Сроки и основные закономерности прорезывания временных зубов.

Формирование постоянных зубов

Коренные зубы формируются из эпителиальной зубной пластины. Появление их зачатков происходит лишь ближе к 5-му месяцу развития плода внутри материнской утробы.

Различают две группы коренных зубов:

• Замещающие. Сюда относятся клыки, резцы и премоляры, у которых есть временные аналоги.
• Дополнительные. В эту группу входят моляры, у которых нет молочных предшественников.

Рост зачатков коренных зубов замещающего типа происходит в той же альвеоле, что и временные, они находятся позади язычной поверхности молочных зубов. Только через некоторое время происходит увеличение объема костной ткани, обеспечивающей их изоляцию.

Дополнительные зубы формируются лишь после года, так как для этого челюсть должна достигнуть соответствующих размеров.

Внутричелюстное развитие

Постоянный прикус формируется на основе зубных пластинок, которые формируются внутри ямок из многослойного плоского эпителия. Примерно на 5-м месяце эмбрионального развития ребенка вдоль нижнего края зачатков временных зубов появляется эмалевый орган. По мере врастания в него мезенхимы формируются зубные сосочки и мешочки.

Всего у каждого ребенка в двух челюстях находится 20 зачатков для развития замещающих постоянных зубов, 16 из которых присутствуют на момент рождения, а остальные 4 появляются на 1-5 году жизни. Находясь в одной альвеоле с молочными, спустя время они отделяются от них костной перегородкой и размещаются в отдельных лунках. Зубные пластины растут в направлении кзади. Активно развиваются основные зубные ткани – дентин, пульпа, эмаль, а также кровеносные сосуды и нервные волокна.

В каком возрасте появляются

Статистика показывает, что начало и завершение смены временных зубов на коренные у большинства детей происходит примерно в одно и то же время. Минимальные различия имеются лишь у детей в разных регионах. Чем теплее климат, тем раньше у ребёнка появятся постоянные зубы.

В таблице указаны параметры возраста, по которым можно определить приблизительное начало прорезывания коренных зубов по данным нескольких известных авторов.

Отличия в возрасте, в котором появляются постоянные зубы в зависимости от автора, вызваны тем, что они приводят результаты исследований в различных регионах, которые проводились с серьезной разницей во времени (несколько десятков лет).

Текст книги «Основы клинической морфологии зубов: учебное пособие»

По мере дальнейшего развития эмали энамелобласты уменьшаются в размерах и отодвигаются от дентина. Часть энамелобластов гибнет путем апоптоза и фагоцитируется соседними клетками. К моменту прорезывания зубов энамелобласты резко уменьшаются и редуцируются, а эмаль оказывается покрытой лишь тонкой оболочкой – вторичной кутикулой эмали, образованной клетками наружного эмалевого эпителия, спавшейся пульпы и промежуточного слоя эмалевого органа, которая покрывает эмаль и выполняет защитную роль.

Процесс минерализации эмали, начавшись в области режущего края и жевательных бугорков зубов, переходит затем на другие поверхности. Применение нового метода рентгенографии с первичным прямым увеличением изображения [Белова Н.А., 1981] показало, что в сроки 18–19 нед внутриутробного развития отчетливо видны признаки минерализации режущего края и поверхностей коронок резцов на одну треть, а также начало обызвествления режущего края клыков и вестибулярного медиального бугорка первых моляров.

В 24–25 нед (6 мес) продолжается минерализация резцов, почти полностью обызвествлен режущий край клыка, появляются точки обызвествления язычного медиального бугорка первых моляров.

В 26 нед (7 мес) продолжается обызвествление резцов и клыков, вестибулярные бугорки первых моляров почти слились, видны первые признаки минерализации вершины вестибулярного дистального бугорка второго моляра.

В 32 нед (8 мес) продолжается кальцификация резцов и клыков; сливаются вестибулярные бугорки первых моляров.

В 36 нед (9 мес) обызвествлены все поверхности резцов (кроме пришеечной области), полностью слились вестибулярные бугорки первых моляров, более четко вырисовываются язычные бугорки первых моляров, интенсивнее идет минерализация язычного дистального бугорка второго моляра.

После рождения ребенка обызвествляются пришеечная область резцов; пришеечная область, вестибулярная и аппроксимальные поверхности клыков, а также язычная поверхность первого молочного моляра.

Окончательное созревание эмали (третичная минерализация) происходит уже после прорезывания зуба, особенно интенсивно в течение первого года жизни ребенка. Основным источником неорганических веществ, поступающих в эмаль, служит слюна и в некоторой степени дентин.

Изучение процессов развития и обызвествления эмали имеет не только теоретический интерес. Оно необходимо для правильного понимания механизма развития ряда патологических процессов, которые наблюдаются в эмали развивающихся или уже закончивших свое развитие зубов (гипоплазия эмали, кариес).
6.2.3. Развитие корня и цемента зуба
Развитие корня зуба происходит уже в постнатальном периоде, незадолго до прорезывания. К тому времени коронки молочных зубов в основном уже сформированы. Поверх слоя эмали коронки зуба располагаются остатки эмалевого органа в виде эпителиального пласта, состоящего из нескольких рядов клеток. Этот редуцированный эмалевый эпителий сохраняется на поверхности коронки зуба вплоть до его прорезывания и, как считают некоторые авторы [48, 72], предотвращает резорбцию эмали со стороны соединительной ткани челюстей или отложение на ее поверхности цемента.

