Actual problems in dentistry Actual problems in dentistry Проблемы стоматологии 2077-7566 2412-9461 105533 10.18481/2077-7566-2025-21-3-58-67 ТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ THERAPEUTIC DENTISTRY ТЕРАПЕВТИЧЕСКАЯ СТОМАТОЛОГИЯ RAMAN FLUORESCENT THERAPEUTIC AND DIAGNOSTIC TECHNOLOGY AND THE RANGE OF ITS CLINICAL APPLICATION РАМАН-ФЛУОРЕСЦЕНТНАЯ ЛЕЧЕБНО-ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ И ДИАПАЗОН ЕЕ КЛИНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Баштовой Алексей Александрович Bashtovoy Aleksey A. bachtovoi@mail.ru

кандидат медицинских наук;

candidate of medical sciences;

 Александров Михаил Тимофеевич Alexandrov Mikhail T. alex_mta@mail.ru

доктор медицинских наук;

doctor of medical sciences;

 Центральная государственная медицинская академия Москва Россия Central State Medical Academy Moscow Russian Federation Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского Москва Россия Moscow Regional Research Clinical Institute named after M.F. Vladimirsky Moscow Russian Federation 29 10 2025 29 10 2025 21 3 58 67 17 10 2025 https://dental-press.ru/en/nauka/article/105533/view

В статье представлены результаты разработки и клинического применения отечественной рамановской флуоресцентной лечебно-диагностической технологии (РФД), реализованной на базе аппаратно-программного комплекса «ИнСпектр М». Показаны высокая аналитическая чувствительность и специфичность метода по сравнению с традиционными флуоресцентными и микробиологическими методами диагностики. Рассматриваются возможности применения РФД в клинической микробиологии, стоматологии, а также в диагностике доброкачественных и злокачественных новообразований органов полости рта и челюстно-лицевой области. Особое внимание уделено цифровизации лечебно-диагностических процессов в стоматологических клиниках, что отвечает современным требованиям персонализированной и экспресс-медицины. Метод позволяет проводить экспресс-оценку микробной ассоциации, минерализации твердых тканей зубов, подбор антимикробных препаратов и мониторинг эффективности лечения «на месте». В работе представлены экспериментальные и клинические данные, подтверждающие эффективность и перспективность внедрения РФД в медицинскую практику. Цель – разработать и внедрить высокочувствительную технологию рамановской флуоресцентной диагностики и лечения для экспресс-диагностики, мониторинга и оптимизации лечения стоматологических заболеваний в условиях поликлиники. Методология. Исследование включало разработку аппаратно-программного комплекса «ИнСпектр М», реализующего RFD-технологию с использованием лазерного излучения на длинах волн 405, 532 и 637 нм и использование SERS-подложек для повышения чувствительности. Объектами исследования являлись микробные взвеси (синегнойная палочка, морганелла моргании, золотистый стафилококк и др.), твердые ткани зубов пациентов с кариесом и флюорозом, а также ткани органов полости рта с новообразованиями. Результаты. Разработанная технология (РФД) на базе комплекса «ИнСпектр М» является инновационным, высокочувствительным и специфичным методом экспресс-диагностики и лечения стоматологических заболеваний и патологий тканей полости рта. Ее интеграция в цифровую инфраструктуру поликлиник способствует значительному повышению качества и скорости оказания медицинской помощи, а также открывает новые возможности для диагностики онкологических заболеваний.

