Результат интеллектуальной деятельности: Гидрогель для реминерализации твердых тканей зубов

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к стоматологии, и может быть использовано для реминерализации твердых тканей зубов с целью профилактики и лечения кариеса в стадии пятна, гиперестезии твердых тканей зубов.

Несмотря на развитие превентивной стоматологии, кариес, по-прежнему остается одной из распространенной патологии и поражает до 100% взрослого и детского населения. Кариес эмали (стадия «белого пятна» или очаговая деминерализация) является той формой заболевания, при которой возможно остановить прогрессирование деминерализации и деструкции твердых тканей зубов. Отсутствие своевременного лечения сопровождается развитием инфекционных осложнений, что, зачастую, является причиной удаления зубов и приводит к нарушению функции и эстетики зубочелюстной системы.

Другой, не менее распространенной патологией, является повышенная чувствительность зубов (гиперестезия), которая возникает при поражениях, не связанных или связанных с убылью эмали и дентина. Гиперестезия возникает после процедур профессиональной гигиены полости рта и отбеливания, сопутствует некариозным поражениям твердых тканей, возникающих после прорезывания (повышенная стираемость, клиновидный дефект, эрозия). К неинвазивным и эффективным методам профилактики и лечения очаговой деминерализации эмали, гиперестезии зубов различной этиологии относится реминерализующая терапия.

Известен состав для профилактики заболеваний полости рта, который содержит следующие компоненты, мас. %: глицерин 20-25, ксилитол 10-14, кремния диоксид 22-26, ксантановая смола 1,2-1,4, метилпарабен 0,2-0,3, пропилпарабен 0,08-0,12, натрия сахарин 0,1-0,3, диоксид титана 0,2-0,4, отдушка 0,7-1,0, бромелайн 0,1-0,7, натрия лаурилсульфат 1,2-1,4 или алкиламидобетаин 3,5, кальция глицерофосфат 0,6-1,0, магния хлорид 0,08-0,16 или магния глицерофофсфат 0,16, вода питьевая до 100 (патент РФ №2293551, опубликован 20.02.2007).

Достоинства: наличие в составе глицерофосфата кальция или магния как источника кальция, магния и фосфора, ксилитола в качестве антикариесогенного компонента, бромелайна для улучшения очищения тканей.

Недостатками являются низкая концентрация глицерофосфата кальция и магния, что снижает терапевтическую эффективность состава, отсутствие десенсибилизующих компонентов (не способствует устранению гиперестезии), наличие абразивных соединений (диоксидов титана и кремния), содержание лаурилсульфата натрия, обладающего раздражающими свойствами (может вызывать сухость полости рта, появление афт и эрозий).

Известен состав, включающий следующие компоненты, мас. %: глицерин 8-15, сорбитол 8-15, ксилитол 8-18, гидроксиэтилцеллюлоза 1,5-2,8, полисорбат 0,6-1,2, метилпарабен 0,2-0,3, кальция глицерофосфат 0,7-1,9, магния хлорид 0,06-0,20, гуаровая смола 0,06-0,15, отдушка 0,3-0,6, вода питьевая до 100 (патент РФ №2311168, опубликован 27.11.2007).

Недостатком является низкая концентрация соединений кальция, отсутствие ферментов и десенсибилизующих компонентов, что снижает эффективность реминерализации твердых тканей, а также не способствует устранению гиперестезии. Положительным качеством данного состава является наличие в составе глицерофосфата как источника кальция и фосфора, ксилитола в качестве антикариесогенного компонента, консистенция и форма выпуска в виде геля, возможность применения в каппах.

Наиболее близок по сущности, принятый за ближайший аналог состав, включающий следующие компоненты, мас. %: гидроксиапатит - 2,0-20,0, хлоргексидин биглюконат (антисептический препарат) - 0,05-0,5, тизоль (аквакомплекс глицеросольвата титана) - остальное (патент РФ №2216304 опубликован 20.11.2003 г. ).

Достоинство ближайшего аналога: наличие в составе гидроксиапатита как источника кальция и фосфора, тизоля в качестве транспортной основы.

Недостатками ближайшего аналога являются: кратковременный контакт с тканями зуба осуществляется только во время втирания в течение 3 минут; необходимость после применения состава прополаскивать полость рта; содержание хлоргексидина может вызвать окрашивание зубов и нарушение микрофлоры полости рта при длительном применении; приготовление состава непосредственно перед применением.

