Какие химические элементы содержатся в зубах

Эмаль – это защитная оболочка, покрывающая анатомическую коронку зубов. В разных участках она имеет разную толщину: так, в области бугров она более толстая (до 2.5мм), а у цементно-эмалевого соединения более тонкая.

Несмотря на то, что она является самой минерализованной и твердой тканью в организме, в то же время она весьма хрупка.

Эмаль является самой твёрдой тканью в организме человека, что объясняется высоким содержанием неорганических веществ — до 97 %. Воды в зубной эмали меньше, чем в остальных органах, 2—3 %. Твёрдость достигает 397,6 кг/мм² (250—800 по Виккерсу). Толщина слоя эмали отличается на различных участках коронковой части зуба и может достигать 2,0 мм, а у шейки зуба сходит на нет.

Правильный уход за зубной эмалью является одним из ключевых моментов личной гигиены человека.

Эмаль постоянных зубов представляет собой полупрозрачную ткань, цвет которой варьирует от желтоватых до серо-белых оттенков. Благодаря этой самой полупрозрачности цвет зуба зависит от цвета дентина больше, чем от цвета эмали. Именно поэтому почти все современные методы отбеливания зубов направлены на осветление дентина.

Что касается молочных зубов, то здесь эмаль выглядит белее из-за высокого содержания опаковых кристаллических форм.

Химический состав

Эмаль имеет следующий состав: неорганические вещества – 95%, органические – 1,2%, вода – 3,8%. Ниже будет представлен более подробный химический состав эмали зуба.

Эмаль зуба состоит из апатитов многих типов, основным из которых является гидроксиапатит Ca10(PO4)6(OH)2. Состав неорганического вещества эмали представлен: гидроксиапатит -75,04%, карбонапатит – 12,06%, хлорапатит – 4,39%, фторапатит – 0,663%, карбонат кальция – 1,33%, карбонат магния – 1,62%. В составе химических неорганических соединений кальция 37%, а фосфора – 17%. Соотношение Ca/P во многом определяет состояние эмали зуба. Оно непостоянно и может изменяться от действия различных факторов, более того, оно может изменяться в пределах одного зуба.
В эмали зубов выявлено более 40 микроэлементов их расположение в эмали неравномерно. В наружном слое выявлено большое содержание фтора, свинца, железа, цинка при меньшем содержании натрия, магния, карбонатов. Более равномерное расположение по слоям у стронция, меди, алюминия и калия.

В эмали органическое вещество представлено белками, липидами и углеводами. Общее количество белков составляет 0,5%, липидов – 0,6%. Также в эмали обнаружены цитраты (0,1%) и совсем немного полисахаридов (0,00165%).

Структура эмали зуба

Эмалевые призмы являются основным структурным образованием эмали, их диаметр составляет всего 4-6 мкм, но благодаря своей извилистой форме, длина призмы превосходит толщину эмали. Эмалевые призмы, собираясь в пучки, образуют s-образные изгибы. Благодаря этому на шлифах эмали обнаруживаются тёмные и светлые полосы: в одном участке призмы срезаны в продольном направлении, а в другом – в поперечном (полосы Гунтера-Шрегера).

На шлифах эмали можно заметить линии, идущие в косом направлении и достигающие поверхности эмали – это линии Ретциуса, они особенно хорошо видны при обработке эмали кислотой. Их образование связывают с цикличностью минерализации эмали в процессе её формирования. И как раз в этих участках минерализация менее выражена, следовательно, при травлении кислотой в линиях Ретциуса происходят наиболее ранние и выраженные изменения.

Эмалевая призма имеет поперечную исчерченность, которая отражает суточный ритм отложения минеральных солей. В поперечном сечении эмалевая призма имеет аркадообразную форму или по форме напоминает чешую, но может быть округлой, гексагональной или полигональной. Межпризменное вещество эмали состоит из таких же кристаллов, что и сама призма, но отличается их ориентацией. Органическое вещество эмали имеет вид тончайших фибриллярных структур, которые по существующему мнению, определяют ориентацию кристаллов эмалевой призмы.
В эмали зуба встречаются такие образования, как пластинки, пучки и веретёна. Пластинки (их ещё называют ламеллы) проникают в эмаль на значительную глубину, пучки – на меньшую, веретёна (отростки одонтобластов) попадают в эмаль через дентиноэмалевое соединение.

Мельчайшей структурной единицей эмали является апатитоподобное вещество, которое формирует эмалевые призмы. В разрезе эти кристаллы имеют шестигранную форму, сбоку они имеют вид небольших стержней.

