Сравнение pH в системах для отбеливания зубов

Выбор препаратов для клинического отбеливания зубов у современного стоматолога велик. И практически всегда это материалы на основе перекисных соединений, выделяющие в процессе отбеливания большое количество свободных радикалов [1].

Основным активным компонентом в них является перекись водорода, очень редко встречается перекись карбамида. Перекиси в процессе отбеливания диссоциируют на мочевину и перекись водорода, составляя в итоге около 1/3 исходной концентрации карбамида. В процессе отбеливания перекись разлагается на ионы кислорода и воды, и в результате реакции окисления свободный кислород разбивает молекулы пигмента на более мелкие частицы, разрывает двойные связи хромофоров, обеспечивающих его окраску, способствуя осветлению оттенка зубов благодаря тому, что пигмент на какое-то время становится бесцветным. Процесс схож с промышленным отбеливанием древесины, хлопка или тканей.

Однако со временем вопрос был изучен более детально, и показано, что перекись водорода ввиду высокой кислотности может вызывать побочные эффекты не только с точки зрения чувствительности зубов, но также влиять на некоторые морфологические характеристики эмали, например, повышать ее пористость и приводить к снижению прочности сцепления между реставрациями, несмотря на то, что все эти изменения обратимы даже при высоких концентрациях перекиси водорода.

Традиционно используются высокие (20% и выше) концентрации перекиси водорода [2]. Самая низкая из клинических концентраций перекиси водорода за последние годы отмечена у системы Philips Zoom! QuickPro (Philips) — 20%. У наиболее популярных систем лампового отбеливания концентрация перекиси составила: Philips Zoom! (Philips) — 25%, Beyond Polus (Beyond) — 35%, SmartBleach (DEKA) — 36%. Системы безлампового отбеливания традиционно выпускаются в более высоких концентрациях ввиду заведомо меньшей, как показывает практика, клинической эффективности. Самый популярный в данной категории препарат Opalescence Boost (Ultradent) содержит 40% перекиси водорода, а другие бренды из этой категории тоже выпускаются чаще всего в интервале 35—40%.

Обсуждая вопрос о концентрациях отбеливающих систем, необходимо отметить, что ряд европейских стран в 2011 г. приняли во внимание рекомендацию по ограничению процентного содержания перекиси водорода в системах клинического отбеливания до 6% (Council Directive 2011/84/EU, «Tooth Whitening Directive»), которая была основана на заявлении European Commission’s Scientific Committee on Consumer Safety (SCCS) от 2007 (SCCP/1129/07) [3]. Это вынудило компании производить дополнительные наборы для этих стран. Итогом стал массовый отказ клиник от клинического отбеливания и переход отбеливания в косметологические салоны. Спустя годы некоторые европейские страны перестали следовать этим мало обоснованным рекомендациям, но до сих пор ограничение 6% перекиси водорода мы можем увидеть на европейском рынке. Во всем остальном мире это, на наш взгляд, недоразумение не имело места.

Второй активный компонент в клиническом отбеливании зубов — перекись карбамида — используется крайне редко, и только в материалах для внутрикоронкового отбеливания (Endoperox, Septodont — 60%, «Белагель-О» (Эндо) — 60%, Whiteness Super Endo, FGM — 37% etc.).

С точки зрения именно химического состава отбеливающих систем, на их свойства кроме самого активного агента и его концентрации, времени экспозиции, частоты сеансов, активаторов реакции и температуры самого геля, важна кислотность препаратов, которые апплицируют на эмаль зубов в процессе процедуры. Традиционно мнение, что pH ниже 5,5 дает эффект деминерализации эмали зубов. Исследования проводили многие авторы, но есть мнение, что любое pH ниже нейтрального 7,0 может вызывать деминерализацию. Однако есть и мнение, что при pH до 4,5 эмаль еще сохраняет резистентность [4], но про деминерализацию эмали растворами с кислотностью ниже 5,5 мнение прижилось как общепринятое [5].

В Приложении 6 к техническому регламенту Таможенного союза «О безопасности парфюмерно-косметической продукции» (ТР ТС 009/2011 с редакцией №32 от 29.03.2019 г.) с точки зрения допустимого pH средств для отбеливания зубов указан интервал 4,0—10,5 [6]. Тем не менее есть пункт, по которому при заявленном производителем pH меньше 5,5 может потребоваться дополнительная экспертиза на отсутствие деминерализующего эффекта у материала (Решение Комиссии Таможенного союза от 28.05.2010 № 299 (ред. от 14.11.2023) «О применении санитарных мер в Евразийском экономическом союзе»). Некоторые международные регуляторы публиковали как критические значения, после которых наступают серьезные последствия для твердых тканей зуба и мягких тканей полости рта в диапазоне 2—11,5.

