Структурно-функціональні зміни в тканинах зубів і пародонта при супраоклюзійному співвідношенні окремих зубів у віковому аспекті

Abstract

Дисертація присвячена вивченню морфологічних та функціональних змін і клінічного стану тканин зубів та пародонта при супраоклюзійному співвідношенні окремих зубів у віковій динаміці. Сучасні епідеміологічні дослідження показують, що рівень ураження тканин пародонта серед населення є дуже високим і поступається лише поширеності карієсу. Значна кількість захворювань пародонта серед різних соціальних груп робить цю проблему однією з найактуальніших у сучасній стоматології, що має суттєве соціально-економічне значення та значно впливає на якість життя пацієнтів. Високий рівень захворюваності охоплює близько 95% населення старше 45 років та демонструє тенденцію до зниження віку пацієнтів, з поширеністю понад 75% серед людей віком 31–44 роки. В Україні фіксується подібна епідеміологічна ситуація, зі значним зростанням захворюваності тканин пародонта серед людей працездатного віку, молоді та підлітків. Метою дослідження було підвищення ефективності діагностики наслідків супраоклюзійних співвідношень окремих зубів у віковому аспекті шляхом встановлення структурно-функціональних змін в тканинах зубів і пародонта на підставі моделювання патологічного стану у піддослідних тварин, морфологічних, функціональних та клінічних досліджень. З метою досягнення поставлених завдань використовували наступні методи дослідження: макроскопічні, гістологічні, денситометричні, функціональні, клінічні, статистичні. Дисертаційна робота складається з двох частин - експериментальної та клінічної. Експериментальна частина дослідження виконувалася на 60 білих лабораторних щурах віком від 4 до 22 місяців масою від 150 до 330г., яким було змодельовано стан супраоклюзії. Щурів було поділено на контрольну (30 особин) і дослідну (30 особин) групи. Кожна група поділялась на 3 підгрупи (по 10 тварин) залежно від віку щурів: молодого, зрілого і старечого віку. До молодих тварин були віднесені щури у віці 3 - 4 х місяців з масою 90 - 100 г; до зрілих – у віці 6-8 місяців з масою 150 - 170 г; до старечих щурів 20 – 22 міс. і масою 200 - 220 г. Перед початком експерименту кожна група щурів піддавалась огляду, враховуючи їх рухову активність і стан зовнішніх покривів. Після цього тварини підлягали двотижневому карантину. Піддослідних щурів доглядали в умовах віварію Навчально-наукового медичного iнститyтy Сyмськогo державнoгo унiверситетy відповідно до положень «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментів та інших наукових цілей» (Страсбург, 1986), «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах», ухвалених Першим національним конгресом із біоетики (Київ, 2001). В експериментальній частині дисертаційного дослідження вперше на підставі комплексних морфологічних і морфометричних досліджень з’ясовано динаміку структурних змін на тканинному, клітинному рівнях кровоносного русла тканин пародонта в щурів різних вікових груп за умов супраоклюзійних співвідношень окремих зубів. Одержано дані, що розкривають нові ланки морфогенезу ремоделювання тканин пародонта. Вперше встановлено, що супраоклюзійні співвідношення окремих зубів призводять до зниження оптичної щільності альвеолярного відростка щурів зрілого та старечого віку. На основі функціональних досліджень доведено, що супраоклюзійні співвідношення окремих зубів призводять до зниження емалевої резистентності зубів у щурів молодого та зрілого віку. За результатами макроанатомічного і остеометричного дослідження зубощелепних блоків було встановлена відсутність статистично значущої різниці між групами порівняння в кожній віковій групі тварин за цими параметрами. З’ясовано, що за умов наявності супраоклюзійних співвідношень окремих зубів у щурів молодого віку відбулись такі морфологічні зміни: розширення ширини періодонтальної щілини на 34,1 % (р = 0,0002), фібриноїдний набряк колагенових волокон періодонтальної зв’язки, наявність вогнищ резорбції цементу, лакунарна резорбція кісткової тканини альвеоли, зниження резистентності емалі зубів на 16,7 % (р=0,025). У щурів зрілого віку відбулись такі морфологічні зміни: розширення ширини періодонтальної щілини на 25,5 % (р = 0,001), мукоїдний набряк колагенових волокон періодонтальної зв’язки, наявність вогнищ резорбції цементу, лакунарна резорбція кісткової тканини альвеоли, зниження показника щільності альвеолярного відростку на 17,5 % (р = 0,002), зниження резистентності емалі зубів на 17,7 % (р=0,046). У щурів старечого віку відбулись такі морфологічні зміни: розширення ширини періодонтальної щілини на 21,1 % (р = 0,0008), фібриноїдний некроз колагенових волокон періодонтальної зв’язки, наявність вогнищ резорбції цементу, лакунарна резорбція кісткової тканини альвеоли, наявність гіперцементозу, зниження показника щільності альвеолярного відростку на 26,6 % (р = 