Характеристики химического состава твердых зубных тканей зубной эмали дентина зубного цемента

Обновлено: 10.01.2025

Строение и элементный состав зубов

Зубы относятся к самым твердым биологическим тканям организма. Всего у взрослого человека 32 зуба. Они отличаются по форме: резцы, клыки, малые и большие коренные (премоляры и моляры). Различают три анатомических части: коронку, шейку и корень.

Шейка – место перехода коронки в корень. Коронка имеет эмалевый покров, который у шейки прикреплен к слизистой оболочке десны. Тем самым создается непрерывность покровных биотканей. Корень погружен в альвеолу челюсти и представляет опорную часть зуба. По количеству корней различают одно-, дву- и трехкорневые зубы.

Основную массу зуба составляет дентин. В коронке дентин покрыт эмалью, а в шейке и корне – цементом. Внутри зуба имеется полость – корневой канал, заполненный зубной мякотью, или пульпой, обеспечивающей питание и рост зуба. Здесь можно прочитать про лечение каналов зуба под микроскопом. Пульпа состоит из рыхлой соединительной ткани, содержащей нервные окончания, кровеносные и лимфатические сосуды.

Сформировавшаяся эмаль – самая твердая эпителиальная ткань организма. Она состоит из плотно прилегающих друг к другу тонких волокон – эмалевых призм диаметром от 3 до 6 мкм. Призмы ориентированы в основном радиально и проходят сквозь толщу эмали. Твердость эмали 5 по шкале Мооса.

Эмаль развивается из эктодермы, остальные же ткани имеют мезенхимальную природу. В процессе созревания эмали накапливаются минеральные компоненты, клетки эмали (энамелобласты) отмирают, и зрелая эмаль становится очень твердой бесклеточной структурой, не содержащей регуляторных белков. По химическому составу эмаль представляет собой ткань, наиболее богатую во всем организме неорганическими солями (около 97%, главным образом фосфорно и углекислые соединения извести). Органических соединений в эмали около 2%.

С возрастом происходит постепенное стирание эмали, а затем и дентина. Дентин образуется клетками одонтобластами, которые в течение всей жизни формируются из клеток пульпы. Дентин уступает эмали по твердости, но значительно плотнее и тверже цемента и кости. 65% его массы составляют минеральные соли, а на долю органических соединений приходится примерно 28%, остальное – вода. Дентин пронизан канальцами, в которых находятся отростки одонтобластов. Канальцы выстланы оболочкой, стойкой к кислотам и щелочам.

Цемент обеспечивает непосредственную связь зуба с тканью альвеолы через пограничную мембрану. Вырабатывается цементобластами, которые, погружаясь в цемент, превращаются в цементоциты. Клетки содержатся в слоях цемента, расположенных в области корня зуба. В области шейки слои цемента более тонкие и клеток не содержат. Структурно цемент представляет собой волокна, ориентированные перпендикулярно к поверхности зуба.

Химический состав цемента: органические вещества – около 30%, фосфорнокислый кальций – 57%, углекислый кальций – 8%. Несмотря на различия, у твердых тканей много общего. Их минеральную основу составляют апатиты, имеющие общую формулу представленную анионами (гидроксиапатит) или F (фторапатит). Гидроксиапатит редко встречается в неживой природе, но в биологических объектах является главным компонентом минеральной фазы твердых тканей (≥ 75%).

Апатиты минерализованных тканей обладают огромной суммарной поверхностью, что позволяет им сорбировать как заряженные частицы, так и нейтральные молекулы. Элементный состав эмали зуба, полученный с помощью лазерного масс-спектрометра, показывает,что содержание кальция в твердой ткани является преобладающим.

Что касается органической основы, то в тканях мезенхимального происхождения (дентин и цемент) это главным образом коллаген (≥ 90%), протеогликаны (около 1%), неколлагеновые белки и фосфолипиды (до 8%) и цитрат (около 1%). Если говорить образно, то прочность тканей зубов можно сравнить с железобетоном. Кристаллы гидроксиапатита играют роль жесткого каркаса, а коллаген и протеогликаны отвечают за эластичность.

Характеристики химического состава твердых зубных тканей зубной эмали дентина зубного цемента

Твердые ткани зуба состоят из органического, неорганического веществ и воды.
По химическому составу эмаль состоит из 96 % неорганических веществ, 1 % органических веществ и 3% воды.

Минеральную основу эмали составляют кристаллы апатитов. Кроме главного — гидроксиапатита (75 %), в эмали содержится карбонатапатит (19 %), хлорапатит (4,4 %), фторапатит (0,66 %). Менее 2 % массы зрелой эмали составляют неапатитные формы.

Основными компонентами эмали являются гидроксиапатит Са₁₀(Р0₄)в(ОН)₂ и восьмикальциевый фосфат — Са₈Н₂(Р0₄)₆ х 5Н₂0. Могут встречаться и другие типы молекул, в которых содержание атомов кальция варьирует от 6 до 14. Молярное отношение Са/Р в гидроксиапатите равно 1,67. Однако в природе встречаются гидроксиапатиты с отношением Са/Р от 1,33 до 2,0.
Одна из причин этого — замещение Са в молекуле гидроксиапатита на Cr, Ba, Mg и другие элементы.