Кристаллы эмали являются самыми большими кристаллами твёрдых тканей человека. Их длина составляет 160нм, ширина-40-70нм, а толщина -26нм. Кристаллы в эмалевой призме прилегают плотно друг к другу, пространство между ними не превышает 2-3 нм, в ядре призмы кристаллы направлены параллельно оси призмы. В межпризменном веществе кристаллы менее упорядочены и направлены перпендикулярно оси эмалевой призмы.

Каждый кристалл имеет гидратную оболочку толщиной 1нм. и окружён слоем протеинов и липидов.
Кроме связанной воды, входящей в состав гидратной оболочки, в микропространствах эмали имеется свободная вода. Общий объём воды в эмали составляет 3.8%.

На поверхности коронки зуба человека часто обнаруживается тонкий слой безпризменной эмали. Её толщина составляет 20-30мкм и кристаллы в ней плотно прилегают друг к другу, располагаясь параллельно поверхности. Безпризменную эмаль часто можно обнаружить в молочных зубах и фиссурах, а также в области шеек зубов у взрослых людей.

Функции эмали зуба

– Защита дентина и пульпы от внешних механических, химических и температурных раздражителей.
– Благодаря своей высокой твёрдости и прочности, эмаль позволяет зубам выполнять своё назначение – откусывание и измельчение пищи.

Анатомо-гистологическое строение

Основным структурным образованием эмали является эмалевая призма (диаметром 4-6 мкм), состоящая из кристаллов гидроксиапатита. Межпризменное вещество эмали состоит из таких же кристаллов, как и призма, но они отличаются ориентацией. Наружный слой эмали и внутренний у дентино-эмалевой границы не содержит призм (беспризменная эмаль). В этих слоях содержатся мелкие кристаллы и более крупные — пластинчатые.

Также в эмали имеются эмалевые пластинки (ламеллы) и пучки, представляющие недостаточно минерализованное межпризменное вещество. Они проходят через всю толщину эмали.

Следующий структурный элемент эмали — эмалевые веретёна — колбообразные утолщения отростков одонтобластов, проникающих через дентиноэмалевые соединения.

Личная гигиена

Располагаясь в ротовой полости, естественная среда в которой — щелочная, зубная эмаль также нуждается в поддержке щелочного баланса. После каждого приёма пищи, при расщеплении углеводов, под воздействием разнообразных бактерий, перерабатывающих остатки еды и выделяющие кислоты, щелочная среда нарушается. Кислота разъедает эмаль и приводит к кариесу, для ликвидации необратимых последствий которого необходима установка пломб.

Для предотвращения кариеса необходимо после каждого приёма пищи как минимум полоскать рот водой, а лучше специальным ополаскивателем для ротовой полости, чистить зубы или по крайней мере жевать жевательную резинку без сахара.

Кариесвосприимчивость зубной эмали

Кариесвосприимчивость или резистентность зубной поверхности зависит от следующих факторов

.
1. Свойство анатомической поверхности зуба: в естественных фиссурах и в промежутках между зубами есть благоприятные условия для долговременной фиксации зубного налёта.
2. Насыщенность эмали зуба фтором: образовавшиеся в результате этого фторапатиты более устойчивы к действию кислот.
3. Гигиена полости рта: своевременное удаление зубного налёта предотвращает дальнейшее развитие кариеса.
4. Фактор диеты: мягкая, богатая углеводами пища способствует образованию зубного налёта. Количество витаминов и микроэлементов также влияет на общее состояние организма и особенно слюны.
5. Качество и количество слюны: Малое количество вязкой слюны способствует прикреплению бактерий к «пелликуле» и образовании зубного налёта (см. Зубная бляшка). Очень важное влияние на кариесрезистентность эмали имеют буферные свойства слюны (которые нейтрализуют кислоты) и количество иммуноглобулинов и других факторов защиты в слюне (см. Слюна).
6.Генетический фактор.
7.Общее состояние организма.

Химический состав  эмали зубов

Эмаль зуба образована из амелобластов. В период развития происходит ее циклическая минерализация. Кристаллизация кальциево-фосфатных соединений в процессе минерализации и последующий рост кристаллов определяется как предэруптивное созревание эмали. При этом сохраняются ростовые линии, образовавшиеся вследствие неравномерной минерализации эмали. Каждый кристалл эмали имеет гидратный слой, благодаря которому осуществляется ионный обмен.

После прорезывания зубов пористость и неоднородность нивелируются вследствие постэруптивного созревания эмали. Сформированная эмаль зуба – это не регенерирующаяся ткань, не содержащая клеток, клеточных элементов.
Эмаль зуба – самая твердая ткань в организме человека.