Задачами изобретения является повышение кислотоустойчивости эмали, устранение процессов деминерализации и уменьшение повышенной чувствительности твердых тканей зубов.

Сущностью предложения является гидрогель для реминерализации твердых тканей зубов, содержащий гидроксиапатит, отличающийся тем, что он в качестве компонентов целевого назначения дополнительно содержит ксилитол, папаин, нитрат калия, карбопол, консервант сорбиновую кислоту, стабилизатор раствор натрия гидрооксида и отдушку в следующем соотношении, масс %:

Вода высокоочищенная остальное

Технический результат: повышение кислотоустойчивости, резистентности твердых тканей зубов, уменьшение растворимости эмали, профилактика очаговой деминерализации, лечение кариеса эмали в стадии «белого пятна», уменьшение гиперестезии, предупреждение прогрессирования кариозного процесса, пролонгирование эффекта реминерализации за счет длительного контакта реминерализующего гидрогеля с поверхностью твердых тканей зубов, повышение эффективности лечебно-профилактических мероприятий и сокращение сроков их проведения.

Выбор компонентов состава основан на их физико-химических и биологических свойствах.

Гидроксиапатит (ГАП) представлен ультрадисперсным порошком белого цвета высокой чистоты. Химическая формула Са₁₀(РO4)₆(ОН)₂. Является основным структурным компонентом эмали и дентина. Характеризуется биологической совместимостью с тканями человека. Гидроксиапатит встраивается в структуру твердых тканей, образовывает защитный слой на поверхности эмали и дентина, заполняет микродефекты, трещины, обтурирует дентинные канальцы. Данный эффект обеспечивает повышение кислотоустойчивости, резистентности твердых тканей зубов, уменьшение растворимости эмали, способствует профилактике и лечению очаговой деминерализации, уменьшению гиперестезии, предупреждению прогрессирования кариозного процесса.

Ксилитол (ксилит) - многоатомный спирт, сахарозаменитель, улучшает органолептические свойства геля, выполняет функцию влагоудерживающего агента, обладает антикариесогенными свойствами. Механизм действия ксилитола обусловлен следующими факторами:

1. Отсутствие у микроорганизмов ферментов, расщепляющих ксилит, приводит к его избыточному накоплению внутри клетки и как следствие вызывает ее лизис - "летальный синтез".

2. Ксилит способствует увеличение активности слюнных лактопероксидаз, ферментов, способствующих лизису кариесогенных микроорганизмов.

3. Ксилит снижает адгезию кариесогенных микроорганизмов к твердым тканям зубов, препятствует образованию зубной бляшки.

4. Ксилит ускоряет слюноотделение, повышает буферную и реминерализирующую функции слюны.

Нитрат калия - обладает десенситивными свойствами за счет того, что ионы калия диффундируют в дентинные канальцы, накапливаются в них и деполяризуют мембрану нервных волокон. Вследствие высокой концентрации мембрана не может реполяризоваться, и проведение болевого импульса блокируется.

Папаин - природный энзим, добываемый из плодов папайи, обладает высокой протеолитической активностью, расщепляет пептидные связи между остатками аминокислот в молекулах белков. Это свойство фермента приводит к подавлению жизнедеятельности микроорганизмов зубной бляшки, кроме того, образуя на поверхности твердых тканей зубов тонкую пленку, папаин снижает адгезивные способности микрофлоры. Одним из его свойств является повышение активности процессов реминерализации.

Карбопол - это высокомолекулярный полимер акриловой кислоты, представляет собой белый гигроскопичный порошок слабокислой реакции, набухающий в воде и других растворителях. Образует стабильные гели при нейтрализации щелочными растворами.

Карбопол играет роль гелеобразователя, обеспечивает стабильность рецептуры. Гель на его основе не расслаивается, не высыхает, не комкуется, не меняет цвет.Карбопол прост в применении: хорошо растворяется в воде, легко смешивается с любыми активными ингредиентами. Достоинства карбопола: термическая и микробиологическая устойчивость, стабильность при хранении, совместимость с различными активными веществами, гипоаллергенность, не оказывают раздражающего действия на ткани возможность получения гелей различной вязкости.

