Твёрдые ткани зуба — сложная биологическая система, в которой особенности микроструктуры связаны с механическими свойствами, минерализацией и устойчивостью к внешним воздействиям. Для их исследования недостаточно только оптической микроскопии: многие структурные изменения становятся различимы лишь при значительно большем увеличении.
Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) позволяет детально изучать эмалевые призмы, дентинные канальцы, цемент корня, микротрещины и границы раздела тканей. В сочетании с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (ЭДС/EDS) она предоставляет информацию об элементном составе исследуемых участков.
При этом достоверность результатов во многом зависит от качества пробоподготовки.
Прецизионная пробоподготовка зубов
При исследовании удалённых зубов важно сохранить исходную структуру твёрдых тканей и получить доступ к интересующим анатомическим областям. Для подготовки продольных и поперечных сечений используется прецизионный отрезной станок FERCUT H20 с алмазным отрезным диском.
Рис. 1. Общий вид Прецизионного отрезного станка FERCUT H20
Рис. 2. Процесс прецизионного пробоотбора
Контролируемая резка с охлаждением снижает риск перегрева и сколов. Продольные срезы раскрывают систему корневых каналов, а поперечные позволяют сравнивать строение дентина в корональной, средней и апикальной третях корня. Особый интерес представляет апикальная область с её сложной анатомией: апикальной дельтой, дополнительными каналами и ответвлениями.
Для фиксации хрупких фрагментов и заполнения открытых пор при необходимости применяется система вакуумной импрегнации FERPRESS CVS. Использование полимерных компаундов повышает стабильность образцов при последующей обработке и помогает сохранить геометрию исследуемых участков.
Рис. 3. Общий вид Вакуумной системы для холодной заливки образцов FERPRESS CVS
Рис. 4. Образцы зубов залитые в холодную смолу
Следующий этап — автоматическая шлифовка и полировка на FERPOL 401 с системой контроля снятия материала. Управляемая обработка позволяет задавать величину съёма, снижать шероховатость и получать плоские полированные шлифы. Качество поверхности особенно важно при изучении дентино-эмалевой границы, состояния дентинных канальцев и контакта зубных тканей со стоматологическими материалами.
Рис. 5. Общий вид Автоматического шлифовально-полировального станка FERPOL 401
Рис. 6. Процесс прецизионного снятия материала путем тонкого шлифования на станке FERPOL 401
Исследование зубных тканей на СЭМ LANSEM 30
Подготовленные образцы исследуются на настольном сканирующем электронном микроскопе LANSEM 30, оснащённом детекторами вторичных (SE) и обратнорассеянных (BSE) электронов, а также системой элементного анализа ЭДС.
Рис. 7. Общий вид Настольного сканирующего электронного микроскопа LANSEM 30 с системой EDS
Микроскоп позволяет изучать морфологию поверхности, выявлять микроструктурные неоднородности и определять элементный состав локальных участков.
Рис. 8. Примеры изображений костной ткани зуба, полученных на LANSEM 30
На полученных СЭМ-изображениях сечений зубов человека наблюдаются области с различной морфологией, развитой пористостью, полостями и трещинами. Для их интерпретации результаты сопоставляют с анатомическим расположением участка и условиями подготовки образца.
Рис. 9. Элементный анализ в точке с помощью энергодисперсионного детектора
Энергодисперсионный анализ дополняет микроскопические наблюдения возможностью определения и картирования кальция (Ca), фосфора (P) и других элементов минеральной составляющей зубных тканей. Сочетание СЭМ и ЭДС востребовано при изучении процессов деминерализации и реминерализации, исследовании стоматологических цементов, эндодонтических материалов и адгезивных соединений.
От стоматологии до исследований костной ткани
Аналогичный подход к пробоподготовке и электронно-микроскопическому анализу применяется при исследовании минерализованных тканей челюстно-лицевой области. СЭМ используют для изучения кортикальной и губчатой костной ткани, костных трабекул, остеонной структуры, пористости костных заместителей и границ контакта биоматериалов с костной тканью.
Такие исследования актуальны для челюстно-лицевой хирургии, имплантологии, регенеративной стоматологии и разработки остеопластических материалов.
Комплексное решение для стоматологических исследований
Прецизионная резка FERCUT H20, вакуумная импрегнация FERPRESS CVS, автоматическая шлифовка и полировка FERPOL 401 и электронно-микроскопический анализ на LANSEM 30 формируют технологическую цепочку для исследования твёрдых тканей зубов и других минерализованных биоматериалов.
Компания «СИНЕРКОН» предлагает комплексные решения для научных лабораторий, стоматологических исследовательских центров, медицинских университетов и институтов челюстно-лицевой хирургии.
Хотите оценить возможности сканирующей электронной микроскопии на собственных образцах? Специалисты «СИНЕРКОН» помогут подобрать методику пробоподготовки и провести демонстрационное исследование на оборудовании компании.
