Композиция, содержащая эдтк для подготовительной обработки биологической поверхности, способ ее приготовления и способ обработки биологической поверхности - RU2155575C2

Описание

Настоящее изобретение относится к способу подготовительной обработки биологической, минерализованной поверхности, в частности подготовительной обработки корней зубов, путем избирательного удаления частей обнаженной поверхности корня, причем подобная подготовительная обработка используется в качестве этапа, предшествующего улучшению прикрепления зубов в связи с хирургическим вмешательством на периодонте.

Зубы прикрепляются к альвеолярной кости посредством корней зубов. Вдоль поверхности корней обнаруживается тонкий слой минерализованного цементного вещества. Слой цементного вещества скрепляет коллагеновые волокна, которые простираются до примыкающей альвеолярной кости. Таким образом, пространство, создающееся между поверхностями корня и кости, занято, главным образом, коллагеновыми волокнами и клетками соединительной ткани (фибробластами). Мягкая ткань, известная как периодонтальная оболочка или связка, является высоко специализированной соединительной тканью. Она способна образовывать кость, а также цементное вещество и при условии обеспечения нормальных условий может образовывать новый аппарат прикрепления в зонах корня, где был утрачен вследствие заболевания периодонта.

Заболевание периодонта является вторым по частоте, после зубного кариеса, заболеванием полости рта. Это распространяющееся заболевание, поражающее в своей тяжелой форме приблизительно 10% населения промышленно развитых стран и приводящее к частичной или полной потере зубов. Однако у большинства взрослых людей этим заболеванием поражен один зуб или более.

В своей наиболее часто встречающейся форме это заболевание известно как краевой периодонтит. Он обусловлен накоплением бактериальных отложений на поверхности зубов вдоль краев десен. Эти бактериальные отложения происходят из эндогенной микрофлоры полости человека и вызывают воспалительную реакцию в десне, которая приводит к разрушению фиксирующих зубы тканей (периодонтальной оболочки и альвеолярной кости). Разрушение тканей, фиксирующих зубы, приводит к углублению пространства (карман периодонта) между корнем зуба и тканью десны. Заболевание прогрессирует по мере миграции бактерий по направлению к верхушке корня зуба в карман периодонта, который становится более глубоким в результате воспаления мягкой ткани. Если не начать соответствующее лечение, зуб становится подвижным и в конечном итоге при разрушении слишком большого количества фиксирующих тканей выпадает.

Конечной целью обычного лечения краевого периодонтита является удаление бактериальных отложений и зубного камня (минерализованных бактериальных отложений) с поверхности корней для устранения причины воспаления десен. Обычное лечение можно разделить на консервативные и хирургические методы.

Обычно лечение начинают с соскабливания (удаление зубного камня и очистка корня) отложений на поверхности зубов для удаления как видимых бактериальных отложений, так и зубного камня и отложений, спрятанных за краем десны. Это уменьшает отек десен, вызванный воспалением, и часто уменьшает глубину карманов периодонта. Однако трудно произвести полное удаление зубного камня и очистку корня под краем десны, и при наличии более глубоких карманов периодонта недоступные инфицированные участки будут служить резервуарами для повторной инфекции. В этом случае при распространении инфекции в зону между корнями часто развивается поражение зоны разделения корней. Следовательно, для полного удаления бактериальных отложений с мягких и твердых тканей, может потребоваться применение хирургических методов, которые обеспечат доступ и возможность осмотра этих тканей.

Во время операций на периодонте доступ к корням, пораженным периодонтитом, обеспечивается путем отслойки ткани десны от корней и альвеолярной кости. Затем корни освобождают от бактериальных отложений и зубного камня путем соскабливания зубного камня и очистки корня. При этом также удаляют грануляционную ткань и цементное вещество корня, загрязненные бактериальными токсинами. После очистки зоны лоскуты десны возвращают на место и фиксируют швами. В течение последующего периода заживления во избежание рецидива заболевания необходимо строго соблюдать самые жесткие требования к уходу за полостью рта.

Такие обычные лечебные процедуры носят консервативный характер и, в лучшем случае, только позволят сохранить оставшиеся ткани, фиксирующие зубы. Следовательно, при использовании обычных способов лечения нельзя воссоздать уже утраченную фиксацию зубов.

Восстановление периодонта является первоочередной задачей лечения заболеваний периодонта. Это процесс, который в значительной степени зависит от тканевых реакций, происходящих на границе раздела между твердыми и мягкими тканями на поверхности зуба.

