г. Москва, ул. Норильская, д.13 А оф.№10
Татьяна Беляева, Алексей Болячин, кафедра терапевтической стоматологии и эндодонтии Московского государственного медицинского стоматологического университета (г.Москва, Российская Федерация).
На протяжении многих лет гидроксид кальция активно применяется в эндодонтии для решения широкого спектра лечебных задач. Некоторые клиницисты приписывают гидроксиду кальция почти уникальные свойства, другие же, наоборот, считают его применение безосновательным. Целью данной статьи явилось обобщение имеющихся в литературе данных, касающихся химических свойств гидроксида кальция и биологических эффектов препаратов на его основе.
Первое упоминание о гидроксиде кальция в специализированной стоматологической литературе датируется 1838-м годом и принадлежит Нигрену (Nygren), который использовал этот препарат для лечения «зубного свища» (fistula dentalis). Несколько позже Кодман (Codman) впервые применил гидроксид кальция для прямого покрытия пульпы (Кодман, 1851), Но по-настоящему широкое распространение гидроксид кальция получил после того, как Герман (Hermann) в 1920 году представил на стоматологическом рынке первый патентованный препарат на основе гидроокиси кальция — калксил (Саіхуі) (гидроксид кальция, взвешенный в растворе Рингера) (Герман, 1920). С этого момента начались его активные клинические и лабораторные исследования как в Европе, так и в Америке.
До недавнего времени гидроксид кальция считался наиболее эффективным препаратом, способным стимулировать отложение заместительного дентина и репарацию тканей пульпы и периодонта. Эти свойства и обусловили столь широкий круг показаний для использования гидроксида кальция в эндодонтии. Хотя следует отметить, что не так давно на мировом рынке появился новый препарат — минерал триоксид агрегат (МТА). Обладая уникальными биологическими свойствами, МТА явился альтернативой применению гидроксида кальция в ряде клинических ситуаций. И все же в современной эндодонтии гидроксиду кальция попрежнему уделяется значительное внимание.
В настоящее время основными показаниями к применению гидроксида кальция в эндодонтии являются, по данным Хетерсей (Heithersay), 1975; Фава и Сандерс (Fava & Saunders), 1999:
• непрямое и прямое покрытие пульпы;
• пульпотомия;
• временное пломбирование корневых каналов;
• перфорации корня и области фуркации;
• апексификация;
• апексогенез;
• внутренняя резорбция корня с перфорацией латеральной стенки корня и без нее;
• наружная воспалительная резорбция;
• наружная цервикальная резорбция, связанная с внутриканальным отбеливанием;
• посттравматические осложнения (при вывихе зуба, реплантации);
• горизонтальный перелом корня.
Все же наиболее часто в повседневной эндодонтической практике гидроксид кальция используется для временного пломбирования корневых каналов между посещениями в зубах с инфицированной некротизированной пульпой и явлениями апикального периодонтита.
Задачами временного пломбирования в данном случае являются;
1) уничтожение бактерий, оставшихся в просвете канала и прилежащем дентине после механической обработки и ирригации;
2) предотвращение размножения бактерий между посещениями;
3) создание химического и механического барьера, препятствующего реинфекции корневого канала и проникновению извне питательных веществ для оставшихся в канале бактерий.
Химические свойства гидроксида кальция.
Гидроксид кальция представляет собой белый порощок, не имеющий запаха, не растворимый в этиловом спирте, но имеюггий очень слабую растворимость в воде, которая уменьшается с увеличением температуры. Готовый препарат представляет собой взвесь, а при внесении в канал растворяется лишь 0,17% препарата. Его низкая растворимость (всего лишь 1,2 г/л) обеспечивает хорошие клинические характеристики, так как при контакте с витальными тканями гидроксиду кальция требуется длительное время для растворения в тканевой жидкости. Согласно химической классификации, гидроксид кальция принадлежит к сильным основаниям. Его pH равен 12,5-12,8. Основные биологические эффекты гидроксида кальция обусловлены диссоциацией его в водной среде на ионы Са2+ и ОН.
Биологические эффекты гидроксида кальция.
1. Механизм антимикробного действия гидроксида кальция.