Обсуждая кислотность любого вещества, попадающего на эмаль зубов и возможное негативное влияние на нее, надо учитывать множество факторов, прежде всего состояние эмали, которое крайне индивидуально. У пациентов с исходно низкой резистентностью эмали, с очагами деминерализации, со сниженным слюноотделением и другими локальными проблемами риск возникновения или усугубления деминерализации зубов несравненно выше, чем у пациентов со здоровой эмалью. Еще один фактор, кратно усиливающий риск деминерализации применим к отбеливанию зубов — несоблюдение частоты повтора процедур клинического отбеливания [7, 8]. Для современных систем интервал между ними должен быть около года. Но некоторые пациенты хотят делать отбеливание чаще, в итоге доводят состояние эмали до деминерализации. Кроме того, дополнительная проблема, напрямую связанная с высокой кислотностью и бесконтрольной частотой отбеливания зубов — повышенная чувствительность твердых тканей зубов.

Продукты для отбеливания зубов помимо недолгого контакта в клинике (обычно 30—60 мин) могут контактировать с зубами до нескольких часов ежедневно при курсах домашнего отбеливания. Следовательно, эти продукты должны иметь относительно нейтральный pH, чтобы свести к минимуму потенциальное негативное воздействие на эмаль. В крупном исследовании R. Price и соавт. (2000) [2] измеряли pH у 26 популярных материалов для отбеливания зубов. Водородный показатель различных клинических систем варьировал от 3,67 (высококислотный) до 11,13 (высокоосновный). Средства для домашнего отбеливания имели средний pH 6,48 (диапазон от 5,66 до 7,35). Отпускаемые без рецепта отбеливающие средства (полоски, гели) имеют в среднем pH 8,22 (диапазон от 5,09 до 11,13), а отбеливающие зубные пасты — pH 6,83 (диапазон от 4,22 до 8,35) [2].

Производители отбеливающих систем обязаны указывать кислотность своих материалов в стандартном международном сопроводительном документе — (M) SDS (Material) SDS (safety data sheet) — паспорте безопасности. Но уже неоднократно отмечены факты, когда данные указывали либо очень приблизительные, либо неточные. В исследовании R. Mendonca и соавт. (2021) [9] показано, что в 3 из 6 исследуемых гелей известных брендов информация о pH, предоставленная производителями, не соответствовала той, которая была позже определена аппаратными измерениями in vitro.

Учитывая важность параметра «кислотность», мы провели измерение и сравнили pH наиболее популярных систем для отбеливания зубов, представленных на российском рынке.

Цель исследования: изучить параметры pH у доступных отбеливающих систем для прогнозирования возможного риска деминерализации эмали и возникновения повышенной чувствительности твердых тканей зубов во время и после процедур клинического и домашнего отбеливания.

Исследования проводили на образцах отбеливающих систем, имеющих действительный срок годности, правильное хранение и транспортировку в Испытательном лабораторном центре ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии» Москвы (RA.RU.21HH96) в период с 2022 по 2024 г.

Для замеров использовали лабораторный pH-метр «Анион 4100» (для одного образца использован «Эксперт 001»). Лабораторный pH-метр «Анион 4100» позволяет измерять активность ионов водорода (pH) и окислительно-восстановительный потенциал Eh (мВ). Возможности канала pH: определение в диапазоне от –2 до 14, дискретность 0,01, погрешность при измерениях ±0,02. В основу получения результатов положена прямая потенциометрия — измерение электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента (ИСЭ) и преобразование ее в значения pH (рХ), М и С. Зависимость ЭДС от концентраций ионов выражается уравнением Нернста Е = Е0 + S·lg М, где Е — потенциал ИСЭ в растворе; Е0 — стандартное значение потенциала; S — крутизна ионной характеристики; М — молярная концентрация иона. Для определения pH в приборе «Анион 4100» используется метод градуировочного графика, который заключается в построении графика зависимости ЭДС ИСЭ от концентрации буферных растворов с известными значениями pH (рХ) и строится прибором автоматически на основе введенных в его память значений ЭДС ИСЭ в буферных растворах и соответствующих им значений pH (рХ). pH (рХ) анализируемого раствора находится по измеренному в нем значению потенциала ИСЭ.

Системы отбеливания на основе высокой концентрации перекиси водорода практически всегда состоят из двух компонентов — это два шприца или два картриджа у двойного шприца, и в одном из них чистый перекисный компонент, а в другом — активатор с функцией буфера — более щелочной компонент (pH-кондиционер). Это позволяет перекиси водорода сохранять стабильность до процедуры, а после смешения компонентов наносимый на зубы гель будет алкализован, что даст ему более высокий pH.

Следует отметить, что pH-кондиционеры тоже могут влиять на эффективность отбеливающей системы, если сравнить часто встречаемые из них (NaOH, NaHCO₃, Na₂CO₃, KOH, KHCO₃, K₂CO₃) [10]. Кроме того, буферизация перекиси даст активное высвобождение самого важного из активных радикалов — пергидрольного [11]. Так как практически все системы состоят из двух компонентов, мы делали замеры у каждого взятого нами образца исходного pH, кислотности после смешивания компонентов системы между собой и у некоторых материалов дополнительно замеряли данные после рекомендованного производителем по клинической инструкции времени аппликации, чтобы оценить стабильность изменения pH в течение времени процедуры. Единственной клинической системой с высокой концентрацией перекиси водорода (25%), состоящей только из одного компонента (один шприц), стала Bite&White («Cavex»). Производитель заявляет о «революционном» запатентованном перекисном соединении, не нуждающемся в алкалинизации: Hydrogen Peroxide Superior (HPS). Получить данные по этому материалу нам было особенно интересно (см. таблицу).

pH известных систем для отбеливания зубов

Примечание. * — «Cavex», ** — «Morvabon» — бренды в РФ не зарегистрированы, данные получены в процессе клинической апробации материала. ПВ — перекись водорода; ПК— перекись карбамида.