Гидрооксид натрия (стабилизатор) - щелочь, выступает нейтрализатором при образовании геля на основе карбопола.

Сорбиновая кислота - консервант, который отвечает требованиям безопасности для организма. Сорбиновая кислота проявляет высокие антимикробные свойства, не обладает токсичностью, канцерогенностью, не является аллергеном, не изменяет органолептических свойств сопутствующих соединений, не раздражает кожу и слизистые оболочки. Ее действие направлено, главным образом, против дрожжей и плесневых грибов. Сорбиновая кислота угнетает ферменты углеводного обмена микроорганизмов, разрушает их клеточные мембраны. Помимо свойств консерванта проявляет свойства увлажняющего компонента и пластификатора, поэтому широко используется в различных лекарственных формах.

Подбор массовых долей использованных компонентов проводили экспериментальным путем. Установлено, что применение компонентов за пределами указанного интервала не улучшает клинического эффекта.

Сочетание гидроксиапатита, ксилитола, папаина и нитрата калия обеспечивает антикариесогенные свойства, десенсибилизирующее действие, ускоряет процесс реминерализации, способствует повышению резистентности, уменьшению кислотной растворимости твердых тканей зубов. Введение в рецептуру гидроксиапатита, за счет высвобождения кальция и фосфора, обеспечивает заполнение микродефектов, свободных межпризменных пространств, трещин эмали, обтурацию дентинных канальцев, способствует реминерализации деминерализованных очагов эмали. Входящий в состав папаин разрывает пептидные связи гликопротеинов и протеогликанов, способствует повышению эффективности реминерализующих свойств состава. Нитрат калия деполяризуют мембрану нервных волокон и блокирует проведение болевого импульса. Ксилитол стимулирует слюноотделение, повышает буферную и реминерализирующую функции слюны, снижает адгезию кариесогенных микроорганизмов, препятствует образованию зубной бляшки, вызывает лизис бактериальных клеток. Применение карбопола в качестве основы способствует образованию однородной, химически стабильной, безопасной и удобной формы приготовленного состава. А использование сорбиновой кислоты в качестве консерванта делает состав безопасным для применения его пациентами разных контингентов. Отсутствие спирта и других сильных антисептиков исключает возможность дегидратации тканей, что зачастую является причиной повышенной чувствительности при применении различных фторсодержащих препаратов.

Предлагаемое средство выполнено в виде полупрозрачного геля белого цвета, что исключает нежелательное окрашивание твердых тканей, легко наносится на поверхность твердых тканей зубов и заполняет трещины, микродефекты, открытые дентинные канальцы.

Новыми признаками, которые соответствуют критериям «новизна», в предложенном изобретении являются, на наш взгляд, состав композиции и массовое соотношение компонентов.

Показания к применению предлагаемого средства:

1. Профилактика кариеса в стадии «белого пятна» (очаговой деминерализации)

2. Лечение кариеса в стадии «белого пятна)

3. Гиперестезия зубов различной этиологии.

Состав получают следующим способом: берут 55-71 мл воды высокоочищенной, на поверхность которой осторожно насыпают 0,5-1 г карбопола, перемешивают и оставляют набухать 6-8 часов. Затем температуру смеси повышают до 60 градусов и перемешивают 20-30 минут до полного растворения полимера. К готовому раствору карбопола тонкой струйкой прибавляют 2,0-3,0 г 10% раствора натрия гидроксида. Перемешивание ведут до получения однородной по всему объему гелеобразной массы в течение 30-40 минут.В оставшемся объеме воды очищенной последовательно растворяют 10-15 г ксилитола, 3-5 г нитрата калия, 0,2-0,5 г сорбиновой кислоты, 3-5 г папаина, 0,3-0,5 г отдушки. Полученный раствор фильтруют и прибавляют к раствору карбопола, перемешивают в течение 20-30 минут до однородного состояния. В отдельную емкость помещают 10-15 г гидроксиапатита, слегка растирают и добавляют 5-7,5 г ранее приготовленной смеси карбопола и компонентов геля. Перемешивают до получения однородного суспензионного концентрата, к которому постепенно добавляют 77,5-85 г раствора карбопола и компонентов геля. Приготовленную композицию окончательно гомогенизируют, тщательно перемешивают. Получают гидрогель.

