].

Другим способом улучшения свойств стоматологических материалов является модификация связующего вещества. Например, бисфенол А-глицидилметакрилат этерифицируют различными хлорангидридами алифатических кислот [19]. Полученные эфиры показали меньшую вязкость и усадку при полимеризации.Модификация бисфенол-А-глицидилметакрилата новым фотоотверждаемым мономером «фен» способствует уменьшению полимеризационной усадки [20].

Актуальной проблемой реставрационной стоматологии является низкая адгезия стоматологического материала к тканям зуба [26]. Также возможно увеличить адгезию за счет модификации связующего [27]. Поэтому настоящая работа направлена ​​на разработку модифицированной акрилатной стоматологической композиции, обладающей улучшенными эксплуатационными свойствами. Предполагалось, что наличие в модификаторе карбоксильных групп может повысить адгезию стоматологического материала к тканям зуба за счет взаимодействия этих групп с дентином, а большое количество двойных связей в модификаторе обеспечит образование плотная пространственная сетка с акрилатным связующим, способствующая улучшению физико-химических и физико-механических свойств получаемого композита.

В рамках данной работы для достижения желаемого результата были поставлены следующие задачи: синтезировать полифункциональный модификатор, содержащий карбоксильные группы; оценить оптимальное соотношение компонентов и соответствующие условия получения зубной смеси; оценить характеристики модифицированных стоматологических композиций. С этой целью мы решили синтезировать арилоксициклотрифосфазен, содержащий карбоксильные группы и двойные связи, способные к сополимеризации с акрилатами, и оценить это соединение в качестве модификатора стоматологических композиций.

2. Материалы и методы

Материалы . Гексахлорциклофосфазен (ГХФ) (Fushimi Pharmaceutical Co., Ltd., Маругаме, префектура Кагава, Япония) очищали перекристаллизацией из н -гексана с последующей сублимацией. Исходную стоматологическую смесь (БС) (ТД ВладМиВа, Белгород, Россия), состоящую из Бис-ГМА (70%) и диметакрилата триэтиленгликоля (30%), использовали без какой-либо очистки. Стеклянный наполнитель также получен от Торгового Дома ВладМиВа.Другие реагенты были приобретены у Sigma-Aldrich (Сент-Луис, Миссури, США). Эвгенол, хлороформ, пиридин, пиперидин, 4-гидроксибензальдегид, камфорхинон, этил-4-диметиламинобензоат, К 2 СО 3 , CaCl 2 , NaOH и малоновую и соляную кислоты использовали без дополнительной очистки. Диоксан и ТГФ сушили над CaH 2 и перегоняли.

Методы . Спектры ЯМР 31 Р записаны на спектрометре Bruker Avance 300 (Bruker, Billerica, MA, USA).Спектры ЯМР 1 H и 13 C записывали на спектрометре Agilent/Varian Inova 400 (Agilent Technologies, Санта-Клара, Калифорния, США). Данные масс-спектрометрии были получены с использованием масс-спектрометра Bruker Auto Flex II (Bruker, Billerica, MA, USA). Анализ ДСК проводили с использованием прибора NETZSCH STA 449F1 (10 град/мин, Ar) (Netzsch, Selb, Германия). Композиции отверждали с помощью стоматологического фотополимеризатора Rainbow Curing Light на основе светодиодной технологии (Foshan Fibor, Фошань, Китай).Составы облучали в течение 40 с на длине волны 420–480 нм с использованием источника энергии 1000–1200 мВт см –2 . Прочность на изгиб, водопоглощение, растворимость и глубину отверждения измеряли в соответствии с требованиями ISO 4049:2019. Адгезионную прочность оценивали в соответствии с ISO 4049:2009. Модуль упругости определяли согласно ISO 4049:1988. Прочность на сжатие оценивали в соответствии с ISO 604:2002. Прочность на изгиб, глубину отверждения, адгезионную прочность, модуль упругости и прочность на сжатие измеряли с помощью универсальной испытательной машины LRX (Lloyds Instruments, Ametek, Бервин, Иллинойс, США).Твердость по Виккерсу измеряли через 24 ч после светоотверждения с помощью прибора для микроиндентирования (Shimadzu Micro Hardness Testers HMV-2 (Shimadzu, Киото, Япония) при нагрузке 100 гс, приложенной в течение 40 с. Измерения проводили на глубине 1, 2, 3, 4 и 5 мм от верхней поверхности

Статистический анализ . Средние значения рабочих характеристик различных образцов сравнивались с использованием двухфакторного дисперсионного анализа с последующим специальным анализом Тьюки для множественных сравнений.

Синтез продукта I . Эвгенол (0,66 мл, 0,0043 моль) растворяли в ТГФ (50 мл) при перемешивании в круглодонной колбе (100 мл), снабженной мешалкой, тонкоизмельченной К 2 СО 3 (1,19 г, 0,0086 моль) затем добавляли HCP (0,5 г, 0,00144 моль). Реакционную смесь кипятили 5 ч, отфильтровывали осадок, отгоняли растворитель. К полученному остатку добавляли хлороформ и раствор промывали 0,1 М раствором NaOH, а затем дистиллированной водой.Раствор сушили над CaCl 2 , отгоняли CHCl 3 и продукт I сушили в вакууме. Выход составил 0,87 г (82,7%). Спектры ЯМР 1 H и 13 C ЯМР (записанные в CDCl 3 ) приведены в дополнительных материалах.

Синтез продукта II . Эвгенол (0,66 мл, 0,0043 моль) растворяли в диоксане (50 мл) при перемешивании в круглодонной колбе (100 мл), снабженной мешалкой, тонкоизмельченного K 2 CO 3 (1.Затем добавляли 19 г, 0,0086 моль) и HCP (0,5 г, 0,00144 моль).

Реакцию проводили при 101 °C в течение 5 часов, затем к реакционной смеси добавляли 4-гидроксибензальдегид (0,53 г, 0,0043 моль) и реакционную смесь кипятили с обратным холодильником еще 8 часов. Осадок отделяли центрифугированием, а надосадочную жидкость выливали в воду. Продукт растворяли в хлороформе и промывали 0,1 М раствором NaOH, а затем дистиллированной водой. Хлороформ отгоняли, продукт сушили в вакууме до постоянной массы.Выход составил 2,68 г (90,5%). Спектры ЯМР 1 H и 13 C ЯМР (записанные в CDCl 3 ) приведены в дополнительных материалах.

Синтез продукта III . Малоновую кислоту (3,8 г, 0,0365 моль) и продукт II (4,5 г, 0,0046 моль) помещали в круглодонную колбу (50 мл), снабженную обратным холодильником и мешалкой, добавляли пиридин (10 мл) и пиперидин (по одной капле). затем был добавлен. Реакцию кипятили до прекращения выделения углекислого газа.Полученный продукт осаждали соляной кислотой (1 М, 200 мл). Водный слой декантировали, промывали водой и сушили в вакууме до постоянной массы. Выход составил 4,45 г (87%). Спектры ЯМР 1 H и 13 C (записанные в ДМСО- d 6 ) приведены в дополнительных материалах.

Приготовление композиций, модифицированных продуктом III . Продукт III и БМ помещали в круглодонную колбу, снабженную мешалкой, в соотношениях, указанных в .Колбу наполняли Ar и смесь нагревали при 60°C при перемешивании до полного растворения продукта III. Модифицированное связующее (50 г) было получено для каждого соотношения компонентов.

Таблица 1

Соотношение компонентов в смеси для получения модифицированного вяжущего.

9 Вес продукта III, G 9 1 1
Binder Образец номер Продукт III Содержание, WT%
Масса BM, G
0.5 49,5
2 2,5 1,25 48,75
3 5 2,5 47,5
4 7,5 3,75 46,25
5 10 5 45

Составы готовили смешением стеклонаполнителя (77 мас. %) и связующего (33 мас. %) в вакуумном смесителе-гомогенизаторе. Смесь (0.В качестве фотоинициирующей системы вводили 37 мас. %) камфорхинона и этил 4-аминобензоата, взятых в мольном соотношении 1:2. Все компоненты загружали последовательно, после чего смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 2 часов. Номера полученных составов соответствуют номерам образцов вяжущего. Полученные композиции помещали в формы и отверждали. Для получения образцов разных форм и размеров использовались различные пресс-формы, что было необходимо для их оценки по соответствующим стандартам.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Синтез и характеристика модификатора стоматологической композиции

Для обеспечения хорошей адгезии к ткани зуба композиция должна содержать группы, способные взаимодействовать с гидроксиапатитом. В качестве таких групп могут быть использованы карбоксильные группы. Их введение может осуществляться путем сополимеризации мономеров композиции с карбоновыми кислотами, содержащими углерод-углеродные двойные связи. Однако в случае фотоотверждаемых стоматологических наполнителей нежелательно использовать кислоты, содержащие только одну группу, способную к полимеризации.Прежде всего потому, что полимеризация протекает по цепному механизму и характеризуется значительным содержанием остаточного мономера. Второй причиной является пониженная плотность сшитого полимера, что отрицательно сказывается на механических свойствах композиции. Поэтому предпочтительнее использование полифункциональных мономеров, сохраняющих хорошее химическое взаимодействие как с тканью зуба, так и с материалом стоматологической композиции. В качестве такого модифицирующего мономера представляет интерес гексакис-(β-карбоксиэтенилфенокси)циклотрифосфазен, содержащий шесть карбоксильных и шесть двойных связей С=С [28].Однако было обнаружено, что это соединение нерастворимо в исходной акрилатной стоматологической композиции. Высказано предположение, что это связано с большим содержанием в его молекуле карбоксильных групп, образующих прочные водородные связи. В связи с этим было предложено заменить часть β-карбоксиэтенилфенокси-заместителей на 4-аллил-2-метоксифеноксигруппы, содержащие кратные связи, способные к полимеризации. В результате был синтезирован мономер места отверждения (продукт III), растворимый в стоматологической композиции.показана схема его синтеза.

Синтетическая схема приготовления мономеров мест отверждения для стоматологической композиции (I, II, III – продукты, синтез которых указан в разделе «Материалы и методы»).

Соотношение групп в модификаторе установлено как 1:1, так как избыточное содержание β-карбоксиэтенилфеноксифрагментов снижает растворимость в акриловых мономерах, а пониженное содержание этих групп снижает адгезию материала к ткани зуба.

Продукт III был синтезирован в три этапа.Половина атомов хлора в гексахлорциклотрифосфазене (ГЦФ) первоначально была заменена на 4-аллил-2-метоксифеноксифрагменты по реакции с эвгенолом. Как видно из спектра ЯМР 31 Р (А), полученный продукт I представляет собой смесь гомологов, обладающих разной степенью замещения хлора в ГХП, где эта степень замещения хлором n варьируется в пределах от 2 до 4.

31 P ЯМР ( A , B и C ) и MALDI-TOF ( a , b и c соответственно) и продукты II, II, соответственно.

Количества каждого гомолога оценивали на основе интегральных интенсивностей. Они составили 5% (соединение, где n = 2), 81% (n = 3) и 14% (n = 3). В то же время MALDI-TOF-спектр продукта I (а) не содержит ни одного пика, соответствующего молекулярному иону гомолога с n = 2. Однако имеется пик, соответствующий соединению, содержащему два 4-аллил- 2-метоксифеноксигруппы в масс-спектре продукта II (б). Этот факт, вероятно, связан с низким содержанием и большей реакционной способностью ди-(4-аллил-2-метоксифенокси)-тетрахлорциклотрифосфазена, чем у гомологов, обладающих более высокой степенью замещения хлора в ГКП.Следовательно, побочные реакции, такие как гидролиз и ацидолиз, вызванные компонентами матрицы, были возможны во время анализа MALDI-TOF. Такие реакции приводят к различным перегруппировкам и разрушению фосфазенового кольца [29,30].

На втором этапе все атомы хлора в продукте I заменены на 4-формилфеноксигруппы по реакции с 4-гидроксибензальдегидом. 31 Спектр ЯМР Р полученного продукта II содержит только один мультиплет (В), что свидетельствует о полноте реакции замещения.Наличие мультиплета вместо синглета в области 8–10 м.д. можно объяснить взаимодействием дальнего порядка между атомами фосфора в фосфазеновом цикле. Известно, что формильная группа проявляет эффект -М, а метокси — эффект +М. Следовательно, заместители, несущие эти группы, по-разному действуют на соседние с ними атомы фосфора. Поскольку продукт II содержит соединения с различными значениями n, цис- и транс-изомеры, геминальные и негеминальные производные; все они будут образовывать разные комбинации заместителей в фосфазеновых циклах.Каждая из этих комбинаций имеет свое специфическое значение химического сдвига, несколько отличающееся от химического сдвига других гомологов. Однако в спектре MALDI-TOF продукта II можно четко идентифицировать молекулярные ионы трех производных: (946+H + ) для n = 2, (988+H + ) для n = 3 и (1031+ H + ) для n = 4 (см. б). Это также подтверждает полную замену всех атомов хлора в продукте I.

Третьей стадией была реакция превращения формильных групп в β-карбоксиэтенильные.Реакцию проводили аналогично известной методике [28]. Спектр ЯМР 31 Р полученного продукта III (В) содержит мультиплет (8–9 м. д.), но он уже, чем у продукта II. Это обусловлено меньшим влиянием β-карбоксиэтенилфеноксигруппы на соседний атом фосфора по сравнению с 4-формилфеноксигруппой. Следовательно, взаимодействие дальних порядков между атомами фосфора фосфазенового кольца менее выражено. Полнота превращения формильных групп в β-карбоксиэтенильную подтверждена методом MALDI-TOF-спектрометрии.Спектр (в) содержит один сигнал, соответствующий молекулярному иону продукта III (m/z = 1114+H + ). Был только один сигнал, обусловленный абсолютно одинаковыми молекулярными массами β-карбоксиэтенилфенокси- и 4-аллил-2-метоксифеноксифрагментов. Образование β-карбоксиэтенильных групп подтверждено спектроскопией ЯМР 1 Н и 13 С ЯМР. Сравнение спектров ЯМР 1 Н продуктов II (А) и III (Б) позволяет заметить, что сигнал протона формильной группы, присутствующей в продукте II, отсутствует в спектре продукта III.При этом сигнал одного из протонов при двойной связи β-карбоксиэтенильной группы также можно отчетливо выделить в спектре продукта III. Поскольку отношение интегральных интенсивностей между этим протоном и протоном аллильной группы в продукте III (Б) равно такому соотношению между формильной группой и протоном аллильной группы в продукте II (А), можно пришли к выводу, что превращение формильных групп в β-карбоксиэтенильную группу протекает количественно.При этом общее содержание 4-аллил-2-метоксифеноксигрупп в продукте III примерно на 8% больше, чем β-карбоксиэтенилфеноксигрупп. Это было вызвано более высоким содержанием гомологов, где n = 4, чем гомологов, где n = 2 в продукте III (А). Наличие карбоксильных групп в продукте III не может быть подтверждено спектром ЯМР 1 Н из-за протон-дейтериевого обмена между ДМСО- d 6 и протонами карбоксильных групп. Их образование подтверждено спектроскопией ЯМР 13 С.Как видно из , в спектре продукта III исчезает сигнал атома углерода формильной группы (А) продукта II, а вместо него появляется атом углерода карбоксильной группы.

1 H ЯМР ( A и B ) и 13 C ЯМР ( a и b ) соединений II и III соответственно.

Таким образом, можно сделать вывод, что приготовленный модификатор полностью соответствует формуле продукта III, представленной на рис. , и соотношение 4-аллил-2-метоксифенокси- и β-карбоксиэтенилфеноксифрагментов в этом продукте примерно такое же.

3.2. Свойства стоматологических композиций, модифицированных продуктом III

Для оценки влияния продукта III на свойства композиций необходимо было приготовить растворы при различных концентрациях модификатора в БМ. Это приготовление осложнялось твердым состоянием продукта III при комнатной температуре. Растворение происходит очень долго (от 3 до 5 дней в зависимости от концентрации) даже в случае мелкоизмельченного продукта. Анализ ДСК, проведенный для продукта III, позволил нам решить эту проблему.Установлено, что продукт представляет собой полностью аморфное вещество с температурой стеклования 35–55 °С (). Поэтому для сокращения времени растворения продукта оптимально проводить процесс при температуре выше 55 °С, при которой вещество находится в вязкотекучем состоянии.

Кривая ДСК для продукта III.

При 60 °C, что является допустимой температурой для компонентов БМ, время растворения составляло 4–10 ч в зависимости от концентрации.

Для получения композиций были приготовлены смеси, содержащие следующие количества модификатора в БМ: 1, 2.5, 5, 7,5 мас.% и 10 мас.%. Однако приготовить смеси, содержащие более 10 мас. % модификатора, не представлялось возможным из-за ограниченной растворимости продукта III в БМ. Полученные вяжущие вещества смешивали с наполнителем, в качестве которого одевали стеклянные микросферы.

В первую очередь отвержденные композиции оценивались на соответствие требованиям ISO 4049:2019. Разрабатываемый материал предполагается применять как материал, относящийся к типу 1, классу 2 и группе 1. В соответствии с этой классификацией реставрационный стоматологический материал должен соответствовать требованиям, приведенным в .В той же таблице приведены результаты испытаний, полученные для композиций на основе БМ и модифицированных композиций.

Таблица 2

Требования ISO 4049:2019 к реставрационным стоматологическим материалам и результаты испытаний отвержденных стоматологических композиций. Адгезию измеряли согласно ISO 4049:2009.

9005
9 Adhion, MPA 1 4,8 ± 0,1 1 2,49 ± 0,01 1 2,5 ± 0,1 2,5 ± 0,1 1 1 1 1 1 97,2 ± 2,8 2 1 2,4 ± 0,1 1 2,58 ± 0,01 3 1 3 1 104,5 ± 2,9 9009 1 не менее 80
Образец № Сила изгиба Вода, МПа Водная сорбция, мкг / мм 3 Растворимость воды, мкг / мм 3 Глубина вылечения, мм
0* 96.4 ± 2.8 17.2 ± 0,3 4,8 ± 0,1
10,5 ± 0,2 2 2,4 ± 0,1 2,54 ± 0,01 3,6 ± 0,1
2 98,4 ± 3.0 10,6 ± 0,2
4,6 ± 0,1
11,0 ± 0,2 2,5 ± 0,1 2.59 ± 0,01 9,2 ± 0,1
4 97,8 ± 2,8 11,0 ± 0,2 2,5 ± 0,1 2,75 ± 0,01 10,8 ± 0,1
5 106,5 ± 2,6 11.0 ± 0.2 2, 2,5 ± 0,1 2,88 ± 0,01 15,4 ± 0,1
не менее 80 NO больше 40 NO больше 7.5 не менее 1,5

Как видно из рисунка, содержание модификатора практически не влияет на прочность на изгиб.При этом значения прочности на изгиб образцов полностью соответствовали требованиям ISO 4049:2019.

Следует отметить, что водосорбция и водорастворимость композиции значительно снижались по сравнению с композицией на основе чистого БМ (образец 0) даже при добавлении в БМ всего 1 мас. % продукта III (образец 1). Дальнейшее увеличение содержания модификатора в составе практически не влияет на эти параметры. Вероятно, это связано с высоким содержанием двойных связей в модификаторе, которого уже достаточно при его содержании 1 мас. % в связующем для формирования плотной сетчатой ​​структуры в процессе полимеризации.Высокая степень сшивки препятствует диффузии веществ из композиции, а также препятствует проникновению в нее воды, несмотря на высокое содержание гидрофильных карбоксильных групп, присутствующих в модификаторе. Полученные стоматологические композиты обладают более низкой растворимостью в воде, чем коммерческие светоотверждаемые стеклоиономеры, такие как Vitremer и Fuji II LC [31]. По сравнению со светоотверждаемыми объемными композитами торговых марок X-tra Fil, Tetric N-Ceram Bulk Fill и Filtek Z250 указанные здесь композиты демонстрируют более низкую как водорастворимость, так и водопоглощение [32].

Об образовании плотной полимерной сетки и ее влиянии на свойства композиций свидетельствует характер зависимости разрушающего напряжения сжатия от количества продукта III в БМ (А). В случае БМ, легированного 1 мас. % продукта III, разрушающее сжимающее напряжение композиции резко возросло с 280 до 340 МПа по сравнению с эталонным составом (образец 0). Дальнейшее увеличение содержания продукта III в составе вызывает лишь незначительное увеличение этого параметра.

Зависимости ( А ) разрушающего напряжения сжатия и ( В ) модуля упругости от содержания продукта III в композициях.