В среднем толщина ее колеблется между 2,8 и 3,0 мм в зависимости от степени зрелости, химического состава и топографии.

Твердость эмали составляет от 250 KHN (Knoop-hardness numbers) на границе эмаль-дентин до 390 KHN на ее поверхности.

Основной структурный элемент эмали зуба – неорганические вещества, причем данные об их количестве отличаются в зависимости от метода анализа и пробы (93-98% массы). Вторым по объему компонентом эмали является вода: данные о ее количестве колеблются между 1,5 и 4% массы. Эмаль также содержит органические соединения, в частности протеины и липиды.

На состав эмали влияют питание, возраст и другие факторы. Ее составные части – это апатиты нескольких типов, основным из которых является гидроксиапатит. Кроме того, в эмали зуба выявлено свыше 40 микроэлементов. Некоторые из этих микроэлементов попадают в полость рта только в результате стоматологических вмешательств, другие (например, олово и стронций) можно рассматривать как следствие влияния окружающей среды.

Состав эмали отличается в зависимости от ее топографии, вследствие колебаний концентрации отдельных элементов. Так, концентрация фторидов, железа, цинка, хлора и кальция уменьшается от поверхности эмали по направлению к границе эмаль-дентин. Концентрация фторидов на этом участке возрастает, а концентрация воды, карбоната, магния и натрия уменьшается от эмалево-дентинной границы к поверхности эмали.
По-видимому, содержание магния и карбоната влияет на показатели плотности эмали.
На участках с повышенной концентрацией магния, вблизи бугров дентина и непосредственно под центральной фиссурой зубов, наблюдается меньшая плотность, чем, например, на минерализованных участках щечных и язычных поверхностей.

Кальций и фосфор, как апатитовое соединение, содержатся в форме кристаллов в соотношении 1:1,2 (Са10- хРО6-x )* Х2*Н2О. Внутренние замещающие реакции могут привести к образованию фтор-апатита или же фтористого гидрокси-апатита. Допускают также возможность образования карбоната в минералах эмали. Образовавшийся апатит отличается меньшей резистентностью к кариесу, чем гидрокси-апатит. Наряду с указанными соединениями в эмали в незначительном количестве выявлено ряд кальциево-фосфатных соединений, например, октакаль-цийфосфат.

Вода содержится в зубной эмали в двух формах. Первая – связанная вода (гидратная оболочка кристаллов), вторая – свободная вода, располагающаяся в микропространствах.
Свободная вода может при нагревании испаряться, но и эмаль способна впитывать воду при поступлении влаги. Это свойство можно использовать как объяснение определенных физических явлений при возникновении кариеса или его предупреждении.
Эмаль зуба функционирует как «молекулярное сито», а эмалевая жидкость служит переносчиком молекул и ионов.

Меньшая часть органической субстанции зрелой эмали состоит из протеина (=58%), липидов (=48%) и незначительного количества углеводов, цитрата и лак-тата. Большая часть органических веществ находится во внутренней трети эмалевой оболочки в форме эмалевых пучков.

Красивые, здоровые зубы предают человеку уверенность, но также являются залогом здоровья организма человека. Несмотря на то, что зубная эмаль достаточно крепкий материал, но все же требует соответствующего ухода, поэтому личная гигиена полости рта очень значима и необходима в каждодневной жизнедеятельности каждого человека.

Эмаль зуба, это своего рода защитная оболочка и считается самой твердой тканью в организме человека. Все дело в том, что в ней содержится наибольшее количество неорганических веществ, а именно 97%, а остальные 3%, это – 2% воды и 1% органических веществ. Что касается толщины эмалевого покрытия, то оно может быть неодинаковым на разных участках. К примеру, на жевательной части она может составлять 1,5-1,6 мм, а вот на боковой части и у самого основания немного меньше.

Химический состав

Благодаря наличию в эмали большого количества различных веществ органического, а особенно неорганического происхождения она очень крепкая. В ее составе имеются такие минералы, как:

• гидроксиапатит, который состоит из ионов кальция – 75,04%;
• карбонат-апатита – 12,6%;
• хлорапатита – 4,397%;
• фтор-апатита кальция – 3,548%;
• карбонат кальция – 2,668%;
• магния – 2,287%.

Химический состав неорганических соединений:

• кальций – 37%;
• фосфор – 17%.

