Stomatologiczne wyzwania dnia codziennego, czyli materiały bioaktywne w biologicznym leczeniu próchnicy głębokiej i zapaleniach miazgi

dr n. med. Agnieszka Pacyk

Zakład Stomatologii Ogólnej

Uniwersytetu Medycznego w Łodzi

Leczenie próchnicy, czyli choroby o podłożu infekcyjnym, kuriozalnie polega na chirurgicznym wycięciu zniszczonych procesem próchnicowym tkanek twardych zęba. Coraz częściej zbyt ekstensywne opracowanie ubytków nasuwa wątpliwości, czy klasyczne procedury terapeutyczne nie przyśpieszają „cyklu życia zęba”, prowadząc do jego przedwczesnej utraty i konieczności szukania rozwiązań protetycznych lub implantoprotetycznych. Z tej perspektywy dentystyczne zabiegi rekonstrukcyjne mogą jawić się jako potencjalnie destrukcyjne dla samych zębów! Współczesnym dominującym nurtem w stomatologii stała się więc szeroko propagowana terapia minimalnie inwazyjna. Zakłada ona maksymalnie oszczędne opracowanie tkanek zęba w oparciu o zasady biomechaniki oraz coraz bardziej wysublimowane instrumentarium i pracę w powiększeniu. Kolejnym kluczowym aspektem powodzenia klinicznego tej koncepcji jest niewątpliwie konieczność wykonania szczelnej oraz trwałej odbudowy w oparciu o nowoczesne materiały stomatologiczne i protetyczne.

W poszukiwaniu idealnego materiału do rekonstrukcji zniszczonych tkanek producenci skupiają się od lat na poprawie właściwości optycznych oraz parametrów wytrzymałościowych (nanokompozyty, ceramika hybrydowa, tlenek cyrkonu). Jednocześnie niezwykle ciekawą i innowacyjną grupą są produkty, które działają stymulująco na kompleks miazgowo-zębinowy. Mają za zadanie przedłużyć żywotność miazgi nawet w przypadku bardzo głębokich ubytków, odwracalnego, a nawet (sic!) wstępnych stadiów nieodwracalnego zapalenia miazgi. Tak naprawdę w całym postępowaniu zachowawczym chodzi przecież o utrzymanie zdrowej miazgi, będącej fundamentalnym gwarantem zapobiegania zapaleniu tkanek okołowierzchołkowych. Do tego celu niezbędne są właśnie biokompatybilne materiały odtwórcze, wśród których wyróżniamy produkty bioinertne, bioaktywne i bioresorbowalne. W leczeniu biologicznym wykorzystywane są materiały bioktywne wywołujące określoną odpowiedź biologiczną tkanek oraz tworzące wiązania z tkankami, np. wodorotlenek wapnia, bioglass, hydroksyapatyt, MTA, Biodentine, Endosequence, Theracal itp. Wyposażeni przez producentów w coraz bardziej skuteczne i już sprawdzone klinicznie materiały bioaktywne możemy więc ogłosić powrót do dawnych, znanych form terapii przyżyciowej miazgi, w tym do pokrycia bezpośredniego i metod amputacyjnych, w nowej odsłonie.

Materiały bioaktywne

Najbardziej znanym przedstawicielem współczesnych bioaktywnych materiałów jest mineralny agregat trójtlenków (MTA). Jest to zmodyfikowany cement portlandzki. MTA stanowi proszek składający się z krzemianu trójwapniowego, krzemianu dwuwapniowego, glinianu trójwapniowego, dwuwodnego siarczanu wapnia i tlenku bizmutu. Zakres wskazań klinicznych dla tego materiału obejmuje procedury przykrycia pośredniego i bezpośredniego, wypełnianie wsteczne, przyżyciową terapię miazgi, apeksyfikację oraz leczenie perforacji korzeni (1). MTA powoduje ograniczoną martwicę miazgi bezpośrednio po aplikacji, ale wydaje się mniej skuteczny w tym w oddziaływaniu w porównaniu z wodorotlenkiem wapnia (2, 3). MTA indukuje różnicowanie osteoblastyczne za pomocą komórek MC3T3-E1, zwiększoną mineralizację i aktywizuje działanie fosfatazy zasadowej w sposób zależny od ilości i czasu.