Важное практическое значение имеет реакция замещения ионами фтора, в результате которой образуется гидроксифторапатит, обладающий большей резистентностью к растворению. Именно с этой способностью гидроксиапатита связывают профилактическое действие фтора.

Органические вещества эмали состоят из белков, липидов, углеводов. Вода занимает свободное пространство в кристаллической решетке, а также располагается между кристаллами.

Дентин состоит приблизительно из 70 % неорганических веществ в виде апатитов и около 30 % органических веществ и воды. Органическую основу дентина составляют коллаген, а также небольшое количество •мукополисахаридов и жира.

Цемент по твердости значительно уступает эмали и отчасти дентину. Он состоит из 66 % неорганических веществ и 32 % органических веществ и воды. Из неорганических веществ преобладают соли фосфата и карбоната кальция. Органические вещества представлены главным образом коллагеном.

Общие сведения о периодонте

Периодонт — сочетание нескольких окружающих и поддерживающих зуб тканей, связанных в своем развитии, топографии и функции.
Периодонт включает десну, цемент, периодентальную связку и собственно альвеолярную кость. Условно его можно разделить на две большие группы: аппарат прикрепления и десну.

Характеристики химического состава твердых зубных тканей зубной эмали дентина зубного цемента

Эмаль покрывает анатомическую коронку зуба и является самой твердой его тканью, резистентной к изнашиванию. Эмаль располагается поверх дентина, с которым тесно связана структурно и функционально как в процессе развития зуба, так и после завершения его формирования. Она защищает более мягкий подлежащий дентин и пульпу зуба от воздействия внешних раздражителей.

Несмотря на то, что эмаль твердая, она в то же время очень хрупкая, а это может быть причиной ее перелома или откалывания. Тем не менее комбинация ее прочности с амортизирующим эффектом дентина и поддерживающим действием периодонта позволяет эмали выдерживать большие механические нагрузки. Поэтому разрушение подлежащего слоя дентина приводит к растрескиванию эмали.

Толщина слоя эмали в различных отделах коронки неодинакова и колеблется от 1,62—1,7 мм на жевательной поверхности до 0,01 мм в области шейки зуба.

Эмаль полупрозрачна, цвет ее варьирует от желтоватого до серовато-белого. Эти оттенки вызываются различной толщиной и прозрачностью эмали, а такзке цветом подлежащего дентина. Вариации степени минерализации эмали проявляются изменениями ее окраски. Так, участки гипоминерализованной эмали выглядят менее прозрачными, чем окружающая эмаль.

Строение зуба (термины указаны на латинском языке)

Мельчайшими структурными единицами эмали являются кристаллы апатитов, которые плотно уложены вместе в виде более сложных образований — эмалевых призм. Диаметр призм равен приблизительно 5—8 мкм. На поперечном срезе они имеют форму замочной скважины с головкой и хвостом.

Эмалевые призмы начинаются у дентино-эмалевого соединения и идут к поверхности эмали, многократно изгибаясь в виде спирали. Поэтому на шлифах зуба не всегда можно проследить ход каждой отдельной призмы. В общем, они уложены радиально наподобие веера: в области жевательных бугров или режущего края лежат параллельно длинной оси зуба, а на боковых поверхностях коронки постепенно перемещаются в плоскость, перпендикулярную к длинной оси.

Укреплению структуры эмали способствуют волнообразные изгибы призм, вклинивание призматических отростков между смежными призмами и переход кристаллов из одной призмы в другую.

На поперечном срезе недеминерализованной эмали обнаруживается кристаллическое вещество, структурные образования которого представлены в виде призм, межпризменных микропространств и ламелл. Последние данные электронной микроскопии указывают на однородность кристаллической структуры призм и межпризменного вещества, а то, что ранее считалось органическими оболочками эмалевых призм, оказалось микропространствами, в области которых граничат кристаллы смежных призм. Резкие изменения ориентации кристаллов по периферии эмалевых призм только имитируют наличие оболочки.

Интактная структура органического матрикса эмали представляет собой упорядоченное переплетение нитей органической материи, которые следуют направлению кристаллов и призм и в целом создают впечатление, что каждый кристалл и призма имеют собственную органическую субстанцию. На самом деле это органическое вещество, редуцированное до минимума и сохраняющее элементы первоначальных структурных особенностей, заложенных в период амелогенеза.

Благодаря тому что эмалевые призмы имеют S-образную изогнутость по своему ходу, на продольном шлифе не удается разрезать каждую призму строго продольно на всем протяжении. Некоторые участки призм оказываются сошлифованными в продольном направлении, а их продолжение — в поперечном или косом. Правильное чередование поперечных (диазоны) и продольных (паразоны) шлифов пучков эмалевых призм объясняет возникновение темных и светлых полос, которые пересекают в радиальном направлении толщу эмали. Это так называемые полосы Гунтера— Шрегера, хорошо заметные даже при малом увеличении на продольных шлифах зуба.

