Сравнительное исследование IN VITRO трех известных марок пере-киси карбамида по степени проникновения в пульпу зуба

Аннотация

Витальное отбеливание зубов стало весьма популярной процедурой. Большинство средств домашнего отбеливания содержат 10%−ную перекись карбамида. Целью настоящего исследования in vitrо было измерение количества перекиси водорода, достигающего полости коронки, при использовании содержащих перекись карбамида средств от трех фирм – Opalescence, Sparkle, Rembrandt.

Семьдесят корней извлеченных премоляров были обрезаны приблизительно на 3 мм выше границы цемента и эмали, а ткани пульпы были удалены. Все зубы были распределены по трем экспериментальным группам (n = 20) и одной контрольной (n = 10). Раствор ацетатного буфера помещали в полость коронки до обработки коронки отбеливающим средством в течение 25 минут при температуре 37 градусов. Раствор буфера извлекали и обрабатывали лейкокристал фиолетом (leukocrystal violet) и пероксидазой хрена.  Оптическая плотность получавшегося синего оттенка измерялась на длине волны 596 нм и считывалась (сопоставлялась) со стандартной кривой, описывающей количество пероксидазы хрена.

Измеренные веса пероксидазы хрена составили 3.605±1.405, 1.282±0.762 и 0.339±0.251 микрограмм для групп Opalescence, Sparkle и Rembrandt соответственно. Дисперсионный анализ выявил достоверные различия (р<.05) уровней перекиси водорода между тремя группами. Был сделан вывод о том, что способность проникновения коммерческих отбеливающих средств различается, несмотря на то, что все средства были позиционированы как содержащие одинаковую 10%−ную концентрацию перекиси карбамида.

 

Степень проникновение перекиси карбамида в пульпу значительно варьирует среди различных коммерческих отбеливающих средств. Это может приводить к разной чувствительности зубов или различной эффективности отбеливания.

(Журнал Эстетической Стоматологии 11: 259−264, 1999)

 

*   *   *

Витальное отбеливание зубов стало консервативным методом отбеливания дисколорированных зубов. В течение многих лет применение офисных техник, использующих 30–35%−ную концентрацию перекиси водорода, было оправданным. Современные методики позволяют пациенту самому наносить отбеливающие средства дома, а не в кабинете врача – это и есть так называемое «домашнее отбеливание». Материалы, обычно используемые для домашнего отбеливания, содержат от 10 до 15% перекиси карбамида или от 2 до 10% перекиси водорода в вязком геле. 10% раствор перекиси карбамида содержит 3.62% перекиси водорода и 6,38% мочевины.¹ Окислительные свойства перекиси водорода могут осветлять зубы, если средство поместить в сделанную на заказ каппу и удерживать в контакте с зубами на протяжении некоторого периода (интервала) времени. Отбеливающие материалы предыдущего поколения обычно обеспечивали достижение результатов по прошествии от 2 до 3 недель, а максимальный эффект достигался через 5−6 недель.² Современные материалы действуют гораздо быстрее. Недавно производители представили отбеливающие средства, которые назначаются стоматологами для домашнего применения, а также «розничные» наборы отбеливающих средств, которые продаются напрямую потребителям.

Haywood³ написал обзор по огромному числу публикаций, оценивавших безопасность и эффективность современных отбеливающих методик и практики их применения. Было отмечено, что использование перекиси карбамида приводит к чувствительности зубов к перепадам температуры.⁴ В работах с применением разных концентраций перекиси карбамида или перекиси водорода было показано, что перекись водорода, будучи нанесенной непосредственно или выделившейся из перекиси карбамида, проникает через эмаль и дентин в полость пульпы свеже экстрагированных зубов.^5,6 Большинство используемых в настоящее время средств для домашнего отбеливания содержат 10% раствор перекиси карбамида.³  Имеются данные о различии в степени диффузии коммерческих отбеливающих гелей. Данная работа была задумана для наблюдения за проникновением в полость пульпы перекиси водорода, которая выделяется при применении трех фирменных отбеливающих гелей, содержащих равные концентрации перекиси карбамида, с использованием экстрагированных человеческих зубов.

