Углубляем наше понимание о гиперчувствительности дентина
Углубляем наше понимание о гиперчувствительности дентина
Вы когда-нибудь задумывались, какая связь между гиперчувствительностью зубов и Римскими артефактами, захороненными на семейной вилле Юлия Цезаря?
Ответ будет размером в восемь футбольных стадионов, генерирующий свет, который более чем в миллиард раз ярче, чем солнце.1 Добро пожаловать в науку синхрофазотрона, где уникальные технологии визуализации проливают мощный свет на гиперчувствительность дентина (или чувствительность зубов, как это обычно называют)–и дает более глубокое понимание того, как работают продукты, воздействующие на чувствительность.
Прочитайте, чтобы узнать больше.
Что такое Синхрофазотрон?
В 2015 году ученые использовали один из самых больших и ярких рентгеновских аппаратов в мире, чтобы обнаружить надписи на древних свитках, похороненных и карбонизированных в результате извержения Везувия в 79 году НЭ.2 Свитки Геркуланума, раскопанные на вилле, предположительно связанной с Юлием Цезарем в 1752 году, были обугленными, хрупкими и совершенно нечитаемыми. Теперь, благодаря высокомощной рентгеновской визуализации в гигантском аппарате – Синхрофазотроне, целые тексты, из так называемой «невидимой библиотеки», находятся на пороге возможности открыться нашим современникам и быть увиденными.3 Невидимое становится видимым.
Сегодня, та же технология используется для улучшения нашего понимания гиперчувствительности зубов – с такими же яркими результатами. Синхротронный свет – в сто миллиардов раз ярче, чем излучение больничных рентгеновских аппаратов, впервые позволяет ученым заглянуть глубоко внутрь зубов, чтобы увидеть, как состав зубной пасты влияет на окклюзию дентина с течением времени. Мы считаем, что это выдающийся вид исследований, закладывающий основу для серьезных изменений в анализе свойств и понимании действия зубных паст.
Гиперчувствительность дентина: Боль
Гиперчувствительность дентина (ГД) или чувствительность зубов – очень распространенное состояние. От него страдает до трети взрослого населения, но только около половины из них активно борются с ним.4 Эти цифры тем более удивительны, если учесть, что такое простое действие, как выбор зубной пасты, может помочь облегчить боль, вызванную гиперчувствительностью дентина. Теперь, благодаря новаторскому подходу к исследованиям, мы начинаем видеть, «картину» еще более детально.
Исследования гиперчувствительности дентина продолжаются более века, при этом основное внимание уделяется гидродинамической теории, которая утверждает, что жидкость, движущаяся сквозь дентинные канальцы, является основной причиной повышенной чувствительност5,6 Исследования показали, как ингридиенты зубной пасты запечатывают дентинные канальцы и блокируют пути сквозь дентин. Это уменьшает поток жидкости дентинных канальцев и предотрашает раздражение нервных окончаний зуба. Но увидеть – значит поверить.
В последние годы традиционные методы визуализации помогли нам показать глубину и устойчивость окклюзии дентина на очищенных зубах. Но до сих пор мы не могли представить себе, какое влияние наша зубная паста оказывает на окклюзию с течением времени с такой пространственной детализацией. Это непростая задача – в конце концов, размер дентинного канальца равен лишь 50% диаметра волоса, а в зубе может быть до 30 000 таких канальцев. Мониторинг воздействия зубной пасты на такую сложную микроструктуру выигрывает от совершенно нового подхода и передовых технологий.
Шагнув вперед GSK Consumer Healthcare утвердилась в своей решимости развивать науку о гиперчувствительности и совершенствовать рецептуру зубных паст Sensodyne. Эта решимость привела нас к Европейскому центру синхротронного излучения (ESRF – ЕЦСИ) в Гренобле – одному из крупнейших синхротронов в мире – чтобы раздвинуть границы возможного в совершенствовании технологии создания специализированных зубных паст.
Д-р Кристабель Фаулер, руководитель Отдела инноваций, исследований и разработки в области гигиены полости рта, GSK Consumer Healthcare, объясняет, почему:
«Мы всегда стремимся улучшить наши рецептуры, используя самые передовые научные данные, чтобы обеспечить защиту и облегчение гиперчувствительности людям, страдающим от повышенной чувствительности. Наша работа с синхрофазотроном основывается на этой цели. Мы хотим разработать новые методы, которые позволят нам более подробно изучить структуру зубов и принцип действия наших продуктов. Чем детальнее мы сможем увидеть, как работают наши зубные пасты, тем легче стоматологам будет понять научную основу, стоящую за нашими продуктами, и рекомендовать пациентам выбрать пасту, которая поможет им освободиться от боли чувствительных зубов».