Kolejnym szeroko opisywanym na postawie badań laboratoryjnych i klinicznych materiałem jest preparat Biodentine firmy Septodont. Biodentine to trójwapniowy cement na bazie krzemianów, który uwalnia Ca (OH)2, indukuje powstawanie zębiny reparacyjnej i wykazuje właściwości przeciwbakteryjne (4). Proszek jako podstawowa składowa opiera się na zawartości krzemianów trójwapniowych i dwuwapniowych oraz obecności węglanu wapnia, tlenku żelaza oraz tlenku cyrkonu. W płynie znajduje się natomiast chlorek wapnia spełniający funkcję akceleratora reakcji wiązania oraz polimer jako czynnik redukujący zawartość wody. Właściwością Biodentine o największych implikacjach klinicznych jest uwalnianie wodorotlenku wapnia, ubocznego produktu reakcji hydratacji. (10) Wykazano, że preparat Biodentine zwiększa ekspresję transformującego czynnika wzrostu beta 1 (TGF-b1) w ludzkich komórkach miazgi i indukuje ogniska mineralizacji (7). Cement ten charakteryzuje się znacznie lepszymi parametrami niż dotychczas szeroko stosowany MTA (5, 6). Dlatego zakres wskazań klinicznych obejmuje procedury pokrycia pośredniego i bezpośredniego miazgi, apeksyfikacji i apeksogenezy, a ostatnio zalecany jest do regeneracyjnych procedur endodontycznych (8,9). Poza tym. Biodentine ma w porównaniu do MTA krótszy czas wiązania. Co więcej, częstość zauważalnych szarych przebarwień zębów jest znacznie mniejsza w przypadku materiału Biodentine (11) i dlatego może być stosowany w rejonach uzębienia ważnych z punktu widzenia wymagań estetycznych. Głównym powodem działania przebarwiającego MTA jest reakcja utleniania tlenku bizmutu, substancji o wysokiej nieprzepuszczalności promieniowania rentgenowskiego, która tworzy ciemne precypitaty. Dodatkowo, innymi przyczynami przebarwień są reakcje między tlenkiem bizmutu a podchlorynem sodu lub kolagenem w zębinie (15). W Biodentine tlenek bizmutu jest zastępowany tlenkiem cyrkonu, aby zmniejszyć potencjalne przebarwienia.

Leczenie biologiczne próchnicy głębokiej

W codziennym doświadczeniu klinicysty dość trudnym diagnostycznie i terapeutycznie momentem bywa leczenie próchnicy głębokiej (postawienie diagnozy, oszacowanie ryzyka obnażenia miazgi, wybór materiału). Europejskie Towarzystwo Endodontyczne, mając na uwadze konieczność nieustannej weryfikacji oraz aktualizacji procedur na podstawie piśmiennictwa EBD (ang. Evidence Based Dentistry), bardzo klarownie przedstawia rekomendowane przez tę organizację wytyczne. (12)

Warto zwrócić uwagę na zróżnicowanie pojęcia próchnicy głębokiej i bardzo głębokiej.

– Głęboka próchnica to sytuacja kliniczna, gdy proces próchnicowy dociera do głębokości 1/4 warstwy zębiny, ale z zachowaną strefą twardej lub zwartej zębiny pomiędzy miazgą a próchnicą. W takich przypadkach istnieje ryzyko obnażenia miazgi podczas opracowania ubytku.

– W próchnicy bardzo głębokiej zniszczenie tkanek penetruje przez całą głębokość zębiny w badaniu klinicznym i radiologicznym, a ryzyko obnażenia miazgi jest nieuniknione.