Кроме полос Гунтера—Шрегера, в эмали часто бывают видны линии или полосы Ретциуса, которые на продольном шлифе идут более отвесно, чем полосы Гунтера— Шрегера, и пересекают их под острым углом. Как правило, они имеют темновато-коричневый цвет. На поперечных шлифах зуба линии Ретциуса располагаются в виде концентрических кругов, сравниваемых некоторыми исследователями с годичными кольцами роста на поперечном срезе ствола дерева. Это сравнение вполне оправдано, так как, по мнению большинства исследователей, линии Ретциуса представляют собой волнообразные стадии в процессе развития зуба и являются участками с пониженным содержанием минеральных солей.

Своеобразными структурами, присущими нормальной эмали, являются эмалевые пластинки. Это тонкие листообразные структуры, которые проходят через всю толщину эмали и видны только на поперечных шлифах зубов. Они состоят из органического материала с небольшим содержанием минералов.

Зубная эмаль: строение

Зубная эмаль (enamelum) – является внешней оболочкой коронковой части зуба, представляя из себя самую твердую ткань в организме человека. Такая твердость объясняется тем, что эмаль зуба на 95-97% состоит из минеральных компонентов (преимущественно фосфата кальция в виде кристаллов гидроксиапатита). На долю органических веществ приходится только 1-2%, плюс еще около 2-3% воды. Самыми прочными являются поверхностные слои эмали – особенно на окклюзионных поверхностях зубов, а по направлению к эмалево-дентинной границе, а также при приближении к шейке зуба – ее твердость снижается.

Твёрдость эмали составляет 397,6 кг/мм², что сопоставимо с кварцем. Такая твердость позволяет ей противостоять запредельным механическим нагрузкам, однако с другой стороны – делает ее очень хрупкой. Эмаль зубов человека не растрескивается и не скалывается только благодаря наличию под слоем эмали – слоя дентина, который обладает умеренным коэффициентом эластичности. Тем не менее, не смотря на твердость, эмаль обладает хорошей проницаемостью для ионов кальция и фтора, содержащихся в слюне (или зубных пастах и ополаскивателях), а также для пигментов, содержащихся в пище и напитках.

Строение и развитие эмали зуба –

Эмаль зубов может иметь разные оттенки – от желтого до различных оттенков серого и белого цветов, что зависит от коэффициента ее прозрачности. Чем эмаль более прозрачна, тем сильнее будет просвечивать сквозь нее подлежащий слой дентина, физиологически имеющий желтый цвет. Кроме того, эмаль может иметь голубой оттенок – у режущих краев резцов (где нет слоя подлежащего дентина), а также у молочных зубов. Прозрачность эмали зависит от степени ее минерализации и гомогенности, что связано с соотношением ее органической и неорганической матриц. Также прозрачность зависит и от толщины слоя эмали.

Органическая и неорганическая матрицы эмали –

Зубная эмаль достаточно уникальна, и во многом абсолютно непохожа на другие твердые ткани зуба. Во-первых – эмаль является единственно тканью зуба, которая происходит из эктодермы (развитие всех остальных связано с мезодермой). Во-вторых – если органический матрикс других тканей зуба образован в основном коллагеновыми волокнами, то органическая матрица эмали не содержит коллагена и образована так называемыми «эмалевыми протеинами». В-третьих – кристаллы гидроксиапатита в зубной эмали намного крупнее, чем в других минерализованных тканях зуба.

Последний момент – другие твердые ткани зуба в течение жизни индивида продолжают синтезироваться клетками (одонтобластами и цементобластами, соответственно), но в зрелой эмали клеточные элементы отсутствуют, и поэтому после ее созревания – никакого роста происходить уже не может. Это связано с резорбцией клеток-энамелобластов в процессе энамелогенеза.

1) Органическая матрица зубной эмали –

Выше мы уже сказали, что органическая матрица зубной эмали состоит из неколлагеновых протеинов (белков), которые являются продуктом секреции энамелобластов, и их называют термином «эмалевые протеины». Функция органической матрицы заключается в адсорбции минеральных веществ, что приводит к образованию кристаллов апатита вокруг эмалевых протеинов. Однако по мере созревания эмали – органическая матрица почти полностью утрачивается.

Все эмалевые протеины условно делят на четыре вида – 1) энамелины и 2) амелогенины, 3) амелобластины и 4) тафтелины. Энамелины – это кислые гликопротеины с большой молекулярной массой, которые характеризуются высоким содержанием глицина, серина, аспарагиновой и гамма-карбоксиглутаминовой кислот. В свою очередь амелогенины – это гидрофильные гликопротеины (в 2 раза меньшей молекулярной массы), обогащенные пролином, лейцином, гистидином и гамма-карбоксиглутаминовой кислотой.

