DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.79441
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40130153
تاريخ النشر: 2025-02-22
المؤلف: Murat Can Erşen وآخرون
الموضوع الرئيسي: صحة الأسنان واستخدام الرعاية
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة العلاقة بين مدة التعرض للأحماض واثنين من المعايير الحيوية: الصلابة الدقيقة وعمق آفات تسوس المينا. تم تعريض ستين سنًا بشريًا مستخرجًا حديثًا لفترات متفاوتة من إزالة المعادن في محلول حمضي، وتم قياس صلابة السطح الدقيقة قبل وبعد التعرض باستخدام اختبار صلابة فيكرز. أظهرت النتائج انخفاضًا كبيرًا في صلابة السطح الدقيقة عبر جميع المجموعات (p = 0.001; p < 0.01)، مع اتجاه ملحوظ لزيادة عمق الآفات يرتبط إيجابيًا مع فترات التعرض الأطول، خاصة بعد 72 ساعة، حيث تراوحت متوسطات عمق الآفات من 4.01 ± 0.71 ميكرومتر إلى 13.7 ± 1.17 ميكرومتر. تسلط النتائج الضوء على أن التعرض المطول للأحماض، وخاصة بعد 72 ساعة، يسرع بشكل كبير من إزالة المعادن من المينا، مما يؤدي إلى آفات أعمق وانخفاض في الصلابة الدقيقة. وهذا يبرز الأهمية السريرية لإدارة العوامل التي تساهم في بيئة فموية حمضية، مثل العادات الغذائية وممارسات النظافة الفموية، لتقليل خطر تدهور المينا الشديد وتطور التسوس.
مقدمة
تستعرض مقدمة هذه الورقة البحثية التقدمات الكبيرة في إدارة تسوس الأسنان، مع التركيز على استراتيجيات الكشف المبكر والوقاية التي تستخدم مؤشرات وعوامل الخطر. تشمل الأسباب المتعددة لتسوس الأسنان تفاعل النشاط الميكروبي، والركائز الغذائية، وعوامل المضيف، مما يؤدي إلى تكوين اللويحة السنية وإزالة المعادن اللاحقة من بنية الأسنان بسبب إنتاج الأحماض. يعتبر العتبة الحرجة لدرجة الحموضة، التي تم تحديدها بحوالي 5.5، محورية في فهم التوازن بين عمليات إزالة المعادن وإعادة المعادن، حيث تلعب اللعاب دورًا حاسمًا في ترسيب المعادن عندما تكون مستويات درجة الحموضة ملائمة.
تناقش الورقة آثار الظروف الحمضية على الهيدروكسيباتيت، المكون المعدني الرئيسي للمينا، والذي يكون عرضة للذوبان تحت درجة الحموضة الحرجة. يبرز المؤلفون أهمية النماذج المختبرية لدراسة تقدم التسوس، مشيرين إلى أن هذه النماذج غالبًا ما تحاكي الظروف المسببة للتسوس مع مستويات معدلة من الكالسيوم والفوسفات ودرجة الحموضة لتسريع إزالة المعادن. تهدف الدراسة إلى التحقيق في العلاقة بين وقت إزالة المعادن، والصلابة الدقيقة، وعمق الآفات، مع افتراض فرضية صفرية تفيد بعدم وجود ارتباط بين هذه المتغيرات.
الطرق
في هذه الدراسة، تمت الموافقة على المنهجية من قبل لجنة أخلاقيات البحث الصحي بجامعة بورصة أولوداغ (رقم البروتوكول: 2025-1/8). شملت البحث إعداد عينات الأسنان المستخرجة في كلية طب الأسنان بجامعة بورصة أولوداغ، بينما تم إجراء قياسات الصلابة الدقيقة وتصوير السطح المحوسب في كلية طب الأسنان بجامعة مرمرة. حددت معايير الإدراج استخدام الأسنان الدائمة السليمة وغير المتسوسة المستخرجة لأسباب تقويمية أو لثوية، دون ترميمات أو علاجات سابقة، ومن متبرعين تتراوح أعمارهم بين 20-50 عامًا لضمان تجانس معدنية المينا. استبعدت معايير الاستبعاد الأسنان التي تحتوي على آفات مينا، أو تسوس، أو عيوب هيكلية، أو تشوهات تطورية، أو تعرض سابق لوكلاء كيميائية.