Tak więc nadrzędnymi celami postępowania z próchnicą – w oparciu o terapię przyżyciową miazgi (ang Vital Pulp Therapy, VPT) – stają się obecnie zarządzanie strefą infekcji bakteryjnej, zatrzymanie postępu próchnicy, stymulowanie tworzenia zębiny trzeciorzędowej oraz promowanie naprawy miazgi. Utrzymanie aseptycznego środowiska pracy stanowi optymalną platformę dla przeprowadzenia udanej procedury VPT. Z tego powodu punktem wyjścia jest zalecenie, aby wszystkie zęby z próchnicą głęboką leczone były w warunkach izolacji pola pracy za pomocą koferdamu oraz z dezynfekcją ubytku.

Teoretycznie dentysta ma do wyboru nieselektywną technikę opracowania ubytku, czyli usunięcie zmian próchnicowych do poziomu tkanki zębinowej twardej w trybie jednowizytowym. Ta strategia postępowania uważana jest jednak za najbardziej agresywną z punktu widzenia zachowania żywotności miazgi. Rekomendowane techniki selektywnego opracowania ubytku natomiast wykorzystują sprawdzone właściwości bioaktywnych materiałów oraz dopuszczają miejscowe użycie instrumentarium ręcznego w postaci ekskawatorów. Mogą być przeprowadzane podczas jednej wizyty (jednoetapowo) lub w formie pośredniej, dwuwizytowej. Podczas selektywnego trybu oczyszczania ubytku możliwe jest pozostawienie miękkiej zębiny na ścianie dokomorowej, w rzucie komory (tu szczególnie pożądane jest działanie bakteriobójcze materiału np. Biodentine), a pozostała powierzchnia jest opracowywana do twardej tkanki zębinowej oraz wersja, gdy z kolei zbitą zębinę pozostawia się wyłącznie na dnie ubytku, w obszarze będącym rzutem komory miazgowej, podczas gdy pozostała zębina jest usuwana do poziomu twardej zębiny.

Zastosowanie biomateriału w pośredniej dwuwizytowej technice selektywnego usuwania tkanki próchnicowej polega na tymczasowej odbudowie zęba między wizytami (np. z dodatkowym wykorzystaniem glasjonomeru) i ponownym opracowaniem ubytku po 6-12 miesiącach oraz wykonaniem ostatecznej, trwałej odbudowy (12).

Z punktu widzenia pragmatycznego, w przypadku MTA dość istotnym i często wymienianym przez użytkowników utrudnieniem w pracy jest długi czas wiązania, wynoszący ponad 2 godziny, a nawet – według niektórych – 4 godziny. Zaletę użytkową Biodentine stanowi krótszy, bo tylko 10-12-minutowy czas wiązania oraz możliwość wykonania całej odbudowy w technice „bulk-fill” na jednej wizycie, bez konieczności stosowania dodatkowych materiałów (cement glasjonomerowy, kompozyt). Wykazano, że Biodentine może odbudowywać samodzielnie strukturę zęba przez okres do sześciu miesięcy (13). Ostateczne wypełnienie najlepiej wykonać po upływie co najmniej 2 tygodni. To daje też klinicyście dodatkowy czas na obserwację przypadków wątpliwych diagnostycznie jeśli chodzi o stan kliniczny miazgi. Ponadto, bioaktywny materiał Biodentine bezpośrednio po zmieszaniu zawiera stosunkowo dużą ilość wody, co – jak zauważa Camillieri (10) – potencjalnie utrudnia stosowanie kompozytów. Na drugiej wizycie zalecane jest więc usunięcie całkowicie już wtedy związanego cementu Biodentine do poziomu podkładu i wykonanie docelowej odbudowy kompozytowej. Można stosować zarówno adhezyjne systemy wiążące, oparte na technice całkowitego wytrawiania, jak i typowe bondy samotrawiące. Na przykład w pracy Krawczuk-Stuss i wsp. stwierdzono, że wytrzymałość połączenia Biodentine z materiałem kompozytowym jest uzależniona od rodzaju użytego systemu adhezyjnego, a najwyższy wynik wytrzymałości połączenia uzyskano dla systemu samotrawiącego (14).