Амелобластины и тафтелины встречаются только в период амелогенеза (формирования эмали). Кроме энамелинов и амелогенинов в органической матрице зрелой эмали также присутствуют и гликозаминогликаны, протеогликаны, а также различные классы липидов. Все эти органические вещества так или иначе участвуют в процессах минерализации органической матрицы (кальцификации протеинов).

2) Неорганическая матрица эмали –

Согласно исследованиям Е.В. Боровского в зубной эмали содержатся следующие неорганические соединения (усредненные значения):

В составе этих соединений содержание кальция составляет около 37 %, а фосфора – около 17 %. Таким образом, основной минеральной солью в составе эмали (также как и дентина, и цемента корня зуба) – является «фосфат кальция» в форме кристаллов апатита, которые дополнительно будут содержать либо гидроксильные остатки, либо карбонатную группу, либо хлор или фтор. Но кроме этих элементов и соединений – в кристаллы эмалевого апатита (в крайне небольших количествах) также включаются свинец, цинк, алюминий, медь, молибден, натрий, стронций, сера, олово и титан.

Более поверхностно-расположенные апатиты с включениями фтора, свинца и цинка – благодаря этим элементам приобретают особую прочность и сопротивляемость к воздействию кислот. Эмаль с содержанием таких кристаллов апатитов (как, например, фторапатит) – отличается значительной резистентностью к кариесу, т.к. фторапатит начинает разрушаться при более низком значении pH – по сравнению с обычным гидроксиапатитом. Например, для обычного гидроксиапатита критическим значением рН будет 5,5, но для фторапатита – рН 4,6.

Важно : в связи с отсутствием в зрелой эмали энамелобластов – эмаль не имеет способности к регенерации (как цемент корня зуба или дентин). Однако не смотря на это, неорганический матрикс эмали находится в процессе постоянного ремоделирования – благодаря непрекращающимся процессам минерализации/ деминерализации. Причем поступление в эмаль ионов кальция, фосфора, фтора – происходит не только из слюны, но и со стороны дентина и пульпы зуба (благодаря так называемым «эмалевым веретенам»).

Строение зубной эмали –

Главной структурной единицей эмали являются так называемые «эмалевые призмы», между которыми располагается межпризматическое вещество, склеивающее призмы между собой. В этом разделе мы разберем их строение, а также расскажем о структуре кристаллов апатитов, структуре межпризматического вещества, а также таких образованиях – как эмалевые пластинки и пучки, эмалевые веретена.

1) Эмалевые призмы и их структура –

Эмалевые призмы формируются из кристаллов апатита, которые адсорбируются на органической матрице. Последняя имеет фибриллярную структуру – в виде тонкой белковой сеточки, которая равномерно пронизывает все призмы и межпризматическое вещество. Сами призмы имеют форму тонких удлиненных образований, которые проходят через всю толщу эмали – от эмалево-дентинной границы к поверхности зуба (рис.4-5). Эмаль одного зуба состоит в общей сложности из нескольких миллионов эмалевых призм.

Продольное сечение эмалевых призм –

Толщина призм колеблется от 3 до 6 мкм, причем по мере приближения от эмалево-дентинной границы к поверхности зуба – их диаметр увеличивается примерно в 1,5-2 раза. Связано это с тем, что площадь эмалево-дентинного соединения (откуда начинаются призмы) – значительно меньше площади поверхности зубной эмали. Призмы имеют радиальное направление и лежат по отношению к эмалево-дентинной границе – почти под прямым углом. Но, что касается поверхности эмали, то в области окклюзионных поверхностей они будут лежать параллельно длинной оси зуба, а на боковых поверхностях коронки – перпендикулярно оси зуба.

Что касается длины эмалевых призм, то она будет зависеть от толщины слоя эмали на разных поверхностях коронки зуба, и при этом длина каждой призмы будет в любом случае больше толщины слоя эмали. Последнее становится возможны благодаря тому, что собранные из эмалевых призм пучки – по своему ходу имеют волнообразные изгибы (в виде буквы S). Появление у эмали такой радиальной структуры с выраженными S-образными изгибами – связывают с функциональной адаптацией, препятствующей появлению радиальных трещин под воздействием окклюзионной нагрузки (рис.6).

Поперечное сечение эмалевых призм –

На поперечных шлифах зубов призмы могут иметь овальную, гексагональную, полигональную, но чаще всего – форму аркад, которые напоминают рыбью чешую или замочную скважину (рис.7). Согласно R.Frank такая форма призм возникает из-за неравномерной минерализации эмалевых призм, происходящей в процессе их развития. Таким образом, одна сторона призм минерализуется и становится твердой раньше, чем другая, что и вызывает сдавление более мягкой части призмы. Согласно исследованиям J.Saot и N.Symons – только 2% призм имеют правильную гексагональную форму, 57% – форму аркад, еще 31% призм были полигональными или овальными, а еще 10 % имели неправильную форму.

