Co może się wydarzyć, kiedy naukowiec przychodzi do ortodonty, a ortodonta... też naukowiec? Może to zaowocować projektem badawczym, który wyjaśni wszelkie wątpliwości, jak aparaty ortodontyczne, a głównie metale uwalniane z aparatów wpływają na szkliwo zębów. W badaniach wykorzystane zostaną zdrowe „czwórki” i „ósemki” wyrywane pacjentom ze wskazań chirurgicznych, które ochotnicy przekazali dla dobra nauki.
Z aparatów ortodontycznych mogą uwalniać się metale - nikiel, żelazo, tytan, chrom. Nie stwarzają one realnego zagrożenia dla zdrowia, poza tym, że nikiel jest silnym alergenem. Ale niewiele wiadomo o tym, czy potrafią wbudowywać się w szkliwo i w ten sposób je zmieniać, osłabiać albo powodować, że staje się niejednorodne. Trudno też jednoznacznie ocenić, czy jedno czyszczenie i piaskowanie zębów po leczeniu ortodontycznym wystarczy, żeby pozbyć się wszystkich niechcianych substancji.
Mineralog dr inż. Justyna Topolska z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie we współpracy z ortodontką dr Sylwią Motyl z Uniwersytetu Jagiellońskiego wyjaśni, jak noszenie aparatu ortodontycznego wpływa na stan zębów. Sprawdzą też czy aparaty ceramiczne są nie tylko bardziej estetyczne, ale i lepsze dla pacjenta od metalowych. Sprawdzi też, jakie różnice w kondycji zębów pojawią się, gdy aparaty będą przyklejane na zewnątrz i wewnątrz jamy ustnej.
Badania zweryfikują pogląd, że pacjenci po leczeniu ortodontycznym miewają problemy z zębami i muszą częściej odwiedzać dentystów. Dotąd nie dowiedziono jednoznacznie, że takie leczenie osłabia szkliwo, natomiast korzyści z leczenia ortodontycznego podejmowanego z powodów pozaestetycznych nie budzą najmniejszych wątpliwości.
- Dentyści maja sporą wiedzę na temat wycieku metali z aparatów ortodontycznych i dostawania się ich do śliny, mineralodzy mają opracowane struktury zębów. Warto połączyć tę wiedzę. Jednak metodyka badań nad wpływem tak uwalnianych metali na zdrowie jest skomplikowana - powiedziała Topolska.
- Badania kliniczne, gdzie potrzebujemy dużej próby, są dość trudne dlatego, że na stan jamy ustnej i śliny wpływają też nawyki poszczególnych pacjentów i genetyka. Jeśli chodzi o eksperymenty, to ciężko jest oddać realne środowisko, które panuje w jamie ustnej, gdzie zęby są wystawione na tarcie, a skład śliny nieustannie się zmienia. Ciężko to odwzorować w warunkach laboratoryjnych - tłumaczy w rozmowie z PAP dr Topolska.
Badania na materiale ludzkim
Badaczka postanowiła połączyć cechy eksperymentu laboratoryjnego i badania klinicznego. W projekcie finansowanym w ramach 11 edycji konkursu SONATA NCN będzie przeprowadzać eksperymenty w laboratorium, ale na wcześniej uzyskanym materiale biologicznym. Zamiast sztucznie spreparowanych w laboratorium zębów, do eksperymentów użyte zostaną naturalne, powstałe w procesie wzrastania człowieka zęby, które były podawane normalnemu użytkowaniu. Badania uzyskały zgodę komisji bioetycznej przy okręgowej izbie lekarskiej.
- Materiał ludzki został zebrany od ochotników we współpracy z kliniką stomatologiczną Uniwersytetu Jagiellońskiego. Uzbierano dla mnie około 120 zębów wyrwanych pacjentom. To najczęściej zdrowe ósemki albo czwórki, wyrywane z przyczyn ortodontycznych albo z innych wskazań chirurgicznych. Zostaną one teraz podzielone na połówki, a następnie wprowadzone w laboratorium do jednej "szczęki" i poddawane analizom - mówi dr Topolska.