Способ применения реминерализующего гидрогеля:

1. Реминерализующий состав наносят на поверхность твердых тканей зубов микроаппликатором, затем циркулярной щеткой втирают в ткани зубов на малых оборотах (2000 об/мин) в течение 2-3 минут.

2. Гидрогель применяют со стандартной или индивидуальной каппой для пролонгирования реминерализации, время экспозиции 15 минут.

Прием пищи и напитков рекомендуется не ранее, чем через 1 час после процедуры. Курс профилактики или лечения включает от 3 до 12 процедур в зависимости от клинической ситуации, при необходимости его повторяют через 6-12 месяцев.

Клиническую апробацию проводили на базе стоматологической поликлиники ФГБОУ ВО КУБГМУ МЗ РОССИИ. Всего было обследовано и проведено лечение у 32 пациентов с диагнозом «кариес в стадии пятна» и 29 пациентов с диагнозом «гиперестезия твердых тканей зубов».

Результаты клинического наблюдения за действием предложенного гидрогеля для реминерализации твердых тканей зубов сравнивали с данными, полученными при использовании фторсодержащих препаратов, которые часто применяют в современной практике.

Основная группа (предлагаемый гидрогель для реминерализации).

Группа сравнения (фторгель «Sultan Торех «00:60» Second»).

Результаты сравнения представлены в таблице 1, 2, 3, 4.

р* - статистически значимая достоверность принята при р<0,05

р* - статистически значимая достоверность принята при р<0,05

Результаты клинических исследований свидетельствуют об эффективности предложенного гидрогеля для реминерализации.

Примеры приготовления гидрогеля для реминерализации.

Пример №1. Для приготовления порции предлагаемого гидрогеля было взято 71,0 мл воды высокоочищенной, на поверхность которой осторожно насыпали 0,5 г карбопола, перемешивали и оставляли набухать 6-8 часов. Затем температуру смеси повышали до 60 градусов и перемешивали 20-30 минут до полного растворения полимера. К готовому раствору карбопола тонкой струйкой прибавляли 2,0 г 10% раствора натрия гидроксида. Перемешивание вели до получения однородной по всему объему гелеобразной массы в течение 30-40 минут. В оставшемся объеме воды очищенной последовательно растворяли 10,0 г ксилитола, 3,0 г нитрата калия, 0,2 г сорбиновой кислоты, 3,0 г папаина, 0,3 г отдушки. Полученный раствор фильтровали и прибавляли к раствору карбопола, перемешивали в течение 20-30 минут до однородного состояния. В отдельную емкость помещали 10 г гидроксиапатита, слегка растирали и добавляли 5-7,5 г ранее приготовленной смеси карбопола и компонентов геля. Перемешивали до получения однородного суспензионного концентрата, к которому постепенно добавляли 77,5-85 г раствора карбопола и компонентов геля. Приготовленную композицию окончательно гомогенизировали, тщательно перемешивали.

Пример №2. Для приготовления порции предлагаемого гидрогеля было взято 55,0 мл высокоочищенной воды, на поверхность которой осторожно насыпали 1,0 г карбопола, перемешивали и оставляли набухать 6-8 часов. Затем температуру смеси повышали до 60 градусов и перемешивали 20-30 минут до полного растворения полимера. К готовому раствору карбопола тонкой струйкой прибавляли 3,0 г 10% раствора натрия гидроксида. Перемешивание вели до получения однородной по всему объему гелеобразной массы в течение 30-40 минут. В оставшемся объеме воды очищенной последовательно растворяли 15 г ксилитола, 5 г нитрата калия, 0,5 г сорбиновой кислоты, 5 г папаина, 0,5 г отдушки. Полученный раствор фильтровали и прибавляли к раствору карбопола, перемешивали в течение 20-30 минут до однородного состояния. В отдельную емкость помещали 15 г гидроксиапатита, слегка растирали и добавляли 5-7,5 г ранее приготовленной смеси карбопола и компонентов геля. Перемешивали до получения однородного суспензионного концентрата, к которому постепенно добавляли 77,5-85 г раствора карбопола и компонентов геля. Приготовленную композицию окончательно гомогенизировали, тщательно перемешивали.

Примеры использования состава по назначению.

