Sklovina a cement Jan Křivánek 6. 4. 2021 Image result for enamel human tooth A Review of Dental Tissue Microstructure, Biomodification, and Adhesion | Special Issues Related image Image result for mole rat •SKLOVINA •(enamelum, enamel, email, substantia adamantina, s. vitrea) Sklovina (enamelum, enamel, email, substantia adamantina, s. vitrea) -Nebuněčná hmota, která kryje anatomické korunky -Ektodermálního původu -Nejtvrdší tkáň (křehká) v těle obratlovců -Acelulární Tloušťka: U trvalých zubů +- 2,5 mm (na řezacích hranách nebo kousacích ploškách) U dočasných zubů +- 1,3 mm Na zubním krčku jen +- 0,1 mm Fyzikální vlastnosti -Index lomu 1,62; spec. hmotnost 2,9 g.cm-3, -Mohsova stupnice tvrdost 5 (nejtvrdší tkáň lidského těla) -Průsvitná, barva - odstíny bílé - závisí na tloušťce a stupni mineralizace Šedobílá - na okluzních plochách Bílá - ve středním oddílu korunky Nažloutlá - poblíž krčku – prosvítá barva dentinu -Velmi odolná k abrazi -Povrchová sklovina tvrdší, hustší a méně porézní (aprizmatická) -Tvrdost se snižuje směrem k dentinosklovinné hranici a od kousacích plošek ke krčku Image result for mohs hardness Proteiny nekolagenové povahy a)Amelogeniny -90 % -Hlavní produkt sekretorní fáze ameloblastů -kulovité polymery, regulace růstu sklovinných hranolů b)Proteiny ne-amelogeninové povahy : -Enamelin - Nukleace a usměrnění růstu krystalů -Ameloblastin – adhezivní molekula -Kalikrein 4 – Proteasa secernovaná ameloblasty na konci sekretorní fáze -Tuftelin – stabilizuje spojení s dentinem c)Enzymatické proteiny -Metaloproteinázy (MMP20) – degraduje amelogenin -alkalická a kyselá fosfomonoesteráza a serinproteináza1 Chemické složení Anorganická část 96 - 97 % Voda 2 - 3 % Organická část 1 % Frontiers | Amelogenesis Imperfecta; Genes, Proteins, and Pathways | Physiology Mikroskopická stavba Složitá vnitřní, druhově specifická organizace Sklovinné hranoly – prizmata a interprizmatická hmota (+-1 um široká) probíhají od dentinosklovinné hranice k povrchu skloviny, asi 8,5 milionu (řezáky) https://pocketdentistry.com/wp-content/uploads/285/c04f002.gif https://www.researchgate.net/profile/Stefan_Habelitz/publication/274086153/figure/fig2/AS:416101423 960065@1476217718134/Relationship-among-the-Tomes-process-the-pits-and-rod-interrod-development-in. png https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcS8XMrnOu6qQXS3ge3OxANHhild8sZOk-cl1YKONbwphOX MZbV0nA Figure_07-01 Ultrastruktura hranolů Skládají se z podélně řazených krystalků hydroxyapatitu, vložených do proteinové matrix (amelogeniny, Proteiny ne-amelogeninové povahy) Struktura interprizmatické substance stejná, krystaly postaveny šikmo nebo kolmo na prizmata Figure_07-02 5 Enamel decussation pattern (rodents) •Very precise and homogeneous organization of enamel microstructure •Little differences within different species •Fundamental mechanisms controlling decussation pattern formation are evolutionary conserved Daniela C. Kalthoff, 2007 Longitudinal section of the Wood Mouse, Apodemus sylvaticus, showing typical uniserial enamel. Enamel-dentine-junction to the left, outer enamel surface to the right. Image: Daniela C. Kalthoff Wood Mouse (Apodemus sylvaticus) Daniela C. Kalthoff Goldberg et al, 2014 Mus musculus Heterosminthus gansus (late Miocene) Fig. 3. (a) “Secretory ameloblasts of rat incisor during development of inner enamel showing alternate inclinations of proximal ends of cells in alternating transverse