Рассуждение о морфомеханике. 1.2.20 Ткани зуба

  

1.2.20 Ткани зуба

Рассмотренная выше костная ткань, хорошо приспособленная к восприятию высоких нагрузок, все-таки не является самой прочной в организме человека. Известны, по крайней мере, еще три вида тканей сравнимых по прочности с костью, это ткани образующие зубы – эмаль, дентин и цемент.

Высокие прочностные характеристики тканей зуба обеспечивают возможность механической обработки пищи, которая порой сама достаточно тверда. Нагрузка на зубы в акте жевания составляет 100-1500 Н, в зависимости от области расположения зуба (Дудель Й. и соавт., 1996). У животных высокая прочность зубов позволяет им не только обрабатывать грубые корма, но являться орудиями нападения и защиты.

Размеры зубов и число их корней соотносятся с величинами приходящихся на них нагрузок, крупнее - коренные, имеющие до трех корней, мельче – резцы, с одним корнем. С уровнем нагрузок коррелирует и толщина эмали, которая больше на жевательной поверхности зуба достигая 3.5 мм (Бобровский Е.В., Леус П.А., 1979). Средняя плотность зуба в области венца составляет 2.38 (Березовский В.А., Колотилов Н.Н., 1990). Это является наивысшим показателем плотности для тканей человека.

Зубы являются производными эктодермы и мезенхимы. Зачаток зуба создается после концентрации эпителиальных клеток и погружении их внутрь челюстей* (Бажанов Н.Н., 1970). Эмаль формируется из эмалевого органа, образующегося из многослойного эпителия выстилки полости рта, дентин, цемент, а также пульпа зуба из мезенхимы (Быков В.Л., 1996). Впоследствии имевшиеся клетки исчезают из поверхностных слоев там, где развивается эмаль. В цементе и дентине клетки сохраняются. Дентинобласты или одонтобласты являются клетками мезенхимального происхождения (Сапин М.Р., Билич М.Р., 1996).

Эмаль состоит из эмалевых призм (Рис.1.28), проходящих сквозь всю толщину данной ткани. Призмы собраны в пучки, расположенные радиально, под прямым углом к эмалево-дентинной границе. Соединение призм между собой обеспечивается межпризматическим веществом. В химическом составе эмали превалируют неорганические вещества 96-97%, из которых более 80% фосфорнокислого кальция. Органических веществ 3-4%, это не только межпризматическое вещество, но и фибриллы пронизывающие непосредственно саму призму. Фибриллы образуют трехмерную сеть, а меж ее петлями располагаются кристаллы минеральных солей (Федоров Ю.А., 1970).

Эмалевые призмы – главная структурно-функциональная единица эмали. Призмы проходят радиально, пучками через всю ее толщу (преимущественно перпендикулярно дентиноэмалевой границе). Они несколько изогнуты в виде буквы «S» и состоят из кристаллов гидроксиапатита восьмикальциевого фосфата. Кристаллы в эмали крупнее, чем в дентине, их толщина 25-400 нм, ширина 40-90нм, длина 100-1000 нм. Форма призм на поперечном сечении – овальная, полигональная или в виде замочной скважины, а диаметр 3-5 мкм. Диметр призм увеличивается от дентиноэмалевой границы к поверхности эмали приблизительно в 2 раза. Призмы отделяются межпризматическим веществом идентичным веществу эмалевых призм, однако кристаллы гидроксиапатита в нем ориентированы приблизительно под прямым углом к кристаллам, образующим призму. Степень его минерализации ниже, чем призмы, оно также имеет меньшую прочность. Каждая призма снабжена оболочкой с содержанием белков больше, чем в самой призме (Быков В.Л., 1996). Эмалевую призму вырабатывает одна клетка (Хэм А., Кормак Д., 1983).

