Врожденный восстановительный потенциал пульпы зуба хорошо изучен. Как и в случае других соединительных тканей, заживление тканевых повреждений начинается с удаления макрофагами остатков поврежденных тканей, после чего начинается пролиферация фибробластов и капиллярных зачатков и образование коллагена. Местная циркуляция имеет ключевое значение в заживлении и репарации. Адекватное кровоснабжение необходимо для переноса иммунных клеток в область повреждения пульпы и для разбавления и удаления вредных агентов из этой области.
Помимо этого, крайне важным является снабжение фибробластов питательными веществами, из которых синтезируется коллаген. В отличие от большинства тканей, пульпа, фактически, не имеет коллатерального кровообращения; по этой причине она, теоретически, более уязвима, чем большинство других тканей. В случае сильного повреждения в зубах с ограниченным кровоснабжением заживление будет ослабленным. Логично предположить, что в пульпе молодых зубов с высоким содержанием клеток, широко открытым апикальным отверстием и богатым кровоснабжением возможность заживления намного лучше, чем в более старых зубах с узким отверстием и уменьшенным кровоснабжением.
Дентин можно разделить на первичный, вторичный или третичный в зависимости от срока его формирования. Первичный дентин — это обычный тубулярный (трубчатый) дентин, образовавшийся до прорезывания зуба, он включает плащевой дентин. Вторичный дентин — обычный околопульпарный дентин, сформированный после прорезывания; трубочки в нем являются продолжением трубочек первичного дентина. Третичный дентин является иррегулярным и образуется в ответ на раздражители, выходящие за пределы нормы, например, повышенная стираемость зуба, препарирование полостей, восстановительные материалы и кариес.
Ранее третичный дентин назывался иррегулярным дентином, дентином раздражения, репаративным дентином и заместительным дентином. Эта путаница была обусловлена по большей части недостаточным пониманием того, как образуется третичный дентин.
В том случае, если очаг третичного дентина образован оригинальными одонтобластами, вырабатывавшими вторичный дентин, то такой тип третичного дентина называется реактивным. Обычно скорость образования дентина в этом случае увеличена, а трубочки продолжаются из вторичного дентина. Однако если раздражитель, провоцирующий развитие этого процесса, вызвал гибель оригинальных одонтобластов, то свежедифференцированные одонтобластоподобные клетки вырабатывают так называемый репаративный дентин. В этом дентине трубочки обычно не являются продолжением трубочек вторичного дентина. Первоначально только что сформированные клетки принимают кубическую форму, у них отсутствует одонтобластический отросток, необходимый для образования дентинных трубочек.
Судя по всему, они образуются в ответ на высвобождение множества факторов роста, которые были присоединены к коллагену в период формирования вторичного дентина. Утрата непрерывного одонтобластического слоя обнажает неминерализованный предентин, который, предположительно, содержит растворимую и нерастворимую формы ТФР-β, ИФР типов 1 и 2, BMP, VEGF и другие факторы роста, которые привлекают MSC и запускают их пролиферацию и дифференцировку. В результате формируются репаративный дентин и новые кровеносные сосуды. В процессе развития кариозного процесса бактериальные кислоты могут высвобождать эти факторы роста из минерализованного дентина, позволяя им диффундировать в пульпу, где они могут стимулировать процесс образования реактивного дентина. Предполагается, что механизм действия гидроокиси кальция во время апексификации аналогичен описанному выше.
Несмотря на высокое значение pH, гидроокись кальция обладает небольшим деминерализующим действием на дентин и, как показали исследования, вызывает высвобождение ТФР-β. ТФР-β и другие факторы роста стимулируют и ускоряют репаративный дентиногенез. Другие исследователи пытались наносить факторы роста на дентин, чтобы они диффундировали через трубочки в пульпу. Несмотря на то что этот опыт успешно удался, оставшийся слой дентина должен быть настолько тонким, что этот подход не может применяться в дальнейшей терапевтической практике. Группа исследователей вводила ДНК-секвенированный ВМР-7 в составе ретровируса для трансфекции фибробластов пульпы хорька с целью стимуляции выработки ВМР-7. Опыт успешно прошел в нормальной пульпе, но не удался в воспаленной. Специфическое соединение продуктов гена амелогенина, А+4 и А-4, адсорбированное на агарозные бусины и нанесенное на открытый участок пульпы, индуцировало плотное закрытие и минерализацию корневого канала моляров у крыс.
