THE STUDY OF BOUNDARY PERMEABILITY OF MATERIALS USED FOR FISSURE SEALING
Abstract and keywords
Abstract (English):
Introduction. Dental caries is a widespread dental disease with high intensity and has an impact on the dental health of the population. After teething fissures are the most susceptible to the development of caries in them, due to the peculiarities of their anatomical structure. One of the main directions of primary prevention of caries is the use of sealants for sealing fissures. As sealants are used modern materials from the group of glass ionomer cements, monomernye sealants and composite sealants. Due to the lack of currently clear indications and algorithms for minimally invasive interventions using filling materials in different clinical situations, a study of various materials for invasive fissure sealing in the laboratory. Purpose ― in vitro assess various materials for invasive fissure sealing. Methodology.The procedure of invasive sealing with the use of various filling materials was carried out on the removed intact teeth. Subsequently, the boundary adhesion of sealants was evaluated according to the criteria for direct restoration, as well as the dye permeability along the adhesion boundary. Results. On the basis of the obtained data, the optimal choice of filling materials during the methods of invasive sealing and preventive sealing is justified. Studies show the high potential of polymer composite sealants as a material for sealing fissures both imported and domestic production.

Keywords:
dental caries, fissure sealing, monomeric sealants, glass ionomer cements, sealants
Text

Введение

По данным Глобального банка стоматологических заболеваний Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), кариес зубов является широко распространенным стоматологическим заболеванием. Эпидемиологические стоматологические обследования демонстрируют высокую распространенность и интенсивность данной патологии, а также тенденцию к ухудшению стоматологического здоровья. Не стоит забывать, что немаловажным фактором развития кариеса является проживание в регионах, где в питьевой воде концентрации фторидов низкие или даже следовые [1, 2].

После прорезывания постоянных зубов у детей именно фиссуры и ямки наиболее подвержены развитию в них кариозного процесса. Доля кариеса жевательных поверхностей моляров составляет 80 % от всех других локализаций кариозных полостей у детей от 5 до 15 лет. Высокая частота возникновения фиссурного кариеса связана с особенностями анатомического строения фиссур, аккумуляцией пищевых остатков и формированием агрессивной зубной бляшки в естественных углублениях зуба и более длительным периодом гипоминерализации по сравнению с гладкими поверхностями зуба [3].

Зная основные факторы, приводящие к развитию кариеса, а также наиболее результативные средства, препятствующие его образованию, эксперты ВОЗ разработали основные направления профилактики: использование соединений фтора, диета с исключением или снижением в рационе потребления кариесогенных продуктов питания, обучение индивидуальной гигиене полости рта и использование герметиков для запечатывания фиссур.

Герметизация фиссур в качестве первичной профилактики является достаточно эффективным методом [4―7], существенно экономит силы и время при последующем лечении кариеса и его многочисленных осложнений [8, 9]. Из-за сложной и вариабельной формы и глубины фиссур, а также высокой вероятности наличия в этой области скрытых кариозных поражений врачи-стоматологи часто выбирают инвазивную герметизацию фиссур в качестве тактики лечебно-профилактических мероприятий [10].

В качестве герметиков сегодня применяются современные материалы из группы стеклоиономерных цементов (СИЦ) [11―13], компомерные и композиционные герметики [14―23]. Предпочтение отдают фторсодержащим представителям, которые не только механически изолируют фиссуры от внешних повреждающих факторов, но и ускоряют процесс минерализации эмали [24―27]. На окклюзионной поверхности под материалом создается депо фтора, оттуда он проникает в эмаль с образованием малорастворимого фтораппатита. Доказано, что наиболее эффективна герметизация фиссур сразу или в ближайшие полгода-год после прорезывания зубов, в период окончательного созревания эмали.

В настоящее время отсутствуют четкие показания и алгоритмы проведения минимально инвазивных вмешательств с применением различных пломбировочных материалов в разных клинических ситуациях. Интерес представляют вопросы ретенции и адгезии. В связи с этим проведенное исследование является актуальным.

Цель ― в лабораторных условиях (in vitro) оценить различные материалы для инвазивной герметизации фиссур. В этой связи задачами исследования стало проведение методики инвазивной герметизации на удаленных интактных зубах с применением различных пломбировочных материалов, рекомендованных для данной процедуры, с последующей оценкой краевого прилегания, шероховатости поверхности материалов при помощи зондирования и окрашивания. Кроме того, оценивали проницаемость для красителя по адгезионной границе при помощи стереомикроскопа при десятикратном увеличении. На основании полученных данных планируется обосновать оптимальный выбор пломбировочных материалов при проведении методик инвазивной герметизации и профилактического пломбирования.