Каждое из этих средств представляет определенный клинический подход. Opalescence (Ultradent Products, Salt Lake City, Utah) представляет из себя высоковязкий гель, который рекомендуется для использования преимущественно ночью во время сна. Rembrandt Lighten (Den-Mat, Santa Maria, California) представляет из себя гель средней степени вязкости. Его рекомендуется использовать от одного до четырех часов в день с добавкой нового геля в каппу каждый час. Оба этих средства находятся под контролем стоматологов и распространяются ими. Обе системы предусматривают сделанную на заказ в вакуумном формирователе каппу, в качестве вместилища для помещения отбеливающего геля в полость рта. Sparkle (Kuron Health Products Corp., Oakland, California) представляет собой доступный в розницу набор средств для отбеливания. Гель средней вязкости предназначен для аппликации на период от получаса до часа, а также этот набор включает каппу, формируемую с помощью  кипячение и прикусывания. Все три использовавшихся в данной работе отбеливающих геля содержали 10% перекиси карбамида.

 

Были собраны интактные, прежде не восстанавливавшиеся и не подверженные кариесу человеческие верхние премоляры,  удаленные незадолго до начала исследования в ортодонтических целях. После удаления зубы были помещены в 0,05% раствор гипохлорида натрия на несколько дней для предотвращения роста бактерий, а затем хранились в соляном растворе вплоть до момента использования. Было отобрано семьдесят зубов одинакового размера, которые были распределены на три экспериментальные группы по 20 зубов в каждой и контрольную группу из 10 зубов. Зубы были очищены пемзой и затем обрезаны приблизительно в 3 мм от границы эмали и цемента, а ткани пульпы были удалены. Полости пульпы были доведены до одинакового диаметра с помощью круглого бура № 016. Внешняя поверхность корня каждого зуба, включая и часть коронки, покрывалась двумя слоями цветного ногтевого лака. Коронку на участке от 3 мм в направлении десны до края гребня (верхушки) зуба оставляли не лакированной.

Выборка в каждой из экспериментальных групп составляла 20 зубов. Зубы подвергались воздействию коммерчески доступных отбеливающих гелей, содержащих перекись карбамида: (1) Opalescence, (2) Sparkle и (3) Rembrandt Lighten, каждый из которых содержал 10% перекиси карбамида. В каждую полость пульпы был помещен ацетатный буфер (25 микролитров 2М раствора) для нейтрализации перекиси водорода, которая проникнет в полость пульпы. Затем коронка (верхушка) погружалась в пероксидный гель до уровня покрытой лаком части на 25 минут при температуре 37 градусов (рис. 1).  Контрольные образцы погружались в дистиллированную воду вместо пероксидного геля на тот же срок и при той же температуре. В конце периода экспозиции ацетатный буфер отсасывали микропипеткой из полости пульпы и помещали в 5 мл-ую мерную пробирку. Полость пульпы дважды промывали 100 мкл дистиллированной воды и смыв добавляли в исследуемый раствор. Количество диффундировавшей через коронку зуба перекиси водорода анализировали колориметрически, используя пробу лейкокристал фиолет/пероксидаза хрена (leukocrystal violet/horseradish peroxidase), описанную в работе Motolla  с соавт.⁷ Лейкокристал фиолет (100 мкл, 0.5 мг/мл) и пероксидаза хрена (50мкл, 1 мг/мл) были добавлены к исследовавшемуся раствору и разбавлены до общего объема в 3,0 мл. Оптическая плотность образовавшегося синего цвета измерялась на ультрафиолетовом спектрометре Spectronic 601 (Milton Roy Co., Pochester, New York) на длине волны 596 нм. Количество перекиси водорода в тестовых образцах определялась путем сравнения со стандартной кривой, полученной при измерении известных количеств перекиси водорода. Было произведено по пять повторных измерений для каждой концентрации перекиси водорода. Калибровочные кривые были получены для известных количеств перекиси водорода в диапазоне от 0,5 до 5 мкг. Все эти данные легли на прямую линию.

 

Перекись карбамида легко проникала через стенку коронки зуба в полость пульпы у исследуемых образцов. Результаты представлены на рис. 2. Opalescence выделял максимальное количество перекиси водорода (3.605±1.405 мг), за ним Sparkle (1.282±0.762 мг) и Rembrandt (0.339±0.251 мг) соответственно. У контрольных зубов количество перекиси водорода было ничтожно малым. Дисперсионный анализ вместе с тестом Scheffe для определения доверительных интервалов показали статистически достоверные различия между всеми группами (p<0/05).