Przykrycie bezpośrednie

Przykrycie bezpośrednie, przeprowadzane klasycznie z użyciem wodorotlenku wapnia, jest od lat zaliczane do procedur podwyższonego ryzyka ze względu na niepewne rokowanie wynikające z dużej ilości powikłań. To sprawiło, że wielu dentystów zaprzestało stosowania tej metody na rzecz leczenia kanałowego. Aktualne doniesienia jasno pokazują, że nowe generacje biomateriałów pozwalają na zachowanie większej ilości żywych zębów po wykonaniu zabiegu przykrycia bezpośredniego, przez co ponownie stały się obiektem badań naukowców i tym samym zainteresowanych minimalnie inwazyjnym leczeniem klinicystów.

W praktyce klinicznej spotykamy różne obnażenia. Są to sytuacje definiowane jako obnażenia klasy I, czyli przed zabiegiem nie stwierdza się obecności głębokiej zmiany próchnicowej, natomiast odsłonięcie miazgi nastąpiło z powodu urazu zęba lub urazu jatrogennego. Zaopatrzenie takiego bezobjawowego zęba przy użyciu Biodentine wydaje się procedurą stosunkowo prostą w trybie jedno- lub dwuwizytowym. W obnażeniu klasy II natomiast mamy do czynienia z obecnością głębokiej lub bardzo głębokiej zmiany próchnicowej. Odsłonięcie tkanki miazgowej uznaje się klinicznie za będące w strefie zakażenia bakteryjnego z założeniem, że miazga znajduje się w stanie zapalnym bezobjawowym. W tych sytuacjach ESE (Europejskie Towarzystwo Endodontyczne) zaleca poszerzony protokół zabiegowy (procedura aseptyczna z pracą w powiększeniu, dezynfekcja i zastosowanie cementu na bazie krzemianu wapnia). Największe wyzwanie terapeutyczne stanowią przypadki obnażenia próchnicowego z objawami wskazującymi na nieodwracalne zapalenie miazgi, gdy nie stosowano koferdamu, a narzędzia zostały zanieczyszczone podczas usuwania próchnicy. Te przypadki należy obecnie leczyć aseptycznie za pomocą pulpektomii. Alternatywnie uznaje się za metodę skuteczną pulpotomię z zastosowaniem techniki aseptycznej i materiałów na bazie krzemianów wapnia w przypadkach, w których występuje częściowe nieodwracalne zapalenie miazgi w miazdze koronowej.

Częściowa i całkowita pulpotomia

W pracy Uesrichai i wsp. stałe zęby u dzieci w wieku 6-18 lat z objawami wskazującymi na nieodwracalne zapalenie miazgi były leczone z dużym sukcesem metodą częściowej pulpotomii przy użyciu ProRoot MTA i Biodentine (11). Autorzy zwracają uwagę, że decyzja o zaklasyfikowaniu miazgi jako będącej w stanie odwracalnego zapalenia, nie określa rzeczywistego potencjału tkanki do naprawy. Niezwykle ważne jest, aby zęby, szczególnie młode, poddawane były znacznie częściej minimalnie nieinwazyjnym strategiom usuwania tkanek próchnicowych, tj. zabiegom pośredniego przykrycia miazgi, selektywnego usuwania próchnicy lub pulpotomii po obnażeniu miazgi. Istotne jest też monitorowanie pooperacyjne tych przypadków, aby zapewnić warunki do gojenia miazgi. W tej chwili przyjmuje się, że diagnozy nieodwracalnego i odwracalnego zapalenia miazgi są terminami czysto klinicznymi, a nie biologicznymi, bo nie ma możliwości ich weryfikacji metodami np. histologicznymi.