Регуляция образования перитубулярного дентина изучена не до конца. Некоторые утверждают, что это пассивный процесс, приводящий к закрытию трубочек спустя некоторое время, но параллельно с этим существует мнение, что этот механизм находится под контролем одонтобластов. Если одонтобласты могут активно вырабатывать перитубулярный дентин в результате стимулирующего действия соответствующих биологических сигнальных молекул в области дна препарированной полости, то после этого оставшийся дентин может «запечататься», теряя свою проницаемость и защищая пульпу от проникновения вредоносных веществ, которые могут подсачиваться на границе реставрации. Это были примеры использования молекулярной биологии в дальнейшей реставрационной стоматологии.
Репаративный дентин — наиболее распространенное название иррегулярного дентина, предположительно из-за того, что он часто образуется в ответ на повреждение и, по-видимому, является составной частью репаративного процесса. Однако необходимо знать, что этот тип дентина был обнаружен и в нормальной пульпе непрорезавшихся зубов без каких-либо заметных признаков повреждения.
Надо помнить, что вторичный дентин откладывается в витальных зубах околопульпарно с небольшой скоростью в течение всей жизни. В противоположность этому, когда кариозная полость проникает в дентин, пульпа обычно отвечает отложением слоя третичного дентина над дентинными трубочками первичного или вторичного дентина, которые соединяются с кариозным поражением (рис. 1). Аналогично с этим, при повышенной стираемости эмали окклюзионной поверхности и воздействии среды полости рта на дентин наблюдается отложение дентина на пульпарной стороне трубочек. Таким образом, образование третичного дентина позволяет пульпе «отступать», оставляя за собой барьер из минерализованных тканей.
Рисунок 1. Репаративный дентин (РД), отложенный в ответ на кариозное поражение дентина
По сравнению с первичным или вторичным дентином, третичный кажется менее тубулярным, и трубочки представляются более иррегулярными с более широкими просветами. В некоторых случаях, особенно если оригинальные одонтобласты разрушены, трубочки не образуются. Клетки, вырабатывающие репаративный дентин, часто имеют кубическую форму в отличие от столбчатых первичных одонтобластов коронковой части пульпы (рис. 2). Качество третичного дентина (т.е. протяженность, на которой он напоминает первичный или вторичный дентин) крайне вариабельно. Если раздражение пульпы было относительно слабым, как в случае поверхностного кариеса, третичный дентин может напоминать первичный по его трубчатости и степени минерализации.
Рисунок 2. Слой клеток, образующих репаративный дентин. Следует отметить пониженную тубулярность репаративного дентина по сравнению с расположенным над ним дентином развития
С другой стороны, дентин, откладывающийся в ответ на глубокое кариозное поражение, может быть относительно атубулярным и слабо минерализованным, с большим количеством зон интерглобулярного дентина. Степень иррегулярности этого типа дентина зависит, вероятно, от множества факторов, таких как тяжесть воспаления, размеры клеточного повреждения и степень дифференцировки заместительных одонтобластов.
Наихудшее качество репаративного дентина наблюдается, как правило, в случаях с заметным воспалением пульпы. Фактически, дентин имеет плохую организацию в тех зонах, где мягкие ткани были замурованы в вещество дентина. На гистологических срезах выявляются зоны захвата мягких тканей веществом дентина, напоминающие внешне «швейцарский сыр» (рис. 3). Так как замурованные мягкие ткани подвергаются распаду, образующиеся продукты высвобождаются и принимают участие в стимуляции воспалительного процесса в пульпе.
Рисунок 3. Репаративный дентин типа «швейцарского сыра». Следует отметить многочисленные области мягкотканных включений и инфильтрацию воспалительных клеток в пульпе
Были представлены сведения, что травма, вызванная препарированием полостей, является слишком мягким раздражителем и не может вызвать гибель первичных одонтобластов, ведущую к образованию репаративного дентина, даже в том случае, если полость была препарирована достаточно глубоко. Это было доказано как для крысиных, так и для человеческих зубов. Однако хроническое воспаление пульпы, связанное с глубоким кариозным процессом, вызывает выработку репаративного дентина. Этот репаративный дентин образуется новыми одонтобластоподобными клетками.
За многие годы был признан тот факт, что за разрушением первичных одонтобластов в скором времени следует повышенная митотическая активность в фибробластах подлежащей богатой клетками зоны. Показано, что потомство этих делящихся клеток дифференцируется в функционирующие одонтобласты. Одни исследователи изучали процесс образования дентинного мостика в здоровых зубах у собак и установили, что фибробласты пульпы, по-видимому, подвергаются де-дифференцировке и возвращаются к состоянию недифференцированных MSC (рис. 4). Аналогичность первичных одонтобластов с заместительными была установлена Де Суза (D’Souza) и соавт.. Они смогли продемонстрировать, что клетки, образующие репаративный дентин, синтезируют коллаген I типа (но не III), и они являются иммунопозитивными по дентинному сиалопротеину.