Стоит отметить, что поверхность каждой эмалевой призмы окружена оболочкой, которую называют «корой призмы». Тем не менее, такая оболочка не рассматривается как самостоятельное образование, и ее отличает то, что она менее минерализована и содержит значительно больше эмалевых протеинов, чем остальная часть призмы. Как следствие – оболочка более устойчива к воздействию кислот (по сравнению с сердцевиной призмы). Ниже вы можете увидеть снимок электронной микроскопии, на котором изображена эмаль, подвергнутая кислотной деминерализации в течении 5 дней (рис.8). Как мы видим – сохранилась только внешняя оболочка призм и межпризменное вещество.

Эмалевые призмы после деминерализации –

Беспризменная эмаль –

Однако самый внутренний слой эмали, прилежащий к эмалево-дентинной границе, не содержит эмалевых призм. Этот слой часто называют термином «начальная эмаль» (толщина этого слоя всего 5-10 мкм). Этот слой эмали состоит исключительно из мелких кристаллов гидроксиапатита толщиной всего 3-5 нм. Образование беспризменной эмали связано с тем, что в начальном периоде ее образования у энамелобластов еще отсутствуют волокна Томса (отростки Томса). Лишь позже у энамелобластов начинают формироваться короткие протоплазматические отростки, которые и дают начало эмалевым призмам.

Аналогичным образом формируется и внешний слой зубной эмали (на завершающих этапах ее развития). В этот период у энамелобластов отростки Томса уже исчезают, и поэтому самый поверхностный слой эмали (конечная эмаль) – тоже будет лишен эмалевых призм. Слой так называемой «конечной эмали» более выражен в зубах постоянного прикуса, а вот у молочных зубов электронная микроскопия показывает преимущественно призменную структуру поверхностного слоя зубной эмали.

2) Особенности кристаллов апатитов –

Выше мы уже говорили, что из разных видов кристаллических апатитов – эмаль больше всего содержит именно гидроксиапатит [Са₁₀(РО₄)₆(ОН₂)], доля которого составляет 75%. Кристаллы гидроксиапатита покрыты гидратной оболочкой толщиной в 1 нм. Микропространства между кристаллами апатитов заполнены водой, которую называют эмалевой жидкостью. Содержание воды в эмали составляет около 2-3%, а ее функцией является перенос ионов, что и обеспечивает процессы минерализации/ деминерализации.

В свою очередь сами кристаллы гидроксиапатита имеют вид пластинок гексагональной формы – со средней длиной около 200 нм (но могут встречаться и кристаллы размером 500-600 нм, и даже до 1000 нм), а также шириной 40-90 нм и толщиной 25-40 нм. Направление оси кристаллов по отношению к длинной оси призмы отличается на ее разных участках. В центральной части кристаллы будут лежать параллельно длинной оси призмы, а на периферии – они удаляются от этой оси, образуя с ней все больший угол. Например, при аркадной форме эмалевых призм этот угол составит порядка 40–65°.

3) Межпризматическое вещество –

Выше мы уже говорили, что эмалевые призмы как бы зацементированы в тонком слое межпризматического вещества, толщина которого составляет менее 1 мкм (рис.10). Кстати, стоит отметить, что при аркадной конфигурации эмалевых призм – последние настолько плотно контактируют друг с другом, что межпризматическое вещество между ними практически полностью отсутствует. Межпризматическое вещество также состоит из кристаллов апатитов, которые расположены под углом к эмалевым призмам (часто даже под углом 90°).

Межпризматическое вещество является менее минерализованным, чем сами эмалевые призмы, и поэтому в сравнении с ними – оно обладает меньшей прочностью. Вследствие этого возникающие в эмали трещины обычно проходят именно по межпризматическому веществу, не затрагивая самих призм. Ниже вы можете увидеть продольный и поперечный срезы эмали, на которых между эмалевыми призмами располагаются кристаллы межпризматического вещества (под углом к эмалевым призмам).

Зубная эмаль (снимок электронной микроскопии) –

4) Эмалевые пластинки и эмалевые пучки –

Такие образования присущи для зрелой эмали (рис.12-13). И пластинки, и пучки представляют из себя маломинерализованные участки эмалевых призм и межпризматического вещества, отличаясь друг от друга только положением и формой. Эмалевые пластинки представляют из себя очень тонкие «листообразные» структуры, которые проходят через всю толщу эмали (больше всего их в области шейки зуба). Они содержат эмалевые протеины, а также органические вещества из полости рта.

На шлифах эмали они выглядят точно также как и трещины эмали, но только заполнены органическим веществом. Нужно отметить, что они могут служить входными воротами для развития кариеса. В свою очередь эмалевые пучки – это мелкие конусовидные образования (напоминающие по форме «колосящиеся пучки травы»), которые отходят от эмалево-дентинной границы. Расстояние между пучками составляет примерно от 30 до 100 мкм.

