О возможности использовании глины в комплексе реабилитационных мероприятий пациентов, страдающих патологией челюстно-лицевой области.
Копытов А.А. к.м.н., Дейнека Л.А к.х.н., Борозенцева В.А., Игишева М.Ю.
Развитие информационного общества, считающего главным фактором социального развития производство и использование научно-технической и другой специальной информации, делает возможным, применяя средства информационного анализа сформировать представление о характере и векторе развития любой научной дисциплины. Как правило, экспертиза предварительных данных, их структуризация, принятие решений, очевидных, а порой парадоксальных, остаются закрытыми для широкой аудитории. В наибольшей степени это относится к наукоёмким технологиям, изучающим технологий телекоммуникации, разрушения социальных субъектов, свойств наноматериалов и т.п. Под наукоёмкостью понимают соотношение величины затрат на науку, приходящуюся на единицу продукции. Следует отметить, что подобные наукоёмкие исследования могут позволить не все страны участники научно-исследовательского сообщества[4].
Так же на динамику развития наукоёмких технологий чрезвычайно негативную влияет показатель, уровня затрат на одного научного работника, занимающегося разработкой тех или иных актуальных направлений. В нашей стране он крайне низок, по этому показателю Россия в 3 раза отстает от среднемирового уровня[8].
Обсуждая направление развития научных исследований, не следует сбрасывать со счетов возможные риски и ошибки управленческих решений возможные как на этапах целеполагания и экономического обоснования, так и на заключительных этапах маркетинга. Изучив опыт участия в наукоёмких проектах, и беря за основу экономические координаты, с учётом оценки перспектив внедрения и мотивационной составляющей коллектива, оптимальным предстаёт разработка импортозамещающей продукции низкой себестоимости, тяготеющей производством к местным источникам сырья.
В эпоху постиндустриального общества, необходимо упомянуть об экологическом давлении, чрезмерно усилившемся за последние десятилетия, повсеместно приводящему к снижению функциональности и адаптивных возможностей населения земли, что ставит человечество на грань выживания.
По данным эпидемиологических исследований, побочные эффекты лекарственной терапии в США и Канаде выходят на 5–6-е место в структуре смертности. Частота их развития достигает 17 % у госпитализированных больных и 4–6 % у амбулаторных пациентов. 25–30 % всех побочных эффектов обусловлены антибиотиками, которые могут вызвать осложнения лекарственной терапии у 6% госпитализированных и 2% амбулаторных пациентов [11].
Подтверждая мысль Галена о возможности жизнедеятельности человека в «третьем состоянии» в 1978 году, с учётом развивающихся реалий, клиницисты-терапевты ввели в номенклатуру понятие «диагноз до нозологический». Они подчеркивали, что нозологические формы патологии являются результатом срыва или недостаточности адаптации, и что необходимо развивать до нозологическую диагностику, профилактику и реабилитацию[1].
Несколько позже, так же и стоматологи пришли к выводу о целесообразности диагностики и изучения промежуточного состояния «пародонт, в котором возможны доклинические изменения», как состояние практически здоровых людей, находящихся в неадекватных условиях среды и в силу истощения адаптационных систем находящихся между здоровьем и болезнью [2,3,6].
Экологи указывают, на то, что значительная доля населения многие годы, живёт и работает в подобном, не комфортном, состоянии. Проблема усугубляется тем, что в средствах массовой информации присутствует агрессивная реклама, призывающая приобретать ту или иную продукцию «удовлетворяющую повышенные требования», как правило, синтезированную в химических лабораториях и не в полной мере соответствующей требованиям биосовместимости. При постоянно возрастающих экологических нагрузках вопрос поиска мягко действующих природных агентов, не нарушающих гомеостаз, способных конкурировать с синтезированными химическими препаратами, стоит особенно остро. Следовательно, с целью повышения здоровья нации химикам-экологам необходимо, во-первых, изучать закономерности повышения функционального резерва организма, во – вторых обозначать приоритетными направлениями исследований разработку биосовместимых материалов.
Препараты химической природы воздействуют контактно. Эффективность их применения зависит от химической формулы, точности подбора концентрации, устойчивости препарата при хранении, площади контакта с раневой поверхностью (инфекционным агентом), экспозиции, температуры. Невнимательное отношение к предъявляемым требованиям грозит возникновением различных по тяжести осложнений.
Рассмотрим, к примеру, химизм действия гипохлорида (натрия натриевую соль хлорноватистой кислоты), имеющую формулу NaOCl. Раствор гипохлорита натрия проявляет динамический баланс демонстрируемый реакцией:
NaOCl + H2O→NaOH + HOCl → Na+ + OH- + H+ + OCl-
Воздействие химических препаратов с биологическими тканями, как правило, носит каскадный характер.
