что надо делать чтобы зубы росли быстрее
Как укрепить зубную эмаль
Эмаль — это внешняя твёрдая оболочка видимой части зубов. Она защищает их от ежедневного механического и химического воздействия. В этой статье рассказываем, что нужно знать об укреплении эмали.
Деминерализация эмали
Эмаль на 97% состоит из кристаллов гидроксиапатита, небольшого количества воды (2–3%) и органических веществ (1–2%). В течение жизни она может изнашиваться и разрушаться по различным причинам.
Деминерализация — процесс, при котором эмаль теряет полезные минералы (в первую очередь кальций), от которых зависит её целостность и прочность.
У деминерализации есть две основных причины.
Вначале изменения состояния эмали не заметны, но, если не удалять налёт вовремя, появляются белёсые пятна (ранняя стадия кариеса), а затем — полноценный кариес. Дальше — только к стоматологу.
На стадии белого пятна кариес ещё можно предотвратить. Для этого нужно насытить эмаль минералами, которые повысят устойчивость к кислотам. Укрепить эмаль можно как дома, так и в кабинете стоматолога.
Показания к укреплению эмали
Как укрепить зубную эмаль
Фторирование
Фторирование — самый распространённый и единственный доказанно эффективный способ укрепления эмали. Он заключается в нанесении на поверхность зубов фторсодержащих составов.
Проникая в зубную эмаль, фтор ускоряет усвоение кальция и фосфора, укрепляя и восстанавливая поверхность зуба. Происходит это так: молекулы фтора соединяются с гидроксиапатитом, образуя гидроксифторапатит — минерал, устойчивый к действию кислот.
Для домашнего ухода и профилактики кариеса можно использовать зубные пасты с фтором. Самыми эффективными считаются составы с фторидом натрия и аминофторидами. Чем выше содержание фтора, тем сильнее реминерализирующее свойство пасты и защита от кариеса.
Концентрацию фтора в зубной пасте измеряют в ppm или процентах. Если на тюбике написано, что она содержит 900 ppm фтора, значит, в килограмме пасты будет 900 мг этого элемента.
Зубные пасты с фтором
Наногидроксиапатит
Медицинский наногидроксиапатит по составу не отличается от натурального. Благодаря этому он легко встраивается в кристаллическую решётку эмали и решает следующие задачи.
Зубные пасты с гидроксиапатитом
Аморфный фосфат кальция
При контакте со слюной и гидроксиапатитом этот элемент образует на поверхности зубов особую биоплёнку, которая:
Важно!
Так как активное вещество получают из казеина коровьего молока, этот способ укрепления эмали не подойдёт людям с аллергией на молочный белок.
Гели и зубные пасты с аморфным фосфатом кальция
Теобромин
Это самый молодой, инновационный способ укрепления эмали с помощью экстракта какао-бобов. Теобромин стимулирует образование собственных кристаллов гидроксиапатита в эмали. Пасты с теобромином выпускает марка Theodent.
Перечисленные выше средства можно использовать дома для профилактики и лечения незначительных проблем полости рта.
Детские зубные пасты для укрепления эмали
Фтор — важный компонент в уходе за детскими зубами. Однако при частом проглатывании пасты фтор накапливается в организме и может вызвать неприятные последствия.
От паст для взрослых детскую пасту для укрепления эмали отличает концентрация фторидов (химических соединений фтора).
Для малышей лучше приобрести пасту без фтора, детям постарше — с небольшим его содержанием (до 500 ppm), а лучше с его органической формой (аминофторид, олафлур).
Витамины для зубной эмали
Кальций — основной элемент костной системы. Однако организм его усваивает не полностью: необходимо дополнять кальций витаминами D и E.
19 возможных последствий неправильного прикуса
Еще где-то век назад на здоровье зубов не обращали особого внимания и лечили их в основном по факту: что-то болит — пытаемся исцелить или вырываем, а если не болит, то и не трогаем. На неправильные зубы не особенно обращали внимание. Но с развитием науки стало понятно: дефекты зубного ряда требуют коррекции. Только правильное расположение зубов во рту уберегает человека от преждевременного разрушения моляров и резцов, перенапряжения мышц лица и близлежащих суставов. Но даже сейчас далеко не все понимают, к чему приводит неправильный прикус и в чем его опасность. Разберем 19 самых популярных последствий, которые ожидают владельцев зубного ряда с аномалиями.
Что такое прикус
Прикусом называют взаимоотношение нижнего и верхнего зубных рядов при полном смыкании и максимальном контакте. Это первый параметр, который оценивает грамотный ортодонт у ребенка или взрослого. Базовые проблемы с прикусом можно определить даже на глаз: врачу достаточно попросить пациента сомкнуть зубы.
Существует правильный (нормальный, физиологический) прикус, при котором нагрузка на зубы приходится равномерная, и патологический. Неправильный прикус может сформироваться в любом возрасте из-за разных факторов. Он сильно влияет на организм и общее состояние человека.
