Воссоздание трехмерной оптической модели тканей зубов

Довольно часто мы сталкиваемся с проблемой, какую методику реставрации выбрать при дефектах режущего края фронтальной группы зубов. Конечно, тип реставрации диктуется объемом фрактуры. Можно выбрать прямую или непрямую методику восстановления. Но проблема кроется не в выборе конструкции, а в интерпретации цвета и воссоздании всех элементов зуба. Натуральные зубы имеют очень сложную трехмерную оптическую структуру. Воссоздать ее в полном объеме практически невозможно.

Эмаль и дентин зуба имеют различные оптические характеристики. Светопроницаемость — один из важнейших параметров. От того, как вам удалось воссоздать трехмерную картину зон прозрачности и опаковости натурального зуба в своей реставрации, зависит ее интеграция с оставшимися тканями зуба пациента.

Оптические свойства эмали

Светопроницаемость

Если Ваша реставрация недостаточно опаковая, она всегда будет иметь серый оттенок, независимо от того, каким материалом вы работаете.
Иногда некоторые стоматологи, обсуждая какой-либо пломбировочный материал, произносят фразу: «Да! Материал неплохой, хорошо полируется, но он какой-то серый!» С уверенностью могу заявить: это не материал серый, а стоматолог просто не разобрался с оптическими свойствами материала и тканей зуба. Не меньшее огорчение можно испытать, если реставрация будет чересчур опаковой. Четкие границы реставрации вряд ли обрадуют пациента.

Наиболее светопроницаема эмаль. Она покрывает весь зуб и имеет наибольшую толщину в области режущего края и на проксимальных поверхностях. Если присмотреться, то несложно увидеть, что эмаль неоднородна и имеет разную светопроницаемость в различных участках. Это объясняется ее строением. Прозрачные эмалевые призмы чередуются с опаковым межпризменным веществом, а их пространственное расположение влияет на преломление и диффузию света, проходящего сквозь эмаль. Еще одним фактором, влияющим на светопроницаемость эмали, является степень ее минерализации: чем выше минерализация, тем больше светопроницаемость, и наоборот.

Как мы знаем, низкая степень минерализации характерна для молодых зубов. Эмаль зубов молодых пациентов отличается присутствием большого количества различных характеризаций, как правило, белых, это повышает их яркость и понижает светопроницаемость.

С возрастом степень минерализации эмали увеличивается, она становится стекловидной с серым или желтым оттенком. Помимо этого, под воздействием стираемости режущего края эмали и далее части дентина появляются «эмалевые окна», которые визуально придают зубам еще большую светопроницаемость.

Последним фактором, влияющим на светопроницаемость эмали, является микротекстура зубов. Для того, чтобы наглядно показать, как поверхностная текстура эмали влияет на ее оптические свойства, мы взяли небольшой стеклянный предмет. Как видите, он прозрачный.

Для того, чтобы создать на нем какие-то неровности, его поверхность была обработана при помощи пескоструйного аппарата 50-микронным оксидом алюминия. Поверхность стекла стала матовой, и светопроницаемость стекла заметно снизилась, но при этом увеличилась яркость самого предмета, для нашего взгляда он стал белым, хотя внутренняя структура стекла не изменилась.

Потом мы взяли источник света и направили его на объект. В первом случае свет свободно проходит сквозь объект. Во втором случае объект частично поглощает свет, частично отражает, частично пропускает, но большую часть света рассеивает.

Посмотрите, как принципиально меняются оптические свойства стекла, стоило нам поменять гладкую поверхность на шероховатую. Те же самые оптические процессы происходят в эмали зубов. Эмаль зубов пожилых людей тонкая, прозрачная, стекловидная, она практически не поглощает (не путать с абсорбцией) и не рассеивает свет, поэтому кажется серой. Эмаль молодых зубов, напротив, за счет текстуры хорошо рассеивает и поглощает свет.

Опалесценция

Еще одно свойство эмали — это опалесценция. Эффект назван в честь природного минерала опал. Оптическое свойство этого минерала — отражать преимущественно короткие волны (голубой) и пропускать длинные волны (оранжево-красный), поэтому если свет падает на опал и мы видим отраженный свет, он выглядит как сине-голубой, а если свет проходит сквозь минерал, он выглядит как оранжево-красный.

Как правило, эффект опалесценции эмали мы можем наблюдать в местах, где эмаль зуба имеет наибольшую толщину, то есть на режущем крае.

Оптические свойства дентина

Цветовой тон

Дентин тоже обладает рядом оптических свойств, которые могут нас заинтересовать. В первую очередь это оттенок. Именно от оттенка дентина зависит цветовой тон зуба. Все мы знаем шкалу оттенков ВИТА и деление зубов на 4 основные группы А, В, С, D. Каждая из этих групп характеризуется определенным оттенком: А — оранжевый, В — желтый (возможно зеленоватый), С — желто-серый, D — оранжево-серый.