Пример 3. Пациент В., 25 года, амб. карта №19920п обратился с жалобами на резкие боли в области фронтальных зубов верхней челюсти, возникающие при воздействии химических и температурных раздражителей Объективно: фронтальные зубы верхней челюсти интактны. Термопроба болезненна, реакция кратковременна, показатели электроодонтодиагностики в пределах нормы 3-5 мкА. Средняя интенсивность кариозного процесса КПУ=11 Гигиенический индекс ОHI-S=1,3 (удовлетворительная гигиена полости рта). Индекс распространенности гиперестезии зубов (ИРГЗ) = 53%, индекс интенсивности гиперестезии зубов (ИИГЗ) = 2,2 баллов.

Диагноз: генерализованная форма гиперестезии, II степень.

Лечение: под аппликационной анестезией (спрей «Лидоксор») и инфильтрационной раствором артикаина 4% - 1,7 мл проведена профессиональная гигиена полости рта, зубы изолированы от слюны. Предлагаемый состав наносили и втирали с помощью циркулярной щетки на малых оборотах 2000 об/мин в течение 2-3 минут. Далее состав вносили в стандартную каппу для пролонгирования аппликации в течение 15-20 минут. Проведен полный лечебный курс (10 аппликаций) с использованием предложенного гидрогеля для реминерализации.

При повторном осмотре после окончания курса лечения жалоб на боли при воздействии температурных и химических раздражителей нет, индекс распространенности гиперестезии зубов (ИРГЗ) = 0, индекс интенсивности гиперестезии зубов (ИИГЗ) = 0 баллов. Полученные данные подтверждают терапевтический эффект применяемого состава, а именно, повышение кислотоустойчивости, резистентности твердых тканей зубов, уменьшение растворимости эмали, устранение гиперестезии, пролонгирование эффекта реминерализации за счет длительного контакта реминерализующего гидрогеля с поверхностью твердых тканей зубов, повышение эффективности лечебно-профилактических мероприятий.

Пример 4. Пациент С, 24 года, амб. карта №21223п обратился с жалобами на белые пятна фронтальных зубов верхней челюсти слева. Со слов больного, 22 и 23 зубы ранее не лечились.

Объективно: на вестибулярной поверхности 22 и 23 зубов имеются очаги деминерализации белесоватого цвета. Поверхность их при зондировании - шероховатая. Показатели витального окрашивания по 10-балльной шкале синего цвета = 8 баллов (рис. 1 п. 1). Показатели лазерно-флуоресцентного метода (аппарат DiagnoDent "KaVo", Германия) = 19 единиц, что соответствует начальному кариозному процессу.

Диагноз: кариес эмали острое течение 22 и 23 зубов.

Лечение: проведена профессиональная гигиена полости рта, зубы изолированы от слюны. Предлагаемый гидрогель наносили и втирали с помощью циркулярной щетки на малых оборотах 2000 об/мин в течение 2-3 минут. Далее состав вносили в стандартную каппу для пролонгирования аппликации в течение 15-20 минут. Проведен полный лечебный курс (10 аппликаций) с использованием предложенного гидрогеля для реминерализации. Пациенту даны рекомендации по гигиене полости рта.

При повторном осмотре через 1 месяц показатель витального окрашивания = 2 балла (рис. 2 п. 2). Показатели лазерно-флуоресцентного метода (аппарат DiagnoDent "KaVo", Германия) снизились до 8 единиц. Полученные данные подтверждают терапевтический эффект применяемого состава, а именно, повышение кислотоустойчивости, резистентности твердых тканей зубов, уменьшение растворимости эмали, предупреждение прогрессирования очаговой деминерализации и лечение кариеса эмали в стадии «белого пятна», пролонгирование эффекта реминерализации за счет длительного контакта реминерализующего гидрогеля с поверхностью твердых тканей зубов, повышение эффективности лечебно-профилактических мероприятий.

Полученные данные проведенного исследования свидетельствуют о клинической эффективности предложенного гидрогеля, что позволяет его рекомендовать для реминерализации твердых тканей зубов с целью профилактики и лечения кариеса в стадии пятна, гиперестезии твердых тканей зубов. Предлагаемый гидрогель для реминерализации твердых тканей зубов обладает приятными органолептическими свойствами для пациента и не вызывает дискомфорта, не имеет побочного действия и противопоказаний к применению, и, таким образом, может найти активное применение в профилактической и терапевтической стоматологии, увеличив спектр средств реминерализации, выгодных с экономической точки зрения.