Каким должен быть прикус у человека
Физиологический или нормальный прикус имеет следующие признаки:
Правильный прикус сбоку и спереди
Также есть несколько разновидностей легких изменений идеального прикуса, которые, хотя и различаются между собой, исправления не требуют:
Существует три вида нормального прикуса, которые сменяют друг друга со временем:
Проблемы с прикусом у человека могут появиться на любом из этапов, но молочные зубы куда проще поддаются влиянию: как негативному, так и позитивному. Именно поэтому процесс лечения аномалий в детстве идет быстрее и проще.
Как определить неправильный прикус
В большинстве случаев нарушения прикуса легко распознаются опытным врачом при обычном визуальном осмотре. Но бывают ситуации, когда часть ряда еще не прорезалась. В этом случае может потребоваться дополнительное обследование, чтобы найти неправильные зубы и понять, стоит ли опасаться развития серьезных патологий.
Не совсем прорезавшиеся зубы называют ретинированными. Читайте подробно о них в нашей статье: «Что такое ретинированные зубы, отчего они появляются и как их лечить…»
Неправильный прикус у взрослого и ребенка диагностируется с помощью следующих методов исследования:
Перечисленные материалы дают опытному врачу достаточно информации, чтобы определить проблемы с прикусом и составить актуальный план лечения.
Разные виды исследований прикуса
Виды неправильного прикуса
Когда стоматолог обнаруживает первые признаки неправильного прикуса, он старается понять, с какими именно нарушениями зубного ряда столкнулся. В зависимости от особенностей развития конкретных аномалий, выделяют несколько типов патологических изменений зубов.
Наиболее популярной считается система Энгля, который выделяет три класса нарушений:
Каждый класс может включать один или несколько подклассов, которые выделяются в зависимости от тяжести заболевания. Также принято выделять пять наиболее популярных типов неправильного прикуса: дистальный, мезиальный, глубокий, открытый, перекрестный.
Дистальный прикус
При дистальном прикусе верхняя челюсть оказывается чрезмерно развитой, при этом нижняя остается маленькой и слабой. Это приводит к тому, что верхние зубы сильно перекрывают нижние. Лицо приобретает скошенный профиль, когда губы у человека тонкие, втянутые, а подбородок нередко становится двойным.
Бывают два вида дистального прикуса:
Почти всегда люди с дистальным прикусом имеют сутулую спину и передний наклон головы. Так получается из-за того, что в другом положении верхняя челюсть перекрывает дыхательные пути.
Мезиальный прикус
Мезиальное нарушение прикуса — это выход вперед нижней челюсти. Она оказывается более развита, чем нижняя, поэтому нижние зубы часто перекрывают верхние. У людей с такой аномалией выступающий вперед подбородок, отчего профиль становится «энергичным» и «мужественным». Появление проблемы чаще всего связано с наличием лишнего зуба, слишком большими нижними зубами или неправильной постановкой челюсти в пространстве (верхняя находится в задней позиции или нижняя — в передней).
Глубокий прикус
Глубоким прикусом называют ситуацию, когда верхние (передние) резцы перекрывают нижние больше, чем на половину их высоты. Частичное перекрытие — это нормально. Верхние резцы обычно больше, поэтому они закрывают нижние на треть. При глубоком прикусе нижних резцов практически не видно.
Открытый прикус
Открытый прикус характеризуется отсутствием смыкания. Людей с неправильным прикусом такого рода узнать просто: у них видно явное расстояние между зубами верхней и нижней челюсти. Обычно проблема появляется из-за недоразвитости резцов, клыков или моляров, чаще всего — передних верхних резцов.
Перекрестный прикус
Перекрестный прикус — это аномалия, когда одна из челюстей сужается и смещается в сторону, из-за чего зубы не могут найти свою «пару». Для людей с такой аномалией характерна заметная асимметрия лица.
Особенности открытого, глубокого, перекрестного, дистального и мезиального прикуса
Причины возникновения патологического прикуса
Причин неправильного прикуса очень много. В большинстве случаев они одинаковы для детей и взрослых. Послужить толчком для появления нарушений может вредная миофункциональная привычка вроде любви к жеванию карандаша и многие другие факторы.
Есть мнение, что неправильный прикус зубов бывает только у детей, но оно ошибочное. В детском возрасте обычно проявляются врожденные дефекты. У взрослых же изменения часто связаны с травмами, вредным образом жизни, запущенными заболеваниями зубов и десен.
У детей
Причинами неправильного положения челюсти и аномалий развития зубов у ребенка можно назвать:
У взрослых
Появление неправильного прикуса у взрослого почти всегда связано с одной или несколькими причинами из следующего списка:
Последствия неправильного прикуса
В каждом возрасте свои критичные воздействия, которые могут оказать неправильные зубы на организм человека. Но если у взрослого влияние часто незаметно, то у ребенка оно может привести к аномалиям развития очень многих систем и органов. Именно поэтому важно помнить, что будет, если не исправить прикус, и вовремя заниматься возникшей проблемой.
Временный
Временный прикус формируется с 6 месяцев до 6-ти лет. Процесс обычно проходит в два этапа: сначала происходит прорезывание временных зубов. При правильном развитии ребенка, этот этап заканчивается где-то в 3 года, после чего начинается активный рост челюстей. Этот период является своеобразной подготовкой к прорезыванию постоянных зубов.