Гидроксидионы, высвобождающиеся из гидроксида кальция при его диссоциации, при достаточно высокой концентрации и непосредственном контакте с бактериальгными клетками ведут к разрушению клеточной мембраны бактерий, денатурации структурных протеинов и ферментов, повреждению ДНК бакгерий (Сикейра (Siqueira) и соавт., 1999). В основе разрушаюшего действия гидроксида кальция лежат реакции гидролиза. Ионы 0Н инициируют перекисное окисление фосфолипидов мембраны бактериальной клетки. Они акцептируют атомы водорода из ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидной мембраны бактерий. В результате образуются свободные липидные радикалы, которые, реагируя с кислородом, ведут к образованию липидных пероксидных радикалов. Эти вторичные свободные радикалы в свою очередь реагируют со следующими ненасыщенными кислотами мембранных липидов, запуская целый каскад аутокаталитических цепных реакций, которые в итоге приводят к обширному повреждению мембраны бактериальной клетки (Рубин и Фарбер (Rubin & Farber), 1990). В результате нарушаются такие жизненно важные функции бактериальной стенки, как избирательный транспорт молекул и ионов через мембрану, рост, деление клетки и т.д. (Барнет и Шустер (Burnet & Schuster), 1982). Транспорт питательных веществ через мембрану при повышенном уровне pH может нарушаться и в результате изменения электрического заряда молекул и, как следствие, снижения их способности проходить через слой мембранных фосфолипидов.
Кроме того, ионы ОН могут проникать внутрь бактериальной клетки и реагировать с ее основными структурами. Так, гидроксилион вызывает расщепление цепей молекулы ДНК, что ведет к прекращению репликации бактериальной ДНК и тормозит активность клетки. Кроме того, свободные радикалы могут непосредственно вызывать летальные мутации бактериальной ДНК.
Еще одним важным механизмом антибактериального действия гидроксида кальция является денатурация белков и ферментов бактерий. Метаболизм бактериальной клетки главным образом определяется активностью ее ферментных систем, для работы которых, в свою очередь, необходим определенный уровень pH. Большинство ферментов проявляет свою максимальную активность при нейтральных значениях pH. Защелачивание среды приводит к разрушению ионных связей, поддерживающих третичную структуру молекулы белка, что ведет к «распутыванию» ферментной молекулы и, как следствие, потере ею биологической активности. Структурные белки также могут подвергаться действию гидроксилионов.
Кроме того, помимо непосредственной химической инактивации микроорганизмов, гидроксид кальция в корневом канале выполняет также функцию механического барьера, препятствующего проникновению в канал из полости рта новых микроорганизмов и субстратов для жизнедеятельности выживших бактерий, а также ограничивает их жизненное пространство и способность к росту и размножению (Дален и Моллер (Dahlen & МоПег), 1992; Сикейра и соавт. 1998).
Описанные выше механизмы определяют высокую неспецифичсскую антимикробную активность гидроксида кальция. Теоретически, при прямом контакте с бактериальной клеткой гидроксид кальция способен уничтожать как грамположительные, так и грамотрицательные факультативные и облигатные бактерии, что подтверждено лабораторными исследованиями in vitro Сикейра и де Узеда (Siqueira & de Uzeda), 1998. К сожалению, обеспечить прямой контакт гидроокиси кальция с бактериальной клеткой внутри корневого канала удается далеко не всегда.
Кроме того, при вторичной инфекции, в случаях, связанных с повторным эндодонтическим лечением зубов, часто встречается инфицирование дентинных трубочек (Огунтеби (Oguntebi), 1994; Лав и Дженкинсон (Love & Jenkinson), 2002). Причем основными микроорганизмами, заселяющими дентинные трубочки, являются грамположительные факультативные штаммы, в частности Enterococcus faecalis (Хаапасало и Орставик (Haapasalo & Orstavik), )987; Моландер (Molander) и соавт., 1998; Сандквист (Sundqvist) и соавт., 1998; Нода (Noda) и соавт., 2000; Никулине (Peciuliene) и соавт., 2000, 2001); Hancock (Троуп (Trope) и соавт., 2001); Candida Albicans (Сен (Sen) и соавт., 1995; Валтимо. Временное пломбирование каналов пастой гидроксида кальция. Гидроксид кальция выполняет функцию механического барьера, препятствуя проникновению и размножению бактерий внутри корневого канала между посещениями (Waltimo) и соавт., 1997, 2000; Пикулине и соавт., 2001), известные своей резистентностью к основным антисептикам, применяемым в эндодонтии (Орставик и Хаапасало, 1990; Сикейра и соавт., 1997).
