RU2458675C1

RU2458675C1 - Method for making teeth preparations for morphological examinations of enamel columns in atomic-force (afm) and inverted microscopes

Info

Publication number: RU2458675C1
Application number: RU2011117971/15A
Authority: RU
Inventors: Игорь Леонидович Шестель (RU); Игорь Леонидович Шестель; Андрей Сергеевич Коршунов (RU); Андрей Сергеевич Коршунов; Александр Сергеевич Лосев (RU); Александр Сергеевич Лосев; Леонид Александрович Шестель (RU); Леонид Александрович Шестель; Надим Анварович Давлеткильдеев (RU); Надим Анварович Давлеткильдеев; Владимир Павлович Конев (RU); Владимир Павлович Конев
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-08-20

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medicine, particularly dentistry and morphology, also may be applied for morphological examinations of the structure of dental enamel. The method for making teeth preparations for morphological examinations of enamel columns in atomic-force (AFM) and inverted microscopes consists in the fact that an enamel slice surface is polished to class 14 purity and etched in 37% orthophosphoric acid for 2 seconds. The relief formed after implementing the method is applicable for effective nano-range probing of the surface required for the purpose of morphometry of the enamel columns.

EFFECT: preparations made by the given method allow examining the prism and inter-column pattern along the whole polished surface of the enamel, including in the inverted microscopes at magnification to 1000x without any additional preparation procedures.

Description

Изобретение относится к медицине, в частности стоматологии и морфологии, и может применяться для морфологических исследований строения эмали зуба.The invention relates to medicine, in particular dentistry and morphology, and can be used for morphological studies of the structure of tooth enamel.

Изучение микро- и ультраструктуры твердых тканей зуба связано в стоматологии с изготовлением препаратов зубов. Известные способы приготовления таких препаратов используют методики шлифования поверхности зуба с последующей обработкой для исследования в оптических и электронных микроскопах с различными исследовательскими целями (Марченко А.И., Зелинская Н.А., Даценко В.Я. и др. Изучение ультраструктуры поверхности эмали зубов человека с помощью растровой электронной микроскопии. Стоматология, 1990, №3, с.6-8). Травление тканей зубов кислотосодержащими веществами (например, содержащими ортофосфорную кислоту) выполняют в ходе решения практических задач стоматологии для создания адгезии между тканями зуба и пломбировочными материалами (Сабине Гутияр, Бад Родах, д-р Маркус Хольцмайер Практическое применение самокондиционируемого адгезива. Журнал «Клиническая стоматология», №1, 2004) (Кислотное протравливание эмали: http://www.medblog.com.ua/articles/miscellaneous/10863).The study of micro- and ultrastructure of tooth hard tissues in dentistry is associated with the manufacture of dental preparations. Known methods of preparing such preparations use tooth surface grinding techniques with subsequent processing for research in optical and electron microscopes for various research purposes (Marchenko A.I., Zelinskaya N.A., Datsenko V.Ya. et al. Study of ultrastructure of tooth enamel surface human using scanning electron microscopy. Dentistry, 1990, No. 3, p.6-8). Etching of tooth tissues with acid-containing substances (for example, containing phosphoric acid) is carried out in the course of solving the practical tasks of dentistry to create adhesion between tooth tissues and filling materials (Sabine Gutiyar, Bad Rodach, Dr. Markus Holtzmeier. Practical use of self-conditioning adhesive. Dentistry Clin journal , No. 1, 2004) (Acid etching of enamel: http://www.medblog.com.ua/articles/miscellaneous/10863).

Известен способ препарирования, представляющий собой комбинацию методов фиксации тканей и заключения их в плотный компаунд эпоксидной смолы с известными техническими приемами изготовления шлифов зубов (Костиленко Ю.П., Бойко И.В. Журнал «Стоматология», №5, 2005).A known method of preparation, which is a combination of methods of tissue fixation and their conclusion in a dense compound of epoxy resin with known techniques for the manufacture of tooth sections (Kostilenko Yu.P., Boyko I.V. Journal "Dentistry", No. 5, 2005).

Зубы после экстракции промывают в физиологическом растворе, дегитратируют и пропитывают эпоксидной смолой, помещая в нее. После полимеризации полученный блок разрезают сепаровочным диском, и шлифуют торцевые поверхности до получения ровного шлифа. Затем частично протравливают эмаль в хелатообразующем агенте (трилон Б) и наносят на препарат слой электропроводящего вещества. На данном этапе препарат пригоден для изучения в сканирующем электронном микроскопе. Для исследования в трансмиссионном электронном микроскопе с препарата с помощью нитроклетчатки снимают отпечатки, с которых готовят угольные реплики путем напыления в вакууме спектрально чистого графита. Реплики наносят на предметные сетки и исследуют (Костиленко Ю.П., Бойко И.В. Метод изготовления препаратов прижизненно сохранных зубов для многоцелевых исследований. Клиническая анатомия и оперативная хирургия 2004; 3:2:63-65).After extraction, the teeth are washed in physiological saline, dehydrated and impregnated with epoxy resin, placed in it. After polymerization, the resulting block is cut with a separation disk, and the end surfaces are ground until a smooth section is obtained. Then, the enamel is partially etched in a chelating agent (Trilon B) and a layer of an electrically conductive substance is applied to the preparation. At this stage, the drug is suitable for study in a scanning electron microscope. For research in a transmission electron microscope, fingerprints are removed from the preparation using nitrocellulose, from which carbon replicas are prepared by spraying spectrally pure graphite in a vacuum. Replicas are applied to object grids and examined (Kostilenko Yu.P., Boyko I.V. Method for manufacturing preparations of intact teeth for multi-purpose studies. Clinical Anatomy and Surgery 2004; 3: 2: 63-65).

Недостатком данного способа является то, что его использование предполагает наличие дорогостоящей исследовательской аппаратуры - сканирующего или трансмиссионного электронного микроскопа и квалифицированных специалистов для изготовления препаратов. Кроме того, он не пригоден для использования в атомно-силовой микроскопии, потому что не позволяет получить исследуемую поверхность требуемой чистоты.The disadvantage of this method is that its use involves the presence of expensive research equipment - scanning or transmission electron microscope and qualified specialists for the manufacture of drugs. In addition, it is not suitable for use in atomic force microscopy, because it does not allow to obtain the investigated surface of the required purity.

Известен способ приготовления препаратов зубов для исследования с применением сканирующего акустического микроскопа. Зубы распиливают при помощи алмазной пилы диаметром 50 мм, толщиной 0,5 мм при скорости 1500 об/мин. Поверхность спила обрабатывают на чугунных планшайбах с применением свободного абразива - корундового порошка со средней величиной зерна 40 мкм (М40). После предварительного выравнивания поверхности образцы дошлифовывают вручную на стеклянных пластинах с использованием абразивных порошков с меньшим размером зерна - вплоть до 5 мкм (М5).A known method of preparing dental preparations for research using a scanning acoustic microscope. The teeth are cut using a diamond saw with a diameter of 50 mm, a thickness of 0.5 mm at a speed of 1500 rpm. The saw surface is treated on cast iron faceplates using free abrasive - corundum powder with an average grain size of 40 microns (M40). After preliminary leveling of the surface, the samples are ground manually on glass plates using abrasive powders with a smaller grain size - up to 5 μm (M5).

(Л.А.Денисова. Акустическая гистология тканей зуба. http://www.mediasphera.ru/journals/stomo/detail/261/3954(L.A. Denisova. Acoustic histology of tooth tissues. Http://www.mediasphera.ru/journals/stomo/detail/261/3954

Недостаток данного способа в прямом предназначении изготовленного препарата для исследования лишь в сканирующем акустическом микроскопе, так как процедура ручной шлифовки в каждом препарате увеличивает вероятность появления искажений поверхности при исследовании в инвертированном микроскопе и делает невозможным исследование в атомно-силовом микроскопе.The disadvantage of this method in the direct purpose of the manufactured product for research is only in a scanning acoustic microscope, since the manual grinding procedure in each preparation increases the likelihood of surface distortions when examined in an inverted microscope and makes it impossible to study in an atomic force microscope.

Задачей изобретения является изготовление препаратов зубов для морфологических и морфометрических исследований микро- и ультраструктуры эмали в атомно-силовом и инвертированном микроскопах.The objective of the invention is the manufacture of dental preparations for morphological and morphometric studies of micro- and ultrastructure of enamel in atomic force and inverted microscopes.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления препаратов зубов для морфологических исследований эмалевых призм в атомно-силовом (АСМ) и инвертированном микроскопах, включающем шлифование эмали, поверхность шлифа эмали полируют до 14 класса чистоты и протравливают 37% ортофосфорной кислотой в течение 2 секунд.The problem is solved in that in the method of manufacturing tooth preparations for morphological studies of enamel prisms in atomic force (AFM) and inverted microscopes, including enamel grinding, the enamel polished surface is polished to grade 14 and etched with 37% orthophosphoric acid for 2 seconds.

Способ изготовления препаратов зубов для морфологических исследований эмалевых призм осуществляют следующим образом.A method of manufacturing tooth preparations for morphological studies of enamel prisms is as follows.

Препарат (зуб) после экстракции из линии перелома помещают в 40% раствор формальдегида. Готовят патрон из полипропиленовой трубки высотой 10 мм, диаметром 40 мм. Зуб помещают в патрон вертикально, с соблюдением плоскости по отношению к жевательной поверхности, заливают эпоксидной смолой с отвердителем на 24 часа.The drug (tooth) after extraction from the fracture line is placed in a 40% formaldehyde solution. A cartridge is prepared from a polypropylene tube 10 mm high, 40 mm in diameter. The tooth is placed in the cartridge vertically, in compliance with the plane with respect to the chewing surface, filled with epoxy resin with hardener for 24 hours.

Препарат шлифуют на шлифовально-полировальном станке «Нейрис» шлифовальными кругами «hermes» зернистостью 100 микрон в течение 15 мин с охлаждением дистиллированной водой, затем шлифуют шлифовальным кругом «hermes» зернистостью 65 микрон в течение 12 минут и шлифуют шлифовальным кругом «hermes» зернистостью 25 микрон в течение 9 минут. После шлифования препарат промывают струей дистиллированной воды в течение 2 минут, затем полируют на шлифовально-полировальном станке «Нейрис» с использованием полиэтиленового полировального круга с алмазной суспензией Akasel 15 микрон в течение 8 минут, охлаждают дистиллированной водой, затем полируют на шлифовально-полировальном станке «Нейрис» с использованием полировального круга из сукна с алмазной суспензией Akasel 3 микрон в течение 6 минут, охлаждают дистиллированной водой, затем полируют на шлифовально-полировальном станке «Нейрис» с использованием полировального круга из плюша с алмазной суспензией Akasel 1 микрон в течение 4 минут, охлаждают дистиллированной водой под струей дистиллированной воды в течение 2 минут, высушивают препарат с использованием горелки ГП при температуре 35°C в течение 3 минут. Травят поверхность препарата 37% ортофосфорной кислотой H₃PO₄ в течение 2 секунд и промывают под струей дистиллированной воды в течение 2 секунд.The preparation is ground on a Neuris grinding and polishing machine with hermes grinding wheels with a grain size of 100 microns for 15 minutes with cooling with distilled water, then it is ground with a hermes grinding wheel with a grain size of 65 microns for 12 minutes and ground with a 25 hermes grinding wheel microns for 9 minutes. After grinding, the preparation is washed with a stream of distilled water for 2 minutes, then polished on a Neuris grinder and polisher using a 15 micron Akasel diamond suspension polishing wheel for 8 minutes, cooled with distilled water, then polished on a grinder “ Neuris "using a 3 micron diamond-coated cloth with Akasel diamond slurry for 6 minutes, cooled with distilled water, then polished on a Neyri grinding and polishing machine "Using the polishing wheel of plush with diamond slurry 1 micrometer Akasel for 4 minutes, distilled water was cooled under a stream of distilled water for 2 minutes, dried preparation using GP burner at a temperature of 35 ° C for 3 minutes. Poison the surface of the preparation with 37% phosphoric acid H ₃ PO ₄ for 2 seconds and rinse with a stream of distilled water for 2 seconds.

Высушивают препарат с использование горелки ГП при температуре 39°C в течение 5 минут и укладывают препарат на предметный стол АСМ или предметный столик инвертированного микроскопа для исследования.Dry the preparation using a GP burner at a temperature of 39 ° C for 5 minutes and place the preparation on an AFM stage or an inverted microscope stage for research.

Применение описанного способа полирования эмали зуба позволяет довести поверхность эмали до 14 класса чистоты, необходимого для исследования в АСМ. Поверхностное протравливание эмали, производимое описанным способом, приводит к поверхностной деминерализации эмалевых призм, оставляя неизмененной высоту и форму органической составляющей межпризменного вещества - эмалевые призмы оказываются «утоплены» в органическом межпризменном веществе. Возникающий при этом рельеф пригоден для эффективного зондирования поверхности в необходимом для морфометрии эмалевых призм нанодиапазоне. Полученные данным способом препараты позволяют исследовать рисунок призм и межпризменных промежутков по всей полированной поверхности эмали также и в инвертированных микроскопах (Olympus GX 41) при увеличении до 1000x без какой бы то ни было дополнительной подготовки. Данный способ позволяет изготавливать, при стандартном качестве, более 10 препаратов за один лабораторный день одним препаратором, что делает возможным исследование ультраструктуры эмали на значительных выборках.The application of the described method for polishing tooth enamel allows you to bring the enamel surface to the 14th grade of purity required for AFM research. The surface etching of the enamel produced by the described method leads to the surface demineralization of enamel prisms, leaving the height and shape of the organic component of the interprismatic substance unchanged - the enamel prisms are “recessed” in the organic interprismatic substance. The resulting relief is suitable for efficient surface sensing in the nanoscale necessary for the morphometry of enamel prisms. The preparations obtained by this method allow one to study the pattern of prisms and interprismatic gaps over the entire polished enamel surface also in inverted microscopes (Olympus GX 41) at magnification up to 1000x without any additional preparation. This method allows to produce, with standard quality, more than 10 drugs in one laboratory day by one drug, which makes it possible to study the enamel ultrastructure in large samples.

Claims

A method of manufacturing tooth preparations for morphological studies of enamel prisms in atomic force (AFM) and inverted microscopes, including grinding enamel, characterized in that the surface of the enamel polish is polished to grade 14 and etched with 37% orthophosphoric acid for 2 seconds.