5) Эмалевые веретена –

Эмалевыми веретенами называют колбообразные структуры, которые отходят от эмалево-дентинной границы под прямым углом (рис.14). Их образование связано с тем, что в период развития зуба часть отростков одонтобластов проникают за эмалево-дентинное соединение, что по видимому необходимо для коммуникаций между одонтобластами и секреторными энамелобластами. Таким образом, эмалевые веретена структурно представляют из себя дентинные трубочки.

Помимо отростков одонтобластов эмалевые веретена точно также содержат тканевую жидкость и другие органические компоненты. По мнению большинства авторов – эмалевые веретена играют важную роль в минерализации глубоких слоев эмали со стороны пульпы зуба. Ниже вы можете увидеть, как именно выглядят эмалевые веретена:

6) Что такое полосы Гунтера-Шрегера –

Выше мы уже говорили, что эмалевые призмы имеют по своему ходу волнообразную изогнутость (в форме букв S). Это приводит к тому, что на продольном шлифе зуба – невозможно разрезать каждую эмалевую призму строго продольно вдоль ее длинной оси и на всем ее протяжении. Поэтому получается, что одни участки призм в любом случае будут сошлифованы в продольном направлении, а их продолжения – в поперечном или косом направлениях. Участки призм, которые будут рассечены продольно – выглядят светлыми (паразоны). Участки призм, рассеченные поперечно, будут выглядеть темными (диазоны).

В результате на шлифе зуба возникает правильное чередование поперечных и продольных шлифов пучков эмалевых призм. При их изучении в отраженном свете – они предстают в виде темных и светлых полос, пересекающих по дуге всю толщину эмали в радиальном направлении. Они начинаются от эмалево-дентинного соединения и заканчиваются в поверхностном слое эмали. Такие полосы и назвали полосами Гунтера-Шрегера, и их можно хорошо различить даже при небольшом увеличении (рис.15-16).

6) Что такое линии Ретциуса –

Полосы Гунтера-Шрегера под острым углом пересекают так называемые линии Ретциуса, которые также называют «ростовыми линии эмали» (рис.15-17). Линии Ретциуса наиболее отчетливо выражены в эмали постоянных зубов. На продольных шлифах они будут располагаться тангенциально (параллельно поверхности зуба), или будут иметь вид арок, идущих косо от поверхности эмали к эмалево-дентинному соединению. На поперечных шлифах линии Ретциуса располагаются в виде концентрических кругов (похожими на годичные кольца роста на поперечных срезах ствола дерева).

По мнению большинства исследователей – полоски Ретциуса отражают периодичность отложения слоев эмали, являясь при этом участками со сниженной минерализацией. По всей видимости они являются отражением секреторного ритма энамелобластов при образовании органической матрицы эмали, а также ритма ее последующей минерализации. Таким образом, происходит чередование активного периода и периода покоя. Интервал между полосками Рециуса составляет около 16 мкм, что отражает толщину формирования слоя эмали примерно за 1 неделю.

Наиболее короткими линии Рециуса будут на боковых поверхностях коронки зуба, но чем ближе к жевательной поверхности зуба, тем они будут становиться длиннее. Линии Ретциуса становятся заметны благодаря тому, что участки эмали с содержанием разного количества минеральных веществ – будут по-разному преломлять свет. Там, где линии Ретциуса выходят на поверхность эмали – они будут образовывать микроскопические циркулярные бороздки. На дне бороздок будут заметны многочисленные мелкие ямки глубиной от 0,5 до 3,0 мкм, которые соответствуют расположению отростков энамелобластов на последнем этапе секреции эмали.

Соответственно, между бороздками будут располагаться небольшие валики (перикиматии) – высотой от 2 до 4 мкм и шириной от 30 до 150 мкм. Они будут располагаться горизонтально параллельными рядами, циркулярно опоясывая всю окружность зуба. Заметны они могут быть в пришеечной области постоянных зубов, но нужно учесть, что с возрастом они исчезают (в связи со стиранием наружной поверхности эмали). Что касается молочных зубов, то перикиматии в них выражены значительно слабее, чем в постоянных. Надеемся, что наша статья оказалась Вам полезной!

Источники:

1. Высшее профессиональное образование автора в стоматологии,
2. The European Academy of Paediatric Dentistry (EU),
3. «Анатомия зубов человека» (Гайворонский, Петрова).
4. «Терапевтическая стоматология» (Политун, Смоляр),
5. «Гистология органов ротовой полости» (Глинкина В.В.).

Цемент зуба: строение

Цемент зуба (cementum) – это высокоминерализованная ткань, напоминающая по своей структуре грубоволокнистую кость, которая тонким слоем покрывает корень зуба (вплоть до его шейки). Но в отличие от костной ткани – цемент корня не подвержен постоянной перестройке, он не имеет сосудов, а его трофика осуществляется посредством обычной диффузии питательных веществ, растворенных в основном аморфном веществе в составе периодонта.