При использовании гидроксида кальция в качестве временного наполнения каналов следует учитывать, что максимальный уровень pH довольно быстро достигается в просвете основного канала, тогда как в слое прилежащего дентина этот процесс идет медленнее и достигает меньших значений. При удалении от просвета канала максимальный уровень pH падает в среднем до 9-9,5 (Нервих (Nerwich) и соавт., 1993). В то же время известно, что для большинства микроорганизмов оптимальный для жизнедеятельности уровень pH лежит в пределах от 5 до 9. Но некоторые бактерии (например, Enterococci) могут выживать и при более высоких значениях pH. Так, М. Ивенс (М. Evans) и соавторы показали, что Е. faecalis способен выживать даже при значениях pH, равных 11, а при увеличении уровня pH с 11,1 до 11,5 выживаемость его снижается в 40 раз — с 0,4% до 0,01% соответственно (2002). Сходные результаты получил также в своей работе Накайо (Nakajo) с коллегами, 2006.
Несмотря на то, что ОН ион имеет очень малые размеры, что позволяет ему проникать в дентинные трубочки на всю их глубину вплоть до слоя цемента корня (Фостер (Foster) и со-авт., 1993), невысокая скорость дезинфекции дентинных трубочек с помощью гидроксида кальция обусловлена несколькими причинами. Первым фактором является недостаточная концентрация гидроксилионов в прилежащем дентине вследствие слабой растворимости и диффузионной способности гидроксида кальция. И чем меньше время его экспозиции внутри канала, тем эта концентрация ниже. Кроме того, активность гидроксида кальция ингибируется действием самого дентина корня, а также альбуминами, содержащимися в тканевой жидкости, которая может просачиваться в корневой канал через апикальное отверстие из тканей периодонта (Хаапасало и соавт., 2000, 2007; Портенье (Portenier) и соавт., 2001). Дентин корня имеет определенную буферную способность, обусловленную присутствием в нем, а именно в гидратном слое, доноров ионов водорода — фосфатной и бикарбонатной буферных систем, работа которых направлена на поддержание постоянства pH (Ванг и Хьюм (Wang & Hume), 1988; Нервих (Nerwich) и соавт., 1993). Кроме того, органическая часть дентина также, по-видимому, обладает небольшой буферной способностью (Кампе и Пэшли (Camps & Pash-ley), 2000; Портенье и соавт. 2001). Еще одной причиной, снижающей эффективность гидроксида кальция, является наличие органических остатков внутри корневого канала, которые не были удалены во время химиомеханической обработки, а также смазанный слой, возникающий в результате препарирования канала и закрывающий вход в дентинные трубочки. Кроме того, бактериальная биопленка, всегда присутствующая в инфицированном корневом канале, значительно снижает эффективность гидроксида кальция (Чавез де Паз, 2007).
Помимо вышеперечисленных факторов, некоторые бактерии имеют собственные приспособительные механизмы, которые также обусловливают неэффективность гидроксида кальция в борьбе с ними. Например, Enterococcus faecalis, как уже было отмечено выше, способен колонизировать дентинные трубочки за счет выраженной адгезии к неминерализованному коллагену дентина (Лав, 2001). Способность Е. faecalis выживать при высоких значениях pH определяется строением его наружной мембраны, в составе которой имеется протонный насос, нагнетающий катионы извне через мембрану внутрь клетки против электрохимического градиента, тем самым поддерживая внутриклеточный баланс pH, необходимый для жизнедеятельности бактериальной клетки (Ивенс и соавт., 2002). К тому же в ранее запломбированных каналах с прогрессирующим очагом инфекции Е. faecalis чаше всего находится в фазе своего жизненного цикла, называемой «фазой голодания», когда его резистентность к дезинфицирующим агентам наибольшая (Портенье и соавт., 2005).
Низкая эффективность гидроксида кальция с точки зрения стерилизации дентинных трубочек была продемонстрирована в ряде работ. Например, Хаапасало и Орставик предложили ставшую классической модель для исследования дезинфицирующих агентов in vitro в условиях, близких к естественным (1987). В той же работе они продемонстрировали неэффективность 10-дневной экспозиции пасты гидроксида кальция в отношении инфекции дентинных трубочек на примере Enterococcus faecalis. Аналогичные результаты были получены другими исследователями (Сафави (Safavi) и соавт., 1990; Сикейра и де Узеда, 1996). Низкая фунгицидная активность гидроксида кальция в отношении грибов, в частности рода Candida, продемонстрирована в работах авторитетной научной группы из Скандинавии.