Длительные исследования заживления ран периодонта с краевой связью после лечения периодонта показали, что клеточная колонизация раневой зоны происходит в результате конкуренции между соединительной тканью альвеолярной кости, эпителием полости рта и слизистой оболочки, а также соединительной тканью периодонта. Как правило, после операций на периодонте длинный эпителий соединительной связки периодонта покрывает соединительную ткань лоскутов мягких тканей, т. е. мигрирует по направлению к верхушке корня, достигая уровня, имевшего место перед операцией, или близкого к нему. Обычно пролиферирующие эпителиальные клетки достигают предоперационный уровень карманов периодонта приблизительно через одну неделю после операции, препятствуя таким образом прикреплению соединительной ткани к поверхности корня. Было также установлено, что краевое заживление после консервативных лечебных процедур, таких как очистка корня, способствует пролиферации эпителия кармана к верхушке корня. Кроме того, обычно при заживлении краевых ран периодонта не происходит образование репаративного цементного вещества или альвеолярной кости. Исключением из этого правила является ситуация, наблюдаемая иногда при большинстве верхушечных краевых ранах периодонта корневой поверхности размером от 0,1 до 0,2 мм, которые могут подвергаться колонизации клеток соединительной ткани перед тем, как эпителий достигнет верхушечного распространения раны. Клинически, при благоприятных анатомических условиях, таких как глубокие вертикальные разрушения, регистрировались "костные заполнения". Однако при обычных операциях на периодонте, при глубоких поражениях в области зоны разделения корней, излечение поражений периодонта чаще всего не происходит.

В заключение следует отметить, что после использования обычных методов лечения краевого периодонтита не происходит нормальной регенерации тканей, фиксирующих зубы (цементное вещество, периодонтальная оболочка и альвеолярная кость). Вместо этого, обнаженная корневая поверхность покроется слоем эпителиальных клеток, который не обеспечивает функциональное прикрепление корня.

Научные исследования, проведенные в течение семидесятых и восьмидесятых годов, показали, что при благоприятных условиях можно стимулировать клетки периодонтальной связки и цементного вещества для повторного покрытия ранее пораженной корневой поверхности. Путем введения полупористой мембраны ("Контролируемая регенерация ткани") под лоскут мягкой ткани во время операции на периодонте можно предотвратить миграцию эпителиальных клеток вдоль корневой поверхности и, таким образом, способствовать колонизации корневой поверхности периодонтальными фибробластами. Это обеспечит избирательное повторное покрытие корневой поверхности клетками из периодонтальной связки и альвеолярной кости.

Выполнение протравливания во время операций на периодонте преследует три цели: удаление бактериальных токсинов, удаление поверхностного неприкрепленного слоя, обнажение коллагеновых волокон на корневой поверхности и улучшение возможности зрительного контроля посредством гемостатического эффекта. Оценку первых двух из указанных целей проводили in vitro с использованием, главным образом, лимонной кислоты и в некоторой степени ортофосфорной кислоты, обе из которых действуют при pH около 1 (Lowenguth R.A., Blieden Т. M. Periodontal regeneration: root surface demineralization. Periodontology 2000, 1993; 1:54).

Соскабливание зубного камня и очистку корня производят для удаления бактериальных отложений, зубного камня и поверхностных слоев корневой поверхности (цементное вещество и дентин), т. е. структур и тканей, в которых содержатся бактериальные токсины. Эти токсины содержатся не только в бактериальных отложениях, но их также можно обнаружить адсорбированными к корневым поверхностям при поражениях периодонта. Как было показано, эти вещества подавляют прикрепление клеток in vitro, что необходимо для процесса заживления. Таким образом, целью соскабливания зубного камня и очистки корня является обеспечение биологически приемлемой поверхности для краевого заживления. Однако после инструментальной подготовительной обработки корневой поверхности еще могут оставаться зоны инфицированного цементного вещества, а также поверхностного неприкрепленного слоя, покрывающего обработанные поверхности. По данным литературы, дополнительная обработка корневой поверхности, как, например, протравливание, удаляет поверхностный неприкрепленный слой.

По данным литературы, применение протравливающих веществ удаляет поверхностный неприкрепленный слой и фрагменты, образовавшиеся в результате соскабливания зубного камня и подготовительной обработки корня. Однако протравливание также воздействует на минерализованную корневую поверхность, хотя в зависимости от способа применения протравливающего вещества были получены противоречивые результаты. По-видимому, очистка корневой поверхности ватным шариком, смоченным в лимонной кислоте, обнажает большее количество межканальцевых волокон и в большей степени расширяет канальцы дентина по сравнению с простым нанесением капли кислоты или помещением пропитанного кислотой ватного шарика на поверхность корня без протирания, хотя есть сообщения, указывающие на отсутствие разницы между ними. В этом плане было показано, что длительный период воздействия протравливающего вещества приводит к более глубокому его проникновению.