Материалы и методы

Для проведения исследования отобрано 100 интактных экстрагированных по ортодонтическим показаниям премоляра. Зубы предварительно очищали от налета и мягких тканей при помощи щетки и наконечника, антисептически обрабатывали 1 % раствором хлоргексидина и помещали в физиологический раствор. Образцы хранили при комнатной температуре и 100 % влажности. В каждом зубе проводили расширение фиссур фиссуротомными конусовидными алмазными борами малого размера, установленными на турбинном наконечнике с подачей воды для охлаждения. Опытные образцы произвольно были разделены на пять групп по 20 зубов.

Использованы различные по химическому составу и адгезивной подготовке тканей зуба материалы, среди них:  пакуемый стеклоиономерный цемент импортного и отечественного производства, текучий композит с адгезивной системой пятого поколения, светоотверждаемый полимерный герметик (силан) импортного и отечественного производства. Все пломбировочные материалы применялись согласно инструкции фирмы-производителя.

После проведения инвазивной герметизации зубы были помещены на 24 часа в физиологический раствор для окончательной полимеризации материалов группы СИЦ. Далее были проведены шлифование, полирование по единой методике с применением силиконовых чашечек, щеточек и полировочной пасты, а также оценка прилегания материала. При этом за основу были взяты некоторые Ryge-критерии для прямой реставрации, модифицированные Паздниковой Н.А. (2009) для герметиков [28]:

краевое прилегание. А. Alfa: отсутствует видимая щель на границе раздела между эмалью и герметиком. Острый зонд не проникает в границу раздела при движении вдоль герметика в направлении тканей зуба. В. Bravo: определяется видимая щель по границе раздела, в которую проникает зонд, указывая, что край герметика неплотно прилегает к тканям зуба;

шероховатость поверхности герметика. А. Alfa: поверхность аналогична полированной эмали. В. Bravo: поверхность сходна с поверхностью белого камня или композита, содержащего субмикронный наполнитель. С. Charlie: поверхность настолько грубая, что препятствует движению зонда вдоль нее.

Далее зубы были помещены в раствор фуксина на 24 часа. После истечения данного времени зубы извлекали из красителя, промывали под проточной водой и проводили оценку изменения цвета по краю герметика по следующим критериям [28]: А. Alfa: изменение цвета по краю между герметиком и эмалью зуба не определяется. В. Bravo: определяется видимое изменение цвета по краю между герметиком и эмалью зуба, но оно не распространяется вдоль всего края герметика. С. Charlie: изменение цвета распространяется вдоль всего края герметика.

Для более детального изучения образцы были рассечены в щечно-язычном направлении с применением алмазного игловидного бора и турбинного наконечника с подачей воды для охлаждения на 1/2 длины коронковой части. Оценка глубины проникновения окрашивающего вещества проведена с применением стереомикроскопа при десятикратном увеличении.

Проникновение красителя оценивали в баллах от 0 до 2 исходя из следующих критериев: 0 баллов ― нет окрашивания по адгезионной границе и пломбировочного материала; 1 балл ― имеется проникновение красителя по адгезионной границе и/или внутрь материала менее чем на ½; 2 балла ― имеется проникновение красителя по адгезионной границе и/или внутрь материала более чем на ½.

Статистическую обработку результатов исследования проводили при помощи Excel 2000 пакета Microsoft Office 2000 и с использованием статистических пакетов STATISTICA–6,0. Для оценки нулевой гипотезы был использован критерий t-Стьюдента. Вычисляли среднее арифметическое (М) и ошибка среднего арифметического (ш); на основании расчета парного t-критерия Стьюдента для двух вариационных рядов устанавливали р-вероятность их отличия. Выявленные закономерности и связи изучаемых параметров между группами и признаками считали статистически значимыми при вероятности безошибочного прогноза Р ― 95 % и более (p<0,05). Точную значимость различий, долей (%) оценивали по методу Фишера с расчетом показателя ф.

Результаты исследования

При визуальной оценке качества герметизации и проведении зондирования после окончания полировки материалов получены следующие результаты: в группах, где применялись полимерные герметики и жидкотекучий композит с адгезивной системой пятого поколения, отмечали плотное прилегание герметика к эмали, отсутствие щели на границе раздела. Поверхность герметика была аналогична полированной эмали (табл. 1).