Видно, что глубина отверждения увеличивается с увеличением содержания продукта III в составе (), что, следовательно, позволяет сделать вывод об удлинении времени жизни свободных радикалов. Вероятно, это связано со стерическим фактором из-за громоздких молекул продукта III, препятствующих бимолекулярному обрыву растущих цепей в процессе полимеризации.

Как и предполагалось изначально, наличие в составе карбоксильных групп улучшает его адгезию к тканям зуба. Из этого видно, что более высокое содержание модификатора в композиции обеспечивает более высокую адгезионную прочность. В случае БМ, легированного 10 мас. % продукта III, адгезия композиции увеличивается более чем в 6 раз по сравнению с эталонной композицией на основе чистого БМ.

Упругие модули композиций линейно возрастают по мере увеличения содержания продукта III (Б).Величина модуля упругости для композиции, содержащей 10 мас. % модификатора в связующем, на 88 % выше, чем для чистого БМ.

Микротвердость по Виккерсу отвержденных композиций исследовали на глубине материала от 1 до 5 мм (). Как видно из этого рисунка, значения микротвердости уменьшаются для всех образцов по мере углубления в материал. Это вполне понятно для случая процессов радикальной полимеризации, инициированных на поверхности материала.При облучении инициирование интенсивнее протекает в ближнем к источнику света слое, а полимеризация преимущественно идет в верхних слоях материала с образованием более плотной полимерной сетки и, тем самым, с увеличением твердости. Это предположение хорошо согласуется с другими данными [33], полученными ранее для нескольких немодифицированных коммерческих светоотверждаемых стоматологических материалов.

Микротвердость на различной глубине для отвержденных композиций, содержащих разное количество модификатора.Номера строк соответствуют номерам образцов.

Однако значения микротвердости во всем диапазоне глубин увеличиваются при увеличении содержания модификатора в составе. Это также можно объяснить повышенной плотностью полимерной сетки за счет сополимеризации мономеров БМ с продуктом III, содержащим 6 двойных связей С=С на молекулу.

Стоит отметить, что модификация не всегда дает положительный результат. Попытки улучшить одни свойства иногда приводят к ухудшению других [34].Однако ключевым результатом данной работы является синтез такого модификатора, который позволил значительно улучшить практически все физико-химические и физико-механические характеристики, необходимые для качественного реставрационного материала. Применение этого модификатора в сочетании с новыми стоматологическими достижениями [35] может позволить в дальнейшем создавать еще более совершенные материалы.

4. Выводы

В заключение, эта работа показала, что специально разработанный продукт, состоящий из смеси циклотрифосфазенов, содержащих 4-аллил-2-метоксифенокси- и β-карбоксиэтенилфеноксифрагменты, является эффективным модификатором стоматологических акрилатных композиций.Модифицированные составы полностью соответствовали всем требованиям ISO 4049:2019 для стоматологических реставрационных материалов, относящихся к типу 1, классу 2 и группе 1.

Кроме того, их эксплуатационные свойства были значительно улучшены при повышенном содержании модификатора. Как и ожидалось, содержание карбоксильных групп повышало адгезию стоматологического материала к тканям зуба. В случае связующего, легированного 10 мас. % модификатора, адгезионная прочность увеличилась в шесть раз по сравнению с немодифицированным связующим.

Хотя в требованиях ISO 4049:2019 не указаны нормативы модулей упругости, разрушающего напряжения сжатия и микротвердости стоматологических композиций, в настоящей работе эти значения были оценены. Значения этих параметров очень важны, так как реставрационные материалы указанного типа подвергаются регулярным механическим нагрузкам при пережевывании пищи. Разработанный модификатор способствует повышению всех трех указанных параметров отвержденных стоматологических композиций.

Принимая во внимание все вышеизложенное, можно сделать вывод о возможности практического применения разработанной стоматологической композиции в качестве высококачественного высокоадгезивного реставрационного материала.

Дополнительные материалы

Следующее доступно в Интернете по адресу https://www.mdpi.com/2073-4360/12/5/1176/s1, рисунок S1: 1 H ЯМР-спектры синтезированных продуктов. Цифрами обозначены атомы водорода в соединениях и соответствующие им сигналы, рис. S2: 13 Спектры ЯМР С продуктов синтеза.Цифрами обозначены атомы углерода в соединениях и соответствующие им сигналы. Таблица S1: Микротвердость на различной глубине для отвержденных композиций, содержащих разное количество модификатора. Номера строк соответствуют номерам образцов.

Вклад авторов

Концептуализация, E.M.C.; методология, E.M.C. и В.П., валидация, E.M.C. и В.К.; формальный анализ, Н.К. и В.П.; расследование, E.M.C. и В.П.; курирование данных, E.M.C. и В.К.; написание – подготовка первоначального проекта, Е.М.К. и Н.К.; написание — обзор и редактирование, E.M.C. и В.К.; визуализация, E.M.C. и Н.К.; надзор, ЭМС; приобретение финансирования, E.M.C. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Работа выполнена при поддержке Российского химико-технологического университета имени Менделеева. Номер проекта 2020-014.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Список литературы

1. Зитник М., Нгуен Ф., Ван Б., Лесковец Дж., Гольденберг А., Хоффман М.М. Машинное обучение для интеграции данных в биологии и медицине: принципы, практика и возможности. Инф. Слияние. 2019;50:71–91. doi: 10.1016/j.inffus.2018.09.012. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]2. Думпа Н., Гоэл К., Го Ю., Макфолл Х., Пиллаи А.Р., Шукла А., Репка М.А., Мурти С.Н. Стабильность вакцин. AAPS PharmSciTech. 2019;20:42. doi: 10.1208/s12249-018-1254-2. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]3. Брюно М., Бенничи С., Брендл Дж., Дютурни П., Лимузи Л., Плюшон С. Системы высвобождения, контролируемого стимулами: материалы и приложения. Дж. Контроль. Выпуск. 2019; 294:355–371. doi: 10.1016/j.jconrel.2018.12.038. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]4. Дэвис Р., Гурумурти А., Хоссейн М.А., Ганн Э.М., Бангерт Дж. Разработка экспрессии генов глобина. Мол. тер. Методы клин. Дев. 2019;12:102–110. doi: 10.1016/j.omtm.2018.12.004. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]5. Хоес М.Ф., Бомер Н., ван дер Меер П.Краткий обзор: Текущее состояние моделирования сердечно-сосудистых заболеваний человека in vitro: акцент на редактировании генов и тканевой инженерии. Стволовые клетки Пер. Мед. 2019;8:66–74. doi: 10.1002/sctm.18-0052. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]6. Орсини Г., Паджелла П., Мициадис Т.А. Современные тенденции в стоматологической медицине: новости для терапевтов. Являюсь. Дж. Мед. 2018;131:1425–1430. doi: 10.1016/j.amjmed.2018.05.042. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]7. Тао О., Ву Д.Т., Фам Х.М., Панди Н., Тран С.Д.Наноматериалы в регенерации черепно-лицевой ткани: обзор. заявл. науч. 2019;9:317. doi: 10.3390/app

17. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Chi M., Qi M., Lan A., Wang P., Weir M.D., Melo M.A., Sun X., Dong B., Li C., Wu J., et al. Новые биоактивные и терапевтические стоматологические полимерные материалы для ингибирования пародонтальных патогенов и биопленок. Междунар. Дж. Мол. науч. 2019;20:278. doi: 10.3390/ijms20020278. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]9. Фэн Д., Го С., Цзян С., Чжан С., Чжан Дж., Ши З., Цуй З., Чжу С. Свойства метакриловых полиэдрических олигомерных силсесквиоксановых (посс-ма) стоматологических смол на основе метакрилата и композитов, содержащих стеклянные чешуйки/стеклянный порошок ba-al-sio2 в качестве неорганических зубных наполнителей. Акта Медика Медитерр. 2019;35:87–92. [Google Академия] 10. Деграция Ф.В., Лейтун В.К.Б., Визиоли Ф., Сэмюэл С.М.В., Колларес Ф.М. Долговременная стабильность стоматологического клея, содержащего нанотрубки из нитрида бора. Вмятина. Матер. 2018; 34: 427–433. doi: 10.1016/j.dental.2017.11.024. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11.Диас Х.Б., Бернарди М.И.Б., Бауаб Т.М., Эрнандес А.С., Соуза Растелли А.Н. Диоксид титана и модифицированный диоксид титана наночастицами серебра в качестве антибиопленочного наполнителя композиционных смол. Вмятина. Матер. 2019;35:1036–1046. doi: 10.1016/j.dental.2018.11.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Раоран Д.В., Чаугул Р.С., Педнекар С.Р., Локур А. Экспериментальный синтез нанонаполнителей TiO2 регулируемого размера и их возможное использование в качестве композитов в восстановительной стоматологии. Сауди Дент. Дж.2019;31:194–203. doi: 10.1016/j.sdentj.2019.01.008. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]13. Чен Х., Ван Р., Чжан Дж., Хуа Х., Чжу М. Синтез [email protected] m-SiO2 со структурой ядро-оболочка с превосходным армирующим эффектом и антимикробной активностью для стоматологических полимерных композитов. Вмятина. Матер. 2018; 34:1846–1855. doi: 10.1016/j.dental.2018.10.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Cao W., Wang X., Li Q., ​​Ye Z., Xing X. Механические свойства и антибактериальная активность поликатион-функционализированных наноалмазов, содержащих серебро, для использования в составах стоматологических материалов на основе смолы.Матер. лат. 2018; 220:104–107. doi: 10.1016/j.matlet.2018.03.027. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Молдован М., Продан Д., Сароси С., Карпа Р., Сокачи С., Росу М.С., Пруняну С. Синтез, морфоструктурные свойства и антибактериальное действие композитов на основе силиката, содержащих оксид графена/гидроксиапатит. Матер. хим. физ. 2018;217:48–53. doi: 10.1016/j.matchemphys.2018.06.055. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Нгуен Т.М.Т., Ван П.В., Хсу Х.М., Ченг Ф.Ю., Ши Д.Б., Вонг Т.Ю., Чанг Х.Дж. Биологические и механические свойства стоматологического цемента улучшены наносферами ZnO.Матер. науч. англ. C. 2019; 97: 116–123. doi: 10.1016/j.msec.2018.12.007. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 17. Салама А. Гибриды целлюлозы и фосфата кальция: новые материалы для биомедицинских и экологических целей. Междунар. Дж. Биол. макромол. 2019; 127: 606–617. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.01.130. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 18. Ву Ю.Р., Чанг К.В., Чанг К.С., Лин Д.Дж., Ко С.Л., Ву Х.Ю., Чен В.К. Влияние армирования микро-/наногибридным гидроксиапатитовым стержнем в композитных смолах на прочность при термоциклировании.Полим. Композиции 2019;40:3703–3710. doi: 10.1002/pc.25232. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Сривастава Р., Лю Дж., Хе С., Сун Ю. Аналоги BisGMA в качестве мономеров и разбавителей для стоматологических реставрационных композитных материалов. Матер. науч. англ. К. 2018; 88: 25–31. doi: 10.1016/j.msec.2018.01.011. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. He J., Garousi S., Säilynoja E., Vallittu P.K., Lassila L. Влияние добавления нового мономера «Phene» на снижение полимеризационной усадки композита из стоматологической пластмассы. Вмятина. Матер.2019; 35: 627–635. doi: 10.1016/j.dental.2019.02.006. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Чжао С.Н., Ян Д.Л., Ван Д., Пу Ю., Ле Ю., Ван Дж.С., Чен Дж.Ф. Дизайн и эффективное изготовление микрокластеров гидроксиапатитовых наностержней для стоматологических полимерных композитов. Дж. Матер. науч. 2019;54:3878–3892. doi: 10.1007/s10853-018-3125-3. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Ву Ю.Р., Чанг К.В., Чанг К.С., Ко С.Л., Ву Х.Ю., Черн Дж.Х., Чен В.К. Характеристика гибридных светоотверждаемых полимерных композитов, армированных микросферическим силанизированным DCPA/наностержнем HA, посредством термической усталости.Дж. Ост. Керам. соц. 2019;55:235–245. doi: 10.1007/s41779-018-0228-x. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Окулус З., Сандомерски М., Зелинска М., Бухвальд Т., Фелькель А. Цеолитовые наполнители для композитов на основе смол с реминерализующим потенциалом. Спектрохим. Акта Часть А Мол. биомол. Спектроск. 2019;210:126–135. doi: 10.1016/j.saa.2018.11.020. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 24. Xie X., Wang L., Xing D., Qi M., Li X., Sun J., Melo M.A.S., Weir M.D., Oates T.W., Bai Y., et al. Новый перезаряжаемый стоматологический цемент, наполненный наночастицами фосфата кальция.Вмятина. Матер. Дж. 2019; 38:1–10. doi: 10.4012/dmj.2017-420. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Салим Ф.М. Трибологические и механические характеристики нанокомпозитов для пломбирования зубов. Энергетическая процедура. 2019; 157: 512–521. doi: 10.1016/j.egypro.2018.11.215. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Каденаро М., Маравич Т., Комба А., Маццони А., Фанфони Л., Хилтон Т., Ферракан Дж., Бреши Л. Роль полимеризации в адгезивной стоматологии. Вмятина. Матер. 2019;35:e1–e22. doi: 10.1016/j.dental.2018.11.012. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27.Киреев В.В., Чистяков Е.М., Филатов С.Н., Тупиков А.С., Панфилова Д.В., Четверикова А.И. Полимерные стоматологические композиты, модифицированные карбоксифосфазенметакрилатами. Русь. Дж. Заявл. хим. 2015; 88: 866–870. doi: 10.1134/S1070427215050225. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 28. Чистяков Е.М., Панфилова Д.В., Киреев В.В., Волков В.В., Бобров М.Ф. Синтез и свойства гексакис-(β-карбоксиэтенилфенокси)циклотрифосфазена. Дж. Мол. Структура 2017; 1148:1–6. doi: 10.1016/j.molstruc.2017.07.005. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 29.Хейс Р. Ф., Аллен К. В. Механизм перегруппировки фосфазен-фосфазан. Далтон Транс. 2016;45:2060–2068. doi: 10.1039/C5DT02762D. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30. Allcock HR Соединения фосфора и азота: циклические, линейные и высокополимерные системы. Академическая пресса; Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Лондон, Великобритания: 1972. [Google Scholar]31. Толедано М., Осорио Р., Осорио Э., Фуэнтес В., Прати К., Гарсия-Годой Ф. Сорбция и растворимость реставрационных стоматологических материалов на основе смолы. Дж. Дент. 2003; 31:43–50.doi: 10.1016/S0300-5712(02)00083-0. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Misilli T., Gönülol N. Сорбция воды и растворимость композитов с объемным наполнением, полимеризованных с помощью светодиодного LCU третьего поколения. Браз. Оральный рез. 2017; 31:1–8. doi: 10.1590/1807-3107bor-2017.vol31.0080. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 33. Flury S., Hayoz S., Peutzfeldt A., Hüsler J., Lussi A. Глубина отверждения полимерных композитов: подходит ли метод ISO 4049 для насыпных материалов? Вмятина. Матер. 2012; 28: 521–528. doi: 10.1016/j.стоматологический.2012.02.002. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Стенхаген И.С., Рукке Х.В., Драгланд И.С., Копперуд Х.М. Влияние метакрилированного хитозана, введенного в состав экспериментального композита и клея, на механические свойства и формирование биопленки. Евро. Дж. Устные науки. 2019; 127:81–88. doi: 10.1111/eos.12584. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 35. Пратап Б., Гупта Р.К., Бхардвадж Б., Наг М. Реставрационные стоматологические материалы на основе смолы: характеристики и перспективы на будущее. Япония. Вмятина. науч. 2019; 55:126–138.doi: 10.1016/j.jdsr.2019.09.004. [Статья без PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Влияние мезопористых кремнеземных наполнителей и композиции смолы на цитосовместимость стоматологических композитов

Цель: Многие новые стоматологические композиты, содержащие наполнители из мезопористого кремнезема, были разработаны для улучшения реологических свойств и улучшения поверхности раздела смола-наполнитель. Исследовать корреляцию между цитосовместимостью ряда стоматологических композитов и их составом; были рассмотрены два аспекта: наличие бисфенола А (BPA)-глицидилметакрилата (Bis-GMA) или триэтиленгликоль-диметакрилата (TEGDMA) среди мономеров смолы и наличие пористых частиц среди смесей наполнителей.

Методы: Пять коммерческих композитов с различными полимерными матрицами и минеральными наполнителями сравнивались с четырьмя экспериментальными композитами, разработанными без каких-либо мономеров на основе BPA или TEGDMA. В некоторые из экспериментальных композитов были добавлены пористые наполнители с силанированием или без него. Также были выбраны две эталонные смоляные матрицы. Цитосовместимость с культивируемыми первичными фибробластами десны человека оценивали с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии с цейтраферной визуализацией.Для контроля скорости превращения мономера использовали инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье.

Результаты: Коэффициент конверсии экспериментальных композитов варьировался от 57% до 71%, что сопоставимо с коэффициентом для стоматологических композитов. Экспериментальные образцы переносились лучше, чем протестированные коммерческие образцы, не содержащие TEGDMA, и значительно лучше, чем образцы, содержащие TEGDMA. Экспериментальные композиты с пористыми наполнителями показали хорошую цитосовместимость, особенно при силанировании поверхностей.

Значение: Цитотоксичность была связана с количеством смолы и особенно с ее природой. Композиты, содержащие пористые наполнители, могут вести себя так, как будто смола, попавшая в поры, не влияет на токсичность. Цитотоксичность композитов с производными BPA и без них была в основном связана с высвобождением остаточного TEGDMA, а не производных BPA.

Ключевые слова: конфокальная микроскопия; Коэффициент конверсии; цитосовместимость; Стоматологический композит; ИК-Фурье; фибробласты десен человека; пористые наполнители; Замедленная съемка.

Состав рта и зубов

Рот и зубы состоят из множества различных компонентов, каждый из которых имеет свое назначение и функцию, помогая нам есть, пить и общаться. Один из лучших способов понять, как сохранить здоровье полости рта и обнаружить любые необычные признаки, — это узнать, что представляют собой эти различные компоненты и их важность для общей функции полости рта.

Состав полости рта

В школе нас учат о различных типах зубов и о том, как они помогают нам пережевывать пищу.В качестве напоминания (для тех из нас, кто давно закончил школу) вот разбивка зубов, которые составляют нашу улыбку:

Зубы

  • Резцы (x8): расположены в передней части рта, с четырьмя вверху и четыре внизу, эти острые зубы используются для разрезания и измельчения пищи на более мелкие и удобные кусочки.
  • Клыки (x4): обычно их называют клыками, один клык расположен по обе стороны от резцов, а заостренная форма зуба используется для захвата пищи и помощи нам в ее разрыве.
  • Премоляры (x8): в отличие от резцов и клыков, наши премоляры имеют плоскую жевательную поверхность, которая помогает нам измельчать пищу в процессе жевания. С двумя премолярами, расположенными за нашими клыками, премоляры помогают подготовить пищу к последней стадии жевания на коренных зубах.
  • Коренные зубы (x8): расположены в задней части рта, моляры являются самыми большими из зубов, а их плоская поверхность используется для дробления и измельчения пищи на мелкие кусочки, чтобы облегчить глотание и облегчить пищеварение.
  • Зубы мудрости (x4): зубы мудрости — это третьи моляры, которые обычно прорезываются в возрасте 17–25 лет. Они могут появиться не все, а в некоторых случаях и вовсе, но если и когда они появятся, то прорежутся в самой задней части каждого квадранта, за последним коренным зубом. Зубы мудрости часто ретинируются и требуют удаления.

Небо

Помимо полного набора зубов, наш рот также имеет другие жизненно важные компоненты, которые позволяют нам принимать пищу. Твердое небо, образующее нёбо, действует как барьер между ротовой полостью (ртом) и носовой полостью (носом).Мягкое небо также помогает защитить носовую полость от содержимого рта при глотании с помощью язычка.

Небный язычок и миндалины

Небный язычок — это часть рта, которая свисает в центре мягкого неба. Он помогает при глотании, смазке горла и даже произношении определенных звуков. По обеим сторонам язычка находятся миндалины, скопление лимфатической ткани, которая играет важную роль в нашей иммунной системе. Собирая клетки чужеродных патогенов, которые попадают в наш рот, миндалины могут запускать иммунную систему нашего организма и увеличиваться в размерах и кровообращении, чтобы помочь бороться с болезнью.