Если вспомнить, что цвет имеет трехмерную структуру и характеризуется оттенком или цветовым тоном, насыщенностью и яркостью или значением (как в цветовых моделях HSV, HSB или Мюнселла), то очевидно, что в шкале ВИТА цветовые ключи А и D принадлежат к одной группе цветового тона, так же как и В, С, но при этом имеют различную яркость. Яркость зубов во многом зависит от структурных особенностей эмали. Из вышесказанного можно сделать вывод, что если пренебречь яркостью (яркость — очень важный параметр, и ее необходимо определять отдельно от тона и насыщенности и уделять этому особое внимание), все витальные зубы имеют оттенок А или В по шкале ВИТА. По данным Йамамото М. (1992), Ванини Л. (1994), Тоуати Б. (2000), от 80% до 100% витальных зубов отражают свет с длиной волны 580 нм, что соответствует оттенку А.
Что касается девитальных зубов, то их цвет зависит от того, насколько качественно стоматолог провел эндодонтическое лечение. Зачастую некачественное или несвоевременное эндодонтическое лечение влечет за собой стойкое окрашивание дентина вследствие пенетрации пигментов, содержащихся в силере или продуктах распада пульпы зуба. Также окрашивание дентина возможно вследствие химических реакций, например, окисления внутриканальных металлических штифтов.

Мы не будем останавливаться на классификации пигментированных зубов и методах их реабилитации, эта обширная тема заслуживает отдельного внимания.

Насыщенность

Следующая оптическая характеристика дентина — насыщенность. Насыщенность — это количество красящего пигмента в оттенке. Применимо к дентину это условное деление оттенков одной цветовой группы, например А, на различные по насыщенности ключи Al, A2, A3 и так далее.

Шкала опаковости/прозрачности

Опаковость

Еще одно оптическое свойство дентина — опаковость, то есть способность материала задерживать определенный участок спектра электромагнитного излучения, в том числе видимого света, или, другими словами, это непрозрачность. Дентин имеет опаковую структуру, и она колеблется от 40 до 75 единиц опаковости. Для того, чтобы стоматологу и зубному технику было легче разобраться со степенью опаковости дентина или эмали, производители стоматологических материалов выпускают специальные шкалы прозрачности или опаковости.

Флюоресценция

Последнее оптическое свойство дентина, о котором пойдет речь в нашей статье, — это флюоресценция. Эффект назван в честь природного минерала флюорит. Термин «флюоресценция» предложен Д. Стоксом. Чистые кристаллы флюорита обладают высокой прозрачностью в широком диапазоне: от вакуумного ультрафиолета до дальней инфракрасной области, ярко люминесцируют в катодных лучах и под действием ультрафиолетового излучения, обнаруживают свечение при нагревании (термолюминесценция). Флюорит является типичным флюоресцирующим минералом; при нагревании и после облучения ультрафиолетовым светом он фосфоресцирует.

Флюоресцентность — это свойство, благодаря которому тело сначала поглощает невидимую составляющую световой энергии с тем, чтобы потом выделить ее в виде света. Воссоздать флюоресценцию в реставрации, близкую к естественному зубу, очень важно, так как, во-первых, правильная воссозданная флюоресценция увеличивает яркость реставрации, во-вторых, снижает метамерию. Представьте, как будет выглядеть Ваш пациент, если у него будет неправильно сформирован эффект флюоресценции, или того хуже, будет изготовлена реставрация из нефлюоресцирующего материала, а такие присутствуют на рынке стоматологических материалов.

Я провел небольшой эксперимент. Взял четыре шприца с пломбировочными материалами различных производителей одного оттенка, насыщенности и опаковости и изготовил из них образцы. При нормальном освещении с температурой света 5500° К они выглядят одинаково, но при ультрафиолетовом свете у них проявляется различная флюоресценция.

Образец А имеет ярко выраженный эффект флюоресценции, гораздо выше, чем у естественных зубов. Такой материал необходимо использовать с осторожностью, так как если какая-то часть материала окажется не прикрыта слоем, подавляющим эффект флюоресценции, то при освещении такой реставрации ультрафиолетовым светом будут отчетливо видны границы материала.

Образцы В и С имеют степень флюоресценции, сопоставимую с натуральными тканями зубов, а вот образец D имеет очень низкую флюоресцентность. Реставрация, изготовленная из такого материала, будет «исчезать» при ультрафиолетовом свете.

Тесно связано с эффектом флюоресценции такое явление, как метамерия. Метамерия — свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета. В более узком смысле метамерией называют явление, когда два образца цвета воспринимаются одинаковыми под одним источником освещения, но теряют сходство под другим (с другими спектральными характеристиками излучаемого света). Взгляните на те же образцы, как они выглядят при освещении источниками с различными спектральными составляющими.

Как видите, больше всего меняет цвет при освещении источниками света с различным спектральным составом образец D, который имеет самую низкую степень флюоресценции. Без сомнения можно сказать, что реставрация, сделанная из такого материала, доставит Вам и Вашему пациенту массу неприятностей. Пациент будет предъявлять жалобы на то, что реставрация «меняет цвет» при различном освещении, например, на улице в ясную погоду и в помещении, где горят лампы накаливания. Можно делать бесконечное количество коррекций этой реставрации, но пока Вы не избавитесь от эффекта метамерии или значительно не снизите его, хорошего результата не будет.

Таким образом, при выборе реставрационного материала необходимо руководствоваться не только его физическими свойствами, но и оптическими. Используя стоматологические материалы со сбалансированной флюоресценцией, вы избавите себя от борьбы с эффектом метамерии и повысите яркость реставраций.

Заключение

В завершение можно сказать, что те оптические свойства тканей зубов, о которых шла речь в этой статье — всего лишь небольшая часть огромной темы, которую должен изучить стоматолог, работающий в области эстетической реставрации зубов.

Клинический случай воссоздания оптической модели тканей зуба 11 после фрактуры режущего края

— автор статьи Сергей Гришин — 4-х кратный лауреат Чемпионата России по эстетическим реставрациям, обладатель специального приза «Кисть в руках художника-2003», опиньон-лидер Micerium Gruppo (Италия), официальный лектор FDI