Таблица 1

Сравнительные результаты оценки герметиков по критериям Ryge в модификации Паздниковой Н.А. (2009)

Table 1. Comparative results of the assessment of sealants according to Ryge criteria in the modification of N. Pazdnikova (2009)

Критерий

Материал, применяемый для инвазивной герметизации

силан

импортного производства

силан

отечественного производства

 

жидкотекучий композит

отечественный СИЦ

импортный

СИЦ

Краевое прилегание

Alfa

100,00±

0,00 %

100,00±

0,00 %

100,00±

0,00 %

15,00±

7,98 %

* " ^

35,00±

10,67 %

* " ^

Bravo

0 %

0 %

0 %

85,00±

7,98 %

65,00±

10,67 %

Шероховатость поверхности герметика

Alfa

100,00±

0,00 %

100,00±

0,00 %

100,00±

0,00 %

0 %

* " ^

0 %

* " ^

Bravo

0 %

0 %

0 %

100,00±

0,00 %

* " ^

100,00±

0,00 %

* " ^

Charlie

0 %

0 %

0 %

0 %

0 %

Изменение цвета по краю герметика

Alfa

95,00±

4,87 %

95,00±

4,87 %

80,00±

8,94 %

0 %

* " ^

0 %

* " ^

Bravo

5,00±

4,87 %

5,00±

4,87 %

20,00±

8,94 %

0 %

20,00±

8,94 %

Charlie

0 %

0 %

0 %

100,00±

0,00 %

* " ^

80,00±

8,94 %

* " ^

Примечание: * ― различие статистически значимо (p<0,05) по сравнению с группой, где в качестве пломбировочного материала использовался силан импортного производства; " ― различие статистически значимо (p<0,05) по сравнению с группой, где в качестве пломбировочного материала использовался силан отечественного производства; ^ ― различие статистически значимо (p<0,05) по сравнению с группой, где в качестве пломбировочного материала использовался жидкотекучий композит.

 

В случаях применения СИЦ в основном определялось нарушение краевого прилегания, зондировалась щель по границе раздела; поверхность была сходна с поверхностью белого камня или композита, содержащего субмикронный наполнитель.

При использовании композиционных герметиков проникновение красителя между герметиком и эмалью зуба визуально отмечено в небольшом проценте случаев, в то же время при использовании СИЦ определялось видимое изменение цвета по краю между герметиком и эмалью зуба (см. табл. 1).

По результатам исследования распилов зубов при увеличении отмечено, что герметизация светоотверждаемыми силанами как отечественного (рис. 1а), так и импортного (рис. 1б) производства обеспечивает достаточно высокую изолирующую способность.

                                                                    а                                                                       б

   

Рис. 1. Шлиф зуба после испытаний на краевую проницаемость полимерного герметика отечественного (а) и импортного (б) производства. Ув. 10

Fig. 1. A tooth section after tests for edge permeability of polymer sealant of domestic (a) and import (b) production.

Magnification 10

Отсутствие проникновения красителя внутрь материала и по границе наблюдалось в 19 из 20 случаев для каждого материала (табл. 2).

Таблица 2

Средний балл оценки проникновения красителя по адгезивной границе

Table. 2. The average score for assessing the penetration of the dye on the adhesive border

Критерий

Материал, применяемый для инвазивной герметизации

силан

импортного производства

силан

отечественного производства

жидкотекучий композит

отечественный СИЦ

импортный

СИЦ

Количество зубов

20

20

20

20

20

Результат проникновения красителя по адгезионной границе (баллы)

0,05±0,22

0,05±0,22

0,20±0,41

2,00±0,00*

1,8±0,41*

Примечание: * ― различие статистически значимо (p<0,05) по сравнению с группами, где в качестве пломбировочного материала использовались силаны и жидкотекучий композит.

 

Для композита повышенной текучести картина была несколько хуже, т.к. незначительное проникновение красителя по границе наблюдалось в 4 случаях из 20 (табл. 2, рис. 2).

 

Рис. 2. Шлиф зуба после испытаний на краевую проницаемость жидкотекучего композита. Ув. 10

Fig. 2. A section of a tooth after tests for the boundary permeability of a fluid composite. Magnification 10

 

Рис. 3. Шлиф зуба после испытаний на краевую проницаемость СИЦ импортного производства. Ув. 10

Fig. 3. The tooth section after tests on the boundary permeability of the SIC imported. Magnification 10

 

Рис. 4. Шлиф зуба после испытаний на краевую проницаемость СИЦ отечественного производства. Ув. 10

Fig. 4. A tooth section after tests for edge permeability of the SIC of domestic production. Magnification 10

 

В зубах, где с целью герметизации применялись СИЦ, проникновение красителя по границе происходило в большинстве случаях при использовании СИЦ импортного производства (табл.2; рис. 3) и в 100 % случаев ― отечественного (табл. 2; рис. 4), что достоверно отличалось от показателей композиционных материалов.