Схема 1. Реакция омыления
Схема 2. Нейтрализация аминокислоты
Схема 3. Реакция образования хлорамина
При рассмотрении данных реакций можно увидеть, что гипохлорит натрия реагирует как органический растворитель жиров и жирных кислот, превращая их в соли (мыла) и глицерол (спирт), что снижает поверхностное натяжение оставшегося раствора. Гипохлорит натрия нейтрализует аминокислоты, формируя воду и соль. При выходе гидроксил-ионов происходит снижение рН. Гипохлорная кислота, вещество, входящее в состав гипохлорита при взаимодействии с тканями действует как растворитель, выделяет хлор, который при взаимодействии с аминогруппой образует хлорамины. Гипохлорная кислота и гипохлорит-ионы (ОСI-) вызывают дегидратацию аминокислот и гидролиз.
При применении гипохлорита возможен ожёг тканей периодонта. Исполнение известных алгоритмов, определяемых концентрацией растворов, может предупредить острое воспаление периапикальных тканей. Купировать распространение воспалительного процесса не составляет большого труда, т.к. повреждение носит обратимый характер. Тем не менее, статистика указывает на возникновение подобных осложнений в 2,7 - 3,9% случаев [10].
Параллельно с описанными химическими превращениями углекислота отщепляет от гипохлорита атомарный кислород. Кислород, как известно, сильный окислитель, воздействующий на микрофлору и изменяющий механические свойства корня зуба (отбеливающий эффект)[7].
При использовании подобным образом обработанных корней для фиксации внутриканальной штифтовой конструкции значительно увеличивается вероятность фрагментации корня. В клинике, как правило, не учитывается данная причинно – следственная связь из-за временной разобщённости инцидентов и бессимптомности течения. Тем не менее, лабораторные исследования выявили строгую корреляцию между изменением биофизических характеристик корня вызванным протеканиям окислительно-восстановительных реакций в объёме канала и количеством фрагментаций корней зубов обработанных тем или иным окислителем [5,9].
Стоматологу необходимо учитывать повреждение биоценоза пародонтального комплекса возникающего совместно с применением химических агентов. Сохранность биоценоза позволит уменьшить не только возможные страдания больного но и сократить трудовые затраты врача, что позитивно сказывается на конкурентоспособности поликлиники.
Снижение химической нагрузки, как на биоценоз человека в целом, и на его пародонтальный комплекс в частности, достигается за счёт снижения концентрации химического агента или полного его замещения. В последние годы особую популярность обретают лекарственные составы, основой и составными частями которых выступают природные биосовместимые компоненты. Биосовместимость определяется, как способность материала функционировать при определенном применении в присутствии соответствующего ответа организма хозяина. В соответствии с EN 1441 (European Committeefor Standardization 1996) биосовместимые материалы не должны вызывать какой-либо риск.
Лидеры мировой фармакологической промышленности, осознав тенденции развития рынка, разрабатывают лечебно-гигиенические средства, в том числе и стоматологические материалы на основе природных инградиентов. Преимущественный интерес представляют материалы с наиболее простым способом изготовления рабочих растворов или иных носителей целебных качеств. В полной мере этим требованиям отвечают глины.
Прогнозируя клиническую эффективность глины крайне важно изучить микроструктуру составляющих компонентов: пористости и капиллярности, определяющую свойства в различных агрегатных состояниях.
Для глинистых дисперсных систем определяющим механико-энергетическим показателям является характеристика поверхностей границ потоков. Механическое возмущение приводит к переходу системы из ламинарного состояния в турбулентное с изменением кинетики пограничного слоя, нарушению кулоновского взаимодействия обретением большего потенциального заряда перестройки ориентированной упорядоченности молекул воды.
По сути глины это природные иониты. Вследствие не компенсированных изоморфных замещений в кристаллической решетке, плоскости частиц несут отрицательный заряд, несколько нивелированный положительным зарядом граней; в целом отрицательный заряд поверхности сбалансирован сменными катионами, преимущественно, кальция и натрия, которые расположены в прослойках между пластинами. Прослойки способны осмотически увеличиваться при гидратации / сольватации («раздуваться»), что сопровождается расслоением пачек и формированием упорядоченных коллоидных гелей сотового типа с ограниченной подвижностью компонентов системы (в том числе жидкой фазы в пределах ячеек).
Применение глины основано на двух ее свойствах — поглощающей способности и способности обмениваться составляющими с окружающим пространством при наличии среды, через которую происходит такой обмен. В самом простом случае такой обменной средой выступает вода.
Поглощающую способность глины в медицинских целях используют издревле. Попадая в небольших количествах, в тот или иной объём, глины, удерживают на своей поверхности токсины (которые обычно химически более активны, нежели иные питательные вещества) предотвращая их воздействие на организм.
Поглощающая способность в большей степени зависит от удельной поверхности, которая в свою очередь определяется суммарным объёмом пор. Согласно рекомендациям ИЮПАК, пористые тела классифицируют по размеру пор на микропористые (поры < 2 нм), мезопористые (от 2 до 50 нм) и макропористые (> 50 нм); по однородности этих размеров - однородно-и разнороднопористые; по жесткости структуры - на жесткие и набухающие.