Неправильное развитие верхней и нижней челюсти
Неправильный временный прикус обычно возникает из-за нарушений во время вынашивания, родовых травм и плохой наследственности. Также проблемы появляются, если ребенок не хочет отказываться от пустышки, заменяет ее пальцем во рту, имеет проблемы с дыханием.
Самое важное последствие неправильного прикуса временных зубов — недоразвитость челюстей. Организм ребенка просто не понимает, какого размера они должны быть, и останавливает рост челюсти слишком рано. Бывает и обратный случай, когда ротовой аппарат оказывается чрезмерно развитым и массивным. Если не лечить проблему, она станет причиной неправильного прорезывания постоянных зубов.
Сменный
Сменным называют смешанный прикус, при котором часть молочных зубов еще не заменилась постоянными. Существует ранний сменный прикус, который формируется в 6-9 лет. Первыми заменяются коренные резцы, а за молочными зубами появляются первые постоянные моляры — «шестерки». Поздний сменный прикус начинает формироваться в 10 лет. В этом возрасте вырастают премоляры и клыки. При правильной смене прикуса постоянные зубы не соприкасаются с молочными и быстро занимают их места.
Неправильное прорезывание постоянных зубов
Нарушения зубного ряда в сменном прикусе вызывают слишком рано выпавшие или удаленные элементы: они оставляют полости и промежутки, из-за чего сформированные постоянные зубы растут, не имея правильной ориентации. Это может стать причиной скрученности, неправильного расположения зубов в пространстве и других нарушений. Именно поэтому молочные зубы нужно лечить, а не удалять.
Постоянный
В 12-15 лет у человека все молочные зубы сменяются постоянными, а также вырастают большинство моляров, кроме «восьмерок». В этом возрасте можно говорить о полностью сформированном постоянном прикусе. Если молочные зубы росли правильно, можно надеяться на то, что коренные также будут расположены корректно. Хотя это не является гарантией, очень часто получается именно так. Но, если у человека сформировался неправильный прикус, последствий не избежать.
Снижение жевательной активности
Аномалии прикуса практически всегда приводят к снижению жевательной активности. Зубы не соприкасаются друг с другом, поэтому человек просто не может обеспечить достаточного усилия для пережевывания пищи. Он совершает много движений, не получая необходимого результата, в итоге часто отказывается от правильного жевания вообще. Из-за этого в желудок поступают крупные куски пищи, которые организму трудно обрабатывать, человек не получает достаточного количества полезных веществ из еды.
Заболевание височно-нижнечелюстного сустава
Височно-нижнечелюстной сустав — один из самых подвижных в организме человека. Но и он не выдерживает слишком сильных нагрузок. Если же зубы расположены некорректно и жевательная функция нарушена, без перегрузок не обойтись. Также неправильный прикус зубов становится причиной нарушения движения в суставе, появления щелчков, болевых ощущений. В самом негативном варианте, ВНЧС вообще заедает: человек открывает рот, а закрыть его не может.
Неравномерная жевательная нагрузка на зубы
Одним из признаков корректного прикуса является равномерная нагрузка на зубы. При жевании каждый моляр и премоляр выполняет свою функцию, разрезая или перетирая частички пищи. Отсутствие элемента в зубной ряду или слабый их контакт приводит к тому, что один зуб «работает», а другой нет. Особенно это заметно в открытом прикусе.
Повышенное стирание эмали
Неравномерная нагрузка неизменно приводит к частому использованию одних и тех же поверхностей зубов. Из-за этого страдает эмаль, которая повреждается в отдельных местах и начинает быстрее стираться. Ослабление и стирание эмали практически всегда становится причиной болезни зуба.
Повреждение костных тканей
Повреждение костных тканей почти всегда вызвано отсутствием одного из элементов в прикусе. Если зуба нет, нагрузка, которую он принимал на себя, ложится на кость. Из-за формирования полости, жевание в основном происходит соседними молярами или клыками, но на костную ткань такие нарушения тоже оказывают большое влияние.
Пародонтит
Воспаления десен почти всегда связаны с неправильным прикусом. И чем сильнее нарушение, тем чаще будут возникать воспаления. Особенно они привычны людям, у которых кривые зубы. Пародонтит может возникать и из-за постоянного повреждения десны едой или соседними элементами зубного ряда.
Ранняя потеря зубов
Потерять рано зубы можно и с нормальным прикусом, но из-за повышенного износа эмали увеличивается риск развития кариеса и других заболеваний. Это приводит к раннему разрушению коронки, а то и к воспалению пульпы.
Нарушение дикции
Нарушения дикции при неправильном прикусе обычно связаны с тем, что человек не может обеспечить необходимое прохождение воздуха через ротовую полость. А ведь именно это действие дает возможность произносить некоторые звуки правильно. Если преграды в виде зубов нет, речь звучит неправильно.
Эстетические нарушения
Если небольшой глубокий прикус может быть незаметен, то перекрестный виден сразу и выглядит очень неэстетично. Нарушения распространяются не только на спрятанные во рту зубы, но и на лицевой скелет. Асимметрия лица — частое последствие аномалий прикуса.