Основная функция цемента заключается в формировании связочного аппарата зуба (периодонтального прикрепления), которое удерживает зуб в альвеоле, а также способствует перераспределению жевательного давления с зуба – на альвеолярную кость. Напомним, что периодонтальные волокна начинают расти одновременно – как со стороны корневого цемента, так и со стороны компактной пластинки альвеолы. Далее при помощи незрелого коллагена (проколлагена) в центре периодонтальной щели – концы этих волокон связываются вместе, формируются пучки волокон.

Цемент корня зуба: схема и фото

Слой цемента присутствует только на зубах человека, а также зубах других млекопитающих. В области шейки зуба толщина цемента меньше – от 20 до 50 мкм, в то время как в области верхушки корня – от 100 до 150 мкм. Думаю вам знакомо, что «вторичный дентин» на протяжении всей жизни продуцируется одонтобластами, и вот точно также в течение жизни происходит и постоянное образование цемента на поверхности корня. И поэтому, если вы доживете до пенсионного возраста, то цемент ваших зубов скорее всего успеет – как минимум утроить свою толщину (рис.3).

Цемент корня зуба: строение

Цемент по химическому составу и прочности близок к грубоволокнистой костной ткани. Неорганические компоненты в составе цемента составляют примерно 65% – в основном это фосфат кальция (в виде кристаллов гидроксиапатита или аморфных кальций-фосфатов) и карбонат кальция. Органические компоненты составляют около 23%, и они практически полностью представлены коллагеном; плюс около 12% воды.

Цемент подразделяют на 2 формы – на первичный (бесклеточный) и вторичный (клеточный). Слой первичного цемента выстилает дентин всей поверхности корня зуба, и в свою очередь уже поверх него будет располагаться слой вторичного цемента. Однако, этот так называемый вторичный «клеточный цемент» будет покрывать уже не всю поверхность корня, а только его апикальную треть + у многокорневых зубов еще и область бифуркации/ трифуркации корней (рис.4).

Слои цемента (электронная микроскопия) –

Клеточный и бесклеточный цемент (гистология) –

1) Первичный (бесклеточный) цемент –

Первичный цемент покрывает весь корень зуба. Он не содержит клеток, и состоит только из обызвествленного межклеточного вещества, в состав которого входят коллагеновые волокна и основное аморфное «склеивающее» вещество. Коллагеновые волокна этого слоя цемента отличаются равномерной минерализацией, и часть из них имеет продольное направление – по отношению к поверхности корня, а часть – перпендикулярное (радиальное) направление. Последние называют «шарпеевскими волокнами», и они имеют очень важное значение для фиксации зуба в альвеоле.

2) Вторичный (клеточный) цемент –

Вторичный цемент образуется после прорезывания зуба, и он покрывает уже не всю поверхность корня, а только апикальную его треть + область фуркаций многокорневых зубов. Он может располагаться либо поверх первичного цемента, либо напрямую прилежать к дентину корня. Вторичный цемент состоит преимущественно из клеток (цементоцитов и цементобластов), а также из межклеточного вещества, которое в свою очередь состоит – из основного аморфного вещества и хаотично направленных коллагеновых волокон.

Цементоциты (рис.5-6) – лежат на поверхности цемента в особых лакунах (полостях) и по своему строению они очень похожи на цементоциты костной ткани. Цементоциты имеют длинные отростки, и там где клеточный цемент напрямую прилежит к поверхности дентина – отростки цементоцитов могут напрямую контактировать с дентинными трубочками. При образовании новых слоев цемента – цементоциты внутренних слоев постепенно гибнут, образуя в цементе пустые лакуны.

Цементобласты – эти клетки являются «строителями цемента», т.е. обеспечивают отложение все новых его слоев. Отложение цемента цементобластами происходит в течение всей жизни человека, и поэтому толщина цемента в области верхушек корней – увеличивается к концу жизни в несколько раз.

Цементоциты в вторичном цементе (гистология) –

Рис.6 (обозначения), где 1 – цементоцит, 2 – дентинные трубочки, 3 – контакты отростков цементоцитов с дентинными трубочками.

3) Коллагеновые волокна –

Самой важной частью коллагеновых волокон цемента являются так называемые «шарпеевские волокна». Они являются терминальными участками волокон периодонтального прикрепления зуба со стороны цемента. На рис.7 вы можете увидеть гистологический препарат, на котором видно, что радиальные коллагеновые волокна периодонтальной щели и цемента корня зуба – являются «единым целым».

Соединение периодонта и цемента корня зуба –

Раньше считалось, что радиальные волокна периодонта (которые с одной стороны фиксируются к компактной пластинке альвеолы, а с другой – к цементу корня) – являются единым целым. Но современные исследования свидетельствуют, что это не совсем верно. Терминальные участки зубо-альвеолярных волокон периодонта начинают формироваться обособленно друг от друга: одна часть – со стороны цемента корня зуба, а другая часть – со стороны костной пластинки альвеолы.