Według stanowiska ESE, żywotność miazgi powinna być bardzo skrupulatnie oceniana dostępnymi metodami w stanach zapalenia odwracalnego lub w początkowych stadiach procesu zapalnego nieodwracalnego (12). Diagnoza kliniczna, a potem wybór materiału bioaktywnego wydaje się być fundamentalnym zagadnieniem. Autorzy ciekawej pracy z 2017 r. konkludują, że częściową pulpotomię z wykorzystaniem bioaktywnego materiału można uznać za odpowiednie długoterminowe postępowanie w przypadku objawowego obnażenia próchnicowego miazgi w dojrzałych zębach z ponad 80% sukcesem po 2 latach. Według nich, wodorotlenek wapnia nie jest właściwą alternatywą w tych przypadkach (16). Aktualna wiedza na ten temat skłania się więc w kierunku wyboru bioaktywnych materiałów na bazie krzemianów wapnia w przypadku omawianych procedur.

W piśmiennictwie coraz częściej zwraca się uwagę, że obecność samoistnego lub silnego bólu przedoperacyjnego nie zawsze oznacza, że miazga nie jest w stanie zregenerować się (17). Ponadto głębokie zmiany próchnicowe nie są bezwarunkowo związane z nieodwracalnym zapaleniem miazgi (18,19,20).

Zabiegi pulpotomii wymagają od klinicysty śródzabiegowej oceny stanu miazgi. Najlepszą metodą wydaje się kontrola czasu krwawienia za pomocą irygacji roztworem NaOCl. Taha i wsp. zalecają uzyskanie hemostazy poprzez aplikację wacika zwilżonego 2,5% NaOCl w czasie 2 minut z dodatkowym suchym wacikiem na górze. W tym badaniu procedurę powtarzano w razie potrzeby do 6 minut. Czas krwawienia był ściśle kontrolowany poprzez każdorazowe pomiary. Następnie aplikowano Biodentine na miazgę za pomocą przenośnika do amalgamatu, delikatnie upychając i kondensując warstwę o grubości 3 mm. Po 12 minutach wykonywano wypełnienie stałe z cementu glasjonomerowego, kompozytu lub korony stalowej. Wysoki odsetek sukcesu doprowadził autorów tej pracy klinicznej do wniosku, że całkowita pulpotomia przy użyciu Biodentine ma szanse zapewnić duży sukces terapeutyczny w leczeniu młodych zębów stałych z obnażeniem próchnicowym i objawami nieodwracalnego zapalenia miazgi (20).

Materiały bioaktywne z całą pewnością zasługują na uwagę dentystów ze względu na potencjalne korzyści wynikające z ich biostymulujących właściwości. Dzięki nim obecnie tak wiele uwagi poświęca się metodom przyżyciowym leczenia miazgi oraz procedurom amputacyjnym. Co warte podkreślenia, ich zastosowanie nie powinno ograniczać się wyłącznie do leczenia zębów młodych i stąd obserwacje kliniczne są prowadzone również u pacjentów dorosłych.

Biodentine – nazwana w skrócie „substytutem zębiny” – to materiał o potwierdzonej klinicznie skuteczności zarówno w stomatologii zachowawczej, endodoncji, jak i stomatologii wieku rozwojowego. Jednocześnie należy zdać sobie sprawę, że żaden współczesny materiał odtwórczy nie jest w stanie jak dotąd zastąpić prawdziwej zębiny, ale również żaden z nich nie może zastąpić Biodentine.

Literatura

1. Omar A.S. El Meligy, David R. Avery: Comparison of Mineral Trioxide Aggregate and Calcium Hydroxide as Pulpotomy Agents in Young Permanent Teeth (Apexogenesis); Pediatr Dent 2006;28:399-404

2. M. Goldberg and A. J. Smith: Cells and extracellular matrices of dentin and pulp: a biological basis for repair and tissue engineering,” Critical Reviews in Oral Biology & Medicine, vol. 15, no. 1, pp. 13–27, 2004.

3. Maeda T, Suzuki A, Yuzawa S, Baba Y, Kimura Y, Kato Y.: Mineral trioxide aggregate induces osteoblastogenesis via Atf6. Bone reports. 2015 Jun 30; 2:36-43.