Заболевания ЖКТ
Заболевания ЖКТ чаще всего возникают после долгой жизни с нарушениями зубного ряда. Проблема связана с недостаточным пережевыванием пищи. Желудочно-кишечному тракту приходится брать на себя функцию зубов, перерабатывая слишком крупные куски еды. Это приводит к быстрому износу органов.
Затрудненная гигиена полости рта
Неровный зубной ряд очень сложно чистить. Из-за появления слишком маленьких или слишком больших промежутков между зубами появляются полости, недоступные щетке, где скапливаются бактерии. Обеспечить достаточный уровень гигиены помогает только ирригатор или стоматолог.
Затрудненное протезирование и реставрация
Большинство ортодонтических операций просто не проводится при неправильном прикусе, т. к. в них нет смысла. Восстановление зуба доступно, но нарушения жевания и чрезмерная нагрузка приведет к быстрому износу протеза. Именно поэтому большинство стоматологов сначала рекомендует исправить прикус, а потом — заниматься восстановлением и реставрацией.
Нарушение дыхания
Воздухоносные пути располагаются в области нижней челюсти. Если она смещена, то человек не может полноценно дышать. Из-за этого может появляться храп и даже ночная остановка дыхания — апноэ.
Бруксизм
Бруксизм — это слишком сильное сжатие зубов, скрип. Он возникает из-за проблем с височно-нижнечелюстным суставом, а также если зубные ряды расположены неправильно. Бруксизм является комплексной проблемой и может появляться и по другим причинам, но аномалии прикуса вызывают его достаточно часто.
ЛОР-заболевания
Появление различных ЛОР-заболеваний обычно связано с постоянными воспалениями в ротовой полости. Обе системы находятся рядом, поэтому воспалительные процессы во рту быстро перекидываются на носоглотку. А во рту они появляются из-за недостаточности ухода и хорошей среды для развития бактерий.
Травматизация мягких тканей полости рта
Травматизация мягких тканей обычно происходит, если один из зубов расположен неправильно. Он может быть выдвинут вперед или в сторону. Острый край при этом часто царапает слизистую, от чего на ней появляются незаживающие нарывы. Проблему можно решить локально: просто подточить зуб.
Рецессия десны
Рецессия десны — это оголение корневой части зуба. Она обычно возникает из-за неверно распределяемой жевательной нагрузки. Из-за этого сами зубы становятся куда более чувствительными, возникают воспаления.
Как исправить неправильный прикус
Современная стоматология придумала десятки способов, как исправить неправильный прикус. Чаще всего используют брекеты, после которых ставят ретейнеры, чтобы зубы не расходились. Другие способы корректировки:
Занимается лечением прикуса врач-ортодонт, о работе которого мы писали отдельную статью. Читайте про лечение и диагностику подробнее здесь: «Что лечит ортодонт: какими болезнями занимается этот врач. »
Выводы. Советы специалиста
Корректное положение зубов очень важно для человека. Аномалии прикуса могут стать причиной неправильного развития челюсти, быстрого износа эмали, развития заболеваний зубов, из-за чего приходится их удалять. Если не обращать внимания на проблему, она начинает вызывать нарушения в работе ЖКТ, проблемы с дыханием, ЛОР-заболевания. Именно поэтому важно своевременно диагностировать аномалию и начать лечение неправильного прикуса. Причем заняться своей улыбкой можно в любом возрасте, современная медицина это позволяет!
Руководство по «выращиванию» зубов, или биоинжениринг в стоматологии
Доктор зло, или стоматолог за работой.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «био/мол/текст»: Все еще боитесь стоматологов? Тогда эта статья для вас! Давайте на секунду представим, что бормашина затихла, и ее звук больше не побеспокоит вас никогда, а инструменты для удаления зубов так и остались в невскрытом крафт-пакете. «Такое возможно?» — спросите вы. «Да! — отвечу вам я. — Ведь в тот самый момент на первых полосах будет мелькать интригующая новость — впервые выращен и имплантирован человеку зуб. Успешно. »
Конкурс «био/мол/текст»-2017
Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2017.
Генеральный спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий и партнером номинации «Биомедицина сегодня и завтра» выступила фирма «Инвитро».
. Говорят, зло не имеет лица. Действительно, на его лице не отражалось никаких чувств. Ни проблеска сочувствия не было на нём, а ведь боль просто невыносима. Разве он не видит ужас в моих глазах и панику на моем лице? Он спокойно, можно сказать, профессионально выполнял свою грязную работу, а в конце учтиво сказал: “Прополощите рот, пожалуйста. ”
Так описывает посещение стоматолога Дэн Эндрюс в своем рассказе «Несчастная». И действительно, с детства мы с невероятным «трепетом» относимся к таким специалистам, как стоматологи. Что только ни предпринимают родители, чтобы заставить своих детей хотя бы зайти в кабинет к врачу, стараясь не думать о том, что ждет их дальше. Да и порой у взрослого человека душа уходит в пятки при виде многочисленных инструментов. Иногда для этого достаточно только вида стоматологической клиники.