Рисунок 4. Авторадиограммы моляров собаки, иллюстрирующие поглощение 3Н-тимидина клетками пульпы, готовящимися подвергнуться клеточному делению после пульпотомии и покрытия пульпы гидроокисью кальция. А. Через 2 дня после покрытия пульпы. Помечены фибробласты, эндотелиальные клетки и перициты под участком, подвергшимся воздействию. B. К 4-му дню помечены фибробласты [F] и преодонтобласты, прилежащие к предентину [Pd], что говорит о том, что дифференцировка преодонтобластов произошла в течение 2 дней. C. Спустя 6 дней после покрытия пульпы были помечены новые одонтобласты и образовался тубулярный дентин. (Через 2 дня после покрытия пульпы в B и C был введен титрованный тимидин.)
Разрушение первичных одонтобластов может возникнуть из-за режущего препарирования полостей без воды, действия бактериальных продуктов, таких как эндотоксины, распространяющиеся из глубоких кариозных поражений, или механического воздействия на пульпу. Подобные повреждения пульпы не поддаются заживлению, если пульпа воспалена. Местные фибробластоподобные клетки делятся, и затем новые клетки ре-дифференцируются по новому направлению, становясь одонтобластами. Вспоминая о потенциале перемещения эктомезенхимальных клеток, из которых происходят фибробласты пульпы, не трудно представить, как дифференцирующиеся одонтобласты перемещаются из субодонтобластической зоны в область повреждения для образования нового одонтобластического слоя.
Активация антигенпрезентирующих дендритных клеток слабым воспалительным процессом также может запускать остеобласт/одонтобластоподобную дифференцировку и выработку молекул, вовлеченных в процесс минерализации. Распознавание бактерии специфическими мембранными рецепторами одонтобласта и фибробласта запускает воспалительный и иммунный ответ в пульпарной ткани, которые также управляют процессом репарации.
Несмотря на то что большое количество опытов на животных продемонстрировали образование дентинного мостика в здоровой пульпе вследствие покрытия пульпы адгезивными смолами, подобные процедуры терпят неудачу в нормальных зубах человека.
Когда небольшие механические воздействия на пульпу были непреднамеренно совершены в здоровых зубах, рекомендовалось наложить небольшое покрытие из гидроокиси кальция на зону повреждения. После этого окружающий дентин мог быть покрыт несмываемым самопротравливающимся праймирующим адгезивом. Выяснено, что кальций-силикатные цементы типа МТА тоже могут запускать процесс образования твердой ткани, и доступная информация указывает на то, что дентинный мостик, образованный под этими цементами, более плотный и имеет меньше дефектов по сравнению с покрытием на основе гидроокиси кальция.
Формирование атубулярного «фибродентина» является еще одним потенциальным продуктом свежедифференцированных одонтобластов, при условии, что капиллярное сплетение развивается непосредственно под фибродентином. Это согласуется с наблюдениями других исследователей о том, что новообразованный дентинный мостик состоит сначала из тонкого слоя атубулярного дентина, на котором откладывается относительно толстый слой трубчатого дентина. Фибродентин выстлан клетками, напоминающими мезенхимальные, тогда как тубулярный дентин связан с клетками, крайне напоминающими одонтобласты.
Другие исследователи изучали репаративный дентин, образованный в ответ на относительно травматичное экспериментальное препарирование полостей класса V человеческих зубов. Они установили, что репаративный дентин редко формировался до приблизительно 30-го дня после препарирования. Скорость образования дентина составляла 3,5 мкм/день в течение первых 3 нед после начала дентиногенеза, после чего она заметно снижалась. К 132-му дню после препарирования образование дентина практически прекращалось. Предполагая, что большинство одонтобластов были разрушены в процессе травматичного препарирования полости, как было в этом эксперименте, тридцатидневная задержка между препарированием и началом образования репаративного дентина, вероятно, отражает время, которое требуется для пролиферации, миграции и дифференцировки новых заместительных одонтобластов.