Мы знаем от наших экспертов, что понимание механизма действия зубной пасты может сделать консультации пациентов более эффективными. Стоматолог из Нью-Йорка, доктор Лиз Митрани, говорит: «Если я могу понять научную базу, лежащую в основе зубной пасты, это дает мне уверенность, что я могу рекомендовать ее. Если я могу представить себе, как работает эта паста и объяснить это пациентам, они с гораздо большей вероятностью будут соблюдать предписания».
Это бесценная награда. И это то, что побудило нас пойти в ЕЦСИ – помочь стоматологам погрузиться в эту науку до мельчайших деталей.
Синхротронные исследования
ЕЦСИ – это маяк для мировой науки, поскольку синхротронный свет стал одним из самых революционных открытий. Например, в работе, получившей Нобелевскую премию, ученые использовали Синхрофазотрон, чтобы разгадать структуру рибосомы.7 Без рибосом не было бы жизни. Без синхрофазотрона мы никогда не узнали бы об этом. ЕЦСИ также играет значительную роль в разработке противовирусных препаратов и поиске вакцин против COVID-19.8
В действительности, исключительные свойства синхротронного рентгеновского излучения помогают раскрыть секреты всего, от вирусов и жизненно важных органов до батарей, стекла и свитков Геркуланума. Сейчас, в ходе научных исследований, не проводимых ранее, синхрофазотрон (ЕЦСИ), проливая свет на зубы, позволяет нам увидеть, что происходит внутри дентинных канальцев в 3D формате, с течением времени после использования Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое Восстановление.
Как глубоко в зубе?
Научные данные о гиперчувствительности дентина продвигалась вперед с помощью традиционных методов визуализации, которые показали влияние зубной пасты на небольшие участки с дентинными канальцами. Однако, хотя такие методы, как сканирующая электронная микроскопия с фокусированным ионным пучком (FIB-SEM), обеспечивают сверхвысокое разрешение, они имеют небольшое поле зрения. Синхрофазотрон может исследовать гораздо большие участки в 3D формате, в мельчайших деталях и с высокой скоростью.
В то время как исследования FIB-SEM могут анализировать только 30-40 канальцев за раз, синхрофазотроны могут сканировать тысячи канальцев за несколько минут за одно сканирование. Это дает более четкое представление о том, что происходит с зубом. Мы можем наблюдать, как глубоко произошла окклюзия и как долго она там остается.
Точно также, самые обычные методы разрушительны: ученые должны сделать срезы образца, чтобы заглянуть внутрь, а это означает, что для каждого сканирования требуется новый образец. Для синхротронной визуализации не требуется нарушение целостности образца, что позволяет проводить «покадровые» исследования, которые сканируют одни и те же дентинные канальцы снова и снова, чтобы показать влияние зубной пасты на окклюзию в разные моменты времени. Это путь к изображениям в формате 4D, где четвертым измерением является время. Этот метод обладает потенциалом для лечения гиперчувствительности дентина.
Защищая дентин
Мы работали над зубной пастой Sensodyne Восстановление и Защита около десяти лет и хотели визуализировать механизм действия новой, усовершенствованной рецептуры, которую мы разрабатывали в течение четырех лет: Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление.
Состав содержит запатентованную технологию NovaMin и фторид натрия, и доказано, что он помогает восстанавливать оголенный дентин.9–11 NovaMin образует прочный гидроксиапатитоподобный слой над оголенным дентином и внутри оголенных дентинных канальцев9-12, который тверже, чем подлежащий дентин.13-16
Клинически доказано, что состав Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление приносит облегчение и обеспечивает длительную защиту от гиперчувствительности дентина.17–19 Но мы хотели копнуть глубже и увидеть детальный процесс воздействия состава на дентин с течением времени. По словам доктора Камела Мади, соучредителя компании 3Dmagination, который руководил последующим «покадровым» исследованием в ЕЦСИ, синхрофазотрон был единственным местом, куда можно было обратиться:
«Канальцы сложны, различаются по плотности, диаметру и ориентации от места к месту. Окклюзия тоже сложна, «блокировка» зависит от глубины и времени; заблокированный каналец может снова открыться. Следовательно, измерение глубины окклюзии и отображение механизмов блокировки с течением времени требует динамического доступа к трехмерной (3D) морфологии канальцев. Это действительно возможно только в синхрофазотроне ».