 

Множество методов доступно для спектрофотометрического обнаружения перекиси водорода в микрограммовых количествах. В данной работе был применен метод колориметрического анализа с использованием пробы пероксидазы хрена и окраски лейкокристалом фиолетом, описанной Motolla  с соавт.⁷ Это – простая проба, и необходимая для нее аппаратура легко доступна. Условия эксперимента, выбранные в данной работе были сходны с условиями, описанными в работах Bowles и Ugwuneri, Cooper  с соавт.^5,6 Для повышения точности метода было проведено по пять повторных измерений для каждой концентрации перекиси водорода для создания калибровочной кривой. Данные абсорбции для контрольных образцов (по сравнению с дистиллированной водой в качестве референта) при дневном свете и освещении (флюоресцентными) лампами дневного света в лаборатории оставались неизменными на протяжении как минимум трех часов. Для повышения точности измерений было проведено два повторных измерения контрольного и исследуемого растворов. Кроме того,  в расчет принимались толщина дентина и зона поверхности зуба, контактировавшая с отбеливающим гелем. Толщину дентина нельзя измерить напрямую. Однако отбирались зубы сходного размера,  и внутри них высверливалась полость одинакового диаметра, на основании чего было предположено, что и толщина дентина у них также приблизительно одинаковая. Перед тестированием диффузии перекиси водорода удаление вязкого слоя со стенок полости пульпы не производили. Так как все пульпарные полости были приготовлена одинаковым образом, было решено, что нет необходимости открывать дентиновые трубочки путем удаления вязкого слоя.

Ранее сообщалось, что перекись водорода, апплицированная непосредственно, или выделившаяся из апплицированной перекиси карбамида, с легкостью проникает через стенку коронки зуба в полость пульпы.^5,6  Bowles и Ugwunerri выяснили, что повышение температуры значительно повышает количество перекиси водорода, проникающей в полость пульпы.⁵ Cooper  с соавт. показал, что выделяемый из перекиси карбамида пероксид водорода хуже проникает в полость пульпы по сравнению с непосредственно апплицированной перекисью водорода.⁶ Степень диффузии перекиси водорода через стенку коронки зуба является ограниченной и не находится в прямой зависимости от концентрации перекиси водорода. Результаты нашего исследования показывают, что перекись водорода, выделяемая из содержащих перекись карбамида средств,  проникает в полость пульпы в разных количествах, даже если они позиционированы, как содержащие одинаковую концентрацию перекиси карбамида. Остальные компоненты отбеливающего средства также могут влиять на проникновение перекиси водорода через ткани зуба. Большинство содержащих перекись карбамида средств также содержат карбопол (полимер карбоксиполиэтилена), глицерин, стеарат натрия и вкусовые добавки.¹

Карбопол добавляется в большинство коммерчески доступных содержащих перекись карбамида гелей в целях повышения вязкости геля и продления времени выделения свободного кислорода.⁸ Opalescence содержит более высокую концентрацию карбопола для повышения как вязкости, так и времени действия. Rembrandt  содержит более умеренную концентрацию карбопола и не столь вязок, как Opalescence. В обоих этих продуктах в качестве основы используется глицерин. Большинство доступных на рынке средств содержат от 0.5 до 1.5% карбопола.¹ Sparkle гуще, чем Rembrandt  и жиже по сравнению с Opalescence. Следовательно результаты нашего исследования показывают, что чем более вязким является гель в соответствии с дополнительным количеством карбопола, тем лучше проникает перекись водорода в полость пульпы. Rembrandt (умеренная вязкость) продемонстрировал более низкую диффузию перекиси водорода в полость пульпы. Эти данные подтверждают сходные результаты, показанные при исследовании диффузии перекиси водорода через дентиновый диск в полость пульпы в экспериментах in vitro.⁹ Средства с повышенным содержанием карбопола оказываются более эффективными в клинических условиях, так как отбеливающий материал дольше сохраняет свою активность и дополнительная вязкость снижает потерю отбеливающего материала (отбеливателя) из лотка (каппы).¹

Hanks  с соавт., показавший сложный характер процесса диффузии перекиси водорода, также утверждал, что коэффициент проникновения для всех содержащих перекись водорода отбеливающих средств имеет различные значения.⁹ По крайней мере две силы могут противостоять диффузионному потоку молекул отбеливающего вещества в направлении пульпы: (1)конвекция, связанная с положительным давлением пульпы и (2) осмотическое давление геля. Однако результаты нашего исследования скорее всего не подверглись влиянию давления пульпы, так как сама пульпа отсутствовала и ни какое внутрипульпарное давление не моделировалось. Когда дентин оголяется при удалении вязкого слоя в живом зубе, проникновение перекиси водорода могло бы снижаться, вследствие оттока жидкости наружу, в направлении обратном диффузии внутрь пульпарной полости.¹⁰⁻¹²