Язык

Не в последнюю очередь это язык; эта сильная мышца помогает нам перемещать пищу, глотать, пробовать на вкус и говорить. Наш язык также помогает нам естественным образом поддерживать чистоту зубов и покрыт слюной, которая обладает антибактериальными свойствами, необходимыми для гигиены полости рта.

Состав зубов

Помимо понимания различных типов зубов, из которых состоит наш рот, и роли, которую они играют в пережевывании пищи, также важно знать состав зубов, чтобы понять гигиену полости рта и то, как ваши зубы остаются сильными и здоровыми.

Эмаль

Коронка зуба покрыта тонким слоем эмали, особенно прочного вещества, которое содержит самый высокий уровень минерального вещества во всем теле. Это одна из четырех основных тканей, из которых состоит зуб, и ее основная цель — выступать в качестве барьера между более чувствительными компонентами зуба и вредными бактериями или веществами, которые попадают в наш рот. Из-за его относительной тонкости очень важно попытаться сохранить эмаль и сохранить ее здоровой, насколько это возможно.Если зубная эмаль утрачена из-за разрушения или износа, зуб становится гораздо более подверженным заболеваниям.

Дентин

Ниже эмали находится дентин, менее хрупкое вещество, которое служит опорой для эмали, а также защищает расположенную ниже пульповую камеру, самую внутреннюю часть зуба, в которой находятся кровеносные сосуды и нервы, снабжающие зуб. Дентин имеет желтоватый цвет и благодаря полупрозрачности эмали именно отсюда берется естественный цвет наших зубов.

Пульпа

Пульпа зуба представляет собой соединительную ткань, расположенную в пульповой камере в центре зуба.Он проходит в зуб через каждый корневой канал и встречается посередине под эмалью и дентином в коронке зуба. Помимо нервов и кровеносных сосудов, питающих зуб, пульпа также содержит клетки, называемые одонтобластами, которые производят дентин.

Цемент

В отличие от коронки зуба корень не покрыт эмалью. Вместо этого он покрыт веществом, называемым цементом, который помогает ему закрепляться на деснах (деснах) и альвеолярной кости (зубной лунке).Поскольку цемент мягче, чем эмаль и дентин, если корень зуба обнажается из-за рецессии десен или периодонтита, цемент подвергается риску повреждения и чувствительности.

Можно с уверенностью сказать, что ротовая полость состоит из очень сложного и увлекательного набора компонентов, которые при уходе за ними помогут нам есть, пить, глотать, говорить и даже бороться с инфекцией на протяжении всей нашей жизни. Наши рты проходят через многое и ежедневно обрабатывают большое количество бактерий. Хотя они отлично защищают наш организм от вредных заболеваний, хорошая гигиена полости рта необходима для поддержания правильной функции рта и зубов.

Если вы хотите поговорить с опытным гигиенистом, чтобы лучше понять, как ухаживать за зубами, свяжитесь с нашей командой Vitality сегодня, чтобы договориться о консультации. Для получения дополнительной информации посетите нашу специальную страницу о гигиене.

Вы также можете связаться с нами, если у вас есть какие-либо текущие опасения по поводу проблем со здоровьем полости рта, вы заметили какие-либо изменения во рту или испытываете боль во рту, зубах или челюсти. Позвоните нам сегодня, чтобы обсудить ваши требования и договориться о встрече с нашей высококвалифицированной командой.

Эта статья была одобрена

Доктор Арвин Мирзаде BDS MJDF RCS (Eng)
Хирург-стоматолог и руководитель практики
GDC 83757

Frontiers | Бактериальный состав и метаболизм зубного налета у подростков

Введение

Микроорганизмы в биопленке ротовой полости могут метаболизировать пищевые углеводы с образованием органических кислот, которые снижают рН и инициируют деминерализацию твердых тканей зубов (Marsh, 1994). Streptococcus mutans на протяжении десятилетий считался основным возбудителем кариеса зубов (Loesche et al., 1975) из-за его хорошо известных ацидогенных/ацидурических свойств, а также его способности прикрепляться к эмали. Однако в последние десятилетия произошел переход от объяснений, сосредоточенных на конкретных бактериях, к гипотезе болезни, ориентированной на экологию (Marsh, 1994). Кроме того, другие бактерии, от Bifidobacterium до Scardovia wiggsiae (Kressirer et al., 2017) также участвуют в развитии кариеса, а данные высокопроизводительного секвенирования подчеркивают, что кариес является полимикробным заболеванием (Simón-Soro and Mira, 2015). Это препятствует стратегии использования отдельных видов в качестве предикторов риска кариеса (Mira, 2018), которая была классическим подходом к культурам мутантных стрептококков или лактобацилл, и в качестве альтернативы был предложен глобальный анализ микробиоты слюны (Teng et al. ., 2015). Другие авторы советуют, чтобы при микробном анализе образцов полости рта оценивали не только таксономический состав, но и их функциональные особенности (Takahashi, 2015; Nascimento et al., 2017).

Для определения ключевых биомаркеров для оценки бактериального состава и метаболических функций, связанных с развитием кариеса, можно использовать метатранскриптомные, протеомные или метаболические подходы (Nyvad et al., 2013). Например, метаболомический анализ образцов зубного налета после ополаскивания сахаром был выполнен с помощью масс-спектрометрии, идентифицировав ключевые метаболиты, образующиеся в результате ферментации сахара (Takahashi et al., 2010). Недавно спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) 1 H была применена для идентификации широкого спектра метаболитов в образцах полости рта, особенно в слюне (Gardner et al., 2018; Перейра и др., 2019). ЯМР по своей сути является количественным и позволяет обнаруживать и количественно определять органические кислоты, спирты и другие метаболиты в небольшом объеме образца (Bertram et al., 2009). Однако анализ образцов слюны покажет метаболиты, продуцируемые всеми сообществами полости рта, включая язык, небо или эпителиальную слизистую оболочку, среди прочего, и поэтому метаболомный анализ образцов зубного налета будет более информативным в отношении развития кариеса. Таким образом, недавняя разработка стандартизированных тестов ex vivo на ацидогенность и кислотоустойчивость зубного налета (Senneby et al., 2017) может предоставить уникальную возможность для изучения метаболического профиля микробных сообществ, ассоциированных с кариесом. Подростки могут иметь более высокую чувствительность к кариесу по сравнению с другими возрастными группами, так как этот период жизни включает в себя физическое и психологическое созревание, а также ряд новых зубов (Silk and Kwok, 2017). Насколько нам известно, исследования, сравнивающие бактериальный состав и метаболомические данные у подростков, отсутствуют по сравнению с большей доступностью данных у взрослых и детского кариеса.

Таким образом, целью настоящего исследования является сравнение бактериального состава, кислотоустойчивости и метаболического выхода бактерий полости рта в образцах зубного налета, взятых у подростков с кариесом и без него. Для решения этого смешанного таксономического и функционального анализа мы использовали комбинацию ЯМР, высокопроизводительного секвенирования ДНК Illumina и флуоресцентной микроскопии на одних и тех же образцах бляшек с целью понять взаимодействие между бактериями и продуктами их метаболизма, а также связать их состав, ацидогенность и кислотоустойчивость к риску развития кариеса.

Материалы и методы

Дизайн исследования и отбор пациентов

Было отобрано 40 человек в возрасте 14-18 лет (50% мужчин). Участники проходили плановое лечение в двух клиниках государственной стоматологической службы, которые были выбраны в районах с наибольшей распространенностью кариеса среди подростков, согласно статистике государственной стоматологической службы Diver в графстве Йёнчепинг, Швеция. Этическое одобрение было получено от Регионального комитета по этике исследований человека в Университете Линчепинга, Швеция, 2017/599-31, и от Управления по этике Швеции со ссылкой 2019-05656.Внутриротовое обследование включало рентгенографическое исследование, регистрацию кариеса и индекс зубного налета. У всех участников были постоянные моляры в окклюзии, а критерии исключения включали лечение антибиотиками в течение трех месяцев, рутинное использование пероральных антисептиков, ежедневное курение или регулярное употребление нюхательного табака, а также системные или аутоиммунные заболевания.

Участниками исследования была группа из 20 человек с кариесом (CAR) и 20 человек без кариеса (CF). Критерии включения в группу без кариеса: отсутствие манифестного или начального кариеса и отсутствие кариеса в анамнезе (индекс DMFT = 0).У участников группы кариеса было ≥3 поверхностей с начальными или манифестными проксимальными и/или щечными кариесными поражениями и кариесом в анамнезе (пломбы). Все участники были осмотрены одним и тем же специалистом в области детской стоматологии. Начальный и манифестный кариес регистрировали (клинически и рентгенологически) в соответствии с критериями Koch, 1967 и Alm et al., 2007. Для индивидуальной калибровки все прикусы были проверены через интервал в три месяца. Взвешенное значение каппа составило 0,61 (ДИ 0,61).54-0,68). Процент совпадения составил 89,7%.

Отбор проб

Отбор проб проводился в период с октября 2018 г. по февраль 2019 г. Все участники были проинструктированы избегать чистки зубов щеткой в ​​ночь перед взятием проб. Зубной налет получали с помощью стерильной палочки Quickstick (Dab Dental AB) на интерпроксимальных участках в области моляров и премоляров (3 участка на квадрант, 12 участков на человека). Отбор проб избегали, если какой-либо зуб отсутствовал или если не существовало какой-либо точки контакта между соседними зубами.Образцы межпроксимальных бляшек были объединены, чтобы получить один окончательный образец для каждого участника. Образцы помещали в отдельную стерильную микроцентрифужную пробирку, запечатывали и отправляли на холоде в лабораторию в течение 24 часов. По прибытии биопленки суспендировали в 500 мкл стерильного H 2 O и перемешивали на вортексе при 2500 об/мин в течение 30 с (Mini Analog vortex Mixer, VWR, США) для диспергирования биопленок на отдельные клетки перед дальнейшим анализом (Senneby et al., 2017). ).

Тест на кислотоустойчивость зубного налета

Кислотоустойчивость зубного налета оценивали с использованием ранее утвержденного метода (Neilands et al., 2012; Сеннеби и др., 2017). Вкратце, 25 мкл образца зубного налета смешивали с 75 мкл среды TYE (1,7% триптона, 0,3% дрожжей), содержащей 20 мМ глюкозы и 40 мМ фосфатно-цитратного буфера, доведенного до pH 3,5, и инкубировали в аэробных условиях при 37°C в течение 2 часов. После инкубации клетки окрашивали флуоресцентным красителем LIVE/DEAD ® BacLight™ (Molecular Probes) и переносили в проточные мини-ячейки Ibidi (Ibidi GmbH). Затем проточные ячейки исследовали с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (CLSM) с использованием микроскопа Nikon Eclipse TE2000 (Nikon Corp.) с помощью Ar-лазера (возбуждение лазером 488 нм). Изображения были получены с помощью камеры Photometrics Prime 95B с использованием программного обеспечения Nikon NIS-Elements. Десять случайно выбранных изображений из каждого образца были сохранены для дальнейшего анализа. Все конфокальные изображения были исследованы опытным оральным микробиологом и получили оценку от 1 до 5, как описано Senneby et al. (2017). Было показано, что этот метод имеет высокую согласованность между экспертами, а оценка хорошо соответствует проценту, полученному при ручном подсчете клеток (Senneby et al., 2017).

Генерация конечных продуктов метаболизма

Двести мкл образца взвешенного зубного налета разводили в 1,2% растворе NaCl при 37°C до конечной концентрации 0,9% NaCl. Добавляли одномолярный стерильный раствор глюкозы, получая конечную концентрацию глюкозы 100 мМ. Затем последовала инкубация при 37°C в течение 60 мин. После инкубации образец охлаждали на льду не менее 5 мин, затем центрифугировали при 14 000 об/мин в течение 10 мин. Супернатанты хранили при -80°С до дальнейшего анализа.Метаболомный анализ супернатантов бляшек проводили с помощью ЯМР.

Метаболомный анализ зубного налета: сбор и обработка данных ЯМР

Супернатанты зубного налета оттаивали при комнатной температуре в течение 20 мин и центрифугировали при 2000xg, 4°C в течение 5 мин в поворотном роторе S-4-72 центрифуга 5804R (Eppendorf). 180 мкл супернатанта добавляли в криопробирки объемом 2 мл (Sarstedt), содержащие 20 мкл буфера (1,5 М фосфата калия, pD 6,95, в 100% D2O, 0,5% мас./об. азида натрия и 0,1% мас./об. 3-(триметилсилил)пропионовой кислоты). -2,2,3,3-d4 кислота (TSP-d4)).Точно так же был приготовлен один пустой образец (0,1 М глюкоза, 0,9% масс./об. хлорида натрия), а также образец, содержащий только буфер, путем замены объема образца на воду для ЖХ-МС. Криопробирки помещали в штатив и встряхивали при 800 об/мин в течение 2 мин при 12°C в термомиксере Comfort (Eppendorf). 180 мкл каждого образца переносили в штатив для ЯМР-пробирок SampleJet диаметром 3 мм с помощью робота для работы с жидкостями Bruker SamplePro Tube L, поддерживая образцы и штатив для ЯМР-пробирок при температуре 2°C на протяжении всей подготовки. Штатив SampleJet помещали в охлаждаемое устройство смены образцов SampleJet на магните Oxford 800 МГц, оснащенном консолью Avance III HD и криозондом TCI 3 мм (Bruker BioSpin).1D 1 Данные Н-ЯМР были получены с использованием последовательности импульсов «zgespe», включающей подавление воды за счет моделирования возбуждения с помощью идеального эхо-элемента. Было получено 128 сканирований в 65536 точек данных со спектральной шириной 20 ppm, временем сбора данных 2,04 с, задержкой релаксации между сканированиями 3 с и фиксированным усилением приемника 18. Установка низкого усиления приемника была необходима, чтобы избежать аналогового/цифрового переполнение преобразователя из-за интенсивных сигналов глюкозы. Для сбора и обработки данных использовали TopSpin3.5pl7 (Bruker BioSpin).Данные были преобразованы Фурье, включая двойное заполнение нулями, расширение линии 0,3 Гц, фазирование, коррекцию базовой линии и ссылку на TSP-d4. Обработанные данные были импортированы в MatLab 2017b (MathWorks Inc.), выровнены с помощью icoshift (Savorani et al., 2010) и интегрированы вручную пик за пиком до линейного базового уровня с использованием собственной разработанной процедуры. Аннотацию пиков выполняли с помощью ChenomX 8.4 (Chenomx Inc.) и базы данных метаболомов человека (HMDB) (Wishart et al., 2018). Все данные ЯМР на индивидуальной основе предоставляются в виде дополнительного набора данных.

Корреляционный анализ данных ЯМР

Для сравнения содержания обнаруженных метаболитов данные (условные единицы, а.е.) нормализовали по нг ДНК бляшки. Мы использовали метод разреженных частичных наименьших квадратов (sPLS) (канонический режим) в качестве многомерной методологии для одновременного выбора переменных в двух наборах данных (обилие видов и выходные данные ЯМР) на основе важности вычисленной ассоциации (Lê Cao et al., 2009). Эти ассоциации были нанесены на тепловую карту и в сеть с использованием пакета R mixOmics (Rohart et al., 2017).

Секвенирование гена 16S рРНК

ДНК из образцов зубного налета экстрагировали с использованием набора для выделения ДНК MagNa Pure LC II в роботе MagNa Pure (Roche) в соответствии с протоколом, рекомендованным производителем, с некоторыми изменениями (Dzidic et al., 2018). Концентрацию ДНК оценивали с помощью набора для анализа дцДНК Quant-iT™ PicoGreen ® и флуорометра Qubit™ 3 (ThermoScientific). Гипервариабельную область V3-V4 гена 16S рРНК амплифицировали с использованием универсальных праймеров V3-V4 Forward (CCTACGGGNGGCWGCAG) и V3-V4 Reverse (GACTACHVGGGTATCTAATCC), оптимизированных для секвенирования Illumina.Библиотека была сконструирована с использованием протокола подготовки библиотеки метагеномного секвенирования Illumina (часть № 15044223 Rev. A) и секвенирована в Институте FISABIO (Валенсия, Испания) с использованием секвенирования парных концов 2×300 п.н. с помощью прибора Illumina MiSeq. Данные секвенирования были публично размещены в базе данных SRA (Bioproject PRJNA681486, номер доступа SRR13194555-SRR1319594).

Биоинформатический анализ данных секвенирования

Программное обеспечение Dada2 v1.16 использовалось для фильтрации, обрезки концов, шумоподавления и объединения парных считываний (Callahan et al., 2016) с параметрами по умолчанию. Адаптеры и праймеры сначала отфильтровывали из прочтений последовательности, а затем обрезали концы в окнах размером 10 п.н. со значениями качества <35 и отсутствием Ns. Одиночные чтения были удалены, за исключением расчета индексов богатства и разнообразия. Оставшиеся чтения были объединены, сгруппированы и очищены от хозяина и химерных прочтений, и, наконец, назначен таксон на уровне рода и вида (с вариантами амплифицированной последовательности или ASV) с использованием неизбыточной базы данных SILVA v138.1 (Кваст и др., 2013).

Мы использовали общий язык программирования R для статистических вычислений (R Development Core Team, 2016) для последующего анализа. Роды с численностью <0.01% были удалены из всех проб. Для многовариантного анализа для сравнения групп использовался тест Адониса (перестановочный многомерный дисперсионный анализ с использованием матриц расстояний), предоставленный веганской библиотекой R (Oksanen et al., 2015). Кривые разрежения, индексы богатства и разнообразия были получены для 20 000 последовательностей на образец.Чтобы визуализировать группы и их различия на двумерной карте, мы вычислили анализ соответствия с ограничениями (CCA) с библиотекой Vegan (Oksanen et al., 2015). Для однофакторного анализа были выполнены непараметрические тесты Уилкоксона (функция wilcox.test статистической библиотеки R) (R Development Core Team, 2016) для проверки различий между таксонами на уровне родов и видов. Были использованы скорректированные значения p, полученные методом FDR.

Мы следовали моделированию случайного леса (Liaw and Wiener, 2002) для изучения сложных взаимодействий между бактериальными биомаркерами, чтобы определить количество бактерий, необходимое для эффективного различения групп CAR и CF.Для выбора биомаркеров мы использовали алгоритм начальной загрузки, реализованный в библиотеке Boruta R (Kursa and Rudnicki, 2010). Точность модели оценивалась по значениям площади под кривой (AUC) при использовании 30 или менее бактерий с наивысшими показателями биомаркеров, заканчивая диагностическим значением с тремя верхними биомаркерами (для модели случайного леса требуется как минимум 3 переменные). Этот анализ был выполнен для биомаркеров на уровне рода и вида.

Результаты

Средний возраст участников составил 16 лет.3 и 15,6 лет в группах CAR и CF. Для каждого образца зубного налета были проведены три различных анализа: секвенирование гена 16S рРНК, тест на кислотоустойчивость и метаболомика. У всех участников группы кариеса были обнаружены проксимальные начальные кариозные поражения (диапазон 1-16 поверхностей), а у десяти участников были проксимальные манифестные кариозные полости (0-12 поверхностей). Средняя и срединная кариозные поверхности зубов, включая начальные и явные кариозные поражения и зубные реставрации (D i+m F), составляли 17,25 и 15,00 (подробности см. в Дополнительной таблице 1).

Микробиота полости рта, связанная с зубным налетом

После обрезки, качественной фильтрации и аннотирования прочтений среднее количество последовательностей на образец составило 70 266 ± 6 539. Согласно кривым разрежения, все образцы показали насыщение разнообразия после 10 000 прочтений, что позволяет предположить, что усилий по секвенированию было достаточно для охвата разнообразия на уровне видов (рис. 1). Бактериальный состав был аналогичен тому, что было описано ранее в других популяциях (дополнительная фигура 1).Мы обнаружили более высокие, но не значимые средние значения богатства (количественно определяемые индексом Chao1) и статистически значимые более высокие значения разнообразия (индекс Шеннона, p = 0,05) в группе CAR (рис. 2A). На родовом уровне было значительно более высокая доля Rothia и Corynebacterium и более низкие изобилия Abiotrophia , Cryptlobacterium , Shuttleworthia , Pepttrworthia , PeptoStrepteLLELLELDOLLE , Veellonella и RUMUMOCCCACEAE UCG- 014 у лиц с муковисцидозом (рис. 3).На уровне видов Rothia dentocariosa, Corynebacterium matruchotii, Corynebacterium durum и Gemella sanguinis были значительно более распространены у особей с муковисцидозом (рис. 2B). Между тем, 14 видов были связаны с особями CAR, в том числе не назначенный Prevotella , Leptotrichia buccalis, Abiotrophia дефект , неназначенный Saccharimonadales или Prevotella denticola. Кроме того, мы использовали анализ случайного леса для построения модели, которая предсказывает, сколько признаков (родов или видов) необходимо, чтобы отличить CAR от особи CF (рис. 2C, D ) .В результате для дифференциации этих двух групп с точностью 0,87 или выше необходимо минимум 4 вида и 9 родов. Таким образом, ни один вид не может быть обнаружен в качестве надежного биомаркера, позволяющего различать кариес у участников, из-за совпадения между двумя группами, даже для Abiotrophia , который представляет наиболее значительную разницу. На сегодняшний день лучше всего изученная бактерия, ассоциированная с кариесом, Streptococcus mutans , была обнаружена с чрезвычайно низкой распространенностью (8 из 20 человек в группе CAR и 2 из 20 человек в группе CF).Его средняя частота в группе CAR составила 0,16% (и 0,003% в группе CF), что свидетельствует о том, что, хотя он может быть потенциальным биомаркером заболевания, он по-прежнему отсутствует более чем у 50% исследованных подростков CAR.