В исследовании с «покадровой» (интервальной) съемкой, которое, по словам доктора Мади, «похоже на съемку 3D-фильма», использовалась фазово-контрастная томография для отображения сложных свойств дентина. «Каждый образец был обработан составом Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление, затем размещен на предметном столике, расположенном между источником рентгеновского излучения и детектором, и непрерывно вращался на 180 °. После каждого микровращения – около 0,072 ° – мы получали теневое изображение образца (проекцию). Затем те же образцы были помещены в искусственную слюну, чтобы стимулировать реакцию с активным ингредиентом, и снова сканированы в разные моменты времени в течение 8-часового периода. Затем тысячи проекций были преобразованы в трехмерное (3D) изображение для анализа». (Изображение 1)
Изображение 1. Визуализация средней глубины окклюзии (мкм) в образцах дентина, обработанных in vitro зубной пастой Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление, содержащей 5% NovaMin20
Делая невидимое видимым
Исследование показало, что новый состав проникает глубоко в микроструктуру канальцев и выстраивает прочный репаративный (восстанавливающий) слой на поверхности дентина, обеспечивая длительную защиту от чувствительности. Мы снова обратились к традиционной визуализации, чтобы подтвердить рентгеновский анализ. Те же образцы, которые использовались в ЕЦСИ, были взяты в лаборатории микроскопии Кавендиша в Кембриджском университете для визуализации и анализа FIB-SEM.
FIB-SEM обеспечивает изображение с более высоким разрешением, которое помогает понять, что происходит в канальцах. Доктор Ричард Лэнгфорд, руководитель лаборатории микроскопии Кавендиша, объясняет:
«Мы использовали ионный луч, чтобы разрезать образцы, а затем исследовали поверхность разреза электронным лучом. Это повторялось несколько раз, чтобы построить трехмерную модель окклюзии под поверхностью. Мы также использовали третий метод – просвечивающую электронную микроскопию – для изучения химического и структурного состава окклюзирующего материала.
«Исследования показали, что новый состав [Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление] привел к глубокой окклюзии канальцев, а образующий ее материал – фторидсодержащий. В конечном итоге исследование FIB-SEM позволило нам подтвердить данные синхрофазотрона: наблюдаемая средняя глубина окклюзии была аналогична той, которая была рассчитана на основе обработки рентгеновскими лучами ».
Большая наука для микро-аспектов
Доктор Митрани считает, что научные достижения, полученные в результате исследований, могут значительно улучшить здоровье полости рта. «Приятно узнать больше о научных данных, которые помогают понять механизм на микроскопическом уровне, потому что это наш фундамент. Как только мы поймем эти основы, мы сможем опираться на них чтобы стать более уверенными в рекомендации этих продуктов».
В долгосрочной перспективе синхротронное исследование может привести к серьезным изменениям в разработке зубных паст. Доктор Мади говорит: «Это исследование произвело революцию в нашем подходе к чистке зубов, позволив нам заглянуть внутрь тысяч канальцев и наблюдать в трехмерном формате происходящие изменения. Впереди еще много всего, но этот захватывающий метод откроет новые возможности для оптимизации зубной пасты и разработки индивидуальных рецептур.»
Наука о чувствительности будет продолжать развиваться, но пока что история волнует пациентов. Потому что на это потребовалось четыре года и самый яркий свет, который только можно вообразить, чтобы протестировать его в лаборатории и показать, насколько глубоко воздействие Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление. Но достаточно доли секунды и глотка ледяного лимонада, чтобы доказать, что это работает в реальной жизни.
Большая наука для маленьких, особенных моментов. Потому что жизнь слишком коротка для чувствительности.
Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление
Узнайте больше как Sensodyne Восстановление и Защита. Глубокое восстановление может помочь вашим пациентам.
Сведения о нежелательных явлениях
Если вам стало известно о нежелательных явлениях, возникших в процессе применения препаратов GSK, пожалуйста, сообщите нам об этом по электронной почте или по телефону.