По данным М.Р.Сапина, Г.Л.Билич (1996) эмалевые призмы имеют толщину 3–5 мкм и состоят из овальных тубулярных субъединиц длиной 0.1 мкм и диаметром 3–6 нм, расположенных по оси призмы имеющей S-образное направление. В эмали обнаруживается белок коллагенового типа и мукополисахариды (Бобровский Е.В., Леус П.А., 1979). По всей видимости, именно коллаген является волокнистой матрицей эмали, а гликозаминогликаны скрепляют призмы и соединяют волокна и кристаллы.

Эмаль самая твердая из всех тканей организма, и соответствует 7° по шкале твердости* (Пеккер Р.Я., 1971). Твердость эмали увеличивается в процессе онтогенеза (Федоров Ю.А., 1970). В численном выражении твердость эмали 3776´10⁶ Нм^-2, а предел прочности 3432–4511´10⁴ Нм^-2 (Березовский В.А., Колотилов Н.Н., 1990).

Дентин часто рассматривают как специализированную костную ткань, которая по твердости в 4-5 раз мягче эмали, но тверже и прочнее чем цемент и кость. В дентине обнаруживается коллаген первого типа, гидроксиапатит, клетки одонтобласты Волокна направлены радиально и сам дентин пронизан каналами – дентинными трубочками (Быков В.Л., 1996). В дентине обнаружен остеонектин (Бойчук Н.В. и соавт., 1997). Это его еще больше сближает с костной тканью. Более того, дентин можно рассматривать как особый вид незрелой костной ткани. В той и другой ткани присутствуют коллагеновые волокна из коллагена первого типа, кристаллы гидроксиапатита, остеонектин, а также имеются микроканалы.

Дентин - ткань менее прочная, чем эмаль. В ней, так же как и в эмали, отсутствуют клетки. По данным С.М.Ремезова (1965) твердость дентина в 5-6 раз меньше, чем у эмали и равна 58.9 кг/мм² и соответствует 5-6° по шкале твердости** (Пеккер Р.Я., 1971). В численном выражении твердость дентина 726´10⁶ Нм^-2, а предел прочности составляет 1961´10⁴ Нм^-2 (Березовский В.А., Колотилов Н.Н., 1990).

Остов дентина образуют коллагеновые волокна, взаимодействующие с кристаллами минеральных солей расположенные между ними (Бажанов Н.Н., 1970). Процент органических веществ в дентине составляет более 26%, что меньше чем в эмали (Пеккер Р.Я., 1971). По данным М.Р.Сапина, Г.Л.Билич (1996) коллагеновые волокна в дентине расположены радиально в наружном слое, и тангенциально во внутреннем.

Цемент третья твердая ткань зуба. По своему строению и химическому составу данная ткань сходна с костной тканью. Ее образуют коллагеновые волокна, соли кальция, бесструктурное склеивающее вещество и клетки – цементоциты, соединяющиеся друг с другом отростками (Гаврилов Е.И., 1969). Содержание органических веществ в цементе составляет почти 33% (Пеккер Р.Я., 1971).

Цемент напоминает по своему строению костную ткань, прежде всего тем, что образован обызвествленными пластинками, расположенными нерегулярно. Именно в цемент внедряются коллагеновые волокна, скрепляющие зуб с периодонтом (Сапин М.Р., Билич Г.Л., 1996). Отличием цемента от кости является, отсутствие сосудов, наличие специализированных клеток – цеметоцитов, а также то, что он не подвержен постоянной перестройке (Быков В.Л., 1996). Думается отсутствие перестройки в цементе можно объяснить тем, что величина и направление нагрузки на зубы примерно постоянны в течение жизни. 

---

* С нашей точки зрения, это происходит в результате давления челюстей друг на друга.

** Шкала твердости по Моосу: 1-тальк, 2-гипс, 3-кальцит, 4-флюорит, 5-апатит, 6-ортоклаз, 7-кварц, 8-топаз, 9-корунд, 10-алмаз.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Примечания:

Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика