Люминесцентный анализ в стоматологии

Весьма перспективным методом диагностики кариеса является метод лазерно-индуцированной флуоресценции. Данный метод основан на анализе спектров флуоресценции зубной эмали и дентина.

Спектры флуоресценции эмали и дентина обычно получают при длинах волн возбуждения в УФ и коротковолновом видимом спектральных диапазонах. Обычно при флуоресцентной диагностике кариеса используется аргон-неоновый лазер с длинами волн l=488 и 514 нм и азотный лазер с l=337 нм. Недавно предложено использовать также диодный источник света с длиной волны l=440 нм.

Спектр флуоресценции зубной эмали (длина волны возбуждения l=337 нм) представляет собой широкую полосу с основным максимумом при 490 и дополнительным меньшей интенсивности – при 440 нм (Рис.3). В спектре флуоресценции дентина также имеется максимум излучения при 490 нм, однако амплитуда этого пика в 1,5-2 раза больше по сравнению со спектром эмали. Кроме этого для спектра флуоресценции дентина характерно наличие максимума излучения при 440 нм, сравнимого по амплитуде с максимумом при 490 нм.

Рис. 3 Сравнение спектров флуоресценции эмали (1) и дентина (2) здорового зуба

Спектр здорового зуба похож на спектр эмали. В случае кариеса (деминерализации зуба) в спектре флуоресценции зубной эмали наблюдаются характерные отличия (Рис. 4).

Рис. 4 Сравнение спектров флуоресценции здорового зуба (1) и при различных стадиях кариеса (2-6): 5 – средний кариес, 6 – глубокий кариес. Интенсивность флуоресценции уменьшается с увеличением степени кариеса.

С увеличением степени кариеса интенсивность флуоресценции уменьшается во всем спектральном диапазоне. Однако при этом наблюдается увеличение относительной амплитуды пика при 440 нм по сравнению с основным максимумом при 490 нм.

Увеличение относительной интенсивности пика при 440 нм связано с проникновением бактерий вглубь зуба, разрушением структуры эмали и проявлением флуоресценции, обусловленной дентином. В результате с увеличением степени деминерализации спектр флуоресценции зуба по форме приближается к спектру дентина.

При использовании излучения от светодиодного источника с l=440 нм в спектре флуоресценции кариозного зуба обнаружено появление широкой полосы в красном диапазоне длин волн с максимумом при 680 нм. По мере увеличения степени кариеса интенсивность данной полосы увеличивается, что может быть использовано в диагностических целях.

На рисунке 5 представлены спектры флуоресценции кариозной полости зуба до (1) и после (2) ее механической обработки.

Рис. 5

Существенное увеличение интенсивности флуоресценции при кариозном процессе вызвано присутствием бактерий, которые люминесцируют. Их количество увеличивается по мере углубления кариозного процесса и интенсивность флуоресценции растет.

Ряд биообъектов не обладают собственной люминесценцией или ее интенсивность мала. В этом случае используют специальные вещества (флуоресцентные метки или зонды), которые связываясь с биообъектом, образуют люминесцирующий комплекс. Самой распространенной флуоресцентной меткой является флуоресцеин. Через несколько секунд после введения 1-2 мл 10-15% водного раствора флуоресцеина ярко-зеленую флуоресценцию можно наблюдать в глазу, на зубах, слизистой оболочки полости рта и т.д. Флуоресцеин безвреден и выводится из здорового организма за 50-70 часов. Флуоресцеиновую метку используют, например, при: 1) для определения факта восстановления кровообращения после пересадки тканей, 2) для определения границ опухоли при проведении онкологических операций. Последнее основано на том, что злокачественные опухоли способны накапливать флуоресцеин.