Кроме этого, стоит отметить, что они в эмали расположены по-разному. К примеру, во внешнем слое содержится больше всего свинца, фтора, цинка, а также железа, но при этом присутствует меньше всего магния. А вот медь, стронций, алюминий и калий располагаются по всей поверхности. Относительно органического состава, то основными составляющими являются белки, липиды и углероды.

Структура и строение

Зубы человека выполняют очень важную функцию для организма, так как позволяют употреблять пищу тщательно пережевывая ее, что в свою очередь способствует ее быстрейшему перевариванию. Но мало кто знает из чего состоит зуб, и какова его структура. Что касается непосредственно самой структуры, то, это коронка и корень:

1. Коронка. Она расположена выше линии десен и представляет собой увеличенную часть, которая участвует в процессе жевания.
2. Шейка. Является своего рода объединением между верхней и нижней частью зуба, то есть, между его видимой и корневой частью.
3. Корень. Он располагается непосредственно ниже линии десен и благодаря нему зуб крепится в альвеолярном отростке челюсти. Верхняя поверхность корня облечена твердой смесью из кальция и волокон коллагена и именуется, как зубной цемент, который является крепежным материалом корня к альвеоле.

Что касается строения зуба, то он состоит из трех основных слоев, это пульпа, дентина и эмаль:

1. Пульпа. Представляет собой центральную мягкую соединительную ткань, что пронизана сеткой из сосудов и нервными волокнами.
2. Дентин. Это основной слой, который по своему строению очень схож с костной тканью, но имеет еще большую прочность и весьма высокую минерализацию.
3. Эмаль. Защитная оболочка. Поэтому необходимо производить соответствующий уход за ней, поскольку ее повреждение может привести к различным заболевания не только ротовой полости.

Функции

Важнейшей функцией зубного покрытия считается защита дентина и пульпы от внешних механических и химических воздействий, а также сюда включается и защита от температурных раздражителей. А благодаря своей высокой твердости эмаль позволяет зубам реализовывать непосредственное свое назначение, то есть откусывать и пережевывать потребляемую пищу.

Кроме этого, зубы играют важную роль в правильности формирования речи и образования звуков. А также это часть улыбки, которая позволяет предавать человеку уверенность, что очень необходимо для полноценной жизни в обществе.

Анатомо-гистологическое строение

По своей структуре эмаль состоит из эмалевых призм и межпризменной субстанции.

Эмалевые призмы

Они состоят из эмалеобразующей клетки – амелобласта. Характерной чертой эмалевой призмы считается то, что она пересекает эмалевую поверхность по всех ее толщине, при этом не прерываясь. А располагаются они четко перпендикулярно дентоэмалевому соединению.

Межпризменная эмаль

Единым отличием от призменной считается направление кристаллов. А именно эмалевые пучки и пластины проходят через всю толщину покрытия и считаются гипоминерализованными зонами. Лапеллы (пластинки), это своего рода дефекты, которые имеются в эмали, и что немаловажно включают в основном органические компоненты. Которые в свою очередь могут способствовать проникновению бактерий в структуру эмали, а результатом является образование кариеса.

Помимо этого, в межпризменном пространстве располагаются периферические отростки одонтобластов, отвечающие за болевую чувствительность. Это обусловлено тем, что непосредственно само тело одонтобласта размещено в пульпе, а вот отростки доходят до самой эмали.

Кариесвосприимчивость

Хотя зубное покрытие и весьма крепкий материал, но все же она подвергается механическому и химическому воздействию, что в свою очередь являются предпосылками к такому заболеванию, как кариес.

Кариесвоприимчивость, представляет собой восприимчивость к кариозному поражению, может возникать из-за:

• неполноценного созревания зубного покрытия в процессе прорезывания;
• неправильного питания, то есть наличие в пище большого количества углеродов, но при этом с минимальным наличием белков, а также микро и макроэлементов;
• употребления воды, что содержит минимальное количество фтора;
• отсутствия на поверхности зуба пелликулы;
• нарушение состава слюны, а именно ее концентрации, вязкости и количества образования слюновыделения;
• наличие не полного химического состава;
• возможной ошибки в развитии зуба полученной при общесоматических заболеваниях.

Заболевания

Каждый человек старается, чтобы зубы были здоровыми и красивыми, поэтому чистит их, применяет специальные лосьоны для полоскания и другие средства по уходу. Но в большинстве случаев возникают заболевания по ряду причин, на которые человек не обращает должного внимания. Основными видами заболевания считаются:

Дефект зубной эмали

Предпосылкой его возникновения являются некариозные нарушения, связанные с проблемами внутри человеческого организма на этапе развития защитной оболочки зуба. К примеру, во время беременности, а также в первые месяцы жизни малыша непосредственно до момента начала прорезывания первых зубов. Но также возникнуть проблемы могут уже и после прорезывания молочных и коренных зубов.