Защищает ли репаративный дентин пульпу или просто является разновидностью рубцовой ткани? Для того чтобы выполнять защитную функцию, он должен обеспечивать относительно непроницаемый барьер, который будет исключать действие раздражителей на пульпу и компенсировать потерю дентина, сформированного в процессе развития зуба (дентин развития). Соединение между дентином развития и репаративным дентином изучалось с использованием методики диффузии красителя, которая продемонстрировала присутствие атубулярной зоны между вторичным дентином и репаративным дентином (рис. 5). Помимо бросающегося в глаза уменьшения количества трубочек, было отмечено, что их стенки вдоль соединения часто были утолщены и закупорены веществом, похожим на перитубулярный матрикс. Обобщая сказанное, эти наблюдения могут свидетельствовать о том, что соединительная зона между дентином развития и репаративным дентином представляет собой атубулярную зону с низкой проницаемостью.
Рисунок 5. Диффузия красителя из пульпы в репаративный дентин. Следует отметить атубулярную зону между репаративным дентином и первичным дентином слева.
Более того, скопление дендритных клеток пульпы было уменьшено после образования репаративного дентина, что может свидетельствовать о снижении прохождения бактериальных антигенов.
Одна из групп изучала эффект наложения золотой фольги на пульпу зубов человека и установила наличие большей толерантности в зубах с отложенным ранее под полостью репаративным дентином, чем в зубах с недостаточным отложением. Таким образом, становится очевидным, что репаративный дентин может защищать пульпу, но необходимо отметить, что это происходит не всегда. Хорошо известно, что репаративный дентин может откладываться в необратимо поврежденной пульпе, и что его наличие необязательно говорит о благоприятном прогнозе (см. рис. 3). Качество образованного дентина и, как следствие, его способность защищать пульпу в большой степени зависит от окружающих клеток, вырабатывающих матрикс. Туннельный дефект, проходящий через слой репаративного дентина, будет нарушать защитное действие атубулярного репаративного дентина. Поэтому любые клинические попытки лечения заболеваний пульпы должны включать запечатывание дентина бондинговыми агентами.
Зубы с заболеваниями пародонта имеют меньший диаметр корневого канала по сравнению с зубами со здоровым пародонтом. Корневые каналы таких зубов сужены из-за отложения больших количеств реакционного дентина вдоль дентинных стенок. Наиболее вероятно, что уменьшение диаметра корневого канала с возрастом при отсутствии заболеваний пародонта возникает в результате отложения вторичного дентина.
Одно из исследований на крысиной модели показало, что частый скейлинг и полировка корня приводят к образованию репаративного дентина вдоль стенки пульповой камеры соответственно обрабатываемой поверхности корня. Однако если учесть, что нормальная толщина дентина корня зуба у крыс составляет всего 100 мкм, то эти манипуляции, вероятно, более травматичны по отношению пульпы на крысиной модели, чем на человеческих зубах, имеющих толщину дентина более 2000 мкм.
Не удивительно, что клеточные элементы пульпы в большой степени замещаются фиброзной соединительной тканью через 5 десятилетий. По-видимому, в некоторых случаях пульпа отвечает на патологические раздражители в большей степени накоплением больших пучков коллагеновых волокон, чем выработкой репаративного дентина (рис. 6). Однако фиброз и образование репаративного дентина часто идут рука об руку, указывая на то, что оба этих процесса являются проявлениями восстановительного потенциала. Установлено, что у зубов с заболеваниями пародонта пульпа — это место, где протекает усиленный процесс коллагенового фиброза, связанный с наличием воспалительного инфильтрата.
С расширением знаний о регенерации зуба и биологических механизмах функционального восстановления тканей зубов современные стратегии лечения начали давать дорогу таким развивающимся направлениям, как тканевая инженерия и биомиметика. Продемонстрировано, что стволовые клетки пульпы на каркасах вырабатывают пульпоподобные ткани с дентином, напоминающим тубулярный. И в экспериментах на животных для закрытия перфораций корней использовались каркасы из коллагена, стволовые клетки пульпы и матриксный белок дентина-1, что приводило к образованию организованного вещества, аналогичного таковому у пульповой ткани .
В настоящее время часто сообщается об исследованиях, изучающих новые возможности для регенерации дентинно-пульпарного комплекса, это подробно описано в отдельной статье на сайте - просим пользоваться формой поиска. Первое интересное сообщение о клиническом случае, за которым уже последовали другие, привело к новым стратегиям лечения некротизированных незрелых корней (рис. 7). Судя по всему, в будущем сфера восстановления пульпы будет быстро развиваться и появятся новые стратегии лечения.
Рисунок 7. Незрелый зуб с некротизированным инфицированным каналом с апикальным периодонтитом. Канал дезинфицирован с помощью обильной ирригации натрия гипохлоритом и пасты, содержащей антибиотики. Спустя 7 мес после лечения у пациента отсутствует симптоматика, возле апекса выявляется заживление апикального периодонтита и небольшое закрытие верхушки.