В итоге состояние полости рта и твердых тканей зубов во всем мире не вселяет надежду на будущее без кариеса. Несмотря на успехи, достигнутые в стоматологическом лечении, потеря зубов остается одной из самых существенных проблем. Так, по данным ВОЗ, основными причинами потери зубов являются кариес и пародонтит. Полная потеря зубов в особенности широко распространена среди пожилых людей. В глобальных масштабах примерно у 30% людей в возрасте 65–74 лет отсутствуют зубы по причине воспалительных заболеваний пародонта и патологии твердых тканей зубов [1].
Поэтому неудивительно, что состояние полости рта у населения не только в России, но и в мире представляет собой серьезную проблему, предлагая возможности как для изучения, так и, что более важно, — для поиска новых способов лечения. Одним из них стала тканевая инженерия — междисциплинарная отрасль, целью которой является создание биологических заместителей, восстанавливающих и поддерживающих функции ткани или органа. Достаточно высокая эффективность методов тканевой инженерии и их потенциал заставили обратить на себя внимание многих деятелей науки. Это же способствует их неувядающей популярности в различных сферах медицины и по сей день.
Зуб за зуб
Первые попытки стоматологического лечения люди предприняли очень давно. При раскопках в Египте археологи обнаружили вырезанный из раковины моллюска искусственный зуб в челюсти человека, жившего пять с половиной тысяч лет тому назад (рис. 1) [2].
Рисунок 1. Вид вестибулярной поверхности зуба, вырезанного из раковины. Интервал отметок по краям — 1 мм.
Помимо «зуба из морепродуктов» нашли реимплантированные зубы в челюсти молодой женщины, причем все они были не на своих «местах»: вместо верхнего центрального резца альвеола содержала клык. Эти зубы имели все признаки интеграции, то есть сращения с живой тканью [3]. Таким образом, оказывается, уже в это время были сделаны первые шаги в стоматологии, но, что более удивительно, также и в области тканевой инженерии.
Но, спросите вы, как могут быть связаны стоматология и тканевая инженерия, не считая того, что несколько тысячелетий назад один египтянин ценил свою улыбку так, что заменил потерянный зуб чужим? Очень даже могут, ведь на данный момент не существует панацеи для лечения пациента, которому поставлен диагноз частичной или полной адентии, то есть отсутствия зубов. К тому же потеря даже одного зуба приводит к изменению не только эстетических параметров, но, что более важно, к нарушению первичной обработки пищи и ухудшению речи. Не стоит также забывать, что при потере зубов — будь то в результате травмы или кариозного процесса и его осложнений — изменяется состояние зубочелюстной системы в целом, что ухудшает прогноз и осложняет дальнейшее лечение.
Для того чтобы компенсировать функции утраченного зуба, сейчас используют ортопедические конструкции и имплантаты (рис.2). Все же это «искусственные» заменители: у них отсутствуют сосуды, нервные окончания, рецепторы. Также одним из наиболее важных аспектов является отсутствие периодонтальной связки у имплантата, до недавнего времени считавшегося золотым стандартом лечения при отсутствии зубов.
Рисунок 2. Строение зуба и имплантата. Natural tooth — зуб. Artificial crown — искусственная коронка. Gingiva — десна. Implant — имплантат. Osteointegration — остеоинтеграция. Periodontal ligament — периодонтальная связка.
Периодонт — это высокоспециализированная фиброзная соединительная ткань, состоящая из клеток и внеклеточного матрикса. Она располагается между цементом, покрывающим корень зуба, и костной тканью, формирующей стенку лунки. У человека периодонтальная связка способствует укреплению зуба в альвеоле, обеспечивает механическую устойчивость к воздействию жевательных сил на зуб, распределяя приложенное давление: сила всех жевательных мышц составляет ни много ни мало 390 кг [4].
Что же не так с имплантатом?
Во-первых, как уже было описано выше, — это отсутствие периодонтальной связки. Имплантат удерживается за счет остеоинтеграции, то есть посредством анатомической связи с костной тканью. В отличие от зуба, у которого имеется небольшая физиологическая подвижность, имплантат неподвижен. Если же вокруг имплантата появляется подобие соединительной ткани, то это означает только одно — периимплантит, то есть воспалительный процесс в костной ткани, окружающей имплантат. В большинстве случаев развития данного сценария имплантат подлежит удалению [5].
Во-вторых, имплантат не может быть соединен в общую конструкцию с оставшимися зубами пациента из-за отсутствия связочного аппарата и неспособности адекватного распределения давления. Здесь работает принцип: кто сильнее, тот в зубном ряду. Либо имплантат не позволит зубу двигаться, что приведет к атрофии тканей пародонта и потере зуба, либо будет потерян имплантат.
В-третьих, у каждого пациента свои анатомические особенности, и объем костной ткани для постановки имплантата не всегда бывает достаточным.
И, в-четвертых, важно помнить, что для долговечности имплантата необходимо поддерживать идеальную гигиену полости рта, что, мягко говоря, получается далеко не у всех. Здесь мы возвращаемся к ранее упомянутой проблеме периимплантита [5]. Получается своего рода замкнутый круг.
Все эти недостатки приводят к поиску альтернативных способов лечения.
Одним из них может стать тканевая инженерия. В этой статье я постараюсь суммировать недавний прогресс, перспективы и основные направления развития биоинженерии зуба, то есть кратко рассказать о том, что нужно для создания зуба.
