Зубы человека и других млекопитающих – это многослойные образования. Они состоят из прочной минерализированной эмали, а также нескольких слоев "живых" тканей, таких как дентин, пульпа и нервы. Эмаль состоит из нескольких компонентов, в том числе прочных зерен и волокон из гидроксоапатита, а также аморфной формы этого биоминерала, которая заполняет промежутки между зернами.
Этот минеральный "цемент" и зерна гидроксиапатита часто начинают разрушаться. Дело в том, что их прочность зависит от того, как много в них различных микроэлементов, в том числе железа и фтора. Поэтому многие зубные пасты, а также питьевая вода специально обогащают фтором. Благодаря этому власти большинства развитых стран достаточно успешно борются с кариесом.
Фторирование воды и гигиенических продуктов породило обратную проблему. В некоторых случаях из-за этого возникает флюороз – избыток фтора в организме человека. В результате может возникнуть остеопороз и остеосклероз, а также проблемы со здоровьем самих зубов. Диагностировать эту болезнь достаточно трудно, потому что фтор накапливается в организме человека постепенно, и последствия этого процесса заметны далеко не сразу.
Российские ученые вместе с коллегами из Австралии сделали большой шаг к созданию систем ранней диагностики флюороза. Они на атомном уровне проследили за тем, как меняется структура эмали зубов на первых стадиях флюороза. Для этого ученые просветили образцы зубной ткани здоровых добровольцев и носителей флюороза инфракрасным синхротронным излучением и рамановским спектрометром.
Благодаря этому они изучили, как накопление фтора в эмали повлияло на характер связей между ее молекулами и их структуру. Опираясь на результаты этого анализа, ученые выделили характерные изменения в силе свечения определенных типов ионов из зубной ткани. Они были связаны с развитием флюороза и появлением дефектов в структуре эмали.
Поиски подобных дефектов при помощи спектрометров дают медикам возможность диагностировать избыток флора в организме на первых стадиях его накопления. В перспективе подобные проблемы можно корректировать еще до того, как они видимым образом скажутся на состоянии зубов и костей пациентов, подытожили ученые.
"Полученные нами результаты будут использованы при диагностике поступления фтора в твердые ткани зубов человека, в том числе при профилактике с помощью фторсодержащих средств. Это позволит эффективно снизить частоту поражения зубов кариесом и одновременно с этим уменьшить вероятность развития нарушений в работе других органов", – заключил один из авторов исследования, заведующий кафедрой Воронежского государственного университета Павел Середин.