تم استخدام ما مجموعه 60 سنًا بشريًا خاليًا من التسوس، والتي تم تنظيفها من بقايا الأنسجة الرخوة وتضمينها في راتنج أكريلي، مع وضع التيجان 1-2 مم تحت نقطة التقاء المينا والأسمنت. تم تلميع الأسطح البوكية باستخدام ورق الصنفرة (400 و1000 حبيبة) لمدة إجمالية قدرها 10 دقائق. لعزل الأسطح البوكية لإزالة المعادن مع الحفاظ على مينا صحي على الأسطح الأخرى، تم تطبيق طلاء مقاوم للأحماض. تم تخزين العينات في حاويات بلاستيكية مغلقة مع الماء في درجة حرارة الغرفة (24 درجة مئوية) عندما لم تكن قيد الاستخدام، وتم تقسيمها عشوائيًا إلى مجموعات من 12 لمزيد من التحليل.
النتائج
في قسم النتائج، تقدم الدراسة متوسط قيم الصلابة الدقيقة (VH) للعينات قبل وبعد التعرض لمحلول إزالة المعادن، مصنفة حسب فترات التعرض المتفاوتة: 60 ساعة (المجموعة 1)، 72 ساعة (المجموعة 2)، 84 ساعة (المجموعة 3)، 96 ساعة (المجموعة 4)، و108 ساعات (المجموعة 5). لوحظ فرق ذو دلالة إحصائية في متوسط قيم Δhardness عبر المجموعات (p = 0.006; p < 0.01)، حيث تم تسجيل قيم Δhardness كما يلي: المجموعة 1: 51.46، المجموعة 2: 54.50، المجموعة 3: 58.04، المجموعة 4: 75.13، والمجموعة 5: 81.54. كشفت التحليلات اللاحقة باستخدام اختبار Tukey's HSD أن المجموعة 5 أظهرت متوسط Δhardness أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بالمجموعة 1 (p = 0.018) والمجموعة 2 (p = 0.042)، مما يشير إلى أن التعرض الأطول لمحلول إزالة المعادن يرتبط بزيادة فقدان الصلابة الدقيقة. لم يتم العثور على فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات الأخرى (p > 0.05)، مما يشير إلى أن تأثير إزالة المعادن على الصلابة الدقيقة يصبح أكثر وضوحًا مع التعرض الممتد لأكثر من 96 ساعة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في آثار التعرض المطول لمحلول إزالة المعادن على الصلابة الدقيقة وعمق آفات المينا. باستخدام جهاز اختبار صلابة فيكرز، تم تعريض عينات المينا لفترات متفاوتة من إزالة المعادن (60 إلى 108 ساعات)، وتم قياس قيم الصلابة الدقيقة قبل وبعد التعرض. أظهرت النتائج انخفاضًا كبيرًا في الصلابة الدقيقة عبر جميع المجموعات، مع أكبر انخفاض ملحوظ في العينات المعرضة لمدة 108 ساعات، حيث انخفض متوسط قيمة الصلابة الدقيقة بمقدار 81.54. بالإضافة إلى ذلك، زاد عمق الآفات مع فترات التعرض الأطول، حيث أظهرت المجموعة 5 (108 ساعات) متوسط عمق قدره 13.7 ميكرومتر، مما يبرز ارتباطًا واضحًا بين وقت إزالة المعادن وكلا من انخفاض الصلابة الدقيقة وعمق الآفات.
رفضت الدراسة الفرضية الصفرية، مؤكدة وجود علاقة كبيرة بين مدة إزالة المعادن وتدهور المينا. تتماشى النتائج مع الأبحاث السابقة التي تشير إلى أن البيئات الحمضية تؤدي إلى فقدان المعادن في المينا، مما يزيد من القابلية للتلف. من الجدير بالذكر أن الدراسة تبرز العتبة الحرجة 72 ساعة، التي يتسارع بعدها إزالة المعادن، مما يبرز أهمية تقليل تعرض المينا للظروف الحمضية لمنع التدهور الشديد. يجب أن تأخذ الأبحاث المستقبلية في الاعتبار توحيد محتوى الفلورايد في عينات المينا لتوضيح دورها في مقاومة إزالة المعادن بشكل أكبر.
DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.79441
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40130153
Publication Date: 2025-02-22
Author(s): Murat Can Erşen et al.
Primary Topic: Dental Health and Care Utilization
Overview
The study investigates the relationship between the duration of acid exposure and two critical parameters: microhardness and the depth of enamel caries lesions. Sixty recently extracted human teeth were subjected to varying durations of demineralization in an acidic solution, with surface microhardness measured before and after exposure using a Vickers hardness test. The results indicated a significant decrease in surface microhardness across all groups (p = 0.001; p < 0.01), with a notable trend of increasing lesion depth correlating positively with longer exposure times, particularly after 72 hours, where the mean lesion depths ranged from 4.01 ± 0.71 µm to 13.7 ± 1.17 µm. The findings highlight that prolonged acid exposure, particularly beyond 72 hours, significantly accelerates enamel demineralization, leading to deeper lesions and reduced microhardness. This underscores the clinical importance of managing factors that contribute to an acidic oral environment, such as dietary habits and oral hygiene practices, to mitigate the risk of severe enamel degradation and caries development.