Откуда берутся зубы, или одонтогенез in vivo
Естественно, перед тем как разбираться в биоинжениринге, нужно понимать, как зуб развивается изначально в организме человека.
Формирование зубов — достаточно сложный процесс, который сопровождается тканевым взаимодействием и контролируется огромным количеством сигнальных молекул (рис.3) [6].
Рисунок 3. Стадии развития зуба. В процессе развития зуб проходит через следующие стадии: плакоды, почки, колпачка, колокола, стадии развития корня и прорезывания. Формирование зуба начинается в области дентальной пластинки, которая состоит из мезенхимальных клеток и инвагинированного эпителия. На первом этапе из дентальной пластинки образуется зачаток зуба (стадия плакоды). Во время стадии колпачка формируется первичный эмалевый узел, а на стадии колокола — вторичные эмалевые узлы, которые формируют бугорки будущих коронок зубов. Здесь же эпителиальные и мезенхимальные клетки зародыша зуба дифференцируются в амелобласты, одонтобласты и клетки дентального фолликула. Амелобласты и одонтобласты продуцируют эмаль и дентин соответственно. Клетки дентального фолликула дифференцируются в клетки тканей периодонта: в периодонтальную связку, цемент и альвеолярную кость.
Зуб развивается из тканей, образованных зародышевым листком эктодермой. Делясь и дифференцируясь, клетки эктодермы формируют структуры, необходимые для развития зуба: дентальный эпителий и нервный гребень, который позже преобразуется в мезенхиму. Формирование зуба инициируется и регулируется эпителиально-мезенхимальными взаимодействиями. Самый ранний признак развития зуба — образование дентальной пластинки, подковообразного утолщения эпителия вдоль верхней и нижней челюстей. Дальнейшие этапы включают стадии плакоды, почки, колпачка, колокола и развитие корня [6], [7].
В развитии зуба основную роль играет взаимодействие между клетками эпителия и мезенхимы. Почему же в процессе развития зародыша формируется именно зуб, а не другой орган, например, кишечник? Все дело в том, что клетки, участвующие в развитии зуба, обладают одонтогенной компетентностью. Генетическая подоплека одонтогенности, то есть способности стволовых клеток дифференцироваться непосредственно в дентальные клетки, до конца не выяснена, хотя выделено более 200 генов, «причастных» к развитию зуба. Во многих работах, направленных на изучение данного феномена, также уделяется много внимания неким эпителиальным сигнальным центрам. Всего на данный момент мы знаем о 4 таких центрах: дентальная пластинка, плакода, первичные и вторичные эмалевые узлы, основная роль которых заключается в экспрессии сигнальных молекул, регулирующих формирование зуба [8], [9].
Негонконгская «Триада»
Теперь, когда мы так много знаем о происхождении и развитии зуба, можно перейти непосредственно к интересующей нас теме — тканевой инженерии.
Тканевая инженерия представляет собой совокупность методов и процедур, направленных на регенерацию биологических тканей. Она включает в себя триаду основных элементов (рис.4): стволовые клетки, внеклеточный матрикс или скаффолд (от англ. scaffold — помост), факторы роста и сигнальные пути (signaling) [10].
Рисунок 4. Триада тканевой инженерии. Основу триады тканевой инженерии составляют стволовые клетки, факторы роста и внеклеточный матрикс.
Цель тканевой инженерии — заместить утраченные клетки, ткани и органы, либо способствовать их регенерации, либо просто восстановить нарушенную функцию.
Сегодня мы много слышим и читаем о стволовых клетках. Это та отрасль науки, где ведут горячие споры. Информация, которая выходит к потребителям, как правило, не всегда объективна. Что же на самом деле представляют собой стволовые клетки, и как и какие из них можно использовать в тканевой инженерии зуба?
Давайте знакомиться: стволовые клетки — это недифференцированные эмбриональные или взрослые (постнатальные) клетки, способные проходить через огромное количество клеточных делений, находясь в недифференцированном состоянии, а также образовывать промежуточные клеточные типы — предшественники, которые могут дифференцироваться в различные клетки и создавать полноценные ткани и органы (рис.5) [10], [11].
Рисунок 5. Классификация стволовых клеток по способности к дифференцировке. Стволовые клетки по масштабу дифференцировки делят на тотипотентные, плюрипотентные, мультипотентные и унипотентные. Тотипотентные клетки способны дифференцироваться в любой тип клеток взрослого организма. Плюрипотентные клетки могут продуцировать специализированные клетки трех зародышевых листков (эктодермы, эндодермы и мезодермы), но не целый организм. Мультипотентные клетки продуцируют ограниченный набор типов клеток. Унипотентные клетки способны к дифференцировке только в один вид клеток [13].
Первую клеточную линию эмбриональных стволовых клеток выделили в далеком 1998 году [12]. На самом деле, не так уж и давно, а с точки зрения хода истории можно сказать совсем недавно, но прогресс колоссален [10].
Эмбриональные стволовые клетки выделяют из бластоцисты в течение развития эмбриона. Они дают рост трем зародышевым слоям: экто-, эндо- и мезодерме. Эти клетки тотипотентны, то есть они могут развиться в каждый из более 200 типов клеток взрослого организма [10].
