Биология полости рта - Боровский Е.В.
ISBN 5-86093-077-1
Скачать (прямая ссылка):
91
ностный заряд кристалла гидроксиапатита. В биологических жидкостях это ионы фосфата, карбоната, цитрата, кальция, стронция. Некоторые ионы (К+, С-) могут заходить в гидратный слой и вновь легко покидать его, не проникая далее в поверхность кристалла, тогда как другие ионы (Na+, F~) не накапливаются в гидратном слое, а проникают в поверхность кристалла гидроксиапатита. Следует отметить, что I стадия ¦— очень быстрый процесс, совершаемый за считанные минуты, в основе его лежит процесс диффузии.
II стадия процесса соответствует обмену между ионами гидратной оболочки и поверхностью кристалла гидроксиапатита. Она течет значительно медленнее, чем
I стадия. Сущность ее заключается в отрыве поверхностно расположенных ионов кристалла гидроксиапатита и «встраивании» на их место других или новых ионов из гидратного слоя. Скорость процесса здесь зависит от скорости перемещения ионов с поверхности гидроксиапатита в гидратный слой кристалла. Равновесие устанавливается в течение нескольких часов. Ионы гидратного слоя способствуют уничтожению или уменьшению величины поверхностного заряда, приводя поверхность кристалла в уравновешенное состояние. В поверхность кристалла гидроксиапатита способны проникать ионы фосфата, кальция, фтора, карбоната, стронция, натрия.
III стадия процесса проникновения ионов в кристалл соответствует их внедрению с поверхности кристалла вглубь. Это очень медленно текущий процесс, его продолжительность определяется днями и месяцами, однако момент равновесия и за это время может не наступить. Такой процесс называют внутрикристаллическим обменом. Скорость его снижается со временем по мере проникновения иона в глубь кристалла. Во внутреннюю часть кристалла гироксиапатита могут проникать лишь немногие ионы — Са2+, Sr2+, РО43-, F-. Скорость проникновения ионов внутрь кристалла зависит от отношения концентрации данного иона к концентрации замещаемого иона и продолжительности взаимодействия.
Суммируя приведенные выше данные, следует отметить, что кристаллам гидроксиапатита, являющимся минеральным соединением, свойственна способность к физико-химическому обмену. Эти данные свидетельствуют о том, что кристаллы гидроксиапатита не остаются стабильными, их состав и свойства изменяются в зависимости от состава гидратного слоя, который в свою
92
очередь определяется составом раствора, омывающего кристаллы гидроксиапатита. Изменяя состав этого раствора, можно влиять на состав и свойства кристаллов и целенаправленно изменять их в нужном направлении. Этот чрезвычайно важный для практической стоматологии вывод основывается на свойствах гидроксиапатита как основного кристаллита эмали, которые необходимо учитывать в первую очередь при разработке всех профилактических и лечебных мероприятий.
Исходя из изложенных выше сведений, в гидроксиа-патите наиболее сложно провести внутрикристалличес-кий обмен. Он возможен лишь для ограниченного числа ионов, способных к изоионному или изоморфному замещению— Са2+, Р043+, F-, Sr2+. Следует учитывать, что непременным условием такого обмена является большая длительность процесса, необходимая для протекания этой реакции. Однако III стадия возможна только после I и II, следовательно, в первую очередь необходимо обеспечить течение процессов, соответствующих этим стадиям, ход которых зависит от состава и свойств раствора, омывающего кристаллы гидроксиапатита. Таким образом, контролируя состав жидкостей, омывающих эмаль зубов, можно изменять ее состав и свойства в нужном направлении.
Представляет интерес анализ вероятных путей, по которым может идти физико-химический обмен ионов и других веществ в эмали. Наиболее изученным являетсг описанный выше путь обмена через гидратную оболочку. Следует отметить, что большинство неорганических ионов по своей величине гораздо меньше толщины гид-ратного слоя, в связи с чем они могут проникать в гид-ратный слой кристаллов и накапливаться в нем [Пахомов Г. Н., 1976, и др.]. Другим моментом, предрасполагающим к интенсивному внутрикристаллическому обмену в гидроксиапатите, является наличие в кристаллической решетке вакантных мест. Они, с одной стороны, обеспечивают более легкое проникновение к ним ионов из-за увеличенных межионных промежутков и занятия вакансий путем изоионного или изоморфного замещения, а с другой — способствуют более интенсивному течению поверхностных реакций на кристаллах, что привлекает больший поток ионов к поверхностям.
Более сложен вчутрикристаллический обмен. Проникновение любых ионов внутрь кристаллической решетки очень затруднено и связано с обязательным на-
93
личием у ионов необходимой энергии, должного ионного радиуса и химических свойств. Относительно легко внутрь кристалла могут проникать ионы водорода, имеющие небольшой радиус, а также ионы, входящие в состав кристалла или близкие к ним по строению и свойствам (изоионное и изоморфное замещение). Для того чтобы увеличилось количество ионов, проникающих внутрь кристалла, необходимы либо их высокая энергия, либо ослабление связей в кристаллической структуре тидроксиапатита, либо наличие или создание в решетке кристалла необходимых вакантных мест. Такие способы в клинике пока не разработаны, в связи с чем реакции внутрикристаллического обмена в эмали идут естественным путем — очень медленно и без установления равновесия. Регулируют ход этих реакций путем регуляции состава раствора, окружающего зубы, и гид-ратного слоя.