0,008). Тобто, результати морфологічних досліджень дозволили встановити суттєві відмінності патоморфологічної картини в тканинах пародонта при моделюванні супраоклюзії у піддослідних тварин. При вивченні функціонального стану емалі зубів у піддослідних тварин за допомогою тесту емалевої резистентності (ТЕР) було доведено, що в контрольній групі кислотостійкість емалі вища за дослідну (р=0,007). Таку тенденцію відмічали для тварин всіх вікових груп, але показники ТЕР-тесту коливалися залежно від віку щурів та умов експерименту. Клінічний розділ дисертації присвячений вивченню функціонального стану тканин пародонта (капіляроскопія і оксигенація) та стоматологічного стану пацієнтів досліджуваних груп. Всього було обстежено 60 пацієнтів (23 чоловіків і 37 жінок) віком від 25 до 75 років з наявними супраоклюзійними співвідношеннями окремих зубів. Всі пацієнти були поділені на 2 групи: І група без супраоклюзійних співвідношень окремих зубів (11 чоловіків і 19 жінок) ІІ група з супраоклюзійними співвідношеннями окремих зубів (12 чоловіків і 18 жінок). Кожна група поділялась на 3 підгрупи залежно від віку: молодого віку (25 – 44 роки), середнього віку (45 – 60 років) та похилого віку (60 – 75 років) за класифікацією ВООЗ. За результатами клінічних досліджень науково підтверджено негативні зміни в кровоносному руслі слизової оболонки в ділянках зубів де наявні супраоклюзійні співвідношення у всіх вікових групах пацієнтів. Було уточнено наукові данні щодо особливостей кровоносного русла слизової оболонки у пацієнтів різних вікових груп. Уперше встановлено, що супраоклюзійні співвідношення окремих зубів призводять до зниження насичення киснем тканин пародонта у всіх вікових групах пацієнтів. Розширено наукові данні щодо стану зубів та пародонта у пацієнтів з супраоклюзійними співвідношеннями окремих зубів у віковому аспекті. З’ясовано, що за умов наявності супраоклюзійних співвідношень окремих зубів у людей молодого віку відбулись такі функціональні зміни: зниження кількості капілярів в полі зору на 20,7 % (p < 0,001), зниження кисневої насиченості ясен на 2,4 % (р = 0,014). У людей середнього віку встановлено зниження кількості капілярів в полі зору на 23,2 % (p < 0,001), стазу у венозній ланці мікроциркуляторного русла перехідної складки, зниження кисневої насиченості ясен на 3,1 % (р = 0,0016). У людей похилого віку реєстрували зниження кількості капілярів в полі зору на 24,6 % (p < 0,001), стазу у венозній ланці мікроциркуляторного русла перехідної складки та різка звивистість артеріол, зниження кисневої насиченості ясен на 2,8 % (р = 0,0004). Результати функціональних досліджень свідчать, що супраоклюзійні співвідношення окремих зубів викликають погіршення кровообігу ясен та порушення мікроциркуляторного русла тканин в таких ділянках у людей всіх вікових груп, кількість капілярів в яснах також знижується з віком незалежно від стану оклюзії. Супраоклюзійні співвідношення окремих зубів викликають зниження оксигенації тканин пародонта у людей всіх вікових груп, також зниження рівня сатурації кисню у яснах відбувається і з віком незалежно від стану оклюзії. Згідно поставленим завданням було вивчено стоматологічний статус пацієнтів по деяким показникам. За умов наявності супраоклюзійних співвідношень окремих зубів у людей молодого віку відмічали погіршення показника гігієнічного індексу Silness-Löe на 28,2 % (р = 0,01), наявність у 60 % пацієнтів рецесії ясен I класу підкласу А, горизонтальну патологічну стертість першого ступеня у 30 % пацієнтів. У осіб середнього віку відмічали погіршення показника гігієнічного індексу Silness-Löe на 28,6 % (р = 0,004), наявність у 80 % пацієнтів рецесії ясен I класу підкласу А та В, збільшення середнього рівня рецесії на 500 % (р = 0,001) горизонтальну патологічну стертість першого ступеню мали 60 % пацієнтів, наявність абфракційних дефектів зубів мали 60 % пацієнтів. У осіб похилого віку відмічали погіршення показника гігієнічного індексу Silness-Löe було на 36,4 % (р = 0,0003), наявність у 80 % пацієнтів рецесії ясен IІ підкласу А та В, реєстрували збільшення середнього рівня рецесії на 260 % (р < 0,001), горизонтальну патологічну стертість зубів першого ступеня спостерігали у 80 % і абфракційні дефекти зубів у 90 % пацієнтів. Отримані результати дослідження мають теоретичне і практичне значення для стоматології. Вивчення ультраструктурної морфології, функції твердих тканин зубів та пародонта під дією супраоклзійних співвідношень окремих зубів у різних вікових групах істотно розширюють сучасні уявлення про механізми морфогенезу зубів та пародонта і дають основу для розроблення методів профілактики щодо попередження цих змін. Закономірності вікових структурних морфологічних та функціональних змін у відповідь на травмуючу дію супраоклюзійних співвідношень окремих зубів доцільно брати до уваги при виборі методів профілактики та лікування патології зубів.