Ряд работ, посвященных безопасности применения отбеливающих средств, сложны в интерпретации, потому что повышенная чувствительность зубов является обычным побочным эффектом процесса отбеливания зубов у некоторых людей.¹³ Безопасность и эффективность отбеливающих методик должна базироваться не только на качестве применяемых средств, но и на способах их применения и времени лечения, особенно в тех случаях, когда лечение протекает без непосредственного контроля со стороны стоматолога. Высоко вязкий гель для домашнего отбеливания Opalescence был сертифицирован в качестве безопасного и эффективного Американской Стоматологической Ассоциацией (ADA). Rembrandt  не столь вязок, как Opalescence, но он также получил одобрение ADA. Оба средства применяются по назначению врача методом домашнего отбеливания с аппликацией в стандартно изготовленную каппу. Sparkle представляет из себя продающийся в розницу набор, который доступен потребителям напрямую без какой-либо оценки профессионалами исходного состояния, побочных эффектов или изложенных в публикациях результатов применения. Степень диффузии у Sparkle оказалась выше, чем у Rembrandt. Не представляется возможным сказать, до какой степени диффузия оказывается более эффективной, поскольку каппа, наполненная этим доступным в розницу средством не так плотно прилегает, как сделанная на заказ. Хотя не было проведено исследований, продемонстрировавших большую эффективность использования сделанной на заказ каппы, выглядит логичным, что чем больше отбеливающего средства входит в контакт с зубами, тем более эффективно они будут отбелены. В дополнение, при неконтролируемом или чрезмерном использовании доступного в розницу средства существует опасность проглотить часть отбеливающего средства.

 

Проникновение трех коммерческих отбеливающих гелей, содержащих 10% перекиси карбамида, внутрь полости пульпы была исследована на удаленных человеческих зубах. Opalescence  обеспечивала максимальное количество перекиси водорода в полости пульпы, за ней следовали Sparkle и Rembrandt соответственно. Был сделан вывод, что степень диффузии этих гелей различается, несмотря на то, что они содержали одинаковую концентрацию пероксида. Это может означать, что одинаковая 10% концентрация перекиси карбамида может давать разную чувствительность и степень эффективности при отбеливании зубов, благодаря другим компонентам отбеливающих материалов.

 

Эта работа была поддержана грантом Mahidol университета, Таиланд.

 

 

Список литературы.

1. Albers HF. Lightening natural teeth. ADEPT Report 1991; 1:7−14.

2. Haywood VB. Nightguart vital bleaching: current infi\ormation and research. Eschet Dent Update 1990; 1:7−12. 

3. Haywood VB. History, safety, and effectiveness of current bleaching rechniques and applications of the nigtguard vital bleaching technique. Quintessence int 1992; 23:471−488.

4. Christensen G,  Christensen R. Home-use bleaching survey- 1991. CRA Newsletter 1991; 15:2.

5. Bowles WH. Ugweneri Z. Puip chamber penetration by hydrogen peronide following vital bleaching procedures. J Enodod 1987; 13:375−377  .

6. Cooper JS. Bokmeyer TJ. Bowies WH. Penetration of the pulp chamber by carbamide peroxide bleaching agents. J Endod 1992; 18:315−317.

7. Morrola HA, Simpson BE, Gorin G. Absorptiometric determination of hydrogen peroxide in submicrogram amounts with leucocrystal violet and peroxidase as catalyst. Anal Chem 1970; 42:410−411.

8. Haywood VB. Nightguad vital bleaching: current information and research. Esther Dent Update 1990; 1:20−25.

9. Hanks CT. Wataha JC. Corcoran JF. Cytotoxicity and dentin permeability of carbamide peroxide and hydrogen peroxide vital bleaching materials in vitro. J Dent Res 1993; 72:931−938.

10. Vongsavan N, Matthews B. The permeability of cat dentine in vivo and in vitro. Arch Oral Biol 1991; 36:641−646.

11. Vongsavan N, Matthews B. Fluid flow though cat dentine in vivo. Oral Biol 1992; 37:175−185.

12. Pashley DH. Mechanistic analysis of fluid distribution across the pulp dentin complex. J Endod 1992; 18:72−75.

13. Christensen g. To bleach or not to bleach. J Am Dent Assoc 1991; 122:64−65.