Jak tłumaczy, zęby wyrwane od różnych ludzi będą poddawane działaniu jednakowych roztworów w identycznych warunkach. Niweluje to poważną przeszkodę, jaka wystąpiłaby w klasycznych badaniach klinicznych, w których uczestniczą osoby o różnych nawykach żywieniowych i zróżnicowanym stanie zdrowia. W takim przypadku ciężko jest porównywać wyniki różnych pacjentów.
- No i nie możemy zapomnieć o jeszcze jednym, kluczowym aspekcie. Można zbadać na akumulowanie się pierwiastków ślinę, krew, mocz, ale ciężko jest zbadać ząb po leczeniu ortodontycznym, bo pacjent go po prostu potrzebuje - dodaje rozmówczyni PAP.
Mineralog zwraca uwagę na coraz częstsze w użyciu aparaty ortodontyczne, w których metal zastępuje się innymi tworzywami: krystaliczne albo ceramiczne. Takie aparaty są dużo droższe i prawie niewidoczne na zębach. W projekcie realizowanym w ramach grantu SONATA będzie można zbadać, czy oprócz względów estetycznych zastosowanie aparatu niemetalowego może mieć pozytywny efekt pod koniec leczenia, czy zęby będą mniej zanieczyszczone niż w przypadku tradycyjnego aparatu.
Ponad półmilionowy grant na badania
Oprócz aparatów noszonych od zewnątrz, stosowane są też konstrukcje ortodontyczne zakładane wewnątrz jamy ustnej. Dr Topolska chcę zbadać, czy jest jakaś różnica w stanie zębów po jednym i drugim rodzaju leczenia.
- Do zbadania jest też wiedza pryncypialna dotycząca właściwości szkliwa. Ciekawe będzie pokazanie, czy potencjalne zmiany w szkliwie zachodzą na tyle głęboko, że na przykład nie są usuwane po leczeniu podczas czyszczenia zębów. Ustalimy, czy to obudowywanie się metali jest na tyle płytkie, że przy piaskowaniu ta warstwa jest zdzierana. Mam nadzieję na wyjaśnienie kontrowersji i niepokojów wokół leczenia ortodontycznego. Część ludzi przeprowadza takie leczenie z przyczyn czysto estetycznych. Tacy pacjenci zastanawiają się, czy na przykład takie leczenie sprawi, że ich zęby będą bardziej kruche. Ten projekt jest wstępem do odpowiedzenia na tego typu pytania - tłumaczy specjalistka mineralogii.
Podczas badań dr Topolska będzie też współpracować z ekspertem w dziedzinie analiz w mikroobszarze - mgr inż. Gabrielą Kozub-Budzyń. Dostosowanie technik analitycznych do badań na zębach nie jest bowiem sprawą oczywistą. Pewne techniki będą musiały być dopracowane, żeby projekt w ogóle mógł zostać zrealizowany.
- Żeby rzetelnie oddać warunki panujące w jamie ustnej podczas leczenia, trzeba kupić sprzęt umożliwiający utrzymywanie zębów w temperaturze 36,6 st. Celsjusza. Codziennie przez 28 miesięcy trzeba będzie pójść do laboratorium, zmieniać roztwory, w których płukane są zęby, tak żeby eksperymenty imitowały jak najlepiej warunki leczenia ortodontycznego. Współpraca musi być utrzymana, żeby czasowo i merytorycznie pokryć zapotrzebowanie projektu - mówi dr Topolska.
Na trzyletni projekt Narodowe Centrum Nauki przyznało 670 tys. złotych. Projekt wymagał zakupienia wyposażenia laboratoryjnego, środki grantowe pozwolą na sfinansowanie kosztownych i żmudnych analiz śladowych ilości metali w szkliwie z użyciem specjalistycznego sprzętu.
Główne prace będą prowadzone na AGH, część zadań zostanie wykonana w gabinecie ortodontycznym. Wstępną obróbkę zębów należy bowiem wykonać w miejscu, które ma dostęp do odpadów medycznych.
Jak podkreśla kierowniczka projektu, choć jej projekt służy rozwijaniu nauki podstawowej, to porusza aspekty zastosowań, co zawsze satysfakcjonuje badacza. Dr Topolska w 2011 r. była stypendystką programu START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