 

Выводы

Таким образом, результаты исследования показывают высокий потенциал полимерных композитных герметиков в качестве материала для герметизации фиссур, поскольку они обеспечивают лучшую физическую защиту. Высокие адгезионные характеристики дают возможность прогнозировать при клиническом применении исследуемых герметиков хорошее прилегание к эмали, а также длительную сохранность в фиссурах зубов. Отечественные силаны по результатам исследования не уступают зарубежным аналогам по качеству. Кроме того, композит повышенной текучести также может быть материалом выбора при проведении инвазивной методики герметизации.

В то же время стеклоиономерные цементы показали неудовлетворительные показатели краевой проницаемости, в связи с этим рекомендовано их применение только в случае невозможности использования альтернативных материалов.

References

1. Tokmakova, S. I., Bondarenko, O. V., Shevtsova, A. A., Sgibneva, V. A., Zhukova, E. S., Voblova, T. V. (2018). Otsenka rasprostranennosti i intensivnosti kariyesa i nekarioznykh porazheniy u vzroslogo naseleniya goroda Barnaula [Estimation of prevalence and intensity of caries and non-carious lesions in the adult population of Barnaul]. Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya [Modern problems of science and education], 4, URL : http://science-education.ru/ru/article/view?id=27913 (In Russ.)

2. Rodionova, A., Kamenova, T., Afonina, I., Hmizova, T., Oganian, V. (2015). Sovremennyy podkhod k profilaktike kariyesa na populyatsionnom urovne [Modern approach to caries prevention at the population level]. Problemy stomatologii [Problems of Dentistry], 3–4, 25–31. (In Russ.)

3. Barer, G. M., Kuzmina, I. N. (1996). Osobennosti diagnostiki rannikh form kariyesa zhevatel'noy poverkhnosti pervykh postoyannykh molyarov [Features of the diagnosis of early forms of caries on the chewing surface of the first permanent molars]. Novoye v stomatologii [New in Dentistry], 2, 3–5. (In Russ.)

4. Kiselnikova, L. P. (2006). Individual'naya profilaktika kariyesa zubov u detey shkol'nogo vozrasta [Individual prevention of dental caries in school children]. Klinicheskaya stomatologiya [Clinical Dentistry], 4, 52–56. (In Russ.)

5. Kobiyasova, I. V., Mikhalkova, E. S. (2018). Sovremennyye vozmozhnosti profilaktiki fissurnogo kariyesa putem fiziologicheskikh i biofunktsional'nykh resheniy germetizatsiya fissur kak iskusstvo [Modern possibilities for the prevention of fissure caries through physiological and biofunctional solutions fissure sealing as an art]. Stomatologiya [Dentistry], 4, 38–42. (In Russ.)

6. Lobovkina, L. A., Romanov, A. M. (2008). Germetizatsiya fissur - nadezhnyy sposob profilaktiki kariyesa zubov [Fissure sealing - teeth caries preventive maintenance reliable way]. Stomatologiya detskogo vozrasta i profilaktika [Pediatric dentistry and prevention], 4 (27), 42–44. (In Russ.)

7. Borodina, T. V., Apraksina, E. Yu., Zheleznaya, A. P. (2015). Effektivnost' germetizatsii fissur zhevatel'noy gruppy zubov u detey [Efficiency of sealing of fissures of chewing group of teeth at children]. Meditsina i obrazovaniye v Sibiri [Medicine and education in Siberia], 5, 42. (In Russ.)

8. Cherkasov, S. M. (2014). Analiz rasprostranennosti zabolevaniy zubochelyustnoy sistemy, formiruyushchikh spros na stomatologicheskiye uslugi [Analysis of the prevalence of diseases of the dentofacial system, forming the demand for dental services]. Fundamental'nyye issledovaniya [Basic Research], 2, 186–189. (In Russ.)

9. Skulska, S. (2019). Dental fissure sealing as a method of primary prevention of fissure caries. Sovremennaya stomatologiya [Modern dentistry], 1 (95), 60. (In Russ.)

10. Andriyanov, V. G., Bibartseva, E. A. (2016). Aktual'nost' primeneniya kompozitnykh germetikov dlya profilaktiki kariyesa [The relevance of the use of composite sealants for the prevention of caries]. Byulleten' meditsinskikh internet-konferentsiy [Bulletin of medical Internet conferences], 5, 845–846. (In Russ.)

11. Barja-Fidalgo, F., Maroun, S., de Oliveira, B. H. (2009). Effectiveness of a glass ionomer cement used as a pit and fissure sealant in recently erupted permanent first molars. Journal Dent Child (Chic), 76, 34–40.