The article presents the results of the development and clinical application of the domestic Raman fluorescence therapeutic and diagnostic technology (RFD), implemented on the basis of the hardware and software complex "InSpectr M". High analytical sensitivity and specificity of the method are shown in comparison with traditional fluorescence and microbiological diagnostic methods. The possibilities of using RFD in clinical microbiology, dentistry, as well as in the diagnosis of benign and malignant neoplasms of the oral organs and maxillofacial region are considered. Particular attention is paid to the digitalization of diagnostic and treatment processes in dental clinics, which meets the modern requirements of personalized and express medicine. The technique allows for express assessment of microbial association, mineralization of hard dental tissues, selection of antimicrobial drugs and monitoring of the effectiveness of treatment "on site". The work presents experimental and clinical data confirming the effectiveness and prospects of introducing RFD into medical practice. Objectives. To develop and implement a highly sensitive Raman fluorescence diagnostic and treatment technology for express diagnostics, monitoring and optimization of treatment of dental diseases in a polyclinic setting. Methodology. The study included the development of the hardware and software complex "InSpectr M", implementing RFD-technology using laser radiation at wavelengths of 405, 532 and 637 nm and the use of SERS substrates to increase sensitivity. The objects of the study were microbial suspensions (Pseudomonas aeruginosa, Morganella morganii, Staphylococcus aureus, etc.), hard tissues of teeth of patients with caries and fluorosis, as well as tissues of oral organs with neoplasms. Results. The developed RFD technology based on the InSpectr M complex is an innovative, highly sensitive and specific method of express diagnostics and treatment of dental diseases and pathologies of oral tissues. Its integration into the digital infrastructure of polyclinics contributes to a significant improvement in the quality and speed of medical care, and also opens up new opportunities for diagnosing oncological diseases.

 раман-флуоресцентная спектроскопия экспресс-диагностика стоматология микробиология цифровизация лечебно-диагностические технологии минерализация зуба антимикробная терапия опухолевые образования аппаратно-программный комплекс «ИнСпектр М» Raman fluorescence spectroscopy express diagnostics dentistry microbiology digitalization medical and diagnostic technologies tooth mineralization antimicrobial therapy tumor formations hardware and software complex "InSpectr M"