В нескольких исследованиях было изучено заживление периодонта после протравливания корневых поверхностей, обнаженных во время операции на периодонте, лимонной или ортофосфорной кислотой, и лишь в небольшом количестве исследований проведена оценка реакции окружающих мягких тканей после применения кислоты. Несмотря на низкий pH (около 1), к удивлению отмечено поражение небольшой зоны мягкой ткани вокруг участка нанесения кислоты. Однако имеются сообщения о более глубоких воздействиях на заживление периодонта, хотя полученные результаты представляются очень неоднородными.

С момента применения протравливания корневых поверхностей лимонной и ортофосфорной кислотой (pH 1) оно, по имеющимся сообщениям, приводит к новому прикреплению или повторному прикреплению. Как представляется, подход с применением протравливания был инициирован индуцирующей развитие костной ткани способностью факторов в деминерализованном дентине, ранее называемых "Костным морфогинетическим белком". Позднее эти заявления дискутировались, и большинство проведенных in vivo исследований показывают, что скорее произойдет заживление соединительной ткани с некоторым реперативным образованием цементного вещества, а не образование длинного эпителия соединительной связки периодонта. Имеются также основания считать, что обработка во время операции раны периодонта лимонной или ортофосфорной кислотой улучшит возможности зрительного контроля посредством гемостатического эффекта, а также облегчит удаление грануляционной ткани.

В то время как предшествующие изобретения в этой области были связаны с подготовительной обработкой корней зубов, главным образом, путем использования лимонной и в некоторой степени ортофосфорной кислот, настоящее изобретение нацелено на совершенно новую концепцию такой подготовительной обработки корневой поверхности путем использования истинной процедуры протравливания, которая приводит к значительному улучшению подготовительной обработки для усиления последующего прикрепления зуба. Поскольку настоящее изобретение относится к протравливанию корня зуба, важно отметить, что протравливание предназначено для избирательного удаления части (частей) или компонента(ов) с твердой поверхности посредством воздействия протравливающего вещества, такого как раствор кислоты или другого вещества. Таким образом, протравливание не связано с эрозией обрабатываемой поверхности для удаления всего поверхностного слоя. Следовательно, целью протравливания, проводимого на корневой поверхности в связи с операциями на периодонте, является избирательное удаление бактериальных токсинов и гидроксиапатита с оставлением открытого слоя коллагена.

В соответствии с этим главным объектом настоящего изобретения является создание способа подготовительной обработки биологической, минерализованной поверхности, в частности процедуры протравливания для подготовительной обработки корней зубов с тем, чтобы на корне зуба остался открытый слой коллагена.

Другим объектом изобретения является создание композиции, используемой при таком способе.

Еще одним объектом изобретения является создание методик подготовительной обработки корня зуба, посредством которых будет значительно улучшено последующее прикрепление зуба после хирургических вмешательств на периодонте.

Еще одним объектом изобретения является создание методик подготовительной обработки, которые не зависят от низкого pH и не представляют никаких токсикологических проблем.

Еще одним объектом изобретения является создание методик подготовительной обработки, посредством которых устраняются некротизирующие воздействия на окружающие ткани периодонта, поскольку подготовку можно проводить при нейтральном или почти нейтральном pH.

Для этих и других объектов, которые будут понятны из следующего подробного описания, изобретение предлагает способ подготовительной обработки биологических, минерализованных поверхностей, и в соответствии с изобретением способ включает обработку в виде протравливания указанной поверхности композицией, содержащей эффективное количество этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК). Изобретение особенно применимо для подготовительной обработки корня путем избирательного удаления частей открытой поверхности корня зуба, в результате чего в последующем значительно улучшится прикрепление зуба.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения композиция содержит указанную кислоту в водной среде в комбинации с водной матрицей.

Изобретение предлагает также композицию для использования при подготовительной обработке корня зуба, включающего избирательное удаление частей открытой поверхности корня зуба. Указанная композиция содержит в качестве активного ингредиента эффективное количество ЭДТК в комбинации с водной матрицей или носителем.

Для облегчения введения аминополикарбоксильной кислоты в матрицу композиции предпочтительно включить в его состав агент, регулирующий pH, в количестве, обеспечивающем уровень pH водной фазы композиции в пределах от около 6 до около 8. Особенно предпочтительным диапазоном является от около 6,5 до около 7,5, т. е. близко к нейтральному pH 7.

