Структура і біологічні властивості емалі та дентину. Дозрівання емалі після прорізування зуба.

Емаль, що покриває коронку зуба, найтвердіша тканина в організмі, шо пояснюється високим вмістом у ній неорганічних речовин (до 97 %). Мінеральну основу зубів складають ізоморфні кристали апатитів: гідроксо-, карбонат-, фтор-, хлорапатитів та ін. Основними компонентами є гідроксоапатит — Са10(РО4)6(ОН)2і восьмикальцієвий фосфат — Ca₈H₂(PО₄)₆×5H₂О. У цілому мінеральна база зубів — апатитоподібна речовина із загальною формулою:

А₁₀(ВО₄)Х₂,

де А — Са, Sr, Ва, Cd, Pd;

В — Р, As, V, Cr, Si;

X — F, ОН, СІ, СО₂.

Характерною рисою структури апатитів є наявність стовпчика Х-іонів, шо проходить на всій протяжності кристала паралельно кристалографічній осі. Припускають, що Х-колонка забезпечує найбільш легку траєкторію для дифузії, а це зумовлює підвищену реактивність Х-іонів.

Особливо легко відбувається заміщення гідроксильних іонів при дифузії. Причому обмін гідроксильних іонів на хлор відбувається більш інтенсив­но, ніж на фтор. Структура елементарного осередку гідроксоапатиту при заміщенні гідроксильних іонів не змінюється. При цьому відбувається не­значна зміна розмірів гратки чи відстаней між атомами.

Під впливом низьких концентрацій фтору утворення фторапатиту з гід­роксоапатиту відбувається відповідно до рівняння реакції:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + 2F ^- = Cа₁₀(PO₄)₆F₂ +2(ОН) ^- .

При впливі на емаль зубів високих доз фтору відбувається утворення фториду кальцію, відповідно до рівняння реакції:

Са₁₀(РО₄)₆(ОН)₂ + 20 F^- — = 10Са₂ + 6РО₄^3- + 2(ОН)^-.

Іонні заміщення у формулі, що відповідає апатитоподібній структурі А₁₀(ВО₄)Х₂, можуть відбуватися не тільки в Х-, а й в А- і В-положенні. Далеко не всі заміщення у кристалічній структурі емалі підсилюють резистентність зубів до каріозного процесу.

З віком кількість мінеральних речовин в емалі, особливо в її поверхневому шарі, збільшується. Наслідком вікових змін є зникнення перикимат і стирання ріжучих країв різців, а також горбів молярів, премолярів та іклів.

Здорова емаль містить 3,8 % вільної води і 1,2 % органічних речовин.

Органічні речовини емалі представлені білками, вуглеводами, ліпідами й азотом. У 100 г емалі міститься 1,65 г вуглеводів і 0,6 г ліпідів. Вуглеводи представлені глюкозою, манозою, галактозою й ін. За функціональною дією білки емалі можна поділити на три групи:

1) фібрилярний білок, нерозчинний в ЕДТА і розведеній хлористовод­невій кислоті;

2) кальційзв'язувальний білок емалі (КЗБЕ), що утворює у нейтральному середовищі нерозчинний комплекс із мінеральною фазою;

3) білок, який споріднений із мінеральною фазою, що наближається за молекулярною вагою до кальційзв'язувального білка, але з менш упорядкованою структурою.

Основою формування емалі є білкова матриця. КЗБЕ й фібрилярний нерозчинний в ЕДТА й хлористоводневій кислоті білок, які складають її основу, забезпечують зв'язування та утримання мінеральної фази, тобто безклітинного формування й побудови емалі. Така молекулярно-функціональна модель емалі дає змогу зробити висновок про те, що цілість білко­вої матриці гарантує зворотність процесів фізіологічної демінералізації й ремінералізації емалі. При втраті білкової матриці ремінералізація не від­бувається. Здатність гідроксоапатитів емалі до ізоморфного заміщення ва­кантних місць у їх молекулі іонами, що містяться в ротовій рідині, у свою чергу забезпечує своєрідний захист самої білкової матриці.

В емалі виявляється 3,8 % води. Кристалізаційна вода утворює гідратну оболонку кристалів і виконує функцію емалевої лімфи. Припускають, що від кількості вільної води залежать такі фізіологічні властивості емалі, як розчинність і проникність. Вода займає вільний простір у кристалічних гратках й органічній основі, а також розташовується між кристалами.