Александров М.Т., Утюж А.С., Олесова В.Н., Юмашев А.В., Пашков Е.П., Михайлова М.В. и др. Лазерные Раман-флуоресцентные медицинские технологии в стоматологии от эксперимента к клинике. Москва: КнигИздат; 2020. 160 с. [Alexandrov M.T., Iron A.S., Olesova V.N., Yumashev A.V., Pashkov E.P., Mikhailova M.V. et al. Laser Raman-fluorescent medical technologies in dentistry from experiment to clinic. Moscow: KnigIzdat; 2020. 160 p. (In Russ.)]. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43983634 Aleksandrov M.T., Utyuzh A.S., Olesova V.N., Yumashev A.V., Pashkov E.P., Mihaylova M.V. i dr. Lazernye Raman-fluorescentnye medicinskie tehnologii v stomatologii ot eksperimenta k klinike. Moskva: KnigIzdat; 2020. 160 s. [Alexandrov M.T., Iron A.S., Olesova V.N., Yumashev A.V., Pashkov E.P., Mikhailova M.V. et al. Laser Raman-fluorescent medical technologies in dentistry from experiment to clinic. Moscow: KnigIzdat; 2020. 160 p. (In Russ.)]. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=43983634 Александров М.Т., Дмитриева Е.Ф., Ахмедов А.Н., Артемова О.А., Потривайло А., Прикуле Д.В. Раман-флуоресцентные характеристики различных анатомо-топографических зон зубов различных функциональных групп. Российский стоматологический журнал. 2019;23(5):188-191. [Aleksandrov M.T., Dmitrieva E.F., Akhmedov A.N., Artemova O.A., Potrivailo A., Prikule D.V. Raman-fluorescent characteristics of different anatomical and topographic zones of teeth of different functional groups. Russian Journal of Dentistry. 2019;23(5):188-191. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/1728-2802-2019-23-5-188-191 Aleksandrov M.T., Dmitrieva E.F., Ahmedov A.N., Artemova O.A., Potrivaylo A., Prikule D.V. Raman-fluorescentnye harakteristiki razlichnyh anatomo-topograficheskih zon zubov razlichnyh funkcional'nyh grupp. Rossiyskiy stomatologicheskiy zhurnal. 2019;23(5):188-191. [Aleksandrov M.T., Dmitrieva E.F., Akhmedov A.N., Artemova O.A., Potrivailo A., Prikule D.V. Raman-fluorescent characteristics of different anatomical and topographic zones of teeth of different functional groups. Russian Journal of Dentistry. 2019;23(5):188-191. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/1728-2802-2019-23-5-188-191 Александров М.Т., Еганян Д.Г., Мамедова Л.А., Подойникова М.Н. Обоснование применения раман-флуоресцентной диагностики для оценки стоматологического статуса полости рта. Лазерная медицина. 2023;27(2):32-41. [Alexandrov M.T., Eganian D.G., Mamedova L.A., Podoinikova M.N. Justification of the application of Raman-fluorescence diagnostics to assess dental status of the oral cavity. Laser Medicine. 2023;27(2):32-41. (In Russ.)]. https://doi.org/10.37895/2071-8004-2023-27-2-32-41 Aleksandrov M.T., Eganyan D.G., Mamedova L.A., Podoynikova M.N. Obosnovanie primeneniya raman-fluorescentnoy diagnostiki dlya ocenki stomatologicheskogo statusa polosti rta. Lazernaya medicina. 2023;27(2):32-41. [Alexandrov M.T., Eganian D.G., Mamedova L.A., Podoinikova M.N. Justification of the application of Raman-fluorescence diagnostics to assess dental status of the oral cavity. Laser Medicine. 2023;27(2):32-41. (In Russ.)]. https://doi.org/10.37895/2071-8004-2023-27-2-32-41 Улитовский С.Б., Калинина О.В. Распространенность некариозных поражений зубов у беременных женщин и их взаимосвязь с экологией полости рта. Экология человека. 2019;26(8):58-64. [Ulitovskiy S.B., Kalinina O.V. The prevalence of noncarious teeth injury in pregnant and their interaction with ecology of oral cavity. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;26(8):58-64. (In Russ.)]. https://doi.org/10.33396/1728-0862-8-58-64 Ulitovskiy S.B., Kalinina O.V. Rasprostranennost' nekarioznyh porazheniy zubov u beremennyh zhenschin i ih vzaimosvyaz' s ekologiey polosti rta. Ekologiya cheloveka. 2019;26(8):58-64. [Ulitovskiy S.B., Kalinina O.V. The prevalence of noncarious teeth injury in pregnant and their interaction with ecology of oral cavity. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2019;26(8):58-64. (In Russ.)]. https://doi.org/10.33396/1728-0862-8-58-64 Mashima I., Theodorea C.F., Thaweboon B., Thaweboon S., Scannapieco F.A., Nakazawa F. Exploring the salivary microbiome of children stratified by the oral hygiene index. PloS one. 2017;12(9):e0185274. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185274 Mashima I., Theodorea C.F., Thaweboon B., Thaweboon S., Scannapieco F.A., Nakazawa F. Exploring the salivary microbiome of children stratified by the oral hygiene index. PloS one. 2017;12(9):e0185274. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185274 Магсумова О.А., Полканова В.А., Тимченко Е.В., Волова Л.Т. Рамановская спектроскопия и ее применение в стоматологии. Стоматология. 2021;100(4):137‑142. [Magsumova O.A., Polkanova V.A., Timchenko E.V., Volova L.T. Raman spectroscopy and its application in different areas of medicine. Stomatology. 2021;100(4):137‑142. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17116/stomat2021100041137 Magsumova O.A., Polkanova V.A., Timchenko E.V., Volova L.T. Ramanovskaya spektroskopiya i ee primenenie v stomatologii. Stomatologiya. 2021;100(4):137‑142. [Magsumova O.A., Polkanova V.A., Timchenko E.V., Volova L.T. Raman spectroscopy and its application in different areas of medicine. Stomatology. 2021;100(4):137‑142. (In Russ.)]. https://doi.org/10.17116/stomat2021100041137 Бажутова И.В., Магсумова О.А., Фролов О.О., Тимченко Е.В., Тимченко П.Е., Трунин Д.А. и др. Оценка органического и минерального состава эмали зубов методом рамановской спектроскопии: экспериментальное нерандомизированное исследование. Кубанский научный медицинский вестник. 2021;28(4):118-132. [Bazhutova I.V., Magsumova O.А., Frolov O.О., Timchenko E.V., Timchenko P.Е., Trunin D.А. et al. Raman spectroscopy analysis of dental enamel organic and mineral composition: an experimental non-randomised study. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2021;28(4):118-132. (In Russ.)]. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2021-28-4-118-132 Bazhutova I.V., Magsumova O.A., Frolov O.O., Timchenko E.V., Timchenko P.E., Trunin D.A. i dr. Ocenka organicheskogo i mineral'nogo sostava emali zubov metodom ramanovskoy spektroskopii: eksperimental'noe nerandomizirovannoe issledovanie. Kubanskiy nauchnyy medicinskiy vestnik. 2021;28(4):118-132. [Bazhutova I.V., Magsumova O.A., Frolov O.O., Timchenko E.V., Timchenko P.E., Trunin D.A. et al. Raman spectroscopy analysis of dental enamel organic and mineral composition: an experimental non-randomised study. Kuban Scientific Medical Bulletin. 2021;28(4):118-132. (In Russ.)]. https://doi.org/10.25207/1608-6228-2021-28-4-118-132 Александров М.Т., Кукушкин В.И., Маргарян Э.Г., Пашков Е.П., Баграмова Г.Э. Возможности и перспективы применения раман-флюоресцентной диагностики в стоматологии. Российский стоматологический журнал 2018;22(1):4–11. [Alexandrov M.T., Pashkov E.P., Bagramova G.E., Kukushkin V.I., Margaryan E.G. Possibilities and perspectives of raman fluorescence diagnostic application in dentistry. Russian Journal of Dentistry. 2018;22(1):4–11. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/0206-4952-2018-39-1-4-11 Aleksandrov M.T., Kukushkin V.I., Margaryan E.G., Pashkov E.P., Bagramova G.E. Vozmozhnosti i perspektivy primeneniya raman-flyuorescentnoy diagnostiki v stomatologii. Rossiyskiy stomatologicheskiy zhurnal 2018;22(1):4–11. [Alexandrov M.T., Pashkov E.P., Bagramova G.E., Kukushkin V.I., Margaryan E.G. Possibilities and perspectives of raman fluorescence diagnostic application in dentistry. Russian Journal of Dentistry. 2018;22(1):4–11. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/0206-4952-2018-39-1-4-11 Yang Y., Zeng C., Huang J., Wang M., Qi W., Wang H. et al. Specific and quantitative detection of bacteria based on surface cell imprinted SERS mapping platform. Biosensors and Bioelectronics. 2022;215:114524. https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114524 Yang Y., Zeng C., Huang J., Wang M., Qi W., Wang H. et al. Specific and quantitative detection of bacteria based on surface cell imprinted SERS mapping platform. Biosensors and Bioelectronics. 2022;215:114524. https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114524 Xia J., Li W., Sun M., Wang H. Application of SERS in the Detection of Fungi, Bacteria and Viruses. Nanomaterials (Basel). 2022;12(20):3572. https://doi.org/10.3390/nano12203572 Xia J., Li W., Sun M., Wang H. Application of SERS in the Detection of Fungi, Bacteria and Viruses. Nanomaterials (Basel). 2022;12(20):3572. https://doi.org/10.3390/nano12203572 Zhang Y., Xue C., Xu Y., Cui S., Ganeev A.A., Kistenev Y.V. et al. Metal-organic frameworks based surface-enhanced Raman spectroscopy technique for ultra-sensitive biomedical trace detection. Nano research. 2023;16(2):2968-2979. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4914-1 Zhang Y., Xue C., Xu Y., Cui S., Ganeev A.A., Kistenev Y.V. et al. Metal-organic frameworks based surface-enhanced Raman spectroscopy technique for ultra-sensitive biomedical trace detection. Nano research. 2023;16(2):2968-2979. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4914-1 Jones R.R., Hooper D.C., Zhang L., Wolverson D., Valev V.K. Raman Techniques: Fundamentals and Frontiers. Nanoscale research letters. 2019;14(1):231. https://doi.org/10.1186/s11671-019-3039-2 Jones R.R., Hooper D.C., Zhang L., Wolverson D., Valev V.K. Raman Techniques: Fundamentals and Frontiers. Nanoscale research letters. 2019;14(1):231. https://doi.org/10.1186/s11671-019-3039-2 Александров М.Т., Кукушкин В.И., Полякова М.А., Новожилова Н.Е., Бабина К.С., Аракелян М.Г. и др. Раман-флюоресцентные характеристики твердых тканей зубов и их клиническое значение. Российский стоматологический журнал. 2018;22(6):276–280. [Aleksandrov M.T., Kukushkin V.I., Polyakova M.A., Novozhilova N.E., Babina K.S., Arakelyan M.G et al. Raman fluorescent characteristics of hard dental tissues and their clinical significance. Russian Journal of Dentistry. 2018;22(6):276–280. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/1728-2802-2018-22-6-276-280 Aleksandrov M.T., Kukushkin V.I., Polyakova M.A., Novozhilova N.E., Babina K.S., Arakelyan M.G. i dr. Raman-flyuorescentnye harakteristiki tverdyh tkaney zubov i ih klinicheskoe znachenie. Rossiyskiy stomatologicheskiy zhurnal. 2018;22(6):276–280. [Aleksandrov M.T., Kukushkin V.I., Polyakova M.A., Novozhilova N.E., Babina K.S., Arakelyan M.G et al. Raman fluorescent characteristics of hard dental tissues and their clinical significance. Russian Journal of Dentistry. 2018;22(6):276–280. (In Russ.)]. https://doi.org/10.18821/1728-2802-2018-22-6-276-280 Zhang J., Zhou C., Zheng L., Wang J., Xia B., Zhao W. et al. Expert consensus on the treatment of oral diseases in pregnant women and infants. International journal of oral science. 2025;17(1):62. https://doi.org/10.1038/s41368-025-00395-3 Zhang J., Zhou C., Zheng L., Wang J., Xia B., Zhao W. et al. Expert consensus on the treatment of oral diseases in pregnant women and infants. International journal of oral science. 2025;17(1):62. https://doi.org/10.1038/s41368-025-00395-3 Barzan G., Sacco A., Mandrile L., Giovannozzi A.M., Brown J., Portesi C. et al. New frontiers against antibiotic resistance: A Raman-based approach for rapid detection of bacterial susceptibility and biocide-induced antibiotic cross-tolerance. Sensors and Actuators B Chemical. 2020;309:127774. https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.127774 Barzan G., Sacco A., Mandrile L., Giovannozzi A.M., Brown J., Portesi C. et al. New frontiers against antibiotic resistance: A Raman-based approach for rapid detection of bacterial susceptibility and biocide-induced antibiotic cross-tolerance. Sensors and Actuators B Chemical. 2020;309:127774. https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.127774 Tahir M.A., Dina N.E., Cheng H., Valev V.K., Zhang L. Surface-enhanced Raman spectroscopy for bioanalysis and diagnosis. Nanoscale. 2021;13(27):11593-11634. https://doi.org/10.1039/d1nr00708d Tahir M.A., Dina N.E., Cheng H., Valev V.K., Zhang L. Surface-enhanced Raman spectroscopy for bioanalysis and diagnosis. Nanoscale. 2021;13(27):11593-11634. https://doi.org/10.1039/d1nr00708d Леонтьев С.В., Леонтьева Е.Ю., Леонтьев Г.С. авторы; Леонтьев С.В. патентообладатель. Способ оценки состояния полости рта по фото и/или видеофиксации для выбора средств гигиены. Российская Федерация патент RU 2728259. Опубл. 28.07.2020. [Leontev S.V., Leonteva E.Yu., Leontev G.S. inventors; Leontev S.V. assignee. Method for assessment of oral health by photo and/or video fixation for selection of hygiene means. Russian Federation patent RU 2728259. Date of publication: 07/28/2020. (In Russ.)]. https://patents.google.com/patent/RU2728259C1/ru Leont'ev S.V., Leont'eva E.Yu., Leont'ev G.S. avtory; Leont'ev S.V. patentoobladatel'. Sposob ocenki sostoyaniya polosti rta po foto i/ili videofiksacii dlya vybora sredstv gigieny. Rossiyskaya Federaciya patent RU 2728259. Opubl. 28.07.2020. [Leontev S.V., Leonteva E.Yu., Leontev G.S. inventors; Leontev S.V. assignee. Method for assessment of oral health by photo and/or video fixation for selection of hygiene means. Russian Federation patent RU 2728259. Date of publication: 07/28/2020. (In Russ.)]. https://patents.google.com/patent/RU2728259C1/ru