Влияние концентрации лимонной кислоты и времени травления на шероховатость поверхности эмали подготовленного человеческого зуба: исследование in vitro

Обоснование. Распространённым источником воздействия на зубы в процессе ежедневного функционирования является лимонная кислота (при употреблении фруктов или соков). Она способствует растворению эмали, покрывающей нижележащий дентин в области коронки зуба. Это может привести к потере значительной части поверхности зуба. С другой стороны, для увеличения сцепления реставрационных материалов с поверхностью зуба широко используется кислотно-локализованное травление. Оно обеспечивает частичное растворение и деминерализацию неорганического матрикса поверхности эмали, в результате чего формируются микропористости и микропазы, что увеличивает шероховатость поверхности. Предварительное травление эмали улучшает прочность сцепления систем связывания на основе смолы с эмалью по сравнению с использованием тех же систем без травления. Ортодонты также используют кислоту для формирования удерживающих поверхностей, что, с одной стороны, улучшает фиксацию брекета, но с другой — ослабляет структуру смежных эмалевых призм, повышает проницаемость и адгезию биоплёнки к эмали и снижает её защитные свойства.

Цель исследования — оценка влияния времени воздействия лимонной кислоты и времени травления на свойства поверхности твёрдых тканей зуба, включая эмаль и дентин.

Материалы и методы. Из верхнечелюстного моляра, который удалили у пациента (мужчина, 21 год), получены три образца эмали. Зуб был залит эпоксидной смолой для удобства резки. Параметры резки на станке IsoMet 4000 (Buehler, Швейцария): скорость вращения диска 2500 об./мин, скорость подачи образца 10 мм/мин. Выбраны три области в качестве образцов для исследования. Каждый образец снова был залит эпоксидной смолой для обеспечения возможности последующего шлифования и полировки, что было проведено одновременно для всех трёх образцов на станке MetaServ 250 (Buehler, Швейцария). После подготовки образца поверхность зубов исследовали с помощью оптического микроскопа Stemi 305 (Carl Zeiss, Германия), оснащённого цветной видеокамерой Axiocam 105 (Carl Zeiss, Германия) в отражённом свете. Образец 1 травили кислотой в концентрации 0,5 мас. % (рН = 2,3), образец 2 — в концентрации 3 мас. % (рН = 1,86), образец 3 — в концентрации 5 мас. % (рН = 1,71). Измеряли рН (Cobra4 Mobile-Link; PHYWE, Германия). Атомно-силовую микроскопию топографии поверхности эмали для каждого образца до и после травления проводили на микроскопе NANOEDUCATOR (NT-MDT, Россия), оборудованном вольфрамовым зондом. Устройство работало в бесконтактном режиме. Шероховатость поверхности Ra измеряли на каждом этапе травления для каждого образца с использованием программного обеспечения Gwyddion (Чешский метрологический институт, Чешская Республика).

Результаты. Представлены результаты оптической микроскопии эмали, дентина и дентиноэмалевой границы. Чётко видны изображения, которые указывают на здоровое состояние исследуемых образцов. Сделан вывод, что лимонная кислота в концентрации 5 мас. % больше подходит для контролируемого травления, чем 37% фосфорная кислота. Известно также, что при длительном воздействии фосфорной кислоты эмаль может быть серьёзно повреждена. При атомно-силовой микроскопии показана поверхность каждого из трёх образцов до и после травления в различные временные промежутки. После травления в течение 45 с на всех образцах наблюдалось линейное увеличение шероховатости поверхности.

Заключение. Для получения значительной величины шероховатости поверхности и визуализации эмалевой призмы в разумные сроки можно рекомендовать травление 5 мас. % лимонной кислотой. Для клинической реализации полученных результатов необходимы дополнительные исследования адгезионных свойств эмали после травления лимонной кислотой.