Сейчас известно 3 источника эмбриональных стволовых клеток млекопитающих: клетки, выделенные из внутренней клеточной массы бластоцисты; клетки тератом и первичные половые клетки зародыша [10].
Как было раньше упомянуто, стволовые клетки бывают не только эмбриональные, но и постнатальные. Что касается «взрослых» стволовых клеток, то они существуют в организме в различных тканях, включая костный мозг, кровеносные сосуды, печень, кожу, жировую ткань и дентальные ткани. Они локализованы в специальных нишах, где идет регуляция их пролиферации, миграции и сроков жизни. Постнатальные стволовые клетки мультипотентны, то есть дают рост только одному типу клеток.
Дентальные стволовые клетки представляют собой популяцию постнатальных мезенхимальных стволовых клеток (МСК), обладающих способностью к самообновлению и дифференцировке [4], [14]. В зависимости от локализации депо МСК (рис. 6) [15], они подразделяются на:
Рисунок 6. Стволовые клетки зуба. Схематическое изображение источников дентальных стволовых клеток. Расшифровку аббревиатур смотрите во врезке ниже.
Аббревиатуры
Остановимся на некоторых из них.
Стволовые клетки пульпы можно достаточно легко выделить из пульпы удаленных зубов. Они представляют собой очень привлекательный и перспективный источник аутологичных стволовых клеток и могут применяться как для регенерации дентина, пульпы и цемента, так и для восстановления костной ткани [15]. Помимо этого они проявляют сильную нейрорегенеративную активность, что представляет особую ценность при лечении повреждений спинного мозга: МСК пульпы кроме подавления раннего воспалительного ответа ингибируют апоптоз нейронов, астроцитов и олигодендроцитов после травмы, что приводит к сохранению нервного волокна и миелиновой оболочки. Также установили, что они способствуют регенерации перерезанных аксонов. Таким образом, ученые предполагают, что МСК пульпы смогут обеспечить значительные терапевтические преимущества в лечении травм спинного мозга [16].
Стволовые клетки удаленных молочных зубов — это постнатальная популяция стволовых клеток с высокой пролиферативной способностью, высокой жизнеспособностью и потенциалом многолинейной дифференциации (например, в остеобласты, нейронные клетки и одонтобласты) [15].
Мезенхимальные стволовые клетки десны идеально подходят для восстановления поврежденных тканей пародонта, мышц и даже сухожилий. Но пока не совсем ясно, способны ли они формировать клетки дентина и пульпы [15].
Прогениторные клетки зубного зачатка — относительно новая популяция стволовых клеток, которую обнаружили в мезенхиме зачатка третьего моляра на стадии колокола. Они показывают такую же многоуровневую дифференциацию, как и другие МСК зуба, включая способность к дифференцировке в адипоциты, остеобласты, одонтобласты, хондроциты и нейроны, а также могут дифференцироваться в клетки с морфологическими, фенотипическими и функциональными характеристиками гепатоцитов. Отсюда предполагают, что данный тип стволовых клеток в будущем смогут использовать для лечения заболеваний печени [15].
Таким образом, каждый тип дентальных стволовых клеток имеет свои особенности и сферы применения не только в стоматологии, но и в других областях медицины.
Помимо описанных выше МСК, в тканевой инженерии используют и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), полученные из соматических клеток. Впервые о них заговорили в 2006 году, когда японские ученые Кадзутоси Такахаси и Синъя Яманака показали, что соматические клетки можно перепрограммировать в ИПСК с помощью усиления экспрессии определенных факторов транскрипции (Oct3/4, Sox2 и Klf4) [17], [18]. Сами по себе эти клетки иммунологически нейтральны и, что не менее важно, не вызывают таких этических препирательств, как стволовые эмбриональные клетки. Однако для их перепрограммирования использовали вирусных агентов, что могло повлечь за собой формирование новообразований [19]. Были попытки использования вместо вирусов химических молекул [20], но, к сожалению, процент успешного репрограммирования оказался невелик. Сейчас развивают новые способы получения ИПСК, поскольку их применение выглядит достаточно привлекательным и весьма многообещающим.
Что нам стоит зуб построить?
Для использования стволовых клеток в тканевой инженерии необходимо наличие скаффолда и ростовых факторов (рис. 7). Идеальный скаффолд должен поддерживать прикрепление, миграцию, пролиферацию и пространственную организацию клеток.
Рисунок 7. Что нам стоит зуб построить?
В основном, скаффолд как подходящий матрикс для реконструкции тканей должен соответствовать следующим требованиям [21]:
Материалы, используемые для формирования скаффолдов, разделяют на натуральные и синтетические (рис. 8) [22]. Биоактивное стекло, полимолочная кислота, различные композиты (многокомпонентные материалы, в основе которых — матрица на основе металла, полимера или керамики) — все это синтетические материалы. Несмотря на то, что эти материалы позволяют изготовлять скаффолды необходимой формы, их применение весьма ограничено ввиду неудовлетворительной биосовместимости и токсичности. Из биоматериалов (натуральных материалов), используемых для создания скаффолдов, можно выделить коллаген, хитозан, гиалуроновую кислоту. Они состоят из макромолекул, которые также входят в состав экстраклеточного матрикса, поэтому биосовместимы и хорошо биодеградируемы. Однако они менее прочные и способны вызывать реакции отторжения [21].