Introduction
The introduction of this research paper outlines significant advancements in the management of dental caries, emphasizing early detection and prevention strategies that utilize risk indicators and factors. The multifactorial etiology of caries involves the interplay of microbial activity, dietary substrates, and host factors, leading to the formation of dental plaque and subsequent demineralization of tooth structure due to acid production. The critical pH threshold, identified as approximately 5.5, is pivotal in understanding the balance between demineralization and remineralization processes, with saliva playing a crucial role in mineral deposition when pH levels are favorable.
The paper discusses the implications of acidic conditions on hydroxyapatite, the primary mineral component of enamel, which is susceptible to dissolution below the critical pH. The authors highlight the importance of in vitro models for studying caries progression, noting that these models often simulate cariogenic conditions with adjusted calcium, phosphate, and pH levels to expedite demineralization. The study aims to investigate the relationship between demineralization time, microhardness, and lesion depth, positing a null hypothesis that no correlation exists among these variables.
Methods
In this study, the methodology was approved by the Bursa Uludağ University Health Research Ethics Committee (Protocol No.: 2025-1/8). The research involved the preparation of extracted tooth samples at Bursa Uludağ University Faculty of Dentistry, while microhardness measurements and computerized surface imaging were conducted at Marmara University Faculty of Dentistry. The inclusion criteria specified the use of intact, non-carious permanent teeth extracted for orthodontic or periodontal reasons, without prior restorations or treatments, and from donors aged 20-50 years to ensure uniform enamel mineralization. Exclusion criteria eliminated teeth with enamel lesions, caries, structural defects, developmental anomalies, or prior exposure to chemical agents.
A total of 60 caries-free human teeth were utilized, which were cleaned of soft tissue debris and embedded in acrylic resin, with crowns positioned 1-2 mm below the enamel-cement junction. The buccal surfaces were polished using sandpaper (400 and 1000 grit) for a total of 10 minutes. To isolate the buccal surfaces for demineralization while preserving healthy enamel on other surfaces, an acid-resistant varnish was applied. The samples were stored in closed plastic containers with water at room temperature (24 °C) when not in use, and were randomly divided into groups of 12 for further analysis.
Results
In the results section, the study presents the mean microhardness values (VH) of samples before and after exposure to a demineralization solution, categorized by varying exposure durations: 60 hours (Group 1), 72 hours (Group 2), 84 hours (Group 3), 96 hours (Group 4), and 108 hours (Group 5). A statistically significant difference was observed in the mean Δhardness values across the groups (p = 0.006; p < 0.01), with Δhardness values recorded as follows: Group 1: 51.46, Group 2: 54.50, Group 3: 58.04, Group 4: 75.13, and Group 5: 81.54. Post-hoc analysis using Tukey's HSD test revealed that Group 5 exhibited a significantly higher mean Δhardness compared to both Group 1 (p = 0.018) and Group 2 (p = 0.042), indicating that longer exposure to the demineralization solution correlates with increased microhardness loss. No significant differences were found among the other groups (p > 0.05), suggesting that the impact of demineralization on microhardness becomes more pronounced with extended exposure beyond 96 hours.
Discussion
In this study, the effects of prolonged exposure to a demineralization solution on the microhardness and lesion depth of enamel were investigated. Using a Vickers microhardness tester, enamel samples were subjected to varying durations of demineralization (60 to 108 hours), and microhardness values were measured before and after exposure. The results indicated a significant reduction in microhardness across all groups, with the most pronounced decrease observed in samples exposed for 108 hours, where the mean microhardness value dropped by 81.54. Additionally, lesion depths increased with longer exposure times, with Group 5 (108 hours) showing a mean depth of 13.7 µm, highlighting a clear correlation between demineralization time and both microhardness reduction and lesion depth.
The study rejected the null hypothesis, confirming a significant relationship between demineralization duration and enamel degradation. The findings align with previous research indicating that acidic environments lead to mineral loss in enamel, thereby increasing susceptibility to damage. Notably, the study emphasizes the critical threshold of 72 hours, beyond which demineralization accelerates, underscoring the importance of minimizing enamel exposure to acidic conditions to prevent severe degradation. Future research should consider standardizing fluoride content in enamel samples to further elucidate its role in resistance to demineralization.