Рисунок 1 Кривые разрежения кариеса (CAR) и людей без кариеса (CF). Расчетное количество обнаруженных видов бактерий нанесено на график относительно количества прочтений последовательности, полученных с помощью секвенирования Illumina гена 16S рРНК. Обилие бактерий стабилизировалось на уровне 20.000 чтений (минимальное количество чтений для всех образцов).

Рисунок 2 Микробиология образцов зубного налета у подростков с кариесом (CAR) и без кариеса (CF), полученных путем секвенирования гена 16S рРНК. (A) Коробчатые диаграммы показывают индексы разнообразия (Шеннона) и богатства (Chao1) у особей CAR и CF. Указаны p-значения (критерий Уилкоксона). (B) Среднее количество видов бактерий, обнаруженных в значительно различающихся пропорциях в группах CF или CAR (значения p <0.05, критерий Уилкокса). Бактерии, чрезмерно представленные у людей с муковисцидозом, выделены зеленой точкой. Нижние графики представляют точность (площадь под кривой) моделей случайного леса для различения особей CAR и CF в соответствии с количеством видов бактерий (C) и родов (D) .

Рисунок 3 Бактериальные роды со статистически значимыми различиями в распространенности между подростками без кариеса (CF) и с кариесом (CAR). Отдельные образцы представлены кружками.Все p-значения (критерий Уилкокса) ниже 0,05.

Тест на кислотоустойчивость

Как объяснялось ранее (Senneby et al., 2017), тест на кислотоустойчивость (AT) позволяет нам разделить людей на 5 групп в зависимости от их уровня кислотоустойчивости (значение AT от 1 до 5), которые с небольшой долей кислотоустойчивых бактерий и 5 с большой долей. Хотя 7 из 10 человек с высокими показателями AT были CAR, существенных различий в AT между людьми CAR и CF обнаружено не было (рис. 4, левая панель).Однако мы обнаружили различия в пропорциях некоторых конкретных бактерий. Для уточнения различий были объединены группы с самой низкой (значения AT 1 и 2) и группы с самой высокой толерантностью (значения AT 4 и 5). При сравнении этих двух кластеров несколько видов показали различия в численности (дополнительная фигура 2). Fusobacterium Periodonticum, Prevotella melaninogenica, Campylobacter concisus и неназначенные виды Veillonella и Alloprevotella были значительно более распространены у лиц с более высокой кислотоустойчивостью. Streptococcus salivarius, Fusobacterium nucleatum и Campylobacter gracilis были более распространены в образцах зубного налета с более низким уровнем AT. Интересно, что разные виды Fusobacterium и Campylobacter были связаны с разными кластерами, что подчеркивает важность анализа разрешения на уровне видов.

Рисунок 4 Кислотоустойчивость (АТ) зубного налета у подростков. На левой панели представлено распределение пациентов с кариесом (CAR) и людей без кариеса (CF) в разных группах толерантности к кислоте.Людей относят к группе кислотоустойчивости от 1 до 5, где 1 — самая низкая, а 5 — самая высокая толерантность к кислоте, обнаруженная в образцах зубного налета, подвергшихся воздействию условий с высоким содержанием сахара. Гистограммы на правой панели представляют средние значения нескольких соотношений метаболитов для групп с низкой (уровни AT 1–2), промежуточной (уровень AT 3) и высокой (уровни AT 4–5) кислотоустойчивостью. Статистически значимые различия отмечены звездочкой. Профили метаболитов в супернатантах бляшек, подвергнутых воздействию условий с высоким содержанием сахара, были получены с помощью ЯМР-анализа.

Метаболический профиль

Всего было выровнено и интегрировано 67 пиков или кластеров пиков, из которых 39 можно однозначно аннотировать. Остальные были предположительно аннотированы или не присвоены и пронумерованы в порядке возрастания. Используя нормализованные данные, наиболее распространенными метаболитами, обнаруженными (помимо глюкозы) в образцах, были ацетат (14,2 ± 17 кае/нг), метаболит 16, предположительно относящийся к смеси лактат-пролин (6,9 ± 3,8 кае/нг), лактат (2,6 ± 2,2 Кау/нг), метаболит 44 (1,8 ± 2.3 Ка/нг) и этанол (1,8 ± 1,4 Ка/нг). Когда концентрацию метаболитов сравнивали между группами CAR и CF, оказалось, что 3-гидроксиизовалерат был чрезмерно представлен в образцах CF, но эта разница исчезла при использовании скорректированных значений p (таблица 1). Кроме того, метаболиты 28 (предположительно отнесенные к глутамат-пролину) и 25 показали статистическую тенденцию (0,05

Таблица 1 Метаболиты, в значительной степени связанные с кариесом или ацидогенностью зубного налета.

Принимая во внимание метаболиты, которые были в значительной степени связаны с группой с низким уровнем AT, мы рассчитали несколько соотношений, которые могли бы помочь нам разделить людей с разной способностью AT (рис. 4, правая панель). Лактат/сукцинат, этанол/лактат, этанол+ацетат/лактат и этанол+сукцинат/лактат значительно отличали образцы с высоким AT от образцов с низким AT.Более того, лактат/сукцинат также имел значительно более высокое значение при высокой АТ, чем при средней АТ.

Корреляции между микробиотой и метаболитами

Чтобы объединить имеющиеся данные, мы изучили предполагаемые корреляции между численностью видов и концентрациями метаболитов для различных изученных групп (CAR, CF, Low AT, Mid AT и High AT), группируя эти бактерии с аналогичный метаболомный профиль на графиках тепловой карты. Значимые корреляции для групп CAR и CF показаны на рисунке 3. Четкие кластеры были сформированы видами, которые значимо коррелируют с данным набором метаболитов (положительно и отрицательно).Например, когда показаны корреляции для особей CAR, несколько органических кислот (ацетат, сукцинат и лактат) образуют кластер с высокими положительными корреляциями с Streptococcus constellatus, Scardovia wiggsiae, Capnocytophaga ochracea, Veillonella tobetsuensis, Atopobium parvulum или Actinomyces. сп. Интересно, что эти органические кислоты, по-видимому, существенно не коррелируют ни с одним из видов в группе CF. Однако у людей без кариеса сформировался кластер с некоторыми оральными микробами, обычно связанными со здоровьем полости рта, такими как S.oralis, S. parasanguinis, Corynebacterium durum, Rothia dentocariosa или R. mucilaginosa , которые положительно коррелируют с изопропанолом, 3-гидроксиизовалератом и сукцинатом (среди других неизвестных метаболитов) (рис. 5).

Рисунок 5 Метаболомические профили образцов зубного налета от пациентов с кариесом (CAR) и без кариеса (CF). ЯМР использовали для количественного определения метаболитов, продуцируемых образцами зубного налета, подвергнутыми воздействию высоких уровней сахара. На тепловых картах показаны те метаболиты со значительной корреляцией с видами бактерий, идентифицированными с помощью секвенирования Illumina 16S рРНК у людей с CAR (левая панель) и CF (правая панель).Степень и знак корреляции представлены цветовым кодом, показанным ниже. Каждый вид бактерий показывает метаболомный профиль (столбцы), и эти профили были сгруппированы в соответствии с их сходством (верхняя и левая дендрограммы). Те метаболиты, для которых пики ЯМР не были уникальными, отмечены звездочкой рядом с назначенным предполагаемым метаболитом.

Кроме того, когда была построена сеть с использованием корреляций метаболитов и бактерий, несколько видов тесно коррелировали с органическими кислотами среди других молекул, и Scardovia wiggsiae оказались центральными в этой сети (рис. 6).У индивидуумов с муковисцидозом кластер, образованный видами Rothia , показал корреляцию с изопропанолом и метаболитом, предположительно относящимся к бутирату.

Рисунок 6 Сети бактерий-метаболитов в образцах зубного налета. Показаны репрезентативные сети со значительными корреляциями у подростков с кариесом (CAR) и без кариеса (CF). Положительные и отрицательные значимые корреляции между отдельными видами (квадраты) и метаболитами (кружки) представлены цветными линиями в соответствии с палитрой.Размер кругов произвольный. Метаболиты идентифицировали с помощью ЯМР-анализа, и те соединения с неуникальными пиками отмечены звездочкой, чтобы указать их предполагаемое назначение. Соединения, отмеченные цифрами, не могут быть отнесены к известному метаболиту.

Что касается корреляции видов бактерий с метаболитами в группах AT, также было очевидно несколько кластеров (дополнительная фигура 3). В группе с низким уровнем AT было сформировано три кластера. В одном из них наблюдается несколько связанных со здоровьем организмов, восстанавливающих нитраты, таких как Kingella denitrificans , Neisseria lactamica или Rothia aeria , которые все коррелируют с ацетоном и некоторыми неизвестными метаболитами.Второй кластер коррелирует с сукцинатом, этанолом, этанол-изопропанолом, диметиламином, изобутиратом и изовалератом. В микробиоте, связанной с высоким уровнем AT, лактат, ацетат, пируват, ксантин, формиат и диметиламин образуют кластер с положительной корреляцией с некоторыми предполагаемыми оральными патогенами, такими как G. morbillorum , Parvimonas micra , Leptotrichia shahii , Porphyromonas catoniae , Selenomonas noxia или Treponema socranskii .

Обсуждение

Результаты, полученные в текущей рукописи в отношении бактериального состава, согласуются с экологической гипотезой кариеса зубов (Marsh, 1994) и полимикробной этиологией заболевания (Simón-Soro and Mira, 2015). Распространенность S. mutans , который долгое время считался основным агентом, вызывающим кариес, составляла всего 40% в наших образцах CAR, где на его долю приходилось 0,16% от общего числа. Таким образом, хотя их средняя доля была выше, чем в группе МВ, она не является универсальным маркером заболевания (Mira, 2018).Это согласуется с работой Йоханссон и соавторов, которые пришли к выводу, что роль мутантных стрептококков в качестве возбудителей первичного кариеса менее выражена в популяциях с профилактическими программами (Johansson et al., 2016), такими как те, что изучались в нашей работе. Тем не менее, наши данные идентифицируют другие бактерии с более высокой ассоциацией с развитием кариеса, в том числе Scardovia wiggsiae , Prevotella denticola или Abiotrophia дефекта , все из которых ранее были обнаружены в более высоких концентрациях у детей с активным кариесом и имеют сильную ацидогенность. (ЭльСали и др., 2016; Крессирер и др., 2017; Чжан и др., 2020). Более высокие уровни Veillonella в группе больных кариесом, вероятно, связаны с его зависимостью от органических кислот как источника углерода, что позволяет предположить, что этот организм может быть хорошим маркером высокого уровня лактата (Belda-Ferre et al., 2012). Бактерии, связанные со здоровьем, включали Corynebacterium , который в настоящее время идентифицирован как ключевой вид в архитектуре биопленки (Mark Welch et al., 2016), и Rothia . Последние постоянно связаны с хорошим здоровьем полости рта в многочисленных исследованиях, а недавняя работа продемонстрировала их способность буферизовать внеклеточный pH за счет использования лактата и производства аммиака из пищевых нитратов (Rosier et al., 2020).

Наши метаболические данные показывают, что S. wiggsiae играет центральную роль в производстве органических кислот, и идентифицируют этот вид как основной фактор риска кариеса у подростков, что согласуется с его уже установленным участием в детском кариесе (Kressirer et al., 2017). Однако он не распространяется повсеместно у всех людей, перенесших кариес, что еще раз свидетельствует о том, что этиология кариеса не только полимикробна, но и сильно различается среди людей (Mira, 2018).Предыдущие исследования, посвященные конкретным бактериям, показали, что модели, основанные на двух организмах, таких как S. mutans и Lactobacillus (Featherstone, 2000) или S. mutans и Prevotella pallens (Zhang et al., 2020), улучшают оценка кариеса по сравнению с использованием одного вида. Наши открытые данные моделирования, основанные на классификации случайных лесов, показывают, что для оптимальных моделей требуется как минимум четыре оральных вида или девять родов, и даже при таком большом количестве организмов точность классификации ниже 90 % (рис. 1).Это говорит о том, что, помимо таксономической классификации, функциональная оценка бактериальных сообществ может быть полезной для прогнозирования риска развития кариеса.

Ограничением настоящего исследования является скромный размер выборки (n=20 человек на группу) и использование неполных последовательностей 16S рРНК (длиной 450 п.н.), полученных из ридов Illumina. Было показано, что использование чтения короткой длины гена 16S рРНК ограничивает точное таксономическое отнесение на уровне вида (Claesson et al., 2010). Таким образом, хотя мы использовали передовой биоинформационный метод для отнесения вариантов последовательности ампликона к бактериальным видам, некоторые из этих отнесений могут содержать ошибки или просто невозможны, особенно для родов бактерий, которые имеют сходные последовательности среди соответствующих видов, таких как стрептококки, где с.mitis , S. infantis или S. dentisani содержат идентичные последовательности в амплифицированном сегменте гена 16S рРНК, проанализированные стандартными протоколами библиотеки Illumina (Dzidic et al., 2018). Таким образом, таксономические данные, отнесенные к родовому уровню в текущей рукописи, являются более надежными, но анализы на уровне видов также включены, учитывая их совпадение с результатами, полученными на уровне родов, и высокое разрешение последовательности гена 16S рРНК для многих видов ротовой полости. таксоны. В будущей работе следует также рассмотреть возможность проведения метагеномного секвенирования всей ДНК, чтобы обеспечить функциональную оценку содержания генов кариесных и свободных от кариеса бактериальных сообществ (Belda-Ferre et al., 2012) и изучение потенциальной роли других членов микробиома, таких как грибы, которые не рассматривались в текущей рукописи. Еще одно ограничение связано с высокой вариабельностью опыта кариеса среди людей с CAR и отсутствием прошлого опыта кариеса у некоторых участников из этой группы, что может привести к совпадению их физиологических или микробиологических особенностей с участниками без кариеса. Тем не менее, наша работа была направлена ​​на выявление биомаркеров кариеса в общей популяции, а не только у тех людей, которые находятся на краю кариесного ландшафта, даже если это подразумевает, что микробные сигналы кариеса могут быть слабыми у людей с низким бременем кариеса.

Центральное место в развитии кариеса занимает способность наддесневых биопленочных бактерий метаболизировать пищевые углеводы в органические кислоты, которые при накоплении и диссоциации нарушают тонкий баланс между де- и реминерализацией эмали. В текущем исследовании образцы зубного налета подвергались воздействию избытка глюкозы, чтобы имитировать метаболизм, происходящий при потреблении углеводов. Было обнаружено, что ЯМР является мощной методологией для профилирования метаболитов с более чем 60 спектральными характеристиками из 39 уникальных метаболитов, назначенных в наших образцах, несмотря на трудности, связанные с высоким содержанием глюкозы.Более низкая концентрация глюкозы не только позволила бы увеличить коэффициент усиления приемника, что позволило бы обнаруживать менее распространенные метаболиты, но также уменьшила бы степень перекрытия сигналов глюкозы, которые охватывают спектральную область от 3,3 до 3,9 ppm. Учитывая, что некоторые связанные со здоровьем пики в профиле ЯМР не могут быть однозначно идентифицированы (, например, соединений 14, 15 или 17), дальнейшая работа должна быть направлена ​​на определение их природы и потенциальной роли в профилактике кариеса. При рассмотрении людей, страдающих кариесом, несколько видов демонстрируют очень значимую корреляцию с выработкой органических кислот, включая не только лактат, но и пропионат, ацетат или пируват (рис. 5), и аналогичная картина была обнаружена у людей с высоким уровнем AT (дополнительный рисунок 3). ).Совместное действие некоторых из этих кислот может способствовать развитию кариеса, так как было продемонстрировано, что уксусная и молочная кислоты обладают аддитивными деминерализирующими свойствами (Featherstone and Rodgers, 1981), и аналогичные синергетические процессы могут иметь место для других комбинаций органических кислот. . Интересно, что как в группах CF, так и в группах с низким уровнем АТ не было выявлено значимых корреляций каких-либо видов бактерий с лактатом. Напротив, в этих сообществах, связанных со здоровьем, мы выявляем значимые ассоциации с сукцинатом, этанолом, изопропанолом или ацетоном.Некоторые из этих ассоциаций сильны у видов, восстанавливающих нитраты, таких как Neisseria , Rothia или Kingella , что подтверждает важную роль нитратов в гомеостазе здоровья полости рта (Rosier et al., 2018), но значительные корреляции также обнаружены в других бактерии, такие как Streptococcus oralis , Capnocytophaga spp. или Corynebacterium durum . Противоположные тенденции, показанные для лактата и сукцината, а также для лактата и этанол-изопропанола, согласуются с альтернативными путями ферментации, которые могут способствовать выбору кислотоустойчивых штаммов по сравнению с конкурирующими бактериальными штаммами у людей с кариесом и высоким уровнем АТ (Marsh, 1994). .Переход от производства лактата к производству этанола также наблюдался у некоторых бактерий ротовой полости в условиях низкого содержания глюкозы или низкой скорости роста (Mikx and van der Hoeven, 1975; Yamada and Carlsson, 1975). В соответствии с этими двумя метаболическими путями, обусловливающими высокую и низкую ацидогенность, соотношения лактат: сукцинат и лактат: этанол значительно различаются между уровнями AT (рис. 4) в соответствии с измененным метаболизмом в сторону выработки лактата кислотоустойчивыми бактериями даже при рН окружающей среды. снижается (Matsui and Cvitkovitch, 2010).Будущие исследования должны оценить, могут ли эти соотношения иметь диагностическое и прогностическое значение для кариеса.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, представленные в этом исследовании, можно найти в онлайн-репозиториях. Названия репозитория/репозиториев и регистрационные номера можно найти ниже: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/, SRR13194555-SRR1319594.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Региональным комитетом по этике исследований человека Университета Линчёпинга, Швеция, 2017/599-31, и Управлением по этике Швеции со ссылкой 2019-05656.Письменное информированное согласие на участие в этом исследовании было предоставлено законным опекуном/ближайшим родственником участников.

Вклад авторов

AM: Выполнял работу по секвенированию, участвовал в разработке концепции, дизайна, сбора и интерпретации данных, а также составлял и критически пересматривал рукопись. MS, HJ, GS: Участвовал в разработке концепции, дизайна, сбора и интерпретации данных, а также составлял и критически пересматривал рукопись. К. Х. Участвовал в разработке концепции и дизайна, собирал образцы, проводил стоматологические осмотры, составлял и критически пересматривал рукопись.JN провел эксперименты по толерантности к кислоте, внес свой вклад в анализ данных и критически пересмотрел рукопись. AP выполнила экспериментальную работу по ЯМР, внесла свой вклад в анализ данных и критически переработала рукопись. MC-D участвовал в анализе данных и разработал все рисунки, провел статистический анализ и критически пересмотрел рукопись. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Этот проект финансировался за счет грантов 807631 и 931593 , финансируемых Советом медицинских исследований Юго-Восточной Швеции; грант 931659, финансируемый Futurum-Academy for Health and Care, Jönköping County Council; грант 2016-01994 Шведского исследовательского совета; и грант BIO2015-68711-R, финансируемый Министерством науки и инноваций Испании и междисциплинарной программой FORESIGHT в Университете Мальмё.MC-D финансировался за счет гранта APOSTD 2018/081 от Generalitat Valenciana.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все утверждения, изложенные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно представляют претензии их дочерних организаций, издателя, редакторов и рецензентов.Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или претензии, которые могут быть сделаны его производителем, не гарантируются и не поддерживаются издателем.