Пользуясь случаем, мы также протестировали некоторые популярные образцы систем для домашнего отбеливания.

Полученные результаты лабораторных исследований представлены в таблице.

Необходимо отметить, что ведущие производители отбеливающих систем действительно обращают внимание на важность этого показателя, и некоторые из них со временем оптимизируют состав, делая его более безопасным по отношению к эмали. Так, у популярного материала для клинического отбеливания Opalescence boost в исследовании R. Price [2] в 2000 г. (Opalecence Xtra 35%) pH был определен как 3,67, в исследовании R. Mendonca [9] — 7,2, а в настоящем исследовании pH — около 10. Надо понимать, что высокая кислотность геля удобна для производителей тем, что позволяет увеличить срок годности и хранения материала. Поэтому постоянно приходится искать некую «золотую середину».

Чем выше кислотность отбеливающего геля, тем выше риск вредного действия на ткани зуба, и тем выше риск возникновения повышенной чувствительности и ее интенсивность. В то же время клиническая эффективность практически не различается у материалов с высокой и низкой кислотностью, а по некоторым исследованиям, наоборот, выше в случае использования именно щелочных гелей, и особенно с активацией геля источником направленного света [9, 12—14].

В работе K. Bersezio и соавт. (2019) [15] показано, что достоверные различия по долгосрочной стабильности результата отбеливания при использовании одинаковой по концентрации системы (35% перекиси водорода), но с низким (2 — кислая среда) и высоким (7 — щелочная среда) pH отсутствуют [14, 15].

От другого вида стабильности геля — краткосрочной, напрямую зависит и количество рекомендованных производителями сеансов со сменой на новую порцию геля, которые различаются в зависимости от системы. Чем менее стабилен гель, тем быстрее падает его pH, и тем чаще возникает необходимость повторять сеансы процедуры [9, 16]. Чем ниже его pH, тем быстрее и активнее идет диффузия перекиси до пульпы и возникает повышение чувствительности зуба во время процедуры. Однажды попав в пульпу, перекись способна запустить воспалительный процесс с высвобождением нескольких химических медиаторов воспаления, которые меняют местную микроциркуляцию, создавая давление на периферические нервные волокна и активируя связанные с этим ноцицепторы, что и приводит к болевой реакции [17, 18].

Ряд ученых утверждают, что повторы сеансов не имеют клинической необходимости [19, 20]. Однако сегодня на рынке представлены единицы систем с однократным нанесением — из ламповых систем это Smart Bleach (DEKA) — одно нанесение на 27 мин, из безламповых — Whiteness HP AutoMixx (FGM) — одно нанесение на 50 мин.

Кроме того, ряд технических моментов при исследованиях pH также в некой мере влияет на финальные результаты. Поэтому эксперименты в данной области продолжаются. Посвятив наблюдениям за разными техниками отбеливания зубов уже много лет и изучая многочисленные материалы для этой процедуры, мы также видим важность всех технических параметров перекисных гелей, в первую очередь, кислотности, а во вторую — концентрации. В клинической практике это заметно влияет на комфорт пациента во время проведения процедуры и на возникновение чувствительности твердых тканей зубов. Совершенно очевидно, что чем ниже концентрация перекисного соединения и чем меньше его кислотность, тем выше шансы на комфортное и безболезненное клиническое отбеливание. Впрочем, это не всегда работает для домашних методик отбеливания — в данном аспекте, на наш взгляд, ключевую роль в возникновении чувствительности будет играть продолжительность аппликации.

Кислотность отбеливающих препаратов, как и концентрация активного агента, время аппликации и частота проведения процедур — важные базовые параметры всего процесса. Их не надо опасаться, просто надо знать их нормы и правильно применять в зависимости от клинической ситуации.

Для профилактики возможной деминерализации эмали зубов в результате проведения процедуры отбеливания важно проведение предварительного курса реминерализующей терапии в течение не менее 14 дней в виде ежедневных аппликаций. Кроме того, включение реминерализующей терапии в схему неинвазивного устранения дисколоритов зубов, после проведенных последовательно клинического и домашнего этапов отбеливания, является обязательным этапом, который помимо возмещения возможной потери минералов эмалью зуба, усилит яркость и блеск поверхности зуба, сделает цветовое восприятие более однородным и поможет устранить повышенную чувствительность зубов [21].

Результаты тестирования отбеливающих систем, представленных на российском рынке, показали, что pH был определен в пределах нормы. Не выявлено критических значений ни у одной из них. Чем выше водородный показатель у системы, тем меньше риск повышения чувствительности и вредного воздействия на эмаль зубов.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.