Указанный агент, регулирующий pH, может быть любым щелочным соединением или веществом, совместимым с предлагаемым использованием композиции, а в состав агента может также входить подходящий буфер. Среди щелочных соединений могут быть упомянуты аммиак и гидроокиси щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Особенно предпочтительными щелочными соединениями являются гидроокись натрия, гидроокись калия и гидроокись кальция.

Как было указано ранее, композиция имеет водную природу и может включать водный раствор. Для облегчения применения композиции предпочтительно, чтобы она была в форме вязкого водного раствора, причем повышенная вязкость обеспечивается агентом, повышающим вязкость. Такой агент может включать полисахарид и может быть выбран из целлюлоз и их производных, крахмалов и их производных, растительных клеев, капсулярных микробных полисахаридов и полисахаридов водорослей.

Среди предпочтительных полисахаридов могут быть упомянуты целлюлозы и их производные, например этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и их соли и крахмалы и производные крахмалов, такие как гидроксиэтил крахмал. Особенно предпочтительным агентом, повышающим вязкость, является натрийкарбоксиметилцеллюлоза.

Среди микробных полисахаридов могут быть ксантановая смола, курдлан, пуллолан, декстран, а среди полисахаридов водорослей могут быть упомянуты агар, карагенаны, альгиновая кислота.

Концентрация полисахарида, используемого в композиции в соответствии с изобретением, может варьировать в широких пределах, но приемлемым верхним пределом содержания полисахарида является приблизительно 25% по массе от массы композиции. Однако можно использовать гораздо более низкие процентные доли, и концентрация полисахарида порядка до 10% по массе, как, например, от около 1 до около 5% по массе, является практически приемлемой.

В качестве альтернативы использованию полисахарида в качестве агента, повышающего вязкость, могут использоваться агенты, выбранные из белков и гликопротеинов, таких как желатин, денатурированные структурные белки и протеогликаны.

Предпочтительно, чтобы композиция содержала воду в качестве главного компонента, и содержание в ней протравливающего ингредиента, ЭДТК, может быть в концентрации, близкой или соответствующей насыщению, как, например, около 27% по массе от содержания воды в композиции. При значении pH около нейтрального точка насыщения для кислоты, ЭДТК, находится приблизительно между 22 и 27% по массе от содержания воды в композиции, а именно около 25%.

Выражение "близкая к насыщению" обозначает в этом описании концентрацию, которая не меньше около 80% и, главным образом, не менее около 90% концентрации в точке насыщения.

Для облегчения нанесения композиции в соответствии с изобретением на поверхность корня зуба, подлежащую подготовительной обработке, предпочтительно, чтобы композиция имела относительно высокую вязкость, и с этой целью композиция может принимать форму геля или полужидкого материала. Такое состояние или форма может быть получена путем использования подходящего полисахарида в относительно небольшом количестве, как, например, до около 5% по массе от содержания воды в композиции, причем предпочтительным является диапазон от около 2 до около 5% по массе.

ЭДТК является веществом, которое образует хелатные соединения двухвалентных катионов, таких как Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺ и Pb²⁺. Оно широко используется в инфузионных растворах для детоксикации и в качестве антикоагулянта in vivo. In vitro оно находит множественное применение, как, например, для отсоединения клеток от твердого субстрата, декальцификации образцов ткани перед получением срезов и окрашиванием, и в качестве детергента при биохимическом анализе.

При использовании обычных протравливающих агентов, действующих при pH, равном 1, растворяется не только минеральный компонент открытых дентиновых поверхностей, но также и коллагеновая матрица. Такими кислотами, как лимонная кислота, коллаген растворяется при кислом pH при слабых концентрациях. ЭДТК может также растворять части молекулы коллагена или суперструктуру, но это положение спорно. Однако при кратковременном воздействии, которое предполагается для протравливания корневой поверхности, этим эффектом можно пренебречь. Таким образом, в отличие от обычных протравливающих агентов протравливание с помощью ЭДТК будет избирательно удалять гидроксиапатит, а не коллагеновую матрицу дентина.

В качестве предпочтительного варианта реализации изобретение характеризуется водной композицией, используемой при подготовительной обработке корней зубов путем избирательного удаления открытой поверхности корней зубов таким образом, чтобы улучшить последующее прикрепление зуба после хирургических вмешательств на периодонте, причем указанная композиция содержит указанные ниже компоненты в следующей концентрации по отношению к содержанию воды в указанной композиции:
ЭДТК в количестве от около 22 до 27% по массе;
гидроокиси натрия в качестве агента, регулирующего pH, в количестве, обеспечивающем в результате уровень pH в диапазоне от около 6,5 до около 7,5; и
агента, повышающего вязкость, состоящего из карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) или ее соли в количестве от около 1% по массе до около 5% по массе.

Особенно предпочтительной композицией для такого применения является композиция, в которой:
количество ЭДТК составляет около 25% по массе;
pH композиции, близкий к нейтральному, т.е. pH 7; и
агентом, повышающим вязкость, является натрийкарбоксиметилцеллюлоза в количестве от около 3 до 5% по массе.

Ниже настоящее изобретение будет проиллюстрировано со ссылкой на отдельные примеры, которые, однако, не должны рассматриваться как ограничения объема изобретения иным образом, нежели это определено в прилагаемой формуле изобретения. В этих примерах, при отсутствии других указаний, процентное содержание относится к массе.

Пример 1
Исследования с использованием сканирующей электронной микроскопии (СЭМ)
Удаленные зубы с открытым дентином на различные периоды до 10 минут погружают в водные растворы лимонной кислоты (насыщенной, pH 1), ортофосфорной кислоты (37%, pH 1) или ЭДТК (24%, pH 7, NaOH). Затем готовят образцы для исследования с помощью СЭМ.

Все растворы в течение короткого периода времени (менее 1 минуты) удаляют поверхностный неприкрепленный слой и фрагменты, образовавшиеся в результате соскабливания зубного камня и подготовительной обработки корня. Обычное протравливание кислотой (лимонной или ортофосфорной кислотой) обеспечивает преимущественно гладкую поверхность дентина с лишь изредка встречающимися аморфными отложениями в зоне между канальцами дентина, но волокна не видны. Отчетливо видны дентиновые канальцы, которые оказались расширенными. Протравливание ЭДТК привело к образованию совершенно другой структуры дентина, повсеместно между дентиновыми канальцами представляющего собой фиброзную сеть с отчетливо видимыми отдельными волокнами, сравнимыми по размеру с коллагеновыми волокнами.

Поверхность дентина после 4 минут воздействия лимонной кислотой (pH 1, насыщенной), ортофосфорной кислотой (pH 1,37%) или ЭДТК (pH 7,24%) соответственно наблюдается с помощью электронного микроскопа. Закругленные образования указывают на открытые дентиновые канальцы. Интересно отметить из полученных результатов почти полное отсутствие волокон после нанесения ортофосфорной кислоты в отличие от результата после нанесения ЭДТК.

Нанесение ЭДТК привело к появлению на поверхности непокрытых волокон, тогда как при использовании любой из двух кислот, действующих при низком pH, этого не происходит.

Пример 2
Исследования с окрашиванием коллагена
Удаленные зубы с открытым дентином на различные периоды до 10 минут погружают в водные растворы лимонной кислоты (насыщенной, pH 1), ортофосфорной кислоты (37%, pH 1) или ЭДТК (24%, pH 7). Затем образцы окрашивают коллагеновым красителем и проводят денситометрическую оценку интенсивности окрашивания.

Окрашивание на коллаген было значительно более интенсивным на всех поверхностях, обработанных ЭДТК, по сравнению с поверхностями, обработанными обычным протравливанием кислотой (лимонной или ортофосфорной кислотой). При обычном протравливании коллаген на поверхности дентина почти полностью не выявляется.

Денситометрическая регистрация окрашивания проводилась через 4 минуты после нанесения ортофосфорной кислоты (pH 1,37%), лимонной кислоты (pH 1, насыщенной) и ЭДТК (pH 7,24%). Регистрацию производят в сравнении с механически открытой непротравленной поверхностью дентина перед протравливанием (исходное состояние) и с прилегающей оболочкой периодонта (100%). Важно отметить интенсивное окрашивание на коллаген после нанесения ЭДТК в отличие от практически отсутствующего окрашивания после нанесения любой из двух других кислот.

Результаты этих двух исследований показывают, что после протравливания ЭДТК коллагеновая матрица остается интактной, тогда как протравливание обычными протравливающими агентами, такими как лимонная или ортофосфорная кислота, приводит к растворению как минеральной, так и коллагеновой матрицы.

Реферат

Изобретение относится к области медицины. Композиция, применяемая при подготовительной обработке биологической, минерализованной поверхности, в частности для подготовительной обработки корней зубов, содержит в качестве активного компонента эффективное количество этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) не менее 90-80 мас.% от насыщения в комбинации с водной матрицей. Способ заключается в том, что избирательно удаляют части открытой поверхности корня зуба с тем, чтобы улучшить последующее прикрепление зуба после хирургических вмешательств на периодонте. Изобретение обеспечивает в последующем значительно лучшее прикрепление зуба. 4 с. и 21 з.п. ф-лы,

Формула