Рисунок 8. Трехмерный скаффолд зубов мыши и человека. а — Нижний центральный резец мыши. б — Нижний первый моляр человека. Использованы 3D-реконструкция и биопечать. Материал — гидроксиапатит и поликапролактон. Визуализируются микроканалы (d = 200 нм), в которые вводят МСК и факторы роста (в и г).
Самым подходящим и отвечающим на большинство требований скаффолдом является либо скаффолд, полученный из экстраклеточного матрикса (ЭКМ-скаффолд), либо его аналог. За счет своей идентичности с внеклеточным матриксом такие скаффолды способны обеспечить наилучшую взаимосвязь с клетками и ростовыми факторами. Дентальные МСК, такие как стволовые клетки пульпы и периодонта, при культивировании в ЭКМ-скаффолдах проходили дифференцировку в одонтогенном направлении. После имплантации же данного скаффолда формировалась пульпа [10], [23].
Помимо скаффолда и стволовых клеток, необходимо связывающее их звено, которое бы регулировало рост ткани. Таковым могут быть факторы роста, определенные гены и интерферирующие РНК [7].
Факторы роста — пептидные молекулы, передающие сигналы для управления клеточным поведением и взаимодействующие со специфическими рецепторами на поверхности клеток [24]. Они обеспечивают взаимосвязь и взаимодействие между клетками и экстраклеточным матриксом. Вслед за повреждением клетки начинается секреция ростовых факторов, запускающих в дальнейшем процессы регенерации и ангиогенеза. Примером «работы» факторов роста в зубе можно назвать образование вторичного и третичного дентина, которое происходит при близком расположении кариозной полости к пульпе зуба либо при повышенной стираемости зубов. Среди ключевых факторов роста во время развития зуба можно выделить костный морфогенетический белок (BMP), тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и фактор роста фибробластов (FGF). Именно их в первую очередь используют в тканевой инженерии зуба [25–27]. Для доставки факторов роста могут использовать как клетки и наночастицы, так и сам скаффолд.
Рецепт готов
Вот и всё, если кратко, что необходимо для создания зубов. Таким образом, рецепт по созданию зуба выглядит примерно так:
Технологии регенеративной медицины прогрессируют невероятно быстро. И уже сейчас разработаны, наверное, самые основные положения для тканевой инженерии зуба. Все они происходят из наших знаний о клеточных и молекулярных основах развития зуба. Мы понимаем, что наилучшего результата в биоинжениринге зуба можно достичь только в присутствии двух типов клеток, а не одного: это и клетки эпителия, и мезенхимальные клетки (куда же без них?) [28]. Однако на одних клетках зуб не построишь. Таким образом, здесь нельзя исключать роль факторов роста и внеклеточного матрикса. К счастью, наука не стоит на месте, и новые положения активно разрабатывают. Возможно, в ближайшее время копилка знаний под названием «тканевая инженерия зуба» пополнится очередной не менее ценной «монетой».
Но, несмотря на весь многообещающий потенциал тканевой инженерии в стоматологии, предстоит решить еще задачи, связанные с проведением клинических испытаний, с иннервацией и кровоснабжением биоинженерного зуба, его связочным аппаратом, сроками его прорезывания, а также с выбором пула стволовых клеток и технологии работы с ними, и еще ряд других не менее насущных задач [10], [29].
Что касается самого основного, а именно стволовых клеток: в проведенных экспериментах (стоит отметить, что практически все они проведены на мышах), в основном, использовали эмбриональные стволовые клетки. Но в клинике их применение резко лимитировано, в том числе законодательно. Поэтому остаются только постнатальные стволовые клетки (не считая ИПСК, где тоже не все спокойно), и здесь перед нами возникает следующая загвоздка: в отличие от мышей, у человека отсутствует ниша дентальных стволовых клеток, именно поэтому наши зубы не имеют способности к постоянному росту. Те МСК, которые пригодны для использования, нельзя получить без повреждения зуба или уж тем более в том случае, если зуб ранее лечили эндодонтически, то есть с удалением пульпы. Те же, к которым доступ открыт, не обладают одонтогенной компетентностью, например, МСК десны. Это только одна из дилемм, которые еще предстоит решить (рис.9).
Рисунок 9. Борьба за здоровые зубы человечества.
Вперед в будущее!
Конечно же, не вызывает сомнения тот факт, что в скором времени биоинжениринг зубов станет неотъемлемой частью стандартных протоколов лечения поражений зубов. Возможно, что методики регенеративной стоматологии позволят нам создать полноценный зубодесневой комплекс. Важно помнить, что методы, разработанные в соответствии с требованиями и задачами биоинженерии зуба, смогут подстегнуть развитие новых подходов в регенерации других тканей и органов и таким образом поспособствовать прогрессу не только в стоматологии, но и в области регенеративной медицины в целом. Ну что ж, вперед в будущее!