rows, which are sliding past one another at this stage of development. Papillary cells are seen at the top of field of view, enamel at the bottom” (quoted caption and image from (Boyde, 1989)). (b) Schematic of cells in (a), with the cell tips marked by tip points, e.g., x4. The trajectory of Tomes’ process, on average, shadows the trajectory of the cell tip, as illustrated for cell 4. https://www.researchgate.net/profile/Lyle_Gordon/publication/274728288/figure/fig1/AS:2715636059341 03@1441757217968/Overview-of-mouse-incisor-enamel-structure-A-B-SEM-images-of-a-lactic-acid-etched. png Bridging the gap: 3D real-space characterization of colloidal assemblies via FIB-SEM tomography - Nanoscale (RSC Publishing) DOI:10.1039/C8NR09753D A schematic drawing showing the FIB-SEM geometry, and a low... | Download Scientific Diagram Welcome To Tiny Town | Tacky Raccoons Vnější znaky skloviny RetziusovyLinie https://www.researchgate.net/profile/Fernando_Ramirez_Rozzi/publication/13510703/figure/fig2/AS:661 606069444608@1534750587171/Schematic-section-of-a-tooth-showing-incremental-lines-in-enamel-The-num ber-of.png Retziusovy proužky Perikymata Hunterovy - Schregerovy proužky Neonatální linie Enamel tuffs Vnější znaky skloviny Hunterovy - Schregerovy proužky •Důsledek změn směru procházejících sklovinných prismat •Průběh sklovinných prismat se mění ve všech směrech, zejména u premolárů a molárů. •Opticky se jeví jako střídající se světlé a tmavé proužky Gabriel-Philippe de la Hire and the discovery of Hunter-Schreger bands | British Dental Journal Lynch et al., British dental journal, 2010 Course of Hunter-Schreger bands (HSB) on: the buccal side of M 2 from... | Download Scientific Diagram Course of Hunter-Schreger bands (HSB) on: the buccal side of M 2 from Ursus spelaeus (A), the buccal side of P 4 from Felis catus (B), the U. wenzensis M 2 viewed from the lingual and occlusal side (C) and the buccal side of M 1 from U. wenzensis. Nowakowski et al., 2010 Inkrementální (přírůstkové) linie skloviny Sklovina přirůstá periodicky: vliv cirkadiálních rytmů Projev periodické aktivity ameloblastů nebo společné mineralizace většího počtu denních přírustků Na základě přírůstkových linií rozlišujeme charakteristické proužkování skloviny a) Denní linie - - - - b) Retziusovy linie (sklovinné striae) - - - - c) Neonatální linie - - Inkrementální (přírůstkové) linie skloviny Sklovina přirůstá periodicky: vliv cirkadiálních rytmů Projev periodické aktivity ameloblastů nebo společné mineralizace většího počtu denních přírůstků Na základě přírůstkových linií rozlišujeme charakteristické proužkování skloviny a) Denní linie -Způsobují příčné pruhování prizmat (cross-striation), velmi tenké 2,5 - 6 μm -Střídání fáze intenzivní sekrece s fází odpočinkovou -Souvisí s cirkadiálními rytmy - b) Retziusovy linie (sklovinné striae) -Pozorovatelné v optickém mikroskopu na zubních výbrusech, vzdálenost 25-35 μm -Od dentinosklovinné hranice k povrchu skloviny -Tvoří perikymata (labiální plošky předních zubů - incisivi, caninus) - c) Neonatální linie -Výrazný pruh méně mineralizované skloviny -Vzniká v důsledku náhle změny příjmu potravy při narození -U zubů primární dentice a M1 -Patří mezi Retziusovy linie Enamel incremental periodicity. Top: Daily (circadian) growth lines, or cross-striations (short arrows) are observed between adjacent long-period (multidien) striae of Retzius (long arrows) (distance between