Благодарности

Мы благодарим доктора Нурию Хименес и платформу секвенирования FISABIO за помощь во время секвенирования Illumina, а также Алехандро Артачо и Хавьера Понса за помощь в биоинформатическом и биостатистическом анализе.

Дополнительный материал

Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2021.716493/full#supplementary-material

Ссылки

Alm, A., Wendt, L.K., Koch, G., Birkhed, D. (2007). Распространенность аппроксимального кариеса задних зубов у 15-летних шведских подростков в зависимости от их опыта кариеса в возрасте 3 лет. Кариес Res. 41, 392–398. doi: 10.1159/000104798

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Бельда-Ферре П., Алькарас Л. Д., Кабрера-Рубио Р., Romero, H., Simon-Soro, A., Pignatelli, M., et al. (2012). Оральный метагеном в здоровье и болезни. ISME J. 6, 46–56. doi: 10.1038/ismej.2011.85

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Бертрам Х.К., Эггерс Н., Эллер Н. (2009). Потенциал человеческой слюны для метаболомики на основе ядерного магнитного резонанса и для идентификации биомаркеров, связанных со здоровьем. Анал. хим. 81, 9188–9193. doi: 10.1021/ac

98

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Каллахан Б.Дж., Макмерди, П.Дж., Розен, М.Дж., Хан, А.В., Джонсон, А.Дж.А., Холмс, С.П. (2016). DADA2: Вывод образцов с высоким разрешением на основе данных Illumina Amplicon. Нац. Методы 13, 581–583. doi: 10.1038/nmeth.3869

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Классон, М. Дж., Ван, К., О’Салливан, О., Грин-Диниз, Р., Коул, Дж. Р., Росс, Р. П., и др. (2010). Сравнение двух технологий секвенирования следующего поколения для определения очень сложного состава микробиоты с использованием тандемных вариабельных участков гена 16S рРНК. Рез. нуклеиновых кислот. 38, е200–е200. doi: 10.1093/nar/gkq873

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Дзидич М., Колладо М. К., Абрахамссон Т., Артачо А., Стенссон М., Дженмальм М. К. и др. (2018). Развитие микробиома полости рта в детстве: экологическая последовательность под влиянием постнатальных факторов и связанная с кариесом. ISME J. 12, 2292–2306. doi: 10.1038/s41396-018-0204-z

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

ЭльСалхи, М., Söderling, E., Honkala, E., Fontana, M., Flannagan, S., Kokaras, A., et al. (2016). Слюнная микробиота и возникновение кариеса у Mutans Streptococci-позитивных школьников. евро. Дж. Педиатр. Вмятина. 17, 188–192.

Реферат PubMed | Google Scholar

Featherstone, JD, Rodgers, BE (1981). Влияние уксусной, молочной и других органических кислот на формирование искусственных кариозных поражений. Кариес Res. 15, 377–385. doi: 10.1159/000260541

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Гарднер А., Parkes, H.G., Carpenter, G.H., So, P.-W. (2018). Разработка и стандартизация протокола количественного протонного ядерного магнитного резонанса (1 H ЯМР) спектроскопии слюны. J. Proteome Res. 17, 1521–1531. doi: 10.1021/acs.jproteome.7b00847

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Йоханссон И., Витковска Э., Каве Б., Лиф Холгерсон П., Таннер А. К. Р. (2016). Микробиом в популяциях с низкой и высокой распространенностью кариеса. Дж.Вмятина. Рез. 95 (1), 80–6. doi: 10.1177/0022034515609554

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Кох, Г. (1967). Влияние фторида натрия в средствах для чистки зубов и жидкости для полоскания рта на заболеваемость кариесом зубов у школьников. Одонтол. Ред. 18, 38–43.

Google Scholar

Крессирер, К.А., Смит, Д.Дж., Кинг, В.Ф., Добек, Дж.М., Старр, Дж.Р., Таннер, А.К.Р. (2017). Scardovia Wiggsiae и ее потенциальная роль в качестве возбудителя кариеса. Дж. Орал. Бионауч. 59, 135–141. doi: 10.1016/j.job.2017.05.002

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Курса М.Б., Рудницкий В.Р. (2010). Выбор функций с пакетом Boruta. Дж. Стат. ПО 36, 1–13. doi: 10.18637/jss.v036.i11

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Ле Цао, К.-А., Мартин, П.Г.П., Роберт-Гранье, К., Бесс, П. (2009). Разреженные канонические методы интеграции биологических данных: применение в кроссплатформенном исследовании. BMC Биоинф. 10:34. doi: 10.1186/1471-2105-10-34

Полный текст CrossRef | Google Scholar

Лиав, А., Винер, М. (2002). Классификация и регрессия Randomforest. Р. Новости 2, 18–22.

Google Scholar

Леше, В. Дж., Роуэн, Дж., Страффон, Л. Х., Лоос, П. Дж. (1975). Ассоциация мутантов стрептококка с кариесом зубов человека. Заразить. Иммун. 11, 1252–1260. doi: 10.1128/IAI.11.6.1252-1260.1975

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Марк Уэлч, Дж.Л., Россетти, Б.Дж., Рикен, К.В., Дьюхерст, Ф.Е., Борисы, Г.Г. (2016). Биогеография ротового микробиома человека в микронном масштабе. Проц. Натл. акад. науч. США 113, E791–E800. doi: 10.1073/pnas.1522149113

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Mixx, FHM, van der Hoeven, JS (1975). Симбиоз Streptococcus Mutans и Veillonella Alcalescens в смешанных сплошных культурах. Арх. Оральный. биол. 20, 407–410. doi: 10.1016/0003-9969(75)

-1

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Насименто, М.М., Заура, Э., Мира, А., Такахаши, Н., Тен Кейт, Дж. М. (2017). Вторая эра OMICS в исследованиях кариеса: переходя от фазы разочарования. Дж. Дент. Рез. 96, 733–740. doi: 10.1177/0022034517701902

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Neilands, J., Petersson, L.G., Beighton, D., Svensäter, G. (2012). Молоко с добавлением фтора подавляет кислотоустойчивость биопленок корневого кариеса. Кариес Res. 46, 156–160. doi: 10.1159/000337390

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Нивад, Б., Crielaard, W., Mira, A., Takahashi, N., Beighton, D. (2013). Кариес зубов с молекулярно-микробиологической точки зрения. Кариес Res. 47, 89–102. doi: 10.1159/000345367

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Оксанен Дж., Бланше Ф. Г., Киндт Р., Лежандр П., Минчин П. Р., О’Хара Р. Б. и др. (2015). Веган: экологический пакет сообщества. Пакет R версии 2.0-10. 2013. Р Пакет. Вер. 2,4–3 . Доступно по адресу: http://CRAN.Rproject.орг/пакет=веган.

Google Scholar

Перейра Дж. Л., Дуарте Д., Карнейро Т. Дж., Феррейра С., Кунья Б., Соарес Д. и др. (2019). ЯМР-метаболомика слюны: аналитические вопросы в педиатрических исследованиях здоровья полости рта. Уст. Дис. 25, 1545–1554. doi: 10.1111/odi.13117

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Quast, C., Pruesse, E., Yilmaz, P., Gerken, J., Schweer, T., Yarza, P., et al. (2013). Проект базы данных генов рибосомной РНК SILVA: улучшенная обработка данных и веб-инструменты. Рез. нуклеиновых кислот. 41, Д590–Д596. doi: 10.1093/nar/gks1219

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

R Основная группа разработчиков (2016 г.). R: язык и среда для статистических вычислений. р. Найдено. Стат. вычисл. doi: 10.1017/CBO9781107415324.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рохарт Ф., Готье Б., Сингх А., Ле Цао К.-А. (2017). Mixomics: пакет R для выбора функций Omics и интеграции нескольких данных. PloS вычисл. биол. 13, е1005752. doi: 10.1371/journal.pcbi.1005752

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Розье, Б. Т., Буэтас, Э., Мойя-Гонсалвес, Э. М., Артачо, А., Мира, А. (2020). Нитраты как потенциальный пребиотик для микробиома полости рта. науч. Rep. 10, 12895. doi: 10.1038/s41598-020-69931-x

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Розье, Б. Т., Марш, П. Д., Мира, А. (2018). Устойчивость микробиоты полости рта в здоровом состоянии: механизмы, предотвращающие дисбактериоз. Дж. Дент. Рез. 97, 371–380. doi: 10.1177/0022034517742139

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Саворани Ф., Томаси Г., Энгельсен С. Б. (2010). Icoshift: универсальный инструмент для быстрого выравнивания одномерных спектров ЯМР. Дж. Магн. Резон. 202, 190–202. doi: 10.1016/j.jmr.2009.11.012

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Тенг Ф., Ян Ф., Хуанг С., Бо К., Сюй З.З., Амир А. и др. (2015).Прогнозирование раннего детского кариеса с помощью пространственно-временных вариаций микробиоты полости рта. Микроб-хозяин клетки 18, 296–306. doi: 10.1016/j.chom.2015.08.005

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Wishart, D.S., Feunang, Y.D., Marcu, A., Guo, A.C., Liang, K., Vázquez-Fresno, R., et al. (2018). HMDB 4.0: База данных метаболизма человека за 2018 г. Nucleic Acids Res. 46, Д608–Д617. doi: 10.1093/nar/gkx1089

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Ямада Т., Карлссон, Дж. (1975). Регуляция лактатдегидрогеназы и изменение продуктов ферментации у стрептококков. J. Бактериол. 124, 55–61. doi: 10.1128/jb.124.1.55-61.1975

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Чжан Л., Сунь Т., Чжу П., Сунь З., Ли С., Ли Ф. и др. (2020). Количественный анализ слюнных бактерий полости рта, связанных с тяжелым кариесом в раннем детстве, и построение модели оценки кариеса. науч. Респ. 10, 6365.doi: 10.1038/s41598-020-63222-1

PubMed Abstract | Полный текст перекрестной ссылки | Google Scholar

Заявка на патент США для заявки на патент EUGENOL DENTAL COMPOSITION (заявка № 201

490, выданная 31 октября 2019 г.) УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Область изобретения

Способ удаления зубного брекета, приспособления или протеза, прикрепленного к зубу или зубам с помощью стоматологического клея или цемента, путем контактирования стоматологического клея или цемента с эмульгелем эвгенола или эвгенолом в форме геля .Этот метод можно использовать для удаления зубных ортодонтических брекетов, несъемных ортодонтических аппаратов, несъемных протезных элементов, таких как цементированные ламинаты, виниры, несъемные зубные коронки и несъемные зубные мосты, прикрепленные к зубу или к зубам.

Описание предшествующего уровня техники

Описание «предпосылок», приведенное здесь, предназначено для общего представления контекста раскрытия. Работа изобретателя (изобретателей), названного в настоящее время, в той мере, в какой она описана в этом разделе, а также аспекты описания, которые на момент подачи заявки не могут квалифицироваться как предшествующий уровень техники, не признаются прямо или косвенно в качестве предшествующих. искусства против настоящего изобретения.

Ортодонтическое лечение несъемными аппаратами представляет собой комплексную процедуру, которая начинается с фиксации брекетов на поверхности эмали зубов и заканчивается снятием брекетов и удалением брекетов и остатков связующего материала с поверхности эмали Снятие брекетов несложно, но во время лечения брекетами необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать поломки стоматологической конструкции, содержащей брекеты, и повреждения зубной эмали. Брекеты, приклеенные непосредственно к зубам, снимают, слегка деформируя основание брекета.Когда основание брекета сжимается, связь освобождается, и брекет снимается. Обычно отслоение происходит в месте соединения брекет-клей, оставляя клей на поверхности зуба. Затем ортодонт должен вернуться и удалить клей с каждого зуба. Процесс удаления брекетов и фиксирующего цемента или клея относительно безболезненный. После того, как брекеты были сняты, клей, оставшийся на зубах, необходимо удалить. Обычно это делается с помощью медленного или высокоскоростного стоматологического наконечника, который представляет собой инструмент того же типа, который используется обычными стоматологами при восстановлении полости.

Во время снятия брекетов стоматолог будет стремиться ограничить это удаление адгезивом, оставив только эмаль в ее нормальном состоянии. HB, Ozcan M, Bagis B, Ren Y. «Потеря поверхностной эмали после снятия брекетов: оценка in vivo и ex vivo». Am J Orthod Dentofacial Orthop 2010; 138:387 е1-389; и Дамбрите И., Линкевичене Л., Малинаускас М., Линкявичюс Т., Пецюлене В., Тикуисис К.«Оценка характеристик микротрещин эмали после снятия металлических брекетов у взрослых пациентов». Евро J Ортод 2011; 35:317-322, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Другим значительным риском является перелом керамического брекета, когда для снятия брекетов используются обычные процедуры снятия брекетов, как описано Theodorakopoulou LP, Sadowsky PL, Jacobson A, Lacefield W. «Оценка характеристик снятия брекетов 2 керамических брекетов: исследование in vitro» ». Am J Orthod Dentofacial Orthop 200-4; 125:329-336; и Фернандес Т.М.Ф., Янсон Г., Соменси Дж., Пинзан А., Франсискони П.А.С., Сатлер Р., «Влияние модификации протокола фиксации на прочность сцепления при сдвиге металлических и керамических ортодонтических брекетов».Генерал Дент 2012; 60:51-55, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

Ранее было предпринято множество попыток решить эти проблемы за счет снижения силы снятия брекетов для безопасного удаления неповрежденного стоматологического приспособления и предотвращения повреждения зубной эмали. Однако, несмотря на то, что некоторые из этих попыток оказались эффективными в снижении силы отслоения, они привели к дальнейшим осложнениям, включая повреждение пульпы, вызванное электротермическими устройствами, или увеличение остатков клея после лечения лазерными устройствами, как описано Jost-Brinkmann PG.Радлански Р. Дж., Артун Дж., Лойдл Х. «Риск повреждения пульпы из-за повышения температуры во время термодебондинга керамических брекетов». Евр Дж Ортод 1997; 19:623-628; Иидзима М., Ясуда Ю., Мугурума Т., Мидзогучи И. «Влияние лазерного удаления брекетов CO 2 на механические свойства эмали». Угол Ортод 2010; 80:1029-1035, а также Ahrari F, Heravi F, Fekrazad R, Farzanegan F, Nakhaei S. «Ультраимпульсный лазер Docs CO 2 снижает риск повреждения эмали при снятии керамических брекетов?» Лазеры Med Sci 2012; 27:567-574, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

Практикующие ортодонты сталкиваются с дилеммой использования процедур бондинга, которые производят прочные и долговечные бонды, выдерживающие силы, прилагаемые во время ортодонтического лечения, но которые трудно или небезопасно удалить; и использование менее эффективных процедур склеивания, которые легче отклеиваются. Решение этой дилеммы сопряжено со многими трудностями.

Композитные смолы используются в стоматологии и ортодонтии в качестве связующих материалов, пригодных для приклеивания к зубным субстратам, таким как дентин, эмаль, металл, керамика, фарфор и диоксид циркония.Они используются для приклеивания ортодонтических брекетов к поверхностям зубов, а также для приклеивания стоматологических реставрационных материалов, таких как стеклокерамика, металл, композитная смола и оксид циркония, к зубам или другим зубным поверхностям.

Стоматологическая композитная смола может представлять собой материал, который отверждается светом, самоотверждается и двойного отверждения. Обычно композитная смола будет содержать полимеризуемый мономер, наполнитель и инициатор полимеризации (например, химический катализатор или свет). Композитные смолы наиболее широко используются сегодня в качестве реставрационных материалов для восстановления переломов зубов и кариеса или для ортодонтического соединения.Отвержденная композитная смола получается после полимеризации или отверждения ее ингредиентов и обычно имеет достаточную механическую прочность и твердость, чтобы служить заменителем естественных зубов, обеспечивать износостойкость при окклюзии зубов в полости рта, иметь гладкую поверхность и блеск, обеспечить соответствие цвета с естественными зубами и обеспечить полупрозрачность или прозрачность.

Композитная смола, формирующая пасту, которая еще не была полимеризована и отверждена, должна обеспечивать легкость обращения с ней стоматологами или ортодонтическими клиницистами и техниками, например, она должна обладать надлежащей текучестью и формообразующими свойствами, прилипать к поверхностям, быть приклеены, но практически не имеют адгезии к инструментам, используемым для его нанесения.

Сообщалось, что на микротвердость и шероховатость поверхности композитных смол значительно влияют некоторые химические агенты, в том числе фторидные агенты для местного применения (например, гель Second Taste Gel, содержащий фторид натрия), кофе и напитки с низким pH, как описано Yeh ST, Wang HT, Liao HY, Su SL, Chang CC, Kao HC и др., «Шероховатость, микротвердость и анализ поверхности нанокомпозитов после местного применения фторидных гелей». Дент Матер 2011, 27:187-196; Silva Jr J, Resin C, Microscope AF «Анализ шероховатости и твердости поверхности стоматологического композита с использованием атомно-силовой микроскопии и определения микротвердости.Микроск Микроанал», 2011; 17:446-451, и Хамуда И.М., «Влияние различных напитков на твердость, шероховатость и растворимость эстетических реставрационных материалов». J Эстет Рестор Дент 2011; 23:315-322, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.

Ограниченные исследования изучали использование химических веществ в качестве разрыхляющих агентов при ортодонтическом лечении Лармур и др. в (1998 г.) изучали действие имеющегося на рынке разрыхляющего агента на основе масла перечной мяты (P-de-A®, Oradent, У.K.) о разрыхлении керамических брекетов и сравнил его с двумя хорошо известными смягчающими средствами; ацетон и этанол, как описано Лармуром С.Дж., МакКейбом Дж.Ф., Гордоном П.Х. «Исследование ex vivo влияния химических растворителей на поведение керамических ортодонтических брекетов при отклеивании» Br J Orthod 1998; 25:35-40, полностью включенных сюда посредством ссылки. После нанесения масла мяты перечной в течение часа сообщалось об уменьшении прочности отслоения и количества клея, оставшегося после отслоения.Однако масла перечной мяты было недостаточно для значительного снижения риска перелома керамического брекета.

В отличие от масла перечной мяты, эвгенол представляет собой фенилпропен, гваякол с замещением аллильной цепи и член класса химических соединений фенилпропаноидов. Это ароматическая маслянистая жидкость от бесцветной до бледно-желтой, экстрагированная из некоторых эфирных масел, особенно из гвоздичного масла, мускатного ореха, корицы, базилика и лаврового листа. Он присутствует в концентрациях 80-90% в масле из почек гвоздики и 82-88% в масле из листьев гвоздики.Химическая структура эвгенола показана ниже:

Эвгенол представляет собой производное фенола, которое используется в сочетании с оксидом цинка (ZnO) в качестве средства для покрытия пульпы, временного цемента и цемента для заполнения корневых каналов. Эвгенолсодержащие материалы имеют ряд преимуществ в качестве основы. для реставраций, а эвгенол, как утверждается, оказывает седативное, противовоспалительное и обезболивающее действие на ткани зуба, как описано Хашимото С., Маэда М., Ямакита Дж., Накамура Ю. «Влияние оксида цинка-эвгенола на число лейкоцитов и продукты липоксигеназы в искусственно воспаленная пульпа зуба крысы».Arch Oral Biol 1990; 35:87-93; Ли И-Ю, Хун С-Л, Пай С-Ф, Ли Ю-Х, Ян С-Ф. «Эвгенол подавлял экспрессию индуцированных липополисахаридами провоспалительных медиаторов в макрофагах человека». Дж. Эндод, 2007 г.; 33:698-702; Ли Х.Ю., Ли Б.К., Ким Дж.С., Юнг С.Дж., О.С.Б. «Эвгенол ингибирует АТФ-индуцированные токи P2X в нейронах тройничного ганглия». Корейский J Physiol Pharmacol 2008; 12:315-321; и Boeckh C, Schumacher E, Podbielski A, Haller B. «Антибактериальная активность реставрационных стоматологических биоматериалов in vitro».Кариес Рез 2001; 36:101-107, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Сообщалось, что эвгенол стимулирует реминерализацию кариозного дентина. Эвгенол оксида цинка («ZOE», который часто используется в качестве временной пломбы, считается лучшим теплоизолятором, чем большинство других прокладочных материалов, как описано Little PAG, Wood DJ, Bubb NL, Maskill SA, Mair LH, Youngson C C. «Теплопроводность через различные восстановительные прокладочные материалы», J Dent 2005, 33:585-591, полностью включенная в настоящий документ посредством ссылки.

Эвгенол — это химическое вещество, содержащееся в различных стоматологических материалах, включая стоматологические цементы, пломбировочные материалы, оттискные материалы, эндодонтические пломбировочные материалы, пародонтальные перевязочные материалы, сухие повязки для лунок, анальгетики. Потнис. и др., патент США В US 9463159 описан гель для перорального применения, содержащий эвгенол, охлаждающие агенты и камфору для облегчения зубной боли. Предыдущие композиции, содержащие эвгенол, использовались для разгрузки пульпы, обычно применялись после сверления полости зуба и использовались в качестве временной пломбы, которая затвердевала при контакте со слюной.Иногда такие композиции использовались в качестве временных пломб при кариесе перед удалением кариеса. Современное использование эвгенола для таких целей в настоящее время крайне редко, потому что врачи обычно назначают пероральные анальгетики для облегчения боли и воспаления в пульпе, а также потому, что современные материалы для покрытия могут напрямую контактировать с пульпы, чтобы вызвать заживление и репаративное действие в клетках пульпы. Таким образом, эвгенол обычно не используется в современной стоматологии.

Концентрация эвгенола, используемая в таких материалах, считается биологически инертной, поскольку в литературе описаны лишь редкие случаи побочных эффектов при его внутриротовом применении, как описано Deshpande A, Verma S.Макван С. «Аллергическая реакция, связанная с использованием зубного цемента, содержащего эвгенол, у маленького ребенка». Остин Дж. Дент, 2014 г .; 1:1007, полностью включенной в настоящий документ посредством ссылки.

Исследования влияния эвгенола на прочность соединения смолы дали противоречивые результаты. Хотя было заявлено, что временные цементы, содержащие эвгенол, снижают прочность сцепления цемента с дентином постоянных цементов на основе смолы, общие эффекты были противоречивыми и чувствительными к технике, как описано Carvalho CN, Loguercio AD, Reis A.«Влияние временной реставрации ZOE на прочность связи композит-дентин с использованием различных адгезивных стратегий». Джей Эстет Рестор Дент 2007; 19:144-152, полностью включенных сюда посредством ссылки.

Было показано, что эвгенол влияет на композитные смолы, а предыдущие исследования показали, что прочность сцепления обоих типов композитных клеев (протравливающих и смываемых или самопротравливающих) значительно снижается после 24-часового контакта с ZOE, как описано Пинто К.Т., Станиславчук Р., Логерсио А.Д., Гранде Р.Х.М., Бауэр Дж.«Влияние времени воздействия реставрации из оксида цинка и эвгенола на прочность сцепления адгезивов с дентином при микрорастяжении». Rev Port Estomatol Med Dent Cir Maxilofac 2014; 55:83-88; и Nasreen F, Guptha ABS, Srinivasan R, Chandrappa MM, Bhandary S, Junjanna P. «Оценка in vitro влияния времени воздействия эвгенола на прочность сцепления двухэтапных и одноэтапных самопротравливающих адгезивов с дентином» . J Conserv Dent 2014; 171280-284, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Однако сила связи восстановилась и стала такой же, как в контрольной группе через 7 дней.Эти последние исследования показали, что эффекты эвгенола на композитных реставрациях были временными и ограничивались небольшими участками.

В литературе сообщалось о некоторых попытках оценить влияние эвгенола и других растворителей на поведение ортодонтических брекетов. Он и др. сообщили, что эвгенол в IRM (промежуточных реставрационных материалах) снижает механические свойства композитной смолы в ограниченном диапазоне, который не влияет на функциональность реставрации, как описано He L-H, Purton DG, Swain MV.«Подходящий базовый материал для композитных реставраций: оксид цинка эвгенол». Дж. Дент, 2010 г.; 38:290-295, полностью включенной сюда посредством ссылки. Однако влияние эвгенола на функциональные свойства и разрыхление композитных смол все еще обсуждается.

Ввиду дилеммы, с которой столкнулись практикующие ортодонты при создании связующей смолы или цемента, которые были бы прочными и долговечными, но которые можно было бы легко удалить без существенного повреждения поверхности эмали зубов, изобретатели исследовали использование эвгенола в качестве безопасного разрыхляющего агента. .Как показано в данном документе, изобретатели приготовили эвгенол в форме геля или в виде «эмульгеля», который проявлял удивительную способность снижать микротвердость ортодонтических адгезивных связующих смол и облегчал безопасное удаление ортодонтических металлических брекетов, а также удаление остатков связующей смолы. для эмалевых поверхностей зубов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение направлено на безопасную, нетоксичную композицию (например, эмульгель), содержащую эвгенол или производное эвгенола в виде геля или другой вязкой формы, подходящей для нанесения и приклеивания к отвержденным или затвердевшим зубам. цемент или связующие смолы во рту.После нанесения на стоматологический цемент или смолу композиция снижает микротвердость и позволяет ее удалить без существенного повреждения поверхности эмали зубов или удаляемого зубного аппарата.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1А и 1В. ИНЖИР. 1А показана конструкция клещей для разрыхления AEZ, установленных на машине Instron, а на фиг. 1В показано, как измеряются расстояния (а) и (b), используемые для расчета фактической силы разъединения.

РИС. 2А, 2В и 2С изображено оборудование для разрыхления.Модель пациента, прошедшего ортодонтическое лечение и готового к снятию брекетов, показана на фиг. 2А. Гибкая ложка, созданная на модели, обеспечивающая пространство для нанесения эмульгеля и изолирующая эффект эмульгеля от десны, показана на фиг. 2Б. Гибкий лоток, заполненный эмульгелем и готовый к внутриротовому использованию, показан на фиг. 2С. Лотки и эвгенолсодержащий эмульгель можно раздавать ортодонтическим субъектам перед процедурами снятия брекетов, например, для использования за 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 или 24 часа до процедуры.

РИС. 3 показаны средние и стандартные отклонения значений микротвердости по Виккерсу для двух оцениваемых групп. Столбики погрешностей указывают на стандартное отклонение. Достоверная разница была обнаружена при p<0,05.

РИС. 4 представлена ​​таблица 1. В этой таблице приведены описательные статистические данные для силы сдвига, разрушающей сцепление (МПа), для трех оцененных групп. Использование однофакторного дисперсионного анализа и теста Тьюки Post Hoc; означает с разными буквами указывает на достоверную разницу при p<0,05.

РИС.5 представлена ​​таблица 2. Эта таблица описывает количество и процентное соотношение зубов в каждой категории ARI для всех групп. При использовании теста Крускала-Уоллиса достоверной разницы обнаружено не было при р<0,05. Однако, в сочетании с другими приведенными здесь данными, эти результаты показывают, что, по меньшей мере, аналогичные количества связующего материала удаляются при снятии брекетов с помощью содержащего эвгенол эмульгеля по изобретению, в то время как снятие брекетов становится более безопасным из-за снижения твердости по Виккерсу стоматологического цемента или смолы и разрыхляющие силы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Как раскрыто в данном документе, изобретатели стремились улучшить эффективность и безопасность стоматологических процедур снятия брекетов, таких как удаление металлических брекетов, связанных зубным цементом или стоматологическим полимером с эмалевыми поверхностями зубов. Эвгенол обычно используется для изготовления временных стоматологических цементов, например, в сочетании с оксидом цинка, а также является компонентом гвоздичного масла. Таким образом, он признан безопасным как в качестве пищевого ингредиента, так и в стоматологических материалах.Однако эвгенол представляет собой жидкость и быстро испаряется при попадании в рот. Более того, его способность снижать твердость отвержденных стоматологических цементов и смол, а также облегчать снятие зубных брекетов с зубов не установлена. Изобретатели раскрывают здесь способ снижения твердости отвержденных стоматологических цементов и смол и более безопасного удаления зубных брекетов и других зубных приспособлений или протезов путем применения устойчивой формы эвгенола. Как раскрыто в данном документе, изобретатели получили эвгенол в форме геля в виде «эмульгеля», который при нанесении на отвержденный стоматологический цемент или смолы во рту продлевает высвобождение эвгенола, тем самым делая отвержденный стоматологический цемент или смолу менее твердым, более легким и безопасным для применения. Удалить.

Разрыхляющая композиция согласно изобретению будет содержать эвгенол в форме, которая обеспечивает длительный контакт между стоматологическим цементом или смолой и эвгенолом в композиции, например, в предпочтительной форме содержит эвгенол и одно или несколько поверхностно-активных веществ, косурфактантов, pH — корректирующие агенты, консерванты или другие ингредиенты.

Эвгенол. Эвгенол представляет собой фенилпропен, замещенный аллильной цепью гваякол и член класса химических соединений фенилпропаноидов. Эвгенол и/или его производные и изомеры, такие как изоэвгенол, метилэвгенол или их изомер, могут быть использованы в некоторых вариантах осуществления изобретения.Эвгенол представляет собой жидкость, которая быстро диспергируется при попадании в рот. Напротив, изобретение обеспечивает эвгенол в форме, такой как гель, который после нанесения сохраняется и высвобождает эвгенол в течение определенного периода времени, что обеспечивает постоянное размягчение стоматологического цемента или смолы, которые фиксируют металлические брекеты или другие стоматологические приспособления или протезы на зубах. . В предпочтительных вариантах осуществления изобретения разрыхляющая композиция будет иметь форму геля, содержащую эвгенол в эффективном количестве, которое может варьироваться от примерно 0.5-25 мас.% в расчете на массу связующей композиции. Диапазон содержания эвгенола включает все поддиапазоны и промежуточные значения, включая 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12,5, 15, 17,5, 20, 22,5, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или <100%. В большинстве вариантов содержание эвгенола не превышает необходимого для поддержания положения кокоса в стабильной, легко применимой форме геля.

Эффективная сумма. Используемый здесь термин «эффективное количество» означает количество эвгенола, необходимое для снижения твердости по Виккерсу стоматологического цемента или смолы, для уменьшения усилия, необходимого для отрыва металлического брекета или другого зубного протеза от поверхности зуба, или для уменьшить количество остаточного стоматологического цемента или смолы на поверхности зубов, которые остаются после удаления зубного брекета или протеза.

Гелевая основа. Гелевая основа и содержание ингредиентов выбраны так, чтобы обеспечить замедленное высвобождение эвгенола после нанесения на стоматологический цемент или смолу. Гелевые основы включают, но не ограничиваются ими, анионный полимер, такой как поликарбоксилат, полиакриловая кислота, которая может быть сшита, полиалкениловые эфиры, дивинилгликоль, сополимеры малеинового ангидрида или малеинового ангидрида в соотношении от 1:4 до 4:1. кислота с другим полимеризуемым этиленненасыщенным мономером, таким как гелевая основа сополимера метилвинилового эфира/малеинового ангидрида (PVM/MA), может быть в свободной форме или в форме соли.В предпочтительных вариантах разрыхляющей композиции (например, эмульгеля) по изобретению гелевая основа может содержать карбомер (например, Carbopol 934, Carbopol 940), гидроксипропилметилцеллюлозу (например, HPMC K4M), полоксамер, карбоксиметилцеллюлозу натрия или другие гелеобразователи в количестве от 0,5 до 10 мас.%, причем этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, включая 0,5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 , 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 или 95 мас.%.

Поверхностно-активные вещества.Включите неионогенные поверхностно-активные вещества, такие как полоксамеры, полисорбаты и их смеси. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления одно или несколько поверхностно-активных веществ, таких как полисорбат (например, Tween 80/полисорбат 80, Tween 20/полисорбат 20), кремофор Cremophore Rh50), включают в количестве от 1 до 40 мас.%, причем этот диапазон включает все поддиапазоны. и промежуточные значения, включая примерно 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 или 65 мас.%.

Соповерхностно-активные вещества. В некоторых предпочтительных вариантах реализации одно или несколько вспомогательных поверхностно-активных веществ, таких как полиэтиленгликоль, пропиленгликоль, глицерин, добавляют в количестве от 2.0-30 мас.%, причем этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, включая примерно 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 и 30 мас.%.

Вещества, регулирующие рН. Буфер или другой агент, регулирующий рН, такой как гидроксид натрия или триэтаноламин, могут быть добавлены в количестве, достаточном для титрования рН эмульгеля или другой композиции по изобретению, чтобы попасть в диапазон приблизительно рН 4-8,0 и предпочтительно в диапазон около pH 6,0-6,5. Этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, включая 4, 4.5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5 и 8,0. рН также может быть отрегулирован на основе рН полости рта субъекта. Слюна обычно имеет рН в диапазоне от 6,2 до 7,6, и рН композиции по изобретению может соответствовать рН полости рта или быть примерно на 0,25, 0,5, 0,75 или 1,0 единицы рН ниже или выше его.

Консерванты. Разрыхляющая композиция согласно изобретению может содержать один или несколько консервантов для продления ее срока службы, предотвращения окисления или предотвращения микробного загрязнения. В некоторых предпочтительных вариантах реализации один или несколько консервантов, таких как парабен, метилпарабен, пропил-1-парабен или бутилпарабен, добавляют в количестве от 0.от 01 до 0,45 мас.%, причем этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, включая по меньшей мере примерно 0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,075, 0,1, 0,2, 0,25, 0,3, 0,4 и 0,45 мас. %.

Прочие компоненты. Другие ингредиенты, такие как по меньшей мере один буфер или агент, регулирующий рН (например, подкислитель или подщелачиватель), подсластитель, анальгетик, охлаждающий агент (например, ментол, камфора, масло перечной мяты), успокаивающий агент (например, 2-этоксибензойная кислота, 2-этоксибензойная кислота). метил-4-метифенол, талловое масло, канифоль или сосновая камедь; KNO 3 ), противовоспалительное средство, антибиотик, вяжущее средство, смазывающие вещества, электролиты (например,г., натрий, калий, магний, кальций; хлорид, фторид, йодид, бикарбонат или фосфат) или растворитель (например, ДМСО) могут быть необязательно включены в содержащий эвгенол гель, который используется для устранения связи. Частицы, такие как микрочастицы или наночастицы, или липосомы, инкапсулирующие или включающие эвгенол, который высвобождается в течение предварительно выбранного периода времени, такого как описанные здесь, также могут быть включены в гелевую или негелевую композицию согласно изобретению. Такие частицы или липосомы могут быть получены способами, известными в данной области, или методами, раскрытыми и включенными посредством ссылки на Hudson, et al., патент США. № 9,102,573, Фонтану, патент США. № 9364434 или Shefer, et al., патент США № 9364434. № 7 670 627. В некоторых вариантах осуществления один или несколько из этих других компонентов присутствуют, в других они отсутствуют.

Содержащие эвгенол временные клеи, вязкие формы и другие негелевые формы.

Эвгенол также может быть приготовлен в негелевой форме, которая прилипает или связывается с зубным цементом или смолой, например, с тем, что фиксирует металлическую скобу к поверхности эмали зуба. Подобно гелевым формам, они созданы для временного прилипания и продления высвобождения эвгенола в зубной цемент или смолу.В некоторых вариантах осуществления композиция по изобретению может быть в твердой или полутвердой форме, такой как отвержденное покрытие, краска, лак или замазка, из которых может выщелачиваться эвгенол, или в форме аэрозоля, пара, газа. или ионизированный газ, такой как аэрозольный спрей, содержащий эвгенол, который наносится, распыляется, распыляется под давлением или вдавливается под давлением в затвердевший или отвержденный стоматологический цемент или смолу.

Единицы веса. Если не указано иное, все проценты и количества, выраженные здесь и где-либо еще в описании, относятся к процентам по массе, а приведенные количества основаны на массе материала и массовых процентах (мас.%) основано на количестве материала, деленном на общую массу разрыхляющей композиции.

Вязкость. Вязкость жидкой, полужидкой или полутвердой композиции по изобретению может быть измерена в единицах сантипуаз («сП») или в одной миллипаскаль-секунде (мПа·с). Композиция по изобретению может быть составлена ​​с вязкостью, достаточной для контакта эвгенола, изоэвгенола, метилэвгенола или их изомера с отвержденным или отвержденным ортодонтическим или стоматологическим цементом или смолой в течение времени, достаточного для снижения его твердости по Виккерсу, например, для уменьшения твердости по Виккерсу до 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 или менее.Предпочтительно, чтобы такая композиция была в форме геля или вязкой жидкости, которую можно легко нанести или ввести в контакт со стоматологическим цементом или смолой, связанными с зубами, ортодонтическими брекетами или другими зубными приспособлениями. Вязкость композиции согласно изобретению обычно варьируется от 1000 до 100 000 000 годов, включая все промежуточные подвыгивы и ценности, такие как не менее 1000, 5000, 10 000, 50 000, 100 000, 500 000, 1 000 000, 5 000 000, 10 000 000, 50 000 000 и 100 000 000 годы (CP) .Соединения с вязкостью в этом диапазоне включают воду (1 сП), кровь или керосин (10 сП), антифриз или этиленгликоль (15 сП), моторное масло SAE 10 или кукурузный сироп (50-100 сП), моторное масло SAE 30 или кленовое масло. сироп (150-200 сП), моторное масло SAE 60 или глицерин (1000-2000 сП), кукурузный сироп или мед (2000-3000 сП), патока (5000-10000 сП), шоколадный сироп (10000-25000 сП), кетчуп или готовая горчица (50 000–70 000 сП), томатная паста или арахисовое масло (150 000–2 000 000 сП), шортенинг или свиное сало (1 000 000–10 000 000 сП), герметик (5 000 000–10 000 000 сП) и оконная замазка (100 000,000 сП).В некоторых вариантах осуществления вязкость композиции по изобретению находится в диапазоне от приблизительно 1000 сП до приблизительно 10 000 000 сП, в других вариантах осуществления в диапазоне от приблизительно 10 000 сП до приблизительно 1 000 000 сП и в других вариантах осуществления от 100 000 сП до приблизительно 500 000 сП. Эти диапазоны включают все поддиапазоны и промежуточные значения. В других вариантах осуществления композиция, содержащая эвгенол, согласно изобретению может быть в жидкой или полужидкой форме, такой как жидкая жидкость (например, 1-15 сП), густая жидкость (>15 сП), пена, гель, эмульсия, мазь, бальзам или паста.Скорость высвобождения эвгенола из эмульгеля можно регулировать путем увеличения или уменьшения его концентрации в эмульгеле или повышения или снижения вязкости эмульгеля.

Устное заявление. Гель, содержащий эвгенол, или композицию эвгенола в другой вязкой или другой форме, которая способна прилипать к металлическим брекетам или другим зубным приспособлениям, прикрепленным к зубам с помощью связующего цемента или смолы, можно наносить различными известными способами, например, путем нанесения с помощью стоматологический инструмент, шприц, щетка или спрей.

Такая содержащая эвгенол композиция должна быть способна непрерывно подвергать связующий цемент или смолу воздействию содержащегося в ней эвгенола в течение периода времени, достаточного для значительного отверждения цемента или смолы. Например, эвгенолсодержащая или другая композиция будет составлена ​​таким образом, чтобы сохраняться на зубном цементе или пластмассе или вокруг них и высвобождать в них эвгенол в течение периода времени в диапазоне по меньшей мере 5, 10, 15, 20, 30 или 60 минут или не менее 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 16, 20, 24 часов.В некоторых случаях гель, содержащий эвгенол, или другую композицию можно повторно наносить один или более раз с интервалами, например с интервалами 15, 30 или 60 минут, 2, 4, 6, 8 или 12 часов.

В некоторых вариантах осуществления композиция по изобретению может наноситься под давлением или путем удара частиц или капель композиции о стоматологический цемент или смолу, в других вариантах ее наносят при нормальном атмосферном давлении, например, окрашивая или покрывая ее стоматологического цемента или смолы или путем пропитывания им стоматологического цемента или смолы.В других вариантах осуществления композиция, содержащая эвгенол, может быть приготовлена ​​в бинарной форме, включающей две или более жидкостей, чем при смешивании, образующем твердую повязку вокруг стоматологического цемента или смолы на зубах или зубных протезах. Однако предпочтительно, чтобы композиция согласно изобретению была в форме геля, такой как описанный здесь эмульгель.

В некоторых вариантах осуществления перед нанесением композиции, содержащей эвгенол, поверхность, содержащую стоматологический цемент или смолу, можно чистить щеткой, полировать, полировать, промывать или протравливать для удаления микробных или химических покрытий (таких как биопленка или адгезивные белки, углеводы или липиды).

Оценка прочности на разрыв. Прочность на отрыв оценивали в основном в соответствии с методом, описанным Bishara et al. который разработал клинически репрезентативный метод с использованием щипцов для снятия брекетов, установленных на универсальной машине Instron. Сила отслоения Bishara была описана как аналогичная силе, приложенной во время теста на поперечное сжатие на растяжение. Испытание на диаметральное сжатие рассматривалось как способ косвенного измерения предела прочности при растяжении материала, демонстрирующего очень ограниченную пластическую деформацию, такого как керамика, композиты и эмаль.Плоскогубцы для снятия брекетов были уникальны тем, что они применяли усилие на границе брекет-адгезив с обеих сторон брекета одновременно как двустороннюю нагрузку. Далее Бишара сравнил разницу между фактическими усилиями, возникающими при снятии брекетов в клинических условиях, и усилиями сдвига, приложенными во время лабораторных испытаний по отклеиванию керамических брекетов. Их результаты показали, что для снятия брекетов с помощью плоскогубцев требуется приложение на 30 % меньшего усилия к поверхности эмали, чем для снятия брекетов с помощью сдвигающих усилий, что было протестировано в лаборатории.

Не было выявлено существенных различий в индексе остатков клея (ARI) между двумя группами, т. е. в тех случаях, когда в их исследовании произошло нарушение связи. Таким образом, Бишара предположил, что приложение нагрузки к двум сторонам брекета увеличивает шансы возникновения трещины и ее распространения в хрупком адгезиве, вызывая отслоение при более низкой силе отслоения. Horiuchi et al. также применили такой метод для оценки сцепления сила.

В предыдущем исследовании анализ методом конечных элементов показал, что наименьшая нагрузка на эмаль во время снятия брекета возникает при приложении силы бокового вращения к брекету с помощью щипцов для снятия брекетов, как описано Holberg C, Winterhalder P, Holberg N, Wichelhaus A, Рудзки-Янсон И.«Отслоение ортодонтических брекетов: риск разрушения эмали». Clin Oral Investig 2014; 18:327-334, полностью включенной сюда посредством ссылки. Боковая ротация была определена в Holberg et al. исследование как плоскогубцы, воздействующие на окклюзионную и десневую части брекетов и вызывающие латеральную ротацию при снятии брекетов. Усилие щипцов в примерах, описанных в настоящем документе, прикладывали к границе брекет-адгезив в окклюзионно-десневом направлении (двусторонняя нагрузка). Тем не менее, из-за тонкой поверхности брекет-адгезив лезвия щипцов часто соскальзывали, и во время снятия брекетов в основном применялось усилие бокового вращения.

В приведенных здесь примерах и в качестве эталонной смолы изобретатели использовали широко используемый и скопированный цемент на основе смолы: Trans Bond XT® производства компании 3M, которая включена посредством ссылки на http://_multimedia.3m.com/mws. /media/111911O/transbond-xt-light-cure-orthodontic-adhesive-ifu.pdf?&fn=TransbondXT_011-519-11_ML_1205.p (последний доступ 28 августа 2017 г.). Продукт Trans Bond XT® также описывается продуктами 3M, поступившими в продажу в 2016 или 2017 году и носящими это имя и товарный знак. Однако способ изобретения может быть использован для облегчения удаления других подобных типов полимерных цементов или других видов стоматологических цементов.

Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье FTIR-спектроскопия. Этот метод способен обнаруживать колебания растяжения углерод-углеродных двойных связей, участвующих в полимеризации, и, таким образом, он доказал свою пригодность для контроля степени превращения ортодонтического полимерного цемента. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье ИК-Фурье-спектроскопия широко используется для исследования материалов в газообразной, жидкой или твердой фазе. Он основан на взаимодействии между электромагнитным излучением и естественными колебаниями химических связей между атомами, составляющими материю.FTIR, который может обнаруживать колебания растяжения углерод-углеродных двойных связей, участвующих в полимеризации. Метод обычно использует соотношение высот пиков, соответствующих алифатическим (1637 см -1 ) и ароматическим (1715 см -1 ) двойным связям, для определения DC. FTIR-ATR более универсален, чем FTIR с пропусканием, потому что он устраняет необходимость в пластинах KBr (NaCl), разрезании тонких пластин или отверждении материала в форме тонкой пленки. Это упрощает пробоподготовку и, что более важно, позволяет отверждать смолу в условиях, приближенных к клиническим случаям.FTIR-ATR также имеет преимущество в оценке степени конверсии по сравнению с испытанием на твердость, как сообщалось ранее.

Предметы, прикрепленные к зубам с помощью стоматологического цемента или стоматологической пластмассы. К ним относятся, помимо прочего, ортодонтические скобы любого типа, несъемные ортодонтические приспособления, несъемные стоматологические приспособления из любого материала или зубные протезы, изготовленные из любого материала, которые крепятся к зубу или зубам с помощью стоматологического цемента или стоматологической пластмассы. Примеры включают ортодонтические материалы или устройства, цементированные ламинаты, виниры, несъемные зубные коронки и несъемные зубные мосты.

ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ

Хотя здесь были проиллюстрированы и описаны конкретные варианты осуществления, любое устройство, рассчитанное для достижения той же цели, может быть заменено показанными конкретными вариантами осуществления. Это раскрытие предназначено для охвата любых и всех адаптаций или вариантов различных вариантов осуществления. Комбинации вариантов осуществления, описанных в настоящем документе, и других вариантов осуществления, конкретно не описанных в настоящем документе, будут очевидны специалистам в данной области техники после ознакомления с приведенным выше описанием.

Один вариант осуществления изобретения направлен на композицию с рН в диапазоне от 6,0 до 8,0, содержащую эвгенол, по меньшей мере один сшитый полимер акриловой кислоты или по меньшей мере один другой гелеобразующий агент и по меньшей мере один полисорбат или по меньшей мере один другой поверхностно-активное вещество; при этом количество эвгенола достаточно для снижения твердости по Виккерсу отвержденного или затвердевшего ортодонтического адгезивного цемента или смолы до значения 70 или менее после контакта с ним в течение по меньшей мере 10 дождей и/или достаточно для уменьшения усилия отслоения, необходимого для удаления металлическая скоба с эмалевой поверхности зуба.В других вариантах осуществления один или несколько ингредиентов, описанных выше, могут быть заменены по меньшей мере одним функциональным эквивалентом. В некоторых вариантах осуществления pH может находиться в диапазоне 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5 или 8,0. Слюна обычно имеет рН в диапазоне от 6,2 до 7,6, и рН композиции по изобретению может соответствовать рН полости рта или быть на 0,25, 0,5, 0,75 или 1,0 единицы рН ниже или выше его.

В некоторых вариантах осуществления композиция по изобретению будет содержать эвгенол, такой как эвгенол в форме гвоздичного масла или синтетического эвгенола в количестве, варьирующемся от примерно 0.от 5 до 10 мас.%. Этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, такие как примерно 0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0. 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5 и 10. В других вариантах осуществления композиция может содержать количество эвгенола в указанном выше диапазоне или меньшее или большее количество эвгенола. (например, 0,10, 0,25, 0,5, 1,0, 5,0, 10,0, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 или 100 мас.% эвгенола) при условии, что выбранное количество является достаточным для снижения твердости по Виккерсу отвержденного или затвердевшего ортодонтического адгезивного цемента или смолы до значения 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20 или менее после контакта с ним в течение не менее 10 минут и/или достаточно для уменьшения отслаивания сила, необходимая для удаления металлического брекета с поверхности эмали зуба, по сравнению с идентичной в остальном композицией, не содержащей эвгенола или содержащей масло мяты перечной или другое летучее соединение вместо эвгенола.Композиция по изобретению может находиться в твердом состоянии, в виде частиц, полутвердом, полужидком, жидком, капельном, аэрозольном, парообразном или газообразном виде.

В некоторых вариантах осуществления композиция, содержащая эвгенол, будет содержать примерно от 0,5 до 10 мас.% одного или нескольких типов сшитых полимеров акриловой кислоты или карбопола 934 или 940 и/или по меньшей мере одной гидроксипропилметилцеллюлозы, полаксамера или карбоксиметилцеллюлозы. целлюлозно-натриевый полимер. Этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, такие как около 0.5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5 и 10. Однако большее или меньшее количество этих гелеобразующие агенты добавляются в зависимости от желаемой степени вязкости.

В других вариантах осуществления композиция будет содержать по меньшей мере одно поверхностно-активное вещество, такое как полисорбат, включая полисорбат 20 или полисорбат 80, кремофор (например, кремофор®, коллифор®), полученный путем взаимодействия этиленоксида с каждым молем касторового масла, такой как описанная композиция номер CAS 61791-12-6 или другое нетоксичное поверхностно-активное вещество.Предпочтительно поверхностно-активное вещество вводят в количестве примерно от 1 до 40 мас.% от общей массы композиции. Этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, такие как примерно 1,0 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5, 7,0, 7,5, 8,0, 8,5, 9,0, 9,5, 10, 15. , 20, 25, 30, 35 и 40.

В других вариантах осуществления композиция будет содержать дополнительное поверхностно-активное вещество, такое как полиэтиленгликоль, пропиленгликоль или глицерин, предпочтительно в количестве от 2 до 30 мас. общий вес композиции.

В некоторых вариантах осуществления композиция также будет содержать консервант, такой как парабен (пара-гидроксибензоат, который может быть замещен C 1 -C 6 или другой алкильной группой, такой как метилпарабен, пропи-1 -парабен или бутилпарабен) в количестве, достаточном для ингибирования роста микробов, предотвращения окисления или иного продления срока годности композиции. Предпочтительно содержание консерванта составляет от 0,01 до 0,45 мас.% от массы композиции.Этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, такие как примерно 0,01, 0,05, 0,1, 0,15, 0,20, 0,25, 0,30, 0,35, 0,40 и 0,45.

В некоторых предпочтительных вариантах осуществления композиция по изобретению включает 5–15 % масс. гвоздичного масла, 20–30 % масс. полисорбата 20 (TWEEN 20®), 10–15 % масс. пропиленгликоля, 1–3 % масс. сшитого полиакрилатного полимера и вода.

Вязкость и содержание эвгенола в композиции согласно изобретению могут частично варьироваться в зависимости от места, рН полости рта, возраста или химического состава цемента или смолы и предполагаемой продолжительности нанесения.В некоторых вариантах осуществления вязкость находится в диапазоне примерно от 1000 до 5000 сП, в других вязкость превышает 5000 сП. Этот диапазон включает все поддиапазоны и промежуточные значения, такие как 1000, 1250, 1500, 1750, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500 и 5000.

Другой вариант осуществления изобретения относится к способу удаления стоматологического клея или цемента с зуба или другого зубного субстрата, зубного приспособления или протеза, включающему контактирование стоматологического клея или цемента с эвгенолом, изоэвгенолом, метилэвгенолом или их изомером. из этого.Предпочтительно композиция, используемая в этом способе, будет содержать эвгенол, но также можно использовать или комбинировать с эвгенолом другие соединения, подобные эвгенолу. В этом способе композицию, содержащую эвгенол, наносят на стоматологический клей или цемент, скрепляющий ортодонтический брекет с поверхностью эмали зуба, при этом эвгенол предпочтительно содержится в геле, таком как гель, включающий эвгенол, по меньшей мере, одно поверхностно-активное вещество и хотя бы один гелеобразующий агент. Эвгенолсодержащую композицию также можно наносить в виде лака или адгезивного покрытия, которое прилипает к стоматологическому клею или цементу. 60, 50, 40, 30, 20 или 10.В некоторых вариантах осуществления этот способ снижает усилие снятия брекета, необходимое для удаления металлического брекета с поверхности эмали зуба, на 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100% или более по сравнению с идентичной в других отношениях композицией, не содержащей эвгенол, или содержащей идентичную в остальном композицию, содержащую другой активный ингредиент, например масло перечной мяты. Например, чистое усилие отрыва может быть уменьшено с более чем 6 мПа до менее чем 5, 4,5, 4, 3,5 или 2,5 мПа, как показано на фиг.4. Стоматологический цемент или смола также могут быть отделены способом по изобретению от других стоматологических подложек, таких как подложки из дентина, эмали, металла, керамики, фарфора и диоксида циркония.

В другом варианте осуществления способ в соответствии с изобретением позволяет получить нескрепленные зубы, имеющие показатель индекса остатков адгезии (ARI) 0, 1, 2 или 3, и включает удаление этих остатков. Показатели ARI могут варьироваться в зависимости от типа применяемого цемента или смолы, содержания эвгенола в разрыхляющей композиции и времени контакта цемента или смолы с разрыхляющей композицией.Отслоенные зубы могут характеризоваться баллами ARI 0, 1, 2, 3 и/или 4 по крайней мере для 0, 12,5, 25, 50, 62,5, 75 или 100% зубов или промежуточными значениями в пределах этого диапазона в зависимости от количества зубов. зубов отслоились.

В некоторых вариантах осуществления способ будет включать очистку щеткой, полировку, полировку, промывание или травление или иную очистку контактной поверхности стоматологического цемента или смолы для удаления микробных или химических покрытий перед ее контактированием с эвгенолом в форме геля . В других вариантах осуществления остатки стоматологического цемента или смолы удаляют после снятия зубного брекета, приспособления или протеза.Такое удаление, как правило, легче и безопаснее, потому что эвгенол смягчил остаточный материал, что позволяет более безопасно удалить его.

Другой вариант осуществления изобретения представляет собой набор, содержащий композицию, содержащую эвгенол, как описано в настоящем документе, каппу, подходящую для удержания композиции и контактирования композиции с по меньшей мере одним зубным приспособлением, прикрепленным к зубам с помощью стоматологического цемента или смолы, и, необязательно , упаковочные материалы и/или инструкции по применению. Этот набор может содержать каппу, изготовленную по индивидуальному заказу или отлитую так, чтобы она соответствовала зубам субъекта, а также брекеты или другие стоматологические приспособления.

Другой вариант осуществления относится к способу снятия металлических брекетов, зубного приспособления или зубного протеза путем заполнения каппы композицией, содержащей эвгенол, или гелем эвгенола, или другой содержащей эвгенол композицией; установка капы на зубы, прикрепленные к металлическим брекетам, зубному приспособлению или зубному протезу, на время, достаточное для уменьшения твердости по Виккерсу стоматологического цемента или смолы, связывание металлических брекетов, зубного приспособления или зубного протеза с зубами и снятие брекетов металлические брекеты, зубной аппарат или зубной протез из зубов.

В другом варианте осуществления изобретение направлено на отверждаемый или отверждаемый стоматологический цемент или смолу, которая «предварительно содержит» такое количество эвгенола, изоэвгенола, метилэвгенола или их изомера, которое не оказывает отрицательного влияния на способность фиксировать зубные брекеты, приспособлений или протезов на поверхности зубов, но их легче или быстрее удалить, контактируя с эвгенолом, таким как эмульгель эвгенола, чтобы увеличить пороговое количество эвгенола в отвержденном зубном цементе или смоле до уровня, который смягчает его.Этот отверждаемый или отверждаемый стоматологический цемент или смола может содержать обычный стоматологический цемент или смолу, например известные в данной области техники или описанные здесь, к которым добавлен эвгенол. Эвгенол добавляют в количестве, которое существенно не снижает способность цемента или смолы связывать металлические брекеты, брекеты или зубные приспособления с зубами, но облегчает удаление цемента или смолы с помощью содержащей эвгенол композиции по изобретению. Таким образом, этот цемент или смолу можно использовать для склеивания, а затем в сочетании с эвгенолсодержащей композицией по изобретению для облегчения быстрого и безопасного снятия зубных брекетов и других фиксаторов с эмалированных поверхностей зубов.В одном варианте осуществления компоненты для формирования или нанесения отвержденного стоматологического цемента или смолы, содержащей эвгенол, для использования в зубном креплении, и компоненты эмульгеля или компоненты для его изготовления для последующего использования при снятии брекетов объединены в одном наборе. В некоторых вариантах осуществления один или более эвгенол, изоэвгенол, метилэвгенол или их изомер включены в стоматологический цемент или смолу.

ПРИМЕРЫ

Примеры и иллюстрации, включенные в настоящий документ, показывают, в качестве иллюстрации, а не ограничения, конкретные варианты осуществления, в которых предмет может быть реализован на практике.Как уже упоминалось, другие варианты осуществления могут быть использованы и получены из них, так что структурные и логические замены и изменения могут быть сделаны без отклонения от объема настоящего раскрытия. Следующие примеры иллюстрируют различные аспекты настоящего изобретения. Они не должны толковаться как ограничивающие претензии каким-либо образом.

Изобретатели оценили влияние эвгенола на ортодонтический адгезивный материал и свойства сцепления металлических брекетов с целью разработки клинически применимого метода использования композиций эвгенола для снятия брекетов с ортодонтических брекетов. эвгенол готовили в виде геля, чтобы обеспечить его удержание вокруг брекета.Гель, содержащий эвгенол, наносили в течение 10 минут в клинике и 24 часа вне клиники.

Пример 1 Препарат Эвгенол Эмульгель

Эмульгель готовили из 10 мас.% голубиного масла, 27 мас.% полисорбата 20 (TWEEN 20®), 13 мас.% пропиленгликоля, 1,5 мас.% сшитого полиакрилатного полимера и 48,5 мас.% воды. . Сшитым полиакрилатным полимером был CARBOPOL 934®, который включен посредством ссылки на http://_www.surfachem.com/carbopol-934, последний доступ к которому был осуществлен в июле.23, 2017.

Солюбилизированный системный гель готовили, сначала смешивая пропиленгликоль с гвоздичным маслом для получения маслянистой фазы. Затем готовили водную фазу путем включения TWEEN 20® в часть деионизированной воды. Для приготовления гелеобразующей фазы CARBOPOL 934® диспергировали с помощью гомогенизатора IKA UTRATURAX T10® (Швейцария) и нейтрализовали до pH 6,0-6,5 0,5 М раствором гидроксида натрия. Водную фазу добавляли по каплям к масляной фазе при перемешивании до образования прозрачной гомогенной солюбилизированной системы.Затем гелеобразующую фазу медленно добавляли к солюбилизированной системе до образования гомогенного прозрачного/опалесцирующего геля.

Пример 2 Нанесение эвгенолового эмульгеля на приклеенные брекеты

Приклеенные к зубам брекеты фиксировали на стоматологической модели (Nissin-Dental, Токио, Япония) с использованием высокотемпературной слепочной массы. Альгинатные оттиски были изготовлены для всех моделей с прикрепленными к ним зубами с приклеенными брекетами. Были подготовлены слепки, и каждый зубной брекет на слепке был заблокирован парафином, чтобы получить пространство для доставки эмульгеля, содержащего эвгенол.Полипропиленовый лист (Easy Vac-Gasket, 3A MEDES, Корея) был вакуумно адаптирован к каждой отливке с помощью вакуум-формовочной машины (Henry Schein, Henry Schein Inc., Нью-Йорк, США). Из адаптированного под вакуум листа были изготовлены отдельные каппы, чтобы они подходили к поверхности зубов, чтобы покрыть всю зубную дугу на модели, и были обрезаны так, чтобы они находились примерно на 1 мм выше десневого края. Эмульгель эвгенола наносили на брекеты, приклеенные к зубам, с помощью индивидуальных ложек, а затем всю модель помещали в контейнер для перегонки и помещали в инкубатор на 24 часа.

Оценка микротвердости. Сто двадцать дисков из композитной смолы Transbond и дисков с грунтовкой Transbond (3M, Сент-Пол, Миннесота, США) готовили путем заполнения пластиковой формы (внутренний диаметр 10 мм × глубина 2 мм). Затем открытые поверхности были покрыты полосками майларовой матрицы и полимеризованы с использованием светоотверждающего устройства (лампа Luxor, ICI Plc, Macclesfield, Чешир, Великобритания). Все образцы хранили в дистиллированной воде при 37°С в течение 1 дня, чтобы обеспечить полную полимеризацию смоляных материалов.

Диски были разделены на шесть групп: три группы для композита Transbond и три группы для праймера Transbond (n=20 в каждой) следующим образом; контроль, применение эвгенола в течение 10 минут и применение эвгенола в течение 24 часов.

В двух эвгеноловых группах эвгенолсодержащий эмульгель наносили на поверхность дисков с помощью кисточки и оставляли на 10 мин и 24 ч, после чего смывали водой из тройного шприца. Затем все диски подвергали десяти вдавливаниям с нагрузкой 200 г в течение 20 с с использованием микротвердомера (HMV-2000 Shimadzu, Япония) и регистрировали значения твердости по Виккерсу.

Оценка прочности соединения. Основываясь на 80% мощности теста, 45 здоровых премоляров без явных трещин эмали были собраны и помещены в дистиллированную воду.