Патологическая стираемость

Зачастую она может проявляться на почве неврологических патологий, особенно это относится периоду переходного возраста, хотя весьма часто возникает и у взрослых людей.

Предпосылкой может быть сильный стресс или же попросту имеет место наследственный фактор.

Клиновидный дефект

Такому названию заболевания послужила V- образная форма зуба, вызванная нарушение наружной стороны в пришеечной его области. Причиной заболевания считается неверно подобранная по жесткости щетка, довольно частое применение пасты с наличием абразивных частиц, а также неправильный прикус. Кроме этого, это может быть и нехватка необходимых микроэлементов в организме или же отсутствие гигиены полости рта.

Гиперплазия

Она выражается в излишней эмали в виде наростов. Зачастую, это образование по внешнему виду напоминает небольшую жемчужину или схоже на каплю, что располагается у основания шейки.

Эрозия

Весьма распространенное заболевание, но при этом мало изученное. Обнаружить его на начальной стадии достаточно проблематично, поэтому иногда пациенты обращаются уже с сильно разрушенной эмалью. Предпосылками к ее возникновению в основном считаются нарушения работы эндокринной системы, применение лекарственных препаратов, что способствуют разрушению и деминерализации зубной поверхности.

Регенерация

К большому сожалению эмалевое покрытие устроено так, что не имеет возможности естественного восстановления. Но на сегодняшний день имеются способы, которые позволяют укрепить ее, что в свою очередь способствует увеличению устойчивости к внешним воздействиям.

К примеру, если имеется серьезное разрушение, то в стоматологии используется фосфат кальция, который находится в аморфном состоянии. Такой состав наносится на зубную поверхность, где начинает происходить химическая реакция, именно преобразование фосфата кальция в апатит (природный апатит эмали).

Благодаря такому методу можно не только убрать дефекты, но устранить повышенную чувствительность больного зуба. Кроме этого, такая процедура позволяет придать эстетический вид.

Личная гигиена

Во избежание возникновения заболеваний ротовой полости необходимость в личной гигиене является неотъемлемой составляющей жизни каждого человека. Все дело в том, что при употреблении пищи, при жевании между зубами остаются крохотные ее частицы, которые провоцируют развитие кариеса.

А это в свою очередь может повлечь еще к более серьезным заболеваниям не только слизистой рта, но организма в целом.

Поскольку, образовавшиеся повреждения эмалевого покрытия, воспаление десен способствует проникновению в организм микробов, что может вызвать болезнь того или иного органа человека.

Гигиена полости рта включает в себя каждодневную чистку зубов щетками и специальными пастами, также можно воспользоваться нитями, специальным порошком. Кроме этого, можно приобрести соответствующие средства для полоскания полости рта.

Какие элементы нужны для крепкой эмали

Питание основной источник пополнения организма необходимыми питательными веществами, витаминами и нужными микро и макроэлементами, которые жизненоважные для каждого человека. Поэтому в первую очередь необходимо пересмотреть свой рацион и включить в него продукты, что имеют максимальное количество полезных веществ. Это относится и к зубам, ведь их крепость также зависит от поступления в организм необходимых компонентов.

К ним относится:

1. Одним из основных компонентов является в организме – кальций + фтор + витамин D. Они являются основополагающими, поскольку их наличие способствует образованию костных тканей, в том числе и  эмали.
2. Витамины группы B, которые способствуют правильному формированию десен, а соответственно это позволит хорошо укрепиться зубам, и они не будут расшатываться.
3. Аскорбиновая кислота. Витамин С очень важный компонент не только для полости рта, но и для организма в целом. Его основная способность заключается в том, что его употребление уменьшает вероятность возникновения кровоточивости десен, расшатыванию зубов, а также уменьшат риск к появлению инфекций и образования язв.
4. Витамин Е способствует увеличение регенерации полости рта, а также помогает уменьшить чувствительность и восприимчивость слизистой к механическим повреждениям.
5. Витамины из группы РР предоставляют возможность уменьшить вероятность возникновения патологий полости рта.
6. Витамин А. При его отсутствии наблюдаются нарушения процесса слюноотделения, шероховатость поверхности зубной эмали.

Наличие таких компонентов позволит предотвратить возможность заболевания полости рта, но и непосредственно эмали. Употребление продуктов с такими элементами станет залогом крепости и здоровья зубов.