The dissertation is devoted to the study of morphological and functional changes and clinical condition of dental and periodontal tissues in the supraocclusion of individual teeth in the age dynamics. Modern epidemiological studies show that the level of periodontal tissue damage in the population is very high and concedes only to the prevalence of caries. A significant number of periodontal diseases among different social groups makes this problem one of the most pressing in modern dentistry. It has a vital socio-economic importance and significantly affects the quality of patients’ life. The high incidence rate affects about 95% of the population over 45 years of age and shows a downward trend in the age of patients, with a prevalence of over 75% among people aged 31-44 years. In Ukraine, a similar epidemiological situation is recorded, with a significant increase in the incidence of periodontal disease among people of working age, youth and adolescents. The aim of the study was to improve the efficiency of diagnosing the consequences of supraocclusal relations of individual teeth in the age aspect by establishing structural and functional changes in the tissues of the teeth and periodontium based on modeling the pathological condition in experimental animals, morphological, functional and clinical studies. The following research methods were used to achieve the set objectives: macroscopic, histological, densitometric, functional, clinical, and statistical. The dissertation consists of two parts - experimental and clinical. The experimental part of the study was performed on 60 white laboratory rats aged 4 to 22 months and weighing 150 to 330 g., which were modeled with supraocclusion. The rats were divided into control (30 animals) and experimental (30 animals) groups. Each group was divided into 3 subgroups (10 animals each) depending on the age of the rats: young, mature and senile. Young animals included rats aged 3 - 4 months with a weight 90 - 100 g; mature animals - aged 6-8 months with a weight 150 - 170 g; senile rats - 20 - 22 months with a weight 200 - 220 g. Before the experiment, each group of rats was examined, taking into account their motor activity and the condition of the external integument. After that, the animals were subjected to the two-week quarantine. The experimental rats were cared for in the vivarium of the Educational and Research Medical Institute of the Simian State University in accordance with the provisions of the European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes (Strasbourg, 1986) and the General Ethical Principles for Animal Experiments, adopted by the First National Congress on Bioethics (Kyiv, 2001). In the experimental part of the dissertation study, for the first time, on the basis of comprehensive morphological and morphometric studies, the dynamics of structural changes at the tissue and cellular levels of the bloodstream of periodontal tissues in rats of different age groups under conditions of supraocclusion of individual teeth was clarified. The obtained data revealed new links in the morphogenesis of periodontal tissue remodeling. For the first time, it was found that the supraocclusal relations of individual teeth lead to a decrease in the optical density of the alveolar process of mature and senile rats. On the basis of functional studies, it was proved that the supraocclusal ratios of individual teeth lead to a decrease in the enamel resistance of teeth in young and mature rats. According to the results of macroanatomical and osteometric studies of dental blocks, there was no statistically significant difference between the comparison groups in each age group of animals in terms of these parameters. It was found that the following morphological changes occurred in young rats with supraocclusal ratios of individual teeth: widening of the periodontal gap width by 34.1 % (p = 0.0002), fibrinoid edema of collagen fibres of the periodontal ligament, presence of foci of cement resorption, lacunar resorption of alveolar bone tissue, and a decrease in tooth enamel resistance by 16.7 % (p = 0.025). The following morphological changes occurred in mature rats: widening of the periodontal gap width by 25.5 % (p = 0.001), mucoid edema of collagen fibres of the periodontal ligament, presence of foci of cement resorption, lacunar resorption of alveolar bone tissue, decrease in the density of the alveolar process by 17.5 % (p = 0.002), decrease in the resistance of tooth enamel by 17.7 % (p = 0.046). In senile rats, the following morphological changes occurred: widening of the periodontal gap width by 21.1 % (p = 0.0008), fibrinoid necrosis of collagen fibres of the periodontal ligament, presence of foci of cement resorption, lacunar resorption of alveolar bone tissue, presence of hypercementosis, and decrease in the density of the alveolar process by 26.6 % (p = 0.008). That is, the results of morphological studies made it possible to establish significant differences in the pathomorphological picture in periodontal tissues in the modeling of supraocclusion in