Цель работы: установить целесообразность использования глины как компонента биосовместимой антисептической композиции.
Материалы и методы: Характеристики порового пространства глины изучали методами низкотемпературной адсорбции азота (метод BJH) и ртутной порозиметрии. Для расчётов по методу BJH используют, как правило, десорбционную ветвь изотермы в интервале давлений 0,967 - 0,4 P/Po. При таком расчёте макропоры с диаметром более 60 нм не учитываются. Для определения макропористной характеристик применяли метод ртутной порозиметрии. Он основан на измерении объема несмачивающей жидкости, ртути, (угол смачивания больше 90о) заполняющей поры под действием внешнего давления (табл.1).
Таблица 1. Характеристика порового пространства нативной глины.
Удельная поверхность, м2/г Средний диаметр пор по данным метода BJH, нм Средний диаметр пор по данным ртутной порозиметрии, нм
94,63 14,8 57,3
Как видно из таблицы исследуемая глина характеризуется как разнороднопористая структура, что подразумевает широкий спектр её возможного использования. Полученные данные довольно интересны с точки зрения модели адсорбции И. Ленгмюра (1914-1918г.г.). Учёный утверждал, чтобы адсорбировать большое количество вещества необходимо использовать тела, обладающие (при заданной массе) по возможности большой поверхностью, например, мелко раздробленными или пористыми. Показатели удельной поверхности и пористости нативной глины, без особого труда, увеличиваются простым нагреванием.
Очень важным свойством адсорбции является вызываемое ею изменение поверхностного натяжения на границе соприкасающихся жидких сред. Адсорбция всегда уменьшает коэффициент поверхностного натяжения, в противном случае адсорбция вообще не произошла бы. В этом свойстве проявляется стремление к уменьшению поверхностной энергии: помимо сокращения площади поверхности, это уменьшение может также достигаться путем изменения физических свойств поверхности.
Указанные механизмы, работающие без реализации окислительно-восстановительных реакций, позиционируют глины как материалы способные противостоять сложным микробным ассоциациям как внутриканальным, так и пародонтального кармана. Следовательно, исследования аспекта противомикробного воздействия глин не лишены перспективы.
Глины, залегающие в разных географических регионах, содержат различные ингредиенты в разных пропорциях. Оксид кремния – основной компонент глины на его долю приходится до 50% массы. Оставшаяся часть довольно разнообразна по составу, а значит и по свойствам, особенности которых интенсивно исследуются учёными. Повсеместно в глинах определяется кремний, он восстанавливает эластичность сосудов, нормализует липидный обмен, способствует образованию коллагена.
От концентрации алюминия, присутствующего так же во всех глинах, зависят их вяжущие и подсушивающие свойства. Наибольшее содержание алюминия в белых, зеленых и красных глинах. Содержащийся в глинах марганец оказывает «подсушивающий» эффект и способен оказывать антисептическое действие. Кроме перечисленных элементов следует отметить наличие магния, меди и цинка.
Литература:
1. Баевский Р.М., Казначеев В.П. Диагноз донозологический // БМЭ.1978. Т. 7 с. 252-255.
2. Барер Г.М. с соавт., Количественная характеристика десневой жидкости лиц с интактным пародонтом // Стоматология. - 1986. - № 5 - С. 24 –26 .
3. Григорьян А.С. с соавт., Болезни пародонта. - Москва: МИА. 2004. – 287с.
4. Дынкин, А.А. с соавт., Инновационная динамика: глобальные тенденции и Россия // Проблемы теории и практики управления. – 2008. – № 5. – С. 8-20.
5. Комлев С.С. Оптимизация протезирования зубов у больных с использованием литых культевых вкладок дис. ... к.м.н. - Самара, 2005. - 152 с.
6. Копытов А.А.. Динамика показателей десневой жидкости в процессе реабилитации пациентов с мостовидными протезами при различном наклоне опорных зубов: Дис. … к.м.н./ Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава. - 2008. - 151 с.
7. Рачитский Г. И. с соавт., Гипохлорит натрия: широкие возможности в стоматологии// Стоматолог. – 2001. - № 6
8. Рогов С. М. Невостребованность российской науки как угроза национальной безопасности//Доклад на заседании Президиума Российской академии наук 16 марта 2010 г.
9. Рогожников А.Г. Экспериментально-клиническое обоснование ортопедического лечения пациентов с дефектами коронок зубов штифтово-культевыми конструкциями из сплава циркония с ионно-плазменным напылением: Дис. ... к.м.н. – Пермь - 2008. - 146 с.
10. Ясникова Е.Я. Клинико-микробиологическая оценка лечения острого периодонтита и обострения хронического верхушечного периодонтита методом пролонгированной антисептической обработки корневых каналов: Дис. … к.м.н./ Московский государственный медико-стоматологический университет Росздрава. -2008.-130с.
11. Lazarou J., Pomeranz B.H., Corey P.N. Incidence of adverse drug reactions in hospitalized patients, JAMA, 1998, 279, 1200-1205.