Эти регрессивные изменения эмалевого органа не затрагивают его краев, где внутренние эмалевые клетки переходят в наружный эмалевый эпителий. Клетки здесь активно пролиферируют, образуя эпителиальное (Гертвиговское) корневое влагалище (vagina radicalis epithelialis), которое играет важную роль в образовании корней зубов (рис. 134). это влагалище состоит из внутренних и наружных клеток эмалевого органа, тесно прилежащих друг к другу.

Рис. 134. Формирование корня растущего зуба.

1 – эпителиальное корневое влагалище; 2 – дентин корня; 3 – цемент корня; 4 – пульпа зуба; 5 – эпителиальная диафрагма; 6 – эпителиальные тельца Малассе; 7 – зубная альвеола.

Внутренние эмалевые клетки остаются кубической формы и не превращаются в энамелобласты. Пульпа эмалевого органа и его промежуточный слой отсутствуют. эпителиальное влагалище образует вокруг зубного сосочка, у его основания, своеобразное кольцо – диафрагму (см. рис. 134, А) корневого влагалища (diaphragma vaginae radicis), которое постепенно врастает в подлежащую эктомезенхиму, отделяя тот ее участок, который пойдет на образование корня зуба.

Мезенхимные клетки зубного сосочка, прилегающие изнутри к эпителиальному корневому влагалищу, превращаются в одонтобласты, которые образуют дентин корня (см. рис. 134, Б). После возникновения дентина корня эпителиальное влагалище прорастает клетками зубного мешочка, теряет свою непрерывность и в дальнейшем рассасывается. Часть клеток влагалища может сохраниться в периодонте взрослого зуба в виде остаточных эпителиальных телец Малассе (см. рис. 134, В).

В результате распада эпителиального корневого влагалища эктомезенхимные клетки зубного мешочка вступают в непосредственное соприкосновение с дентином корня, дифференцируясь в цементобласты, которые начинают откладывать цемент на поверхности дентина корня.

Дифференцировка эктомезенхимных клеток зубного фолликула в активные цементобласты сопровождается развитием в клетках гранулярной эндоплазматической сети, комплекса Гольджи, системы микропузырьков и везикул. Сначала цементобласты синтезируют внутренние коллагеновые волокна внеклеточного матрикса. Выделившийся из клеток коллаген дальше видоизменяется специфическими неколлагеновыми протеинами, также производными цементобластов, в форму, способную к обызвествлению.

В процессе минерализации цемента цементобласты постоянно отделяются от фронта отвердения слоем некальцифицированного цемента – цементоидом, или прецементом. Прецемент в дополнение к коллагену содержит отростки цементобластов. В некоторых случаях цементобласты окружаются собственными продуктами выделения, которые отвердевают, превращая цементобласты в цементоциты. Последние представляют собой неактивную форму клеток зубного фолликула, которые теряют органеллы синтеза протеинов и в дальнейшем погибают, превращаясь в чешуйчатовидные образования.

Интересно отметить, что в отличие от кости или дентина первоначальное отвердение цемента не зависит от деятельности внеклеточных минерализованных пузырьков матрикса, а происходит до некоторой степени путем распространения гидроксиапатита из дентина корня зуба.

Остальная часть зубного мешочка, окружающая развивающийся корень зуба, дает начало плотной соединительной ткани перицемента (периодонта). Пучки коллагеновых волокон перицемента одними своими концами как бы впаиваются в основное вещество развивающегося цемента, а другими – переходят в основное вещество альвеолярной кости. Вследствие этого корень плотно укрепляется в зубной альвеоле.

В целом образование цемента происходит по типу периостального остеогенеза. Образующийся цемент является по строению практически грубоволокнистой костной тканью, покрывающей снаружи дентин корня.

Воздействие неблагоприятных факторов в период цементо-генеза может привести к гиперцементозу (гиперплазии цемента). Процесс может затронуть как один, так и все зубы. Гиперцементоз также возможен в отдельных участках корня одного зуба.

В некоторых случаях свободные узелковые утолщения отвердевшего цемента образуются в периодонтальной мембране. Такие утолщения известны как цементикли. Они обычно наблюдаются вокруг дегенерированных эпителиальных остатков Гертвиговского влагалища. С возрастом цементикли могут прилипать к цементу, образуя центры локализованного эксцементоза.

После формирования корня эпителиальное корневое влагалище перестает расти в глубину, постепенно кольцеобразно замыкается и формирует отверстие верхушки корня зуба, через которое проходят сосуды и нервы пульпы зуба. Широкое вначале апикальное отверстие корневого канала постепенно суживается вследствие отложения новых масс дентина и цемента.

Сложнее протекает развитие корня в многокорневых зубах. В зависимости от вида зуба первоначально единый и широкий корневой канал таких зубов разделяется на два или три канала. От краев диафрагмы эпителиального корневого влагалища в горизонтальном направлении растут навстречу друг другу два (в зачатках нижних коренных зубов) или три (в зачатках верхних коренных зубов) эпителиальных выроста. Верхушки этих выростов в конце концов срастаются друг с другом и первоначально единое цервикальное отверстие делится на два или три отверстия, соответственно числу будущих корней. Дальнейшее их развитие протекает аналогично таковому однокорневых зубов.

Рост корней молочных зубов и последующее их рассасывание происходят в определенном порядке. Так, корни центральных резцов и первых моляров развиваются в течение первого полугодия жизни ребенка. Рост корней продолжается до возраста 2–2,5 года, после чего происходит постепенное рассасывание их. Корни боковых резцов начинают развиваться в течение первого полугодия, растут до 2 лет. Рассасывание их начинается с 5–6 лет. Корни клыков развиваются в период от 1 года до 3,5 года, резорбируются на 5-м году.

Развитие корней вторых моляров происходит в течение 11,5 лет. К 3 годам корни окончательно формируются. Рассасывание их начинается с 5 лет.
6.2.4. Развитие пульпы молочных зубов
Одновременно с гистогенетическими процессами образования зубных тканей происходит дифференцировка мезенхимальных элементов зубного сосочка в его центральной части. Мезенхимные клетки увеличиваются в размерах и начинают отодвигаться друг от друга благодаря появлению между ними основного аморфного вещества. Постепенно мезенхима сосочка преобразуется в рыхлую соединительную ткань, богатую фибробластами, фиброцитами и макрофагами, а также кровеносными сосудами и нервами. К моменту прорезывания зуба мезенхима сосочка практически полностью дифференцируется в пульпу зубного органа, хотя окончательная перестройка тканевых элементов пульпы завершается в первые годы жизни.
6.2.5. Прорезывание молочных зубов
Прорезывание зуба представляет собой процесс перемещения его из места закладки и развития внутри челюсти до появления коронки в полости рта. Это движение зуба является сложным, многофункциональным этапом в развитии зуба, поскольку сопровождается скоординированными изменениями в росте зубов, альвеолярных отростков и самих челюстей. В период прорезывания развивающиеся зубы совершают движения в различных направлениях, среди которых можно выделить следующие:

– вертикальное (аксиальное) движение в направлении длинной оси зуба;

– движение в дистальном, мезиальном, язычном или вестибулярном направлении (изменение положения в челюсти);

– вклинивание (боковое движение);

– ротация – движение вокруг продольной оси зуба.

Все эти движения позволяют сохранить постоянными отношения зубных зачатков к краю развивающегося альвеолярного отростка челюсти, что является необходимым условием для успешного завершения прорезывания зуба. В ходе прорезывания зуб проделывает в челюсти значительный путь, во время которого наблюдаются:

– изменения тканей, окружающих зуб;

– развитие корня зуба;

– перестройка альвеолярной кости;

– развитие и перестройка периодонта.

В соединительной ткани десны, лежащей на пути движения прорезывающегося зуба, происходят регрессивные изменения, связанные с давлением зуба на ткань. Эти изменения вызывают ишемию (нарушение питания) и последующие атрофию и резорбцию ткани. Редуцированный эмалевый эпителий, покрывающий коронку зуба (образован наружным и промежуточным слоями эмалевого органа, а также энамелобластами, закончившими выработку эмали), выделяет ферменты, также способствующие разрушению соединительной ткани, отделяющей его от эпителия полости рта. Приближаясь к эпителию, выстилающему полость рта, эмалевый эпителий пролиферирует и в дальнейшем сливается с ним. Эпителий полости рта над коронкой зуба дегенерирует и через образовавшееся отверстие коронка прорезывается в полость рта, при этом кровотечение отсутствует, так как коронка продвигается через выстланный эпителием канал (рис. 135).

Проникнув в полость рта, коронка продолжает прорезываться, пока не займет окончательное положение в жевательной плоскости, встретившись с коронкой своего антагониста.

Редуцированный эмалевый эпителий остается прикрепленным к эмали непрорезавшейся части коронки, где он называется первичным эпителием прикрепления. В дальнейшем он замещается вторичным эпителием прикрепления, который является частью эпителия десны.

Рис. 135. Прорезывание молочного зуба.

1 – эпителий полости рта; 2 – кутикула зуба; 3 – прорезывающийся зуб; 4 – эпителий десны; 5 – зубная альвеола.

Регрессивные изменения в соединительной ткани, окружающей прорезывающийся зуб, происходят одновременно с интенсивным развитием его корня за счет одонтобластов, продуцирующих дентин, и эктомезенхимных клеток зубного мешочка, дифференцирующихся в цементобласты, которые откладывают цемент поверх дентина корня. В это же время наблюдаются рост волокон периодонта и перестройка альвеолярной кости. Интенсивное отложение костной ткани в одних участках сочетается с ее активной резорбцией в других. Выраженность этих изменений варьирует в течение всего времени прорезывания и неодинакова в разных зубах.

Отложение костной ткани происходит, как правило, в тех участках костной лунки, от которых происходит смещение зуба, а в участках, в сторону которых мигрирует зуб, наблюдается резорбция. Рассасывание костной ткани освобождает место растущему зубу, ослабляя сопротивление на пути его движения. Отложение кости обычно проявляется образованием костных трабекул, разделенных широкими промежутками.

В резцах участками усиленного отложения костных балок являются дно и язычная поверхность альвеолы, что указывает на смещение этих зубов в сторону губ при прорезывании.

Костная ткань в премолярах и молярах откладывается на дне и дистальных стенках зубной ячейки, что свидетельствует об их дополнительном медиальном смещении при осевом движении в ходе прорезывания.

В многокорневых зубах отложение костных балок наиболее интенсивно происходит в области будущей межкорневой перегородки.

Основные сроки закладки, формироваия и прорезывания молочных зубов отражены в табл. 3.

Таблица 3

Сроки закладки, формирования и прорезывания молочных зубов у человека

Примечание:

в/ж – период внутриутробной жизни.
6.2.6. Развитие и прорезывание постоянных зубов
Развитие постоянных зубов происходит так же, как и развитие молочных зубов, но более медленно (табл. 4).

Таблица 4

Сроки закладки, формирования и прорезывания постоянных зубов у человека

Примечание:

в/ж – период внутриутробной жизни.

Источником образования их служит та же зубная пластинка, из которой развивались зачатки молочных зубов. Начиная с 57-го месяца пренатального развития вдоль свободного края зубной пластинки (эти отделы зубной пластинки некоторые ученые предлагают называть замещающей зубной пластинкой) позади каждого зачатка молочного зуба с язычной стороны образуются эмалевые органы передних постоянных зубов: резцов, клыков и премоляров. Поскольку в молочном прикусе ребенка нет премоляров, то молочные моляры замещаются в дальнейшем постоянными премолярами.

Раньше всего из группы передних постоянных зубов в пренатальном периоде закладываются зачатки резцов (6-7-й месяц) и клыков (7–7,5 месяцы), а затем премоляров (7,5 мес). В итоге в каждой челюсти зародыша возникает по 10 зачатков замещающих постоянных зубов.

Вначале зачатки этих зубов лежат в общих с зачатками молочных зубов костных альвеолах, однако затем между ними вырастает костная перегородка и происходит постепенное обособление ячеек молочного и постоянного зубов.

Одновременно зубная пластинка продолжает расти в каждой челюсти кзади и по ее краю образуются эмалевые органы больших коренных зубов (высказывается мнение, что и эти зубы эмбриологически следует относить к генерации молочных, а не постоянных зубов).

Раньше всего появляется зачаток первого моляра – на 56-м месяце внутриутробной жизни. Закладки остальных моляров происходят уже после рождения: зачаток второго моляра появляется на 5-6-м месяце жизни ребенка, а зачаток третьего моляра – на 5-6-м году жизни, что связано, вероятно, с ростом и удлинением челюстей. По мере их роста удлиняются и растут кзади зубные пластинки, концы которых смещаются в нижней челюсти в ее ветвь, а в верхней – в верхнечелюстной бугор. Здесь и образуются эмалевые органы второго и третьего постоянных моляров. Только после этого зубная пластинка постепенно резорбируется и исчезает.

Само развитие постоянных зубов, дифференцировка зубных тканей происходят так же, как и молочных. В эмалевые органы постоянных зубов врастает снизу эктомезенхима и образуется зубной сосочек. В окружности зачатка постоянных зубов из эктомезенхимы формируется зубной мешочек и дальнейшее развитие постоянных зубов идет так же, как и молочных. Разница заключается лишь во времени прохождения отдельных стадий и в большей длительности развития постоянных зубов (около 10 лет), особенно больших коренных зубов. Таким образом, в период, когда молочные зубы проходят последние стадии своего развития, в челюстях уже имеются закладки постоянных зубов, находящихся на более ранних стадиях. Поэтому у ребенка в возрасте с 3 до 6–7 лет в обеих челюстях при рентгенологическом исследовании можно обнаружить от 48 до 52 зубов, из которых 20 (молочные зубы) выполняют свою функцию, а остальные еще находятся на различных стадиях развития.

Обызвествления зачатков постоянных зубов до рождения не наблюдается, за исключением первого моляра. Точка обызвествления в одном из бугорков коронки этого зуба появляется на

9-м месяце внутриутробной жизни. Полное формирование коронки происходит к двум годам. Обызвествление резцов начинается у ребенка к 3–4 мес. Полное формирование коронки происходит у центральных резцов в 2–2,5 года, у боковых – к 3 годам. Клыки начинают обызвествляться с 4–5 месячного возраста, формирование коронки заканчивается в 4–4,5 года. Процесс минерализации малых коренных зубов начинается в конце 2-го – начале 3-го года жизни ребенка и заканчивается к 6–7 годам. Начало обызвествления вторых больших коренных зубов относится к 45 годам. Третьи постоянные моляры кальцифицируетсяк 1315 годам.

Формирование корней медиальных резцов начинается в возрасте 3–3,5 года, боковых резцов – в 4–4,5 года, клыков – в возрасте 5,5–6 лет, первого моляра – в 4–6 лет. Корни медиальных резцов достигают полного развития на 9-10-м году, боковых – на

10– 11-м году, клыков к 12–15 годам; премоляров – к 12-14-ти годам, первых моляров – на 9-10-м году, вторых – в возрасте 14-16-ти лет, третьего моляра – от 18 до 25 лет.

В возрасте 6–8 лет начинается прорезывание постоянных зубов. Раньше всего прорезываются первый большой коренной зуб, затем появляются медиальные и латеральные резцы, затем (от 9 до 14 лет) – премоляры и клыки, а также второй моляр и позже всех третий моляр (в возрасте 18–25 лет, иногда и позже).

Процесс прорезывания постоянных замещающих зубов сопровождается выпадением молочных. В этот период происходит резорбция сначала зубных альвеол, а в дальнейшем – и корней зубов (рис. 136).

Рис. 136. Развитие и прорезывание молочного и постоянного зубов.

1 – молочный резец; 2 – десна; 3 – зачаток постоянного резца; 4 – костная альвеола.

По мере того как постоянный зуб начинает свое вертикальное перемещение в челюсти, он оказывает возрастающее давление на альвеолярную кость, окружающую молочный зуб. В соединительной ткани, отделяющей альвеолу молочного зуба от коронки постоянного зуба, дифференцируются гигантские многоядерные клетки – остеокласты, которые активно резорбируют костную ткань.

После разрушения альвеолы в процессе продолжающегося вертикального перемещения постоянный зуб начинает оказывать давление теперь уже на корень молочного зуба. Вокруг последнего также из соединительной ткани дифференцируются остеокласты (одонтокласты), которые активно резорбируют ткани молочного зуба.

Одонтокласты располагаются на поверхности корня зуба в широких лакунах. Они крупных размеров, с многочисленными выростами цитоплазмы на стороне, обращенной к корню, содержащими большое количество лизосом и митохондрий.

Разрушение тканей корня молочного зуба (дентина и цемента) одонтокластами включает их деминерализацию, фагоцитоз участков и их внутриклеточное переваривание. Локализация начальных участков резорбции корней зависит от расположения закладок замещающих зубов: у молочных резцов и клыков она начинается в апикальной области с язычной стороны, у молочных моляров – на межкорневой поверхности. В этом процессе участвуют также клетки пульпы молочного зуба, из которых также дифференцируются одонтокласты, разрушающие предентин и дентин со стороны пульпы зуба.

Процесс резорбции корней молочных зубов начинается задолго до прорезывания соответствующих постоянных зубов и протекает очень медленно и волнообразно: периоды усиленного рассасывания сменяются периодами покоя. В течение последних в тканях появляются цементобласты или фибробласты, деятельность которых приводит к частичному развитию репаративных процессов – отложению цемента или костеподобной ткани на поверхности разрушенного дентина.

Количество резорбированной ткани обычно бывает большим, чем вновь образованной. Поэтому процесс разрушения молочного зуба прогрессирует, что в итоге приводит к утрате связи зуба со стенкой альвеолы и выталкиванию пустой коронки в полость рта. Эта коронка выпадает обычно под действием растущего постоянного зуба, жевательных сил или при легком механическом воздействии на нее.

Выпадение молочных зубов, как правило, происходит симметрично на правой и левой сторонах каждой челюсти, причем у девочек быстрее, чем у мальчиков. За исключением вторых моляров, молочные зубы нижней челюсти выпадают раньше, чем соответствующие зубы верхней челюсти.

Механизм прорезывания в целом сходен у постоянных и молочных зубов. По мнению ряда авторов, прорезывание постоянных замещающих зубов облегчается благодаря наличию особой анатомической структуры – проводникового канала, или тяжа. Закладка такого постоянного зуба первоначально размещается, как отмечалось, в общей костной альвеоле с молочным зубом. В последующем она полностью окружается альвеолярной костью, за исключением небольшого узкого канала, содержащего остатки зубной пластинки и соединительную ткань. Вместе эти структуры называются проводниковым тяжем, который и способствует направленному движению постоянного зуба в ходе его прорезывания.

Прорезывание добавочных постоянных зубов (больших коренных зубов) не сопровождается разрушением корней молочных зубов, так как они не имеют предшественников, а совершается так же, как и обычных молочных зубов.

Первыми из постоянных зубов прорезываются первые моляры, как правило, сначала на нижней челюсти; за ними – медиальные резцы, латеральные резцы, первые премоляры, вторые премоляры и клыки, вторые моляры и, наконец, третьи моляры (зубы мудрости).

Полное развитие корней этих зубов завершается в течение 2–3 лет после прорезывания. Таким образом, процесс замещения молочных зубов постоянными растягивается на 14–17 лет. Поэтому примерно около 5–6 лет (с 6 до 12 лет) в челюстях ребенка наблюдается смешанный набор зубов.

Взгляды на объяснение биомеханики прорезывния зубов различных авторов неоднозначны. Существует ряд теорий прорезывания зубов: теория роста корня зуба, теория повышения гидростатического давления в пульпе зуба и в периапикальной области, теория перестройки костной ткани, теория тяги периодонта и др. [5].

Согласно теории роста корня,

процесс прорезывания является результатом «выталкивания» зуба из альвеолы растущим корнем. С позиции этой теории необъяснимым оказывается прорезывание зуба с несформированным корнем, сложность траектории движения зуба до начала прорезывания, а также отсутствие резорбции костной ткани зубной альвеолы, которая противостоит верхушке корня.

Теория повышения гидростатического давления в пульпе зуба и в области верхушки корня

предполагает участие в механизмах прорезывания зуба процесса увеличения объема пульпы в направлении прорезывания, а также усиления кровоснабжения и проницаемости сосудов в области верхушки корня.

По теории перестройки костной ткани

направление движения зуба при прорезывании определяется направлением роста костной ткани в области дна зубной альвеолы и резорбцией ее с противоположной стороны. С позиций этой теории трудно исключить преобразование костной ткани в качестве следствия самого прорезывания зуба.

Теория тяги периодонта

предусматривает зависимость процесса прорезывания прежде всего от формирования периодонта, нарушение развития которого сопровождается остановкой прорезывания зуба.

По-видимому, каждая из существующих теорий прорезывания зуба отражает одну из сторон этого сложного процесса.

Последовательность прорезывания

Практически все родители считают, что первыми коренными зубами должны быть резцы, которые заменяют временные элементы зубного ряда. Но данное мнение ошибочно. Ещё до того как выпадут молочные зубы, в возрасте 5-6 лет у детей появляются первые моляры, отсутствующие в списке временных зубов.

После этого последовательность образования постоянного прикуса почти не отличается от порядка прорезывания временных зубов:

• вырастают нижние и верхние центральные резцы;
• на обеих челюстях появляются боковые резцы;
• нижние и верхние первые премоляры;
• клыки;
• верхние и нижние вторые премоляры;
• вторые и третье моляры (надо понимать, что так называемые «зубы мудрости» иногда вообще не прорезывают поверхность десны).

Прорезывание зубов в таком порядке происходит не просто так, ведь он идеально соответствует скорости развития и формирования челюстно-лицевой системы. Если оптимальная последовательность соблюдается, происходит развитие правильного прикуса.

Конкурс «био/мол/текст»-2017

Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2017.

Генеральный спонсор конкурса — : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.

Спонсором приза зрительских симпатий и партнером номинации «Биомедицина сегодня и завтра» выступила .

«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»

…Говорят, зло не имеет лица. Действительно, на его лице не отражалось никаких чувств. Ни проблеска сочувствия не было на нём, а ведь боль просто невыносима. Разве он не видит ужас в моих глазах и панику на моем лице? Он спокойно, можно сказать, профессионально выполнял свою грязную работу, а в конце учтиво сказал: “Прополощите рот, пожалуйста…”

Так описывает посещение стоматолога Дэн Эндрюс в своем рассказе «Несчастная». И действительно, с детства мы с невероятным «трепетом» относимся к таким специалистам, как стоматологи. Что только ни предпринимают родители, чтобы заставить своих детей хотя бы зайти в кабинет к врачу, стараясь не думать о том, что ждет их дальше. Да и порой у взрослого человека душа уходит в пятки при виде многочисленных инструментов. Иногда для этого достаточно только вида стоматологической клиники.

В итоге состояние полости рта и твердых тканей зубов во всем мире не вселяет надежду на будущее без кариеса. Несмотря на успехи, достигнутые в стоматологическом лечении, потеря зубов остается одной из самых существенных проблем. Так, по данным ВОЗ, основными причинами потери зубов являются кариес и пародонтит. Полная потеря зубов в особенности широко распространена среди пожилых людей. В глобальных масштабах примерно у 30% людей в возрасте 65–74 лет отсутствуют зубы по причине воспалительных заболеваний пародонта и патологии твердых тканей зубов [1].

Поэтому неудивительно, что состояние полости рта у населения не только в России, но и в мире представляет собой серьезную проблему, предлагая возможности как для изучения, так и, что более важно, — для поиска новых способов лечения. Одним из них стала тканевая инженерия — междисциплинарная отрасль, целью которой является создание биологических заместителей, восстанавливающих и поддерживающих функции ткани или органа. Достаточно высокая эффективность методов тканевой инженерии и их потенциал заставили обратить на себя внимание многих деятелей науки. Это же способствует их неувядающей популярности в различных сферах медицины и по сей день.

Продолжительность роста

Обычно дети прощаются с последними временными зубами примерно в 12-13 лет, хотя корни молочных зубов рассасываются даже ранее. К тому времени в ротовой полости уже имеются коренные зубы, которые активно растут, а их корни находятся на разном этапе формирования.

Понимать ориентировочные сроки роста и образования корней необходимо в случае появления отклонений. Именно данные показатели берутся во внимание в ходе выбора методики лечения.

Специалисты выделяют две основных стадии развития корней постоянных зубов:

• Этап несформированной верхушки.
• Этап незакрытой верхушки.

На первой стадии длина корня становится максимальной, однако его стенки находятся параллельно друг другу. Канал имеет достаточную ширину, он завершается в зоне будущей верхушки раструбом. Увидеть периодонтальную щель можно лишь по бокам зубного корня.

На следующей стадии наблюдается постепенное образование верхней части корня, сближение корневых стенок и выделение периодонтальной щели, апикальная область которой слегка увеличена.

Формирование периодонта и корней

Данный этап развития начинается после прорезывания постоянных зубов и обычно продолжается в течение 3,5-5 лет. Он включает в себя процессы развития окружающих тканей, а также корневой системы. При этом коронка постоянных зубов на этом этапе практически полностью сформирована и готова к активной минерализации после прорезывания.

Период развития корневой части и тканей периодонта разделяются на такие стадии:

• активный рост зубного корня в длину;
• развитие и крепление верхушки корня;
• незакрытая верхушка корня;
• формирование и укрепление периодонта;
• завершение развития периодонта и корня.

Завершение формирования корней зубов происходит приблизительно в таком возрасте:

Так как прорезывание третьих моляров не происходит в конкретные сроки, установить четкий возраст, в котором формируются их корни, невозможно.

Подтверждением завершения процесса формирования корней зубов являются результаты рентгенографии. Ключевыми признаками считают отсутствие отверстия на верхушке, а также выраженный контур периодонта.

Так, завершение роста зубов, включая полное созревание, обычно происходит только в возрасте от 15 до 18 лет. Именно в это время челюстно-лицевой аппарат уже имеет такие же размеры, как у взрослых людей.

Негонконгская «Триада»

Теперь, когда мы так много знаем о происхождении и развитии зуба, можно перейти непосредственно к интересующей нас теме — тканевой инженерии.

Тканевая инженерия представляет собой совокупность методов и процедур, направленных на регенерацию биологических тканей. Она включает в себя триаду основных элементов (рис.4): стволовые клетки, внеклеточный матрикс или скаффолд (от англ. scaffold — помост), факторы роста и сигнальные пути (signaling) [10].

Рисунок 4. Триада тканевой инженерии. Основу триады тканевой инженерии составляют стволовые клетки, факторы роста и внеклеточный матрикс.

[10]

Цель тканевой инженерии — заместить утраченные клетки, ткани и органы, либо способствовать их регенерации, либо просто восстановить нарушенную функцию.

Сегодня мы много слышим и читаем о стволовых клетках. Это та отрасль науки, где ведут горячие споры. Информация, которая выходит к потребителям, как правило, не всегда объективна. Что же на самом деле представляют собой стволовые клетки, и как и какие из них можно использовать в тканевой инженерии зуба?

Давайте знакомиться: стволовые клетки — это недифференцированные эмбриональные или взрослые (постнатальные) клетки, способные проходить через огромное количество клеточных делений, находясь в недифференцированном состоянии, а также образовывать промежуточные клеточные типы — предшественники, которые могут дифференцироваться в различные клетки и создавать полноценные ткани и органы (рис.5) [10], [11].

Рисунок 5. Классификация стволовых клеток по способности к дифференцировке. Стволовые клетки по масштабу дифференцировки делят на тотипотентные, плюрипотентные, мультипотентные и унипотентные. Тотипотентные клетки способны дифференцироваться в любой тип клеток взрослого организма. Плюрипотентные клетки могут продуцировать специализированные клетки трех зародышевых листков (эктодермы, эндодермы и мезодермы), но не целый организм. Мультипотентные клетки продуцируют ограниченный набор типов клеток. Унипотентные клетки способны к дифференцировке только в один вид клеток [13].

[11]

Первую клеточную линию эмбриональных стволовых клеток выделили в далеком 1998 году [12]. На самом деле, не так уж и давно, а с точки зрения хода истории можно сказать совсем недавно, но прогресс колоссален [10].

Эмбриональные стволовые клетки выделяют из бластоцисты в течение развития эмбриона. Они дают рост трем зародышевым слоям: экто-, эндо- и мезодерме. Эти клетки тотипотентны, то есть они могут развиться в каждый из более 200 типов клеток взрослого организма [10].

Сейчас известно 3 источника эмбриональных стволовых клеток млекопитающих: клетки, выделенные из внутренней клеточной массы бластоцисты; клетки тератом и первичные половые клетки зародыша [10].

Как было раньше упомянуто, стволовые клетки бывают не только эмбриональные, но и постнатальные. Что касается «взрослых» стволовых клеток, то они существуют в организме в различных тканях, включая костный мозг, кровеносные сосуды, печень, кожу, жировую ткань и дентальные ткани. Они локализованы в специальных нишах, где идет регуляция их пролиферации, миграции и сроков жизни. Постнатальные стволовые клетки мультипотентны, то есть дают рост только одному типу клеток.

Дентальные стволовые клетки представляют собой популяцию постнатальных мезенхимальных стволовых клеток (МСК), обладающих способностью к самообновлению и дифференцировке [4], [14]. В зависимости от локализации депо МСК (рис. 6) [15], они подразделяются на:

• стволовые клетки пульпы;
• стволовые клетки апикального сосочка;
• стволовые клетки удаленных молочных зубов;
• клетки-предшественники зубного фолликула;
• стволовые клетки периодонтальной связки;
• МСК, полученные из альвеолярного отростка;
• МСК десны;
• прогениторные клетки (МСК, направленные на дифференцировку только в определенный тип клеток) зубного зачатка.

Рисунок 6. Стволовые клетки зуба. Схематическое изображение источников дентальных стволовых клеток. Расшифровку аббревиатур смотрите во врезке ниже.

[15]

Аббревиатуры

ВОЗ Всемирная организация здравоохранения МСК мезенхимальные стволовые клетки ЭКМ экстраклеточный матрикс ABMSCs мезенхимальные стволовые клетки, полученные из альвеолярного отростка (alveolar bone-derived mesenchymal stem cells) BMP костный морфогенетический белок (bone morphogenetic protein) DFPCs клетки-предшественники зубного фолликула (dental follicle progenitor cells) DPSCs стволовые клетки пульпы (dental pulp stem cells) FGF фактор роста фибробластов (fibroblast growth factor) GMSCs МСК десны (gingival mesenchymal stem cells) iPSCs индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (induced pluripotent stem cells) PDGF тромбоцитарный фактор роста (platelet derived growth factor) PDLSCs стволовые клетки периодонтальной связки (periodontal ligament stem cells) SCAP стволовые клетки апикального сосочка (stem cells from the apical part of the human dental papilla) SHEDs стволовые клетки удаленных молочных зубов (stem cells from human exfoliated deciduous teeth) TGPCs прогениторные клетки зубного зачатка (tooth germ progenitor cells)
Остановимся на некоторых из них.

Стволовые клетки пульпы можно достаточно легко выделить из пульпы удаленных зубов. Они представляют собой очень привлекательный и перспективный источник аутологичных стволовых клеток и могут применяться как для регенерации дентина, пульпы и цемента, так и для восстановления костной ткани [15]. Помимо этого они проявляют сильную нейрорегенеративную активность, что представляет особую ценность при лечении повреждений спинного мозга: МСК пульпы кроме подавления раннего воспалительного ответа ингибируют апоптоз нейронов, астроцитов и олигодендроцитов после травмы, что приводит к сохранению нервного волокна и миелиновой оболочки. Также установили, что они способствуют регенерации перерезанных аксонов. Таким образом, ученые предполагают, что МСК пульпы смогут обеспечить значительные терапевтические преимущества в лечении травм спинного мозга [16].

Стволовые клетки удаленных молочных зубов — это постнатальная популяция стволовых клеток с высокой пролиферативной способностью, высокой жизнеспособностью и потенциалом многолинейной дифференциации (например, в остеобласты, нейронные клетки и одонтобласты) [15].

Мезенхимальные стволовые клетки десны идеально подходят для восстановления поврежденных тканей пародонта, мышц и даже сухожилий. Но пока не совсем ясно, способны ли они формировать клетки дентина и пульпы [15].

Прогениторные клетки зубного зачатка — относительно новая популяция стволовых клеток, которую обнаружили в мезенхиме зачатка третьего моляра на стадии колокола. Они показывают такую же многоуровневую дифференциацию, как и другие МСК зуба, включая способность к дифференцировке в адипоциты, остеобласты, одонтобласты, хондроциты и нейроны, а также могут дифференцироваться в клетки с морфологическими, фенотипическими и функциональными характеристиками гепатоцитов. Отсюда предполагают, что данный тип стволовых клеток в будущем смогут использовать для лечения заболеваний печени [15].