Резюме :

Бесклеточный (первичный)	Клеточный (вторичный)
локализация	– прилежит к дентину, – покрывает корень.	– покрывает бесклеточный цемент в области апикальной трети корня и области фуркации многокорневых зубов.
строение	– коллагеновые волокна (продольное и радиальное расположение), – аморфное вещество, – линии роста расположены близко друг к другу.	– цементоциты в лакунах (их отростки анастомозируют друг с другом), – коллагеновые волокна (хаотичное направление), – аморфное вещество, – линии роста расположены сравнительно далеко друг от друга.

Цемент зуба: гистология

Ниже на видео 1 вы можете увидеть гистологию тканей зуба в потрясающем разрешении. На видео 2 лучшая лекция по гистологии цемента, которую вы можете услышать. Видео на английском языке, но при желании можно включить субтитры, и далее в настройках выбрать перевод с английского на русский.

Топография цемента в области шейки зуба –

Существует 3 варианта соединения цемента и эмали зуба. Оно может быть либо «стык в стык», либо цемент может немного заходить на эмаль, либо может присутствовать полоска обнаженного дентина (рис.8). Исследования показали, что эмаль и цемент граничат «стык в стык» – только в 30% случаев. При этом 60% зубов имеют наслоение цемента на край зубной эмали (рис.9), а полоска обнаженного дентина встречается в 10% случаев.

Варианты эмалево-цементной границы (схема и гистология) –

Рис.8, где 1 – эмаль, 2 – дентин, 3 – цемент, и варианты соединения эмали и цемента (I – цемент частично заходит на зубную эмаль; II – цемент стыкуется с эмалью, III – цемент не доходит до эмали зуба).

Функции цемента корня зуба –

1) Защитная функция –
содержание в цементе неорганических компонентов достигает 70%, что делает его прочным к механическим нагрузкам. Следовательно, одной из его функций будет защита дентина корня от повреждающего воздействия.

2) Участие в образовании периодонта –
формирование волокон периодонта происходит одновременно как со стороны цемента корня зуба, так и со стороны костной пластинки альвеолы. По мнению ряда авторов – в дальнейшем эти коллагеновые волокна сплетаются друг с другом посредством незрелого коллагена (проколлагена), превращая их в единое целое. Глубина погружения волокон периодонта в цемент корня зуба составляет от 3 до 5 μ.т.

3) Фиксирующая (удерживающая) –
цемент корня зуба вместе с компактной пластинкой альвеолы и волокнами периодонта – обеспечивает фиксацию зуба в альвеоле.

4) Компенсаторная функция –
при уменьшении длины зуба в результате физиологического стирания эмали – происходит усиленная выработка цемента в области верхушки корня зуба. В результате зуб как бы выталкивается из альвеолы в полость рта, и таким образом увеличивается размер клинической коронки зуба. Особенно это становится заметным у пациентов пожилого возраста.

5) Участие в репаративных процессах –
например, при устранении причины резорбции корня может произойти его частичное восстановление. Либо при наличии трещины корня зуба может произойти образование цемента между фрагментами, что может привести к устранению дефекта.

Причины дополнительного образования цемента –

При пародонтите и хроническом периодонтите, при стирании эмали на окклюзионных поверхностях, при повышении нагрузки на зуб, а также при отсутствии зуба-антагониста – происходит интенсивное отложение цемента в области апикальной трети корня (при этом формируется гиперцементоз, рис.3). Также к этому могут приводить и травмы корня зуба, а также ортодонтическое лечение.

Кроме того выделяют еще такое образование как «цементикль». Это не что иное, как состоящее из цемента образование округлой формы, расположенное в периодонте. Они возникают вследствие минерализации микрососудов в области островков эпителиальных клеток Маляссе.

Развитие цемента (цементогенез) –

Образование цемента происходит в два этапа. На 1 этапе происходит синтез органического матрикса (цементоида или первичного цемента). На 2 этапе происходит минерализация цементоида – с образованием вторичного цемента. Давайте рассмотрим, как все это происходит.

Сначала клетки зубного сосочка (в результате индуцирующего влияния эпителиального влагалища) – дифференцируются в одонтобласты корня, которые и образовывают дентин корня. Далее цементобласты зубного мешочка начинают продуцировать органический матрикс цемента (цементоид), а также коллагеновые волокна и основное аморфное вещество. В результате цементоид откладывается на поверхности дентина корня – в виде высокоминерализованного бесструктурного слоя «Хоупвелла-Смитта» (этот слой способствует прочному прикреплению цемента к дентину корня).

Далее первым образуется первичный цемент, не содержащий клеток. Он медленно откладывается по мере прорезывания зуба, покрывая 2/3 поверхности корня (ближе к коронковой части зуба). Далее происходит минерализация цементоида, которая связана с отложением фосфатов и карбоната кальция. Этот процесс идет волнами, и далее в апикальной трети корня и зоне фуркации – образуется клеточный, т.е. вторичный цемент. Надеемся, что наша статья оказалась Вам полезной!

Источники:

Читайте также: