Experimental assessment of potassium ions diffusion speed from new gel reducing dental sensitivity

Full Text

Для снижения повышенной чувствительности зубов широко используют специальные средства гигиены - зубные пасты, ополаскиватели и гели [3, 4, 8]. Зубные пасты - важный продукт массового потребления, представляют собой сложную систему, предназначенную в первую очередь для очищения зубов от пищевых остатков, мягкого зубного налёта, зубной бляшки. Также зубные пасты препятствуют микробному обсеменению [5]. Десенситивные пасты относят к группе лечебно-профилактических по причине введения в их состав компонентов, способных блокировать механизм развития гиперестезии, таких как соли калия (нитрат, цитрат или хлорид), фториды, стронций [7]. Среди них наиболее распространены «Lacalut Sensitive», «Oral-B Sensitive», «Sensodyne F», «Sensodyne мгновенный эффект», «Asepta Sensitive», «PresiDENT Sensitive», «Colgate Sensitive Pro-Relief». Зубные пасты содержат соли калия, которые диффундируют в дентинные канальцы, накапливаются в них, деполяризуя мембрану нервных волокон. Из-за их высокой концентрации мембрана не может реполяризоваться, в результате проведение болевого импульса блокируется [6, 7]. Известно, что при использовании фторсодержащей зубной пасты на поверхности зуба образуется фтористая плёнка [2, 9]. Возникают следующие вопросы: - Целесообразно ли присутствие во фторсодержащих зубных пастах солей калия? - Целесообразно ли использование новых десенситивных гелей в сочетании с фторсодержащими зубными пастами? В литературе не встречаются исследования in vitro, посвящённые изучению диффузии ионов калия из десенситивных зубных паст через твёрдые ткани зуба после их кондиционирования фтором. Цель исследования - сравнить содержание солей калия в специализированных зубных пастах и оценить возможность диффузии ионов калия через дентинные канальцы после кондиционирования твёрдых тканей зуба фтористыми соединениями, содержащимися в зубной пасте. Объекты исследования: зубная паста №1 - «Sensodyne F» (содержит хлорид калия), паста №2 - «PresiDENT Sensitive» (с нитратом калия), паста №3 - «Asepta Sensitive» (с цитратом калия), новый десенситивный гель (с хлоридом калия). В исследовании был использован потенциометрический метод для определения водородного показателя (рН) и концентрации калия в водных системах (прибор «Иономер рХ-150»). В экспериментальных работах была задействована специальная установка [1]. Модель устройства состояла из двух камер (рис. 1): камеры для образца и камеры выявления, вставляемой внутрь камеры для образца. Камеры разграничены полупроницаемой мембраной (МЗ), являющейся днищем камеры выявления. Боковые поверхности камеры выявления выполнены из непроницаемого для гелей и жидкостей материала. Внутрь камеры выявления помещена жидкая гомогенная водная среда. Измерения производили внутри камеры выявления. Мембрана МЗ - это шлиф зуба, удалённого по ортодонтическим показаниям, включающий в себя всю толщу дентина (от эмалево-дентинной границы до околопульпарного дентина). Мембрана изготовлена с использованием алмазного сепарационного диска, низкоскоростной бормашины с обязательным водяным охлаждением и отшлифована гибкими дисками Sof Lex (3M-ESPE). Для оценки клинической эффективности нового десенситивного геля провели обследование и лечение 70 человек - 40 женщин и 30 мужчин, предъявляющих жалобы на повышенную чувствительность зубов, имеющих заболевания пародонта (29 пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом лёгкой степени тяжести и 41 пациент с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени тяжести) и локализованную рецессию десны. Исследование одобрено этическим комитетом Уральского государственного медицинского университета. Критерии включения: пациенты обоего пола в возрасте от 20 до 40 лет (средний возраст 31,5±3,5 года), имеющие заболевания пародонта, локализованную рецессию десны и являющиеся соматически сохранными. Критерии исключения: - признаки острого воспалительного процесса; - наркотическая или токсическая, в том числе алкогольная, зависимость; - наличие соматической патологии; - отказ от участия в исследовании на любом из его этапов. С учётом назначаемых лечебных мероприятий пациенты были разделены на две группы. Первая группа пациентов применяла новый препарат с помощью заранее изготовленной индивидуальной каппы 1 раз в день в течение 20 мин. Второй группе рекомендовали зубную пасту «Sensodyne F» 2 раза в день, ополаскиватель «Sensodyne» 2 раза в день, мягкую зубную щётку + новый десенситивный гель 1 раз в день, время применения 20 мин, с помощью индивидуальной каппы. Курс лечения составлял 10 дней. Для оценки интенсивности боли использовали невербальный метод - 5-балльную шкалу интенсивности боли, где: - 5 баллов - боль сохраняется длительно, до 2 мин; - 4 балла - боль сохраняется менее 2 мин; - 3 балла - боль возникает от длительно действующих раздражителей и сохраняется не более 1 мин; - 2 балла - боль возникает изредка и сохраняется в течение 30 с; - 1 балл - боль не возникает. Все данные, полученные в ходе собственных исследований, были закодированы и обработаны с помощью компьютерной статистической программы Vortex 7.0.8. Как правило, в зубных пастах не указывают количественное содержание солей калия, поэтому на первом этапе было проведено определение содержания калия в десенситивных зубных пастах, чтобы сопоставить с содержанием калия в новом десенситивном геле. На рис. 2 представлено изменение содержания калия в системе «паста-вода», а на рис. 3 - в системе «гель-вода» в течение 20 мин (навески паст массой 2 г). Максимальное содержание калия в водных суспензиях пасты №1 определялось через 5 мин, а в суспензиях пасты №3 - через 20 мин. Содержание солей калия в водных суспензиях пасты №2 было минимальным - не более 0,2 ммоль/л. Для последующих экспериментов были использованы навески массой 2 г. Так как пасты - грубодисперсные системы, и содержание солей калия может быть распределено неравномерно, эксперименты повторяли 5 раз с каждой пастой и определяли содержание калия потенциометрическим методом с ионоселективным электродом. По градуировочной зависимости определяли концентрацию ионов калия в водной среде, а затем рассчитывали среднее содержание ионов калия в 1 г пасты (табл. 1). Учитывая, что нанесение зубной пасты осуществляется в течение 5 мин, а гель целесообразно удерживать в течение 15-20 мин, можно предположить, что из 1 г геля биодоступно будет 41 мг ионов калия, а из 1 г пасты №1 - 5,9±0,5 мг, из №2 - 0,4±0,05 мг, из №3 - 7,8±0,5 мг, то есть из геля больше в 7, 102 и 5 раз соответственно. Скорость диффузии хлорида калия из нового десенситивного геля оценивали с использованием установки, изображённой на рис. 1, при следующих условиях: в камеру для образца (1) помещали 5 г геля, а в камеру выявления (2) - 2,2 мл 0,9% раствора натрия хлорида. Через 20 ч определяли потенциометрическим методом содержание калия в камере выявления и рассчитывали скорость диффузии (табл. 2). Скорость диффузии изменялась от 0,2 до 1,64 мкг/мин и зависела от количества дентинных канальцев, способных в мембране пропускать ионы калия. В результате клинического исследования нового десенситивного геля установлено, что после первого применения 42,8% пациентов первой группы и 21,5% пациентов второй группы отмечали снижение болевой реакции до 3 баллов; 51,4 и 47,1% - до 4 баллов; у 5,8 и 34,4% - сохранилась болевая чувствительность, равная 5 баллам. Этот эффект можно объяснить следующим образом: использование пасты, содержащей фтор, способствовало образованию защитной плёнки, поэтому скорость диффузии ионов калия через дентинные канальцы снизилась. Для количественного определения in vitro возможности диффузии ионов калия через дентинные канальцы мембраны МЗ были обработаны десенситивной зубной пастой «Sensodyne F» (паста №1) и ополаскивателем «Sensodyne». Выбор данной пасты был обусловлен содержанием в ней хлорида калия. Затем мембрану МЗ помещали в 0,9% раствор калия хлорида на 20 мин, в камере выявления была дистиллированная вода. В результате проведённого эксперимента установлено, что диффузия ионов калия из 0,9% раствора калия хлорида через фтористые соединения зубных паст происходит, хотя скорость процесса снижается в 4 (устройство МЗ №1) и в 7 (устройство МЗ №2) раз (табл. 3). Анализируя данные проведённого исследования, можно предположить, что на первом этапе лечения при гиперестезии твёрдых тканей зубов с использованием нового десенситивного геля целесообразно рекомендовать зубные пасты без фтора. ВЫВОДЫ 1. По сравнению с исследованными зубными пастами в новом десенситивном геле содержится больше ионов калия в свободном состоянии, которые могут проникать в дентинные канальцы, накапливаться в них, окружая сенсорные нервные окончания, и подавлять их активность. 2. Диффузия ионов калия через дентинные канальцы после их кондиционирования фторсодержащими зубными пастами снижается в 4-7 раз. 3. Представленный методологический подход к оценке эффективности диффузии через дентинные канальцы можно использовать для оценки эффективности других гелевых лекарственных форм, а также при выборе средств для лечения и профилактики гиперестезии зубов. Рис. 1. Устройство для оценки скорости диффузии электролита через дентинные канальцы: 1 - камера для образца; 2 - камера выявления; 3 - мембрана (МЗ); 4 - восковая изоляция. Козьменко Рисунок устройства (фиг) copy.jpg Рис. 2. Изменение концентрации калия в зависимости от времени перемешивания в системе «паста-вода». Рис. 3. Изменение концентрации калия в зависимости от времени перемешивания в системе «гель-вода». Коз_3.jpg Коз_2.jpg Таблица 1 Концентрация ионов калия в водной среде через 5 мин после перемешивания в системе «паста-вода» № образца пасты Содержание калия в 1 г пасты, мг/г 1 5,9±0,5 2 0,4±0,05 3 7,8±0,5 Таблица 3 Экспериментальные данные до и после обработки мембран зуба (МЗ) средствами гигиены Показатели До применения пасты и ополаскивателя После применения пасты и ополаскивателя МЗ №1 МЗ №2 МЗ №1 МЗ №2 мг/л 7,8 308,1 1,56 39 мг/л×мин 0,39 15,405 0,078 1,95 Таблица 2 Оценка пропускной способности мембран зуба (МЗ) из геля в 0,9% раствор натрия хлорида МЗ №1 МЗ №2 МЗ №3 МЗ №4 МЗ №5 Калий, мкг/мин 1,64 0,65 0,2 0,33 1,56

About the authors

A N Kozmenko

Ural State Medical University, Yekaterinburg, Russia

Email: power2030@yandex.ru

N A Belokonov

Ural State Medical University, Yekaterinburg, Russia

References

Supplementary files