Таким образом, каждый тип дентальных стволовых клеток имеет свои особенности и сферы применения не только в стоматологии, но и в других областях медицины.

Помимо описанных выше МСК, в тканевой инженерии используют и индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК), полученные из соматических клеток. Впервые о них заговорили в 2006 году, когда японские ученые Кадзутоси Такахаси и Синъя Яманака показали, что соматические клетки можно перепрограммировать в ИПСК с помощью усиления экспрессии определенных факторов транскрипции (Oct3/4, Sox2 и Klf4) [17], [18]. Сами по себе эти клетки иммунологически нейтральны и, что не менее важно, не вызывают таких этических препирательств, как стволовые эмбриональные клетки. Однако для их перепрограммирования использовали вирусных агентов, что могло повлечь за собой формирование новообразований [19]. Были попытки использования вместо вирусов химических молекул [20], но, к сожалению, процент успешного репрограммирования оказался невелик. Сейчас развивают новые способы получения ИПСК, поскольку их применение выглядит достаточно привлекательным и весьма многообещающим.

Что нам стоит зуб построить?

Для использования стволовых клеток в тканевой инженерии необходимо наличие скаффолда и ростовых факторов (рис. 7). Идеальный скаффолд должен поддерживать прикрепление, миграцию, пролиферацию и пространственную организацию клеток.

Рисунок 7. Что нам стоит зуб построить?

сайт dentistry.tamhsc.edu

В основном, скаффолд как подходящий матрикс для реконструкции тканей должен соответствовать следующим требованиям [21]:

1. Простота использования.
2. Наличие пор определенной формы и размера для диффузии клеток, ростовых факторов, питательных веществ и удаления продуктов жизнедеятельности.
3. Способность к биодеградации, которая происходит в определенное время без высвобождения токсинов.
4. Биосовместимость с тканями организма.
5. Низкая иммуногенность.
6. Способность к замещению регенерирующей тканью и васкуляризации.
7. Хорошие физические и механические свойства.

Материалы, используемые для формирования скаффолдов, разделяют на натуральные и синтетические (рис. [22]. Биоактивное стекло, полимолочная кислота, различные композиты (многокомпонентные материалы, в основе которых — матрица на основе металла, полимера или керамики) — все это синтетические материалы. Несмотря на то, что эти материалы позволяют изготовлять скаффолды необходимой формы, их применение весьма ограничено ввиду неудовлетворительной биосовместимости и токсичности. Из биоматериалов (натуральных материалов), используемых для создания скаффолдов, можно выделить коллаген, хитозан, гиалуроновую кислоту. Они состоят из макромолекул, которые также входят в состав экстраклеточного матрикса, поэтому биосовместимы и хорошо биодеградируемы. Однако они менее прочные и способны вызывать реакции отторжения [21].

Рисунок 8. Трехмерный скаффолд зубов мыши и человека. а — Нижний центральный резец мыши. б — Нижний первый моляр человека. Использованы 3D-реконструкция и биопечать. Материал — гидроксиапатит и поликапролактон. Визуализируются микроканалы (d = 200 нм), в которые вводят МСК и факторы роста (в и г).

[22]

Самым подходящим и отвечающим на большинство требований скаффолдом является либо скаффолд, полученный из экстраклеточного матрикса (ЭКМ-скаффолд), либо его аналог. За счет своей идентичности с внеклеточным матриксом такие скаффолды способны обеспечить наилучшую взаимосвязь с клетками и ростовыми факторами. Дентальные МСК, такие как стволовые клетки пульпы и периодонта, при культивировании в ЭКМ-скаффолдах проходили дифференцировку в одонтогенном направлении. После имплантации же данного скаффолда формировалась пульпа [10], [23].

Помимо скаффолда и стволовых клеток, необходимо связывающее их звено, которое бы регулировало рост ткани. Таковым могут быть факторы роста, определенные гены и интерферирующие РНК [7].

Факторы роста — пептидные молекулы, передающие сигналы для управления клеточным поведением и взаимодействующие со специфическими рецепторами на поверхности клеток [24]. Они обеспечивают взаимосвязь и взаимодействие между клетками и экстраклеточным матриксом. Вслед за повреждением клетки начинается секреция ростовых факторов, запускающих в дальнейшем процессы регенерации и ангиогенеза. Примером «работы» факторов роста в зубе можно назвать образование вторичного и третичного дентина, которое происходит при близком расположении кариозной полости к пульпе зуба либо при повышенной стираемости зубов. Среди ключевых факторов роста во время развития зуба можно выделить костный морфогенетический белок (BMP), тромбоцитарный фактор роста (PDGF) и фактор роста фибробластов (FGF). Именно их в первую очередь используют в тканевой инженерии зуба [25–27]. Для доставки факторов роста могут использовать как клетки и наночастицы, так и сам скаффолд.

Вперед в будущее!

Конечно же, не вызывает сомнения тот факт, что в скором времени биоинжениринг зубов станет неотъемлемой частью стандартных протоколов лечения поражений зубов. Возможно, что методики регенеративной стоматологии позволят нам создать полноценный зубодесневой комплекс. Важно помнить, что методы, разработанные в соответствии с требованиями и задачами биоинженерии зуба, смогут подстегнуть развитие новых подходов в регенерации других тканей и органов и таким образом поспособствовать прогрессу не только в стоматологии, но и в области регенеративной медицины в целом. Ну что ж, вперед в будущее!