Затем зубы очищали, полировали нефторированной пемзой и резиновыми профилактическими чашечками в течение 15 секунд, промывали струей воды в течение 10 секунд, а затем сушили безмасляным сжатым воздухом в течение 10 секунд.

Щечные поверхности были протравлены 37% раствором фосфорной кислоты в течение 30 секунд в соответствии с инструкциями производителя, промыты струей воды в течение 20 секунд, а затем высушены безмасляным сжатым воздухом в течение 20 секунд.

Все зубы были скреплены металлическими брекетами под постоянной нагрузкой с использованием светоотверждаемого композита Transbond XT (3M, Санкт-Петербург).Пол, Миннесота, США) и хранили в дистиллированной воде при 37°С в инкубаторе в течение одной недели, чтобы обеспечить полную полимеризацию адгезивной смолы.

Затем образец был случайным образом разделен на три группы (n=15 в каждой): контрольная, 10-минутная аппликация эвгенола и 24-часовая аппликация эвгенола.

Затем все зубы были сняты с помощью щипцов для снятия брекетов с узким лезвием (AEZ Debonding Orthodontic Plier, Ormco Corporation, США), установленных на универсальной испытательной машине instron, в соответствии с модифицированным методом Bishara et al., Horiuchi et al. и Hama et al. Бишара. S E, «Сравнение эффективности плоскогубцев с узкими и широкими лезвиями при снятии брекетов из керамики». Am J Orthod Dentofacial Orthop 1993; 103:253-257; Bishara, et al., «Силы снятия брекетов, приложенные к керамическим брекетам, имитирующие клинические условия», Angle Orthod. 1994 год; 64:277-282; Хориучи С., Канеко К., Мори Х., Каваками Э., Цукахара Т., Ямамото К. и др. «Склеивание эмали самопротравливающими и протравливающими фосфорной кислотой ортодонтическими адгезивами в смоделированных клинических условиях: сила снятия брекетов и поверхность эмали».Дент Матер J 2009; 28:419-425; и Hama T, Namura Y, Nishio Y, Yoneyama T, Shimizu N. Влияние толщины ортодонтического клея на усилие, необходимое для снятия брекетов. Дж Оральный шрам 2014; 56:185-190, каждая из которых полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Такой метод был выбран потому, что он моделирует клиническую ситуацию. Лезвия плоскогубцев из нержавеющей стали помещали на поверхность контакта брекет-адгезив, и к плоскогубцам при комнатной температуре прикладывали сжимающее действие со скоростью 0,5 мм/мин до тех пор, пока не происходило разрушение связи и не регистрировалась прочность на отрыв.

Сила разрыхления с помощью Instron прикладывалась на заданном постоянном расстоянии к плечам слоев. Таким образом, фактическая прочность на отрыв была рассчитана по следующей формуле:


Фактическая прочность на отрыв = измеренная прочность (на машине Instron) × ( b/a )

Где (a) — расстояние между лопатками плоскогубцы на границе брекет-клей и точка опоры плоскогубцев, а (b) — это расстояние от места, где усилие прикладывается к рычагам плоскогубцев с помощью машины Instron, до точки опоры плоскогубцев (РИС.1). Коэффициент преобразования (b/a), использованный в этом исследовании, был рассчитан равным 0,55.

Все зубы были исследованы под стереомикроскопом при 10-кратном и 20-кратном увеличении на наличие остатков клея, оставшихся на щечных поверхностях эмали.

Количество остатков клея затем оценивали с использованием модифицированного индекса остатков клея (ARI) следующим образом:

Оценка 0: смола не осталась (0%).

Оценка 1: ≤50% остатка смолы на поверхности эмали (>0%-≤50%).

Оценка 2: > 50 % остатка смолы на поверхности эмали (> 50 % — < 100 %).

Оценка 3: вся смола остается на поверхности эмали с отпечатком брекета (100%).

Дополнительные сведения об оценке ARI включены со ссылкой на Ãrtun J, Bergland S. Клинические испытания с кондиционированием для роста кристаллов в качестве альтернативы предварительной обработке эмали кислотным травлением. Ам Дж. Ортод, 1984; 85:333-340.

Анализ FTIR/ATR. Инфракрасный спектрометр с Фурье-преобразованием (FTIR) (Thermo Nicolet™ iS™ 5 FT-IR Spectrometer, Thermo Electron Corporation, Массачусетс, США) выполняли с приставкой с нарушенным полным отражением (ATR) и пластиной из кристалла селенита цинка при 45°.Все измерения были получены в следующих условиях: разрешение 4 см -1 и четыре внутренних сканирования на одно считывание. Для каждой отвержденной смолы одна и та же неотвержденная смола служила контролем. После получения показаний для незатвердевшей смолы; отверждение исследуемых двух типов смол проводили в соответствии с инструкциями производителя, удерживая светоотверждающий блок на постоянном расстоянии 2 мм от исследуемых смол. Каждая из отвержденных смол была пронумерована и случайным образом разделена на три группы; Контроль (хранение в дистиллированной воде 24 часа), Эвгенол 10 мин (нанесение эвгенола на 10 минут, промывание и последующее хранение в дистиллированной воде на 24 часа) и Эвгенол 24 часа (нанесение эвгенола на 24 часа, затем промывание дистиллированной водой) .

Перед первым считыванием и между каждой новой серией измерений неотвержденной смолы (мономера) и отвержденной смолы (полимера) был получен базовый фон спектра со всеми артефактами, которые будут использоваться до отверждения Transbond XT. Цель этого первого измерения состояла в том, чтобы определить спектры артефактов, использованных в измерениях, которые будут вычтены оборудованием при последующих измерениях мономеров и полимеров каждого образца, как описано Кавабатой Р., Хаякавой Т., Касаи К.«Модификация смолы 4-META/MMA-TBB для безопасного снятия брекетов с ортодонтических брекетов — влияние добавления разлагаемых добавок или фтористого соединения». Дент Матер Дж 2006; 25:524-532, включенных сюда. по ссылке полностью.

Свет применялся на противоположной стороне сканирования инфракрасного луча чтения. Между каждым набором спектров мономера/полимера кристаллическая пластина аксессуара НПВО очищалась абсорбирующей бумагой и ацетоном, а затем высушивалась воздуходувкой, чтобы не было остатков, которые могли бы повредить новому набору измерений спектра мономера/полимера.

Измеренные спектры для всех систем содержали следующие основные пики: валентные колебания алифатических С=С при 1638,6 см -1 , С=О при 1730 см -1 , групп С—Н при -2900 см -1 и O-H при N 3500 см -1 . Чтобы понять влияние эвгенола на грунтовку и композиционную смолу, были рассчитаны отношения интенсивности поглощения (AI) этих пиков к интенсивности поглощения ароматического C=C при 1609,4 см-1. Ароматические связи C=C считаются стабильными в смолы.Связи C=C бензола стабильны, вероятно, из-за делокализованных электронов, в которых требуется энергия резонанса (или делокализации), чтобы удерживать их на месте. Каждую серию соскобов с образца анализировали два раза. Были рассчитаны среднее значение и стандартное отклонение десяти анализов для каждой группы (пять образцов) и проведен статистический анализ AI.

Статистический анализ. Данные были проанализированы с использованием описательной статистики, чтобы представить средние значения и стандартные отклонения для значений микротвердости, прочности связи при сдвиге (МПа) и показателей ARI для трех групп.Выведенную статистику для среднего сравнения значений микротвердости и прочности связи при сдвиге проводили с использованием однофакторного дисперсионного анализа и теста Тьюки Post Hoc. Тест Крускала-Уоллиса был проведен для сравнения показателей ОРИ между тремя группами. Все данные были проанализированы с использованием программного обеспечения для статистического анализа SPSS (версия 16, SPSS Inc., Чикаго, США). Уровень значимости был установлен на уровне (p<0,05).

Микротвердость. Среднее значение твердости по Виккерсу для контрольной группы (91,41/-6,95) было значительно выше, чем для двух групп с эвгенолом; 10-минутное приложение (69.18+/-6,95) и 24-часовое применение (65,37+/-8,66) при p<0,05 (фиг. 2).

Прочность на отслаивание. Применение эвгенола в течение 24 часов показало значительно более низкую среднюю прочность сцепления при сдвиге (2,29+/-0,69 МПа), чем в двух других группах: контрольная (6,68+/-1,73 МПа) и группа с применением эвгенола в течение 10 минут (4,72+/-2,48 МПа). при p<0,05 (фиг. 4, табл. 1).

Остатки клея. Тест Крускала-Уоллиса не выявил существенной разницы в баллах остатков адгезива после снятия брекетов между тремя группами (p>0.05). Более 50 % образцов во всех группах имели показатель ARI 1 (≤50 % остатка смолы на поверхности эмали). В то же время ни один из образцов не имел балла ARI (0), если после снятия адгезива не оставалось клея (фиг. 5, таблица 2).

Результаты FTIR/ATR. Отношения интенсивностей поглощения алифатического С=С (1638,6 см -1 ) и С=О при 1730 см -1 к пику ароматического С=С (1609 см -1 ) значительно уменьшались при нанесение эмульгеля на поверхность смолы ХТ и грунтовки ХТ на 24 часа при р<0.05. При нанесении эмульгеля на поверхность смолы XT и грунтовки XT на 10 минут значимого влияния p<0,05 на вышеупомянутые отношения не наблюдалось.

Сравнительное преимущество способа разъединения согласно изобретению. Влияние других химических растворителей, таких как масло мяты перечной, на отслоение ортодонтических брекетов было описано Larmour CJ, Chadwick RG. «Влияние коммерческого ортодонтического отслаивающего средства на микротвердость поверхности двух ортодонтических связующих смол».Дж. Дент, 1995 г.; 23:37-3, полностью включенной сюда посредством ссылки.

Лармор в своих двух исследованиях оценивал эффективность вязкого геля, содержащего производное масла мяты перечной, который продавался в 90-х годах в качестве средства для снятия адгезии (P-de-A, Oradent Ltd, Итон, Беркс. Великобритания). для дебондинга керамических брекетов. Они обнаружили, что 60-секундное нанесение геля перечной мяты может оказать значительное положительное влияние на прочность отслоения и нарушение сцепления на границе адгезив/эмаль при отклеивании керамических брекетов.

С другой стороны, Larmour & Chadwick не сообщила о значительном влиянии такого продукта на микротвердость светоотверждаемого адгезивного материала Transbond.

По сравнению с этими исследованиями изобретатели продемонстрировали значительное снижение микротвердости светоотверждаемой композитной смолы Transbond XT как после 10-минутного, так и через 24-часовое применение эвгенола, и что прочность на отслоение была значительно снижена после 24-часового применения эвгенола. .

Количество остатка клея существенно не изменилось при использовании эвгенола Также можно отметить, что среднее значение твердости, указанное в этом исследовании, находилось в диапазоне (65.37-69,18), в то время как среднее значение после 180 секунд применения масла мяты перечной было (112,02+/-13,87). Эти результаты показывают, что эвгенол снижает микротвердость значительно больше, чем масло перечной мяты.

Эвгенол, в текущем исследовании, показал влияние на отслоение металлических брекетов через 24 часа. Тем не менее, 10-минутное применение эвгенола, как было разработано в этом исследовании, не снизило прочность на снятие брекетов и адгезив, оставшийся после снятия металлических брекетов, до уровня, сравнимого с контролем.

С другой стороны, результаты микротвердости для грунтовки и композита показали снижение значений после 10 минут и 24 часов применения эвгенола; полученные результаты можно объяснить следующим образом; Эвгеноловый эмульгель оказал немедленное смягчающее действие на полимерный цемент ХТ и на полимеризованный праймер ХТ, однако этого размягчающего действия было недостаточно, чтобы ослабить силу сцепления металлических брекетов, прикрепленных к поверхности эмали. Смягчающее действие эвгенола на полимерный цемент и грунтовку усиливалось через 24 часа, что проявлялось в значительном снижении прочности сцепления после 24 часов применения эвгенола.Вышеупомянутая гипотеза была подтверждена результатами FTIR, которые показали, что 10-минутное применение эвгенола не показало обнаруживаемых химических изменений для группы, получавшей 10-минутное введение эвгенола, в то время как значительные изменения пиков FTIR наблюдались после 24-часового применения эвгенола.

Как раскрыто здесь, эвгенолсодержащие композиции по изобретению значительно снижают микротвердость адгезивных ортодонтических связующих смол и значительно снижают прочность металлических брекетов на снятие брекетов, обеспечивая, таким образом, эффективный и безопасный способ снятия стоматологического аппарата с зубов.

Терминология. Используемая здесь терминология предназначена только для описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения изобретения

Заголовки (такие как «Предпосылки» и «Резюме») и подзаголовки, используемые здесь, предназначены только для общей организации темы в рамках настоящего изобретения и не предназначены для ограничения раскрытия настоящего изобретения или любого его аспекта. В частности, объект, раскрытый в разделе «Уровень техники», может включать новую технологию и не может представлять собой перечисление предшествующего уровня техники.Предмет, раскрытый в «Кратком изложении», не является исчерпывающим или полным раскрытием всего объема технологии или любых ее вариантов осуществления. Классификация или обсуждение материала в разделе данной спецификации как имеющего особую полезность делается для удобства, и не следует делать вывод о том, что материал обязательно или исключительно должен функционировать в соответствии с его классификацией в данном документе, когда он используется в любой данной композиции. .

Используемые здесь формы единственного числа «a», «an» и «the» предназначены также для включения форм множественного числа, если в контексте явно не указано иное.

Далее будет понятно, что термины «включает» и/или «содержащий» при использовании в данном описании определяют наличие неестественных признаков, этапов, операций, элементов и/или компонентов, но не исключают наличия или добавление одного или нескольких других признаков, шагов, операций, элементов, компонентов и/или их групп.

Используемый здесь термин «и/или» включает любые и все комбинации одного или нескольких связанных перечисленных элементов и может быть сокращен как «/».

Ссылки отключаются путем вставки пробела или подчеркнутого пробела перед «www» и могут быть повторно активированы путем удаления пробела.

Используемые здесь в описании и формуле изобретения, в том числе используемые в примерах, и если прямо не указано иное, все числа можно читать так, как если бы им предшествовали слова «по существу», «примерно» или «приблизительно», даже если термин явно не появляется. Фраза «около» или «приблизительно» может использоваться при описании величины и/или положения, чтобы указать, что описываемое значение и/или положение находится в пределах разумного ожидаемого диапазона значений и/или положений.Например, числовое значение может иметь значение, которое составляет +/-0,1% от указанного значения (или диапазона значений), +/-1% от указанного значения (или диапазона значений), +/-2% от указанного значения. заявленное значение (или диапазон значений), +/-5% заявленного значения (или диапазона значений), +/-10% заявленного значения (или диапазона значений), +/-15% заявленного значение (или диапазон значений), +/- 20% от указанного значения (или диапазона значений) и т. д. Любой числовой диапазон, приведенный в данном документе, предназначен для включения всех включенных в него поддиапазонов.

Раскрытие значений и диапазонов значений для определенных параметров, таких как температура, молекулярная масса, массовые проценты и т. д.) не исключают других значений и диапазонов значений, используемых здесь. Предполагается, что два или более конкретных примерных значения для данного параметра могут определять конечные точки для диапазона значений, которые могут быть заявлены для параметра. Например, если параметр X приведен здесь в качестве примера со значением A, а также приведен в качестве примера со значением Z, предполагается, что параметр X может иметь диапазон значений от примерно A до примерно Z.

Аналогичным образом предполагается, что раскрытие два или более диапазонов значений параметра (независимо от того, являются ли такие диапазоны вложенными, перекрывающимися или отдельными) включают в себя все возможные комбинации диапазонов для значения, которое может быть заявлено с использованием конечных точек раскрытых диапазонов.Например, если здесь в качестве примера показано, что параметр X имеет значения в диапазоне 1-10, также предполагается, что параметр X может иметь другие диапазоны значений, включая 1-9, 2-9, 3-8, 1-8, 1. -3, 1-2, 2-10, 2,5-7,8, 2-8, 2-3, 3-10 и 3-9, в качестве простых примеров.

Используемые здесь слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам реализации технологии, которые обеспечивают определенные преимущества при определенных обстоятельствах. Однако другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других обстоятельствах.Кроме того, перечисление одного или нескольких предпочтительных вариантов осуществления не означает, что другие варианты осуществления не являются полезными, и не предназначено для исключения других вариантов осуществления из объема технологии. Как указано здесь, все процентные содержания в композиции даны по массе от общей массы композиции, если не указано иное. Используемое здесь слово «включать» и его варианты не имеют ограничительного характера, так что перечисление элементов в списке не исключает других подобных элементов, которые также могут быть полезны в материалах, композициях, устройства и способы этой технологии.Аналогичным образом, термины «может» и «может» и их варианты не являются ограничивающими, так что указание на то, что вариант осуществления может или может содержать определенные элементы или признаки, не исключает другие варианты осуществления настоящего изобретения, которые не содержат этих элементов. элементы или особенности.

Хотя термины «первый» и «второй» могут использоваться здесь для описания различных функций/элементов (включая этапы), эти функции/элементы не должны ограничиваться этими терминами, если в контексте не указано иное.Эти термины могут использоваться для того, чтобы отличить один признак/элемент от другого признака/элемента. Таким образом, первый признак/элемент, обсуждаемый ниже, может быть назван вторым признаком/элементом, и аналогичным образом второй признак/элемент, обсуждаемый ниже, может быть назван первым признаком/элементом, не выходя за рамки принципов настоящего изобретения.

Пространственно относительные термины, такие как «под», «ниже», «нижний», «над», «верхний», «перед» или «позади» и т.п., могут использоваться здесь для простоты описания для описывают отношение одного элемента или функции к другому элементу (элементам) или функции (элементам), как показано на рисунках.Следует понимать, что пространственные относительные термины предназначены для охвата различных ориентаций устройства при использовании или работе в дополнение к ориентации, изображенной на фигурах. Например, если устройство на фигурах перевернуто, элементы, описанные как «под» или «под» другими элементами или элементами, будут ориентированы «над» другими элементами или элементами. Таким образом, примерный термин «под» может охватывать как ориентацию «над», так и «под». Устройство может быть ориентировано иным образом (повернуто на 90 градусов или иметь другую ориентацию), и используемые здесь пространственные относительные дескрипторы интерпретируются соответствующим образом.Точно так же термины «вверх», «вниз», «вертикально», «горизонтально» и т.п. используются здесь только в целях пояснения, если специально не указано иное.

Когда в настоящем документе элемент или элемент упоминается как находящийся «на» другом элементе или элементе, он может находиться непосредственно на другом элементе или элементе, или также могут присутствовать промежуточные элементы и/или элементы. Напротив, когда признак или элемент упоминается как находящийся «непосредственно на» другом признаке или элементе, промежуточные признаки или элементы отсутствуют.Также будет понятно, что, когда признак или элемент упоминается как «соединенный», «прикрепленный» или «связанный» с другим свойством или элементом, он может быть непосредственно соединен, присоединен или связан с другим свойством или элементом или могут присутствовать промежуточные функции или элементы. Напротив, когда признак или элемент упоминается как «непосредственно связанный», «непосредственно прикрепленный» или «непосредственно соединенный» с другим свойством или элементом, промежуточные признаки или элементы отсутствуют. Несмотря на то, что они описаны или показаны в отношении одного варианта осуществления, признаки и элементы, описанные или показанные таким образом, могут применяться к другим вариантам осуществления.Специалистам в данной области также будет понятно, что ссылка на структуру или элемент, который расположен «смежно» с другим элементом, может иметь части, которые перекрывают или лежат под соседним элементом.

Описание и конкретные примеры, показывающие варианты реализации технологии, предназначены только для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема технологии. Кроме того, перечисление нескольких вариантов осуществления, имеющих заявленные признаки, не предназначено для исключения других вариантов осуществления, имеющих дополнительные признаки, или других вариантов осуществления, включающих различные комбинации указанных признаков.Конкретные примеры представлены в иллюстративных целях того, как изготавливать и использовать композиции и методы этой технологии, и, если прямо не указано иное, они не предназначены для представления того, что данные варианты реализации этой технологии были или не были созданы или испытаны. .

Все публикации и патентные заявки, упомянутые в данном описании, полностью включены в настоящее описание посредством ссылки в той же степени, как если бы каждая отдельная публикация или патентная заявка были конкретно и отдельно указаны для включения в качестве ссылки, особенно упоминается раскрытие, приведенное в том же описании.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Copyright © 2022 Новокузнецк. 654041, Новокузнецк, Кутузова 25