Товщина емалі в різних ділянках коронки зуба неоднакова: найбільш товстий шар наявний у ділянці горбків коронки (до 1,7 мм), найтонший — біля шийок зубів (0,01мм). Товщина емалі в ділянці фісур 0,5—0,6 мм. Відрізняючись від інших твердих тканин зуба високою міцністю і про­зорістю, емаль у той же час крихка через незначну кількість органічної речовини.

Дрібними структурними одиницями емалі є кристали апатитоподібної речовини, що формують емалеві призми. Призми почи­наються від емалево-дентинного з'єднання і доходять до поверхні емалі. По ходу вони утворюють хвилеподібні вигини, що сприяє зміцненню структури емалі. Міцність емалі, крім того, зумовлена вклинюванням приз­матичних відростків між суміжними приз­мами і переходом кристалів з однієї призми в іншу. На шліфах емалі призми мають у по­перечному перерізі аркоподібну форму з ви­тягнутими хвостоподібними подовженнями відростками). Хвостова частина призм роз­ташовується між голівками суміжних призм. Така конфігурація й розташування призм за­безпечують надзвичайно щільну структуру емалі. Товщина призми коливається від 4 до 7 мкм, а довжина в результаті вигинів може трохи перевищувати товщину емалевого шару. S-подібна зігнутість по ходу емалевих призм зумовлює на поздовжньому шліфі зуба чергування радіально розташованих світлих і темних смуг, тому що частина емалевих призм виявляється зішліфованою у поздовжньому (паразони), а частина — у поперечному (діазони) напрям­ку. Ці смуги були описані ще у XIX ст. Гунтером і Шрегером.

Крім цих смуг, на поздовжніх шліфах емалі видно лінії, або смуги, Ретціуса, які починаються на ділянці емалево-дентинного з'єднання, потім косо перетинають усю товщу емалевого шару й закінчуються на поверхні емалі у вигляді невеликих валиків, розташованих рядами, котрі отрима­ли назву перикиматії. На поперечних шліфах коронки зуба лінії Ретціуса розташовуються у вигляді концентричних кіл. Виникнення цих ліній пов'язане з особливостями процесу мінералізації емалі у період її розвитку.

Органічними утвореннями емалі є емалеві пластинки (ламели), емалеві пучки й веретена. Емалеві пластинки, що складаються з органічної речовини, у вигляді тонких листоподібних структур пронизують усю товщу емалі. Вони краще виявляються на поперечних шліфах нормальної емалі, переважно в ділянці шийки зуба. Емалеві пучки на відміну від емалевих пластинок проникають на невелику глибину емалі, розташовуючись біля емалево-дентинного з'єднання. Обидва ці утворення при захворюваннях каріозної і некаріозної природи полегшують проникнення в емаль деяких екзогенних факторів (бактерії, кислоти й ін.).

Емалеве веретено — це кінцева ділянка дентинного відростка одонтобласту, що закінчується між емалевими призмами. Колбоподібні потов­щення відростків після перетинання емалево-дентинного з'єднання й одер­жали назву емалевих веретен. їм віддають певну роль у трофіці емалі.

Основними фізіологічними властивостями емалі варто назвати резистентність, розчинність і проникність.

Карієсорезистентність емалі — це здатність протистояти впливу карієсогенних факторів. Вона зумовлена вмістом мінеральних компонентів, насамперед кальцію й фосфору, у структурі емалі.

Після прорізування зуба концентрація кальцію й фосфору в емалі всіх шарів основних анатомічних ділянок збільшується, особливо протягом 1,5—2 років після прорізування.

Через 2—3 роки після прорізування закінчується мінералізація і шийки зуба. У цей період після прорізування основним джерелом надходжен­ня речовин в емаль є слина. Важливим показником резистентності емалі є співвідношення Са/Р. Здорова емаль молодих людей має більш низький показник Са/Р у порівнянні з емаллю людей похилого віку. У корені спів­відношення дорівнює 1,67. Відомо, що показник Са/Р зменшується при по­чаткових ознаках демінералізації емалі.

У фізіологічних умовах в емалі паралельно відбуваються два проце­си — декальцинація і мінералізація. Критерієм переходу процесу в пато­логічний є зменшення співвідношення Са/Р нижче 1,33, що свідчить про нездатність емалі протистояти декальцинації. У цій фазі при втраті білкової матриці ремінералізація неможлива.