Механизм отбеливания зубов

В качестве отбеливающих агентов в стоматологии используются три группы веществ: перекись водорода, хлориды и хлорины. Наибольшая интенсивность реакции отбеливания наблюдается при использовании перекиси водорода, которая чаще всего и применяется для этой цели.

Концентрация перекиси водорода часто обозначается не в процентном отношении, а в объемных единицах. Объемный показатель указывает на количество кислорода, которое способно выделиться из данного объема раствора перекиси водорода. Так, например, концентрация раствора 27,5% перекиси водорода соответствует 100, 35% - 130. 50% - 200 объемным единицам.

Отбеливание - это химический процесс окисления, в результате которого под действием кислорода происходит расщепление органических веществ до углекислого газа и воды. Примером окисления в природе может служить горение или коррозия металла. Различие реакции окисления в процессе горения и отбеливания заключается только в скорости протекания реакции и в количестве промежуточных продуктов реакции. Горение очень быстро окисляет вещество до углекислого газа и воды с выделением большого количества тепла. В ходе отбеливания органические субстанции окисляются до промежуточных продуктов, которые гораздо светлее исходных. В процессе коррозии металла реакция окисления происходит очень медленно. Однако, при наличии достаточного времени для завершения этой реакции, в результате получатся те же конечные продукты.

Реакция окисления, которая происходит при отбеливании, получила название "Redox". В процессе этой реакции окисляющее вещество (перекись водорода), имеющее свободный радикал с неполярным электроном, отдает его окисляемому веществу. В качестве последнего выступает некая субстанция, подвергаемая отбеливанию, которая принимает неполярный электрон и таким образом окисляется. Убыстряет данные реакции отбеливания- лазер.

МЕХАНИЗМ ОТБЕЛИВАНИЯ ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА

Перекись водорода является активным окисляющим агентом, способным образовывать свободные радикалы НО2 и О. Свободные радикалы активно вступают в химическую реакцию. H02 является более активным радикалом, обладающим большей окисляющей способностью.

Таким образом, реакция ионизации происходит без образования активного свободного радикала. В этом случае перекись водорода не обладает никакими отбеливающими свойствами. Подобные энзимы находятся в полости рта и являются естественным механизмом защиты организма от кислородной токсичности. Поэтому при отбеливании очень важно тщательно очищать зубы от налета и хорошо просушивать поверхность зубов.

В процессе отбеливания зубов перекись водорода проникает в эмаль и дентин по органической матрице, расположенной между неорганическими кристаллами твердых тканей зуба.

В связи с тем, что свободные радикалы перекиси водорода имеют незаполненную валентную связь, они атакуют молекулы органического вещества твердых тканей зубов, стабилизируя таким образом свое положение. Активные радикалы перекиси водорода могут вступать в реакцию с любыми ненасыщенными валентными связями и активировать процессы, при которых в молекулах органического вещества происходит отрыв электронов от ядра, что приводит к изменению их энергетического уровня. Примером простой реакции подобного типа может служить реакция расщепления (3-каротина, имеющего красный цвет, на две бесцветные молекулы витамина А. Более сложные процессы отбеливания были подробно описаны Н. Albers.

"Интенсивность отбеливания зависит от соотношения количеств; отбеливающего вещества к количеству пигмента. На начальной стадии отбеливания интенсивно окрашенные карбоновые кольца пигмента разрываются, превращаясь в линейные цепи с двойными валентными связями, которые значительно светлее, чем карбоновые кольца. Затем эти цепи, имеющие желтую окраску, превращаются в гидроксильные спиртовые группы - как правило, бесцветные. По мере продолжения процесса отбеливаемое вещество постепенно становится более светлым".

СТАДИЯ НАСЫЩЕНИЯ В РЕАКЦИИ ОТБЕЛИВАНИЯ

По мере продолжения процесса отбеливания происходит накопление гидрофильных структур. В конце концов наступает момент, когда присутствуют только гидрофильные группы, т.е. реакция отбеливания достигает стадии насыщения. После достижения этой стадии процессы отбеливания резко замедляются, и реакция переходит в следующую стадию, при которой образуются карбон-содержащие вещества. Гидроксильные группы подвергаются дальнейшему расщеплению. В этот момент начинает разрушаться эмаль зуба, и если реакцию не остановить, то процесс достигнет конечной стадии, в результате которой образуются углекислый газ и вода.

В реальных условиях вся цепь химических превращений происходит одновременно. Однако, скорость реакции на отдельных этапах различна и постоянно меняется по мере отбеливания. В клинических условиях необходимо остановить реакцию окисления непосредственно перед тем, как она достигнет стадии насыщения. Оптимальным процессом отбеливания можно считать ту часть реакции окисления, при которой достигается максимальный отбеливающий эффект. В качестве противоположного оптимальному можно рассматривать процесс отбеливания, зашедший слишком далеко, когда незначительное осветление эмали зуба сопряжено с большой вероятностью ее повреждения.

МЕХАНИЗМ ОТБЕЛИВАНИЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЕРЕКИСИ КАРБАМИДА

Перекись карбамида чаще всего применяется в стоматологии в концентрации от 3% до 22%. При расщеплении перекись карбамида выделяет перекись водорода. Так, 10% раствор перекиси карбамида образует 3,6% перекиси водорода.

Гели на основе перекиси карбамида имеют карболовую или глицериновую основу. Карболовая основа геля замедляет выделение перекиси водорода. Однако, это не снижает эффективность отбеливающего процесса. Гели на основе перекиси карбамида имеют слабокислотную реакцию. Слабокислотная рН необходима для стабилизации геля и продления срока его хранения. Для образования наиболее активных радикалов перекиси необходима буфферизация раствора перекиси водорода.