12. Ji, P. H., Xu, Q. L., Ba, Y. (2007). Clinical evaluation of fluor protector and glassionomer cement used as pit and fissure sealant for preventing pit and fissure caries in children. Shanghai Kou Qiang YI Xue, 16, 374–376.

13. Stepanova, T. S., Kuzminskaya, O. Yu. (2015). Opyt primeneniya klassicheskikh stekloionomernykh tsementov dlya invazivnoy germetizatsii fissur postoyannykh zubov u detey [The experience of using classical glass ionomer cements for invasive sealing of fissures of permanent teeth in children]. Stomatologiya detskogo vozrasta i profilaktika [Pediatric Dentistry and Prevention], 2 (53), 15–18. (In Russ.)

14. Butvilovsky, A. V., Volodkevich, D. L., Volodkevich, A. L. (2017). Opyt primeneniya samoprotravlivayushchego silana "quickseal" ("bjmlab") dlya germetizatsii fissur i yamok zubov [The experience of using self-etching silane "quickseal" ("bjmlab") for sealing fissures and fossae]. Stomatologicheskiy zhurnal [Dental Journal], 3, 255–256. (In Russ.)

15. Duangthip, D., Lussi, A. (2004). Effects of application techniques and fissure types on the in vitro performance of two fissure sealants. Am. Journal Dent, 17, 137–142.

16. Francescut, P., Lussi, A. (2006). Performance of a conventional sealant and a flowable composite on minimally invasive prepared fissures. Oper Dent, 31, 543–550.

17. Hicks, J. (2007). Glass ionomer pit and fissure sealant provides caries protection on occlusal surfaces. Journal Evid. Based. Dent: Pract., 7, 3–12.

18. Singh, S., Pandey, R. K. (2011). An evaluation of nanocomposites as pit and fissure sealants in child patients. Journal Indian Soc. Pedod. Prev. Dent, 29, 294–299.

19. Cao, H. Z., Shu, C. B., Wang, S., Huang, W. (2011). Clinical evaluation of pit and fissure sealant with light-cured flowable resin and light-cured pit and fissure sealants. Shanghai Kou Qiang Yi Xue, 20, 545–547.

20. Folke, B. D., Walton, J. L., Feigal, R. J. (2004). Occlusal sealant success over ten years in a private practice: comparing longevity of sealants placed by dentists, hygienists, and assistants. Pediatr Dent, 26, 426–432.

21. Feigal, R. J., Donly, K. J. (2006). The Use of pit and fissure sealants. Pediatr Dent, 28, 2, 143–150.

22. Kakaboura, A., Matthaiou, L., Papagiannoulis, L. (2002). In vitro study of penetration of flowable resin composite and compomer into occlusal fissures. Eur J Peadiatr Dent, 3, 4, 205–209.

23. Burbridge, L., Nugent, Z., Deery, C. (2006). A randomized controlled trial of the effectiveness of a one-step conditioning agent in fissure sealant placement: 6 month results. Int J Pediatr Dent, 16, 6, 424–430.

24. Kravchuk, I. V., Bintsarovskaya, G. V. (2002). Sovremennyye podkhody k vyboru sredstv i metodov germetizatsii fissur [Modern approaches to the choice of means and methods of sealing fissures]. Stomatologiya detskogo vozrasta [Pediatric Dentistry], 4, 16–19. (In Russ.)

25. Polushina, A. S., Bozhko, A. N. (2017). Primeneniye materialov dlya germetizatsii fissur, soderzhashchikh ftor [The use of materials for sealing fissures containing fluorine]. Vestnik sovremennykh issledovaniy [Bulletin of modern research], 11 (14), 56. (In Russ.)

26. Menon, P. V., Shashikiran, N. D., Reddy, V. V. (2007). Comparison of antibacterial properties of two fluoridereleasing and a nonfluoride-releasing pit and fissure sealants. Journal Indian Soc. Pedod. Prev. Dent, 25, 3, 133–136.

27. Hicks, J., Flaitz, C. M., GarciaGodoy, F. (2000), Fluoride releasing sealant and caries- like enamel lesion formation in vitro. J Clin Pediatr Dent, 24, 3, 215–219.

28. Pazdnikova, N. K., Kuzmina, E. M. (2009). Sravnitel'naya otsenka klinicheskoy effektivnosti razlichnykh germetikov, soderzhashchikh bioaktivnyye iony [Comparative evaluation of the clinical effectiveness of various sealants containing bioactive ions]. Dental Forum [Dental Forum], 2, 16–21. (In Russ.)


Login or Create
* Forgot password?