915

Бельская Л.В., Блинов В.И., Голованова О.А., Пушкарева А.В.
Моделирование фазового состава зубных и слюнных камней пациентов Омского региона

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА ЗУБНЫХ И СЛЮННЫХ КАМНЕЙ ПАЦИЕНТОВ ОМСКОГО РЕГИОНА

THE MODELLING OF DENTAL AND SALIVARY

CALCULI  PHASE COMPOSITION OF OMSK REGION PATIENS

Л.В. Бельская, В.И. Блинов, О.А. Голованова, А.В. Пушкарева  

L.V. Belskaya, V.I. Blinov,  O.A. Golovanova, A.V. Pushkareva

Omsk State University, LudaB2005@mail.ru

The collection of ten dental and five salivary stones was investigated by X-Ray diffraction and IR spectroscopy. All analysed stones have carbonate-hydroxyapatite as the basic mineral component, and whitlokite prevails only in one apatite-whitlokite sample of salivary calculi. During simulations the composition ot the solid phases precipitating from saliva-like solutions with different contents of calcium, magnesium, phosphate, cloride, sodium and potassiumions at 37 ⁰C has been determined. The qualitative variation of solid phase composition above all depends from pH of solutions.

Проблема камнеобразования в полости рта  – одна из основных в современной стоматологии. Зубные камни встречаются у 75-80% людей. Известно, что они представляют собой патогенные органоминеральные агрегаты, основным минеральным компонентом которых является карбонат-содержащий гидроксилапатит. Причины и механизм образования зубных камней изучены недостаточно.

Анализ фазового состава зубных и слюнных камней пациентов Омского региона показал, что основным минеральным компонентом всех образцов является гидроксилапатит. В трех образцах зубных камней также обнаружен брушит (5 – 10 % от содержания апатита). Из пяти образцов слюнных камней – три сложены только гидроксилапатитом и органической компонентой, в одном образце  вместе с гидроксилапатитом присутствовал витлокит, в другом – обнаружен брушит.

Известно, что брушит кристаллизуется при более низких значениях рН, чем гидроксилапатит. Присутствие брушита в части образцов говорит о значительных колебаниях рН в процессе роста патогенных образований. Малые размеры образцов не позволили сделать их фрагментарный анализ, чтобы установить последовательность отложения минеральных и органических слоев.

Для установления закономерностей фазообразования зубных и слюнных камней была проведена серия модельных экспериментов. По предварительному термодинамическому расчету в исследуемых растворах термодинамически  вероятно образование следующих малорастворимых соединений: CaHРО₄·2Н₂О; Ca₈H₂(РО₄)₆·5Н₂О и Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂.

В качестве модельных систем были выбраны слюна здорового взрослого среднестатистического человека и жидкость, покрывающая поверхность зуба (“plaque fluid”). Известно, что концентрации основных неорганических компонентов в “plaque fluid” в несколько раз выше, чем в слюне человека [Margolis H.C.]. Концентрации катионов и анионов в различных сериях экспериментов отвечало их минимальному, среднему  и максимальному значениям диапазона данного показателя характерного для состава биологической жидкости. При этом изучалось поведение систем при температуре 37.0±0.5°С и трех значениях рН 6.00±0.05, 7.00±0.05 и 8.00±0.05.

Результаты модельного эксперимента показали, что на первом этапе образуется смесь брушита и витлокита во всем диапазоне рН. При увеличении времени кристаллизации происходит переход брушита в более термодинамически стабильную фазу – гидроксилапатит (табл.1). Во всех образцах присутствует рентгеноаморфная компонента, о чем свидетельствует существенное повышение фона в области 10⁰ – 20⁰ по 2θ по CuK_α. Аналогичная картина наблюдается и для  “plaque fluid”.

                При описании процесса кристаллизации фосфатов кальция в исследуемых нами системах следует отметить, что состав твердой фазы, образующейся на первой стадии осаждения и дальнейшие этапы ее трансформации особенно зависят от рН раствора, концентрации ионов Мg²⁺, Са²⁺ и PO₄^3- , а также присутствия в растворе некоторых органических соединений. Следует также отметить, что кристаллизация фаз, особенно на первоначальных этапах, контролируется не только термодинамическими, но и кинетическими факторами.