4. Krishna Prasada L and Syed Manzoor Ul Haq Bukhari (2018) ‚Biomaterials in Restorative Dentistry and Endodontics: An Overview’, International Journal of Current Advanced Research, 07(2), pp. 10065-10070.

5. Rajasekharan S., Martens L.C., Cauwels R.G., Verbeeck R.M.: Biodentine™ material characteristics and clinical applications: a review of the literature. Eur. Arch. Paediatr. Dent. 2014, 15, 147–158.

6.Lipski M., Nowicka A., G.rski M., Dura W., Lichota D.: Comparison of the sealing ability of MTA and Biodentinepreparations in retrograde root canal fillings. Magazyn Stomatol. 2012, 22, 6, 82–85

7. Laurent P, Camps J, About I. BiodentineTM induces TGF‐β1 release from human pulp cells and early dental pulp mineralization. International endodontic journal. 2012 May 1;45(5):439-48.

8. Koubi G., Colon P., Franquin J.C., Hartmann A., Richard G., Faure M.O., Lambert G.: Clinical evaluation of performance and safety of a new dentine substitute, Biodenine, in the restoration of posteriori teeth – a prospective study. Clin. Oral Invest. 2013, 17, 243–249.

9. Nowicka A., Lipski M., Postek-Stefańska L., Wysoczańska-Jankowicz I., Lichota D., Sporniak-Tutak K., Buczkowska-Radlińska J.: Direct pulp capping in permanent teeth using the preparation Biodentine – initial report. Magazyn Stomatol. 2012, 22, 4, 30–37

10. Camilleri J. Hydration characteristics of BiodentineTM and Theracal used as pulp capping materials. Dent Mater. 2014 Jul;30(7):709-15.

11. N. Uesrichai, A. Nirunsittirat, P. Chuveera, T. Srisuwan, T. Sastraruji, P. Chompu-Inwai: Partial pulpotomy with two bioactive cements in permanent teeth of 6‐ to 18‐year‐old patients with signs and symptoms indicative of irreversible pulpitis: a noninferiority randomized controlled tria.l International Endodontic Journal, 52(6), 749-759, June 2019.

12. European Society of Endodontology position statement: Management of deep caries and the exposed pulp nternational Endodontic Journal,52, 923–934, 2019

13. Koubi G, Colon P, Franquin JC, Hartmann A, Richard G, Faure MO, Lambert G. Clinical evaluation of the performance and safety of a new dentine substitute, BiodentineTM, in the restoration of posterior teeth – a prospective study. Clin Oral Investig. 2013 Jan;17(1): 243-9.

14. Krawczyk-Stuss M., Ostrowska A., Łapińska B., Nowak J., Bołtacz-Rzepkowska E.: Evaluation of Shear Bond Strength of the Composite to Biodentine with Different Adhesive Systems (Dent. Med. Probl. 2015, 52, 4, 434–439

15. Camilleri J. Color stability of white mineral trioxide aggregate in contact with hypochlorite solution. J Endod. 2014 Mar;40(3):436-40.

16. Taha NA, Khazali MA. Partial Pulpotomy in Mature Permanent Teeth with Clinical Signs Indicative of Irreversible Pulpitis: A Randomized Clinical Trial. J Endod 2017; 43: 1417–142117.

17. Glickman GN. AAE Consensus Conference on Diagnostic Terminology: backgroundand perspectives. J Endod 2009; 35:1619–20.

18. Bjørndal L. The caries process and its effect on the pulp: the science is changing and so is our understanding. J Endod 2008;34: S2–5.

19. Ricucci D, Loghin S, Siqueira F. Correlation between clinical and histologic pulp

diagnosis. J Endod 2014; 40:1932–9

20 Taha NA.: Full Pulpotomy with Biodentine in Symptomatic Young Permanent Teeth with Carious Exposure. J Endod 2018; 44, Number 6:932-937