experimental animals. When studying the functional state of tooth enamel in experimental animals, with the help of the enamel resistance test (ERT) it was proved that in the control group, the acid resistance of enamel is higher than in the experimental group (p=0.007). This tendency was observed for animals of all age groups, but the TER test results varied depending on the age of the rats and the experimental conditions. The clinical section of the dissertation is devoted to the study of the functional state of periodontal tissues (capillaroscopy and oxygenation) and the dental condition of patients in the study groups. A total of 60 patients (23 men and 37 women) aged 25 to 75 years with existing supraocclusion relationships of individual teeth were examined. All patients were divided into 2 groups: group I without supraocclusions of individual teeth (11 men and 19 women), group II with supraocclusions of individual teeth (12 men and 18 women). Each group was divided into 3 subgroups depending on age: young age (25 - 44 years), middle age (45 - 60 years) and elderly age (60 - 75 years) according to the WHO classification. According to the results of clinical studies, negative changes in the bloodstream of the mucous membrane in the areas of the teeth with supraocclusions have been scientifically confirmed in all age groups of patients. The scientific data on the characteristics of the bloodstream of the mucous membrane in patients of different age groups were clarified. For the first time, it was found that the supraocclusal relations of individual teeth lead to a decrease in oxygen saturation of periodontal tissues in all age groups of patients. The scientific data on the state of teeth and periodontium in patients with supraocclusions of individual teeth in the age aspect have been expanded. It was also found that in the presence of supraocclusal relations of individual teeth in young people, the following functional changes occurred: a decrease in the number of capillaries in the field of view by 20.7 % (p < 0.001), a decrease in gingival oxygen saturation by 2.4 % (p = 0.014). In middle-aged people, the number of capillaries in the field of vision was reduced by 23.2 % (p < 0.001), stasis in the venous link of the microcirculatory bed of the transitional fold, and a decrease in gingival oxygen saturation by 3.1 % (p = 0.0016). In elderly people, a decrease in the number of capillaries in the field of view by 24.6 % (p < 0.001), stasis in the venous link of the microcirculatory bed of the transitional fold and sharp tortuosity of arterioles, and a decrease in gingival oxygen saturation by 2.8 % (p = 0.0004) were recorded. The results of functional studies indicate that the supraocclusal relationships of individual teeth cause deterioration of gingival blood circulation and impaired microcirculatory tissue flow in such areas in people of all age groups, and the number of capillaries in the gums also decreases with age, regardless of the state of occlusion. Supraocclusal ratios of individual teeth cause a decrease in oxygenation of periodontal tissues in people of all age groups, and a decrease in the level of oxygen saturation in the gums also occurs with age, regardless of the state of occlusion. In accordance with the tasks set, the dental status of patients was studied by some indicators. In the presence of supraocclusions of individual teeth in young people, a 28.2 % (p = 0.01) deterioration in the Silness-Löe hygiene index was noted, as well as the presence of class I gingival recession of subclass A in 60 % of patients, and the first-degree horizontal pathological abrasion in 30 % of patients. In middle-aged people, there was a 28.6 % (p = 0.004) deterioration in the Silness-Löe hygiene index, 80% of patients had class I gingival recession, subclass A and B, an increase in the average height of recessions by 500 % (p = 0.001), 60% of patients had first-degree horizontal pathological abrasion, and 60% of patients had abfractional tooth defects. In elderly patients, the deterioration of the Silness-Löe hygiene index was 36.4 % (p = 0.0003), 80% of patients had gingival recession of II subclass A and B, an increase in the average height of recessions by 260 % (p < 0.001), and horizontal pathological abrasion of the first degree was observed in 80% and abfractional defects in 90% of patients. The results of the research are of theoretical and practical importance for dentistry. The study of the ultrastructural morphology and function of hard tissues of teeth and periodontium under the influence of supraocclusal ratios of individual teeth in different age groups significantly expands the current understanding of the mechanisms of morphogenesis of teeth and periodontium and provides a basis for the development of prophylactic methods to prevent these changes. The regularities of age-related structural morphological and functional changes in response to the traumatic effect of supraocclusal relations of individual teeth should be taken into account when choosing methods of prevention and treatment of dental pathology.