the adjacent striae of Retzius shown = 30 μm). Bottom: Striae of Retzius may be seen to course across the horizontal field of view (FW = 450 μm). The number of cross-striations between adjacent striae of Retzius is termed the "repeat period" (RP). In this instance the molar enamel from one of the authors (TGB), the RP = 8 (see Fig 2). (Timothy G. Bromage et al., 2015, American Journal of Physical Anthropology; Hard Tissue Biology, Metabolomics, and Life History) Denní linie Denní – cirkadiální přírůstkové linie (krátké šipky) jsou patrné mezi Retziusovými – vícedenními proužky (dlouhé šipky) Počet příčných proužků mezi sousedními Retziusovými liniemi se nazývá „repeated period“. U lidského moláru je to 5-10 proužků. Swine enamel circadian and multidien rhythms. Dark banding across the horizontal field are striae of Retzius (long arrows), while 5 daily events may be seen between adjacent striae (short arrows) (FW = 1 mm). doi:10.1371/journal.pone.0145919.g003 (Timothy G. Bromage et al., 2015, American Journal of Physical Anthropology; Hard Tissue Biology, Metabolomics, and Life History) Denní linie Prasečí sklovina Denní – cirkadiální přírůstkové linie (krátké šipky) jsou patrné mezi Retziusovými – vícedenními proužky (dlouhé šipky) https://slideplayer.com/slide/1663140/7/images/31/Enamel+Dentin+Lines+of+Retzius+Lines+of+Owen+Dent ino-enamel+Junction.jpg Retziusovy linie Retziusovy linie Figure_07-59 Figure_053 Perikymata Figure_054 Neonatální linie Inkrementální (přírůstkové) linie skloviny projev periodické aktivity ameloblastů nebo společné mineralizace většího počtu denních přírustků prizmat a) Denní linie -Způsobují příčné pruhování prizmat (cross-striation), velmi tenké 2,5 - 6 μm -Střídání fáze intenzivní sekrece s fází odpočinkovou -Souvisí s cirkadiálními rytmy - b) Retziusovy linie (sklovinné striae) -Pozorovatelné v optickém mikroskopu na zubních výbrusech, vzdálenost 25-35 μm -Od dentinosklovinné hranice k povrchu skloviny -Tvoří perikymata (labiální plošky předních zubů - incisivi, caninus) - c) Neonatální linie -Výrazný pruh méně mineralizované skloviny -Vzniká v důsledku náhle změny příjmu potravy při narození -U zubů primární dentice a M1 -Patří mezi Retziusovy linie Figure_054 Aprizmatická sklovina •20-70 um tlustá vrstva na povrchu korunky bez prizmat •Tvrdší a více mineralizovaná, obsahuje více fluoru, •Tvoří se před ukončením aktivity ameloblastů •Krystaly hydroxylapatitu uspořádány souběžně a kolmo k povrchu emailu obr29 Enamel types and variation in crystallite volume of prismatic enamel... | Download Scientific Diagram Giant panda׳s tooth enamel: Structure, mechanical behavior and toughening mechanisms under indentation - ScienceDirect Figure_07-37 Figure_062 Dentinosklovinná hranice • •Hranice mezi sklovinou a dentinem, tvoří funkční napojení těchto dvou tvrdých tkání. •Vývojově se nachází v místě bývalé bazální membrány ameloblastů •Na podélných preparátech má vroubkovaný průběh (girlandy) •Sklovinná prizmata Diagram of molar anatomy depicting age-related landmarks [dentin enamel... | Download Scientific Diagram Cuticula dentis (Nasmythova blanka) • •Kryje nově prořezaný zub •Vzniká při prořezávání korunky splynutím primární a sekundární kutikuly za vývoje zubu •Snadno podléhá abrazi – mizí z kousacích plošek zubů •Asi 1 um tlustá blanka, tvořena proteiny a polysacharidy •Po prořezání její zbytky můžou být patrné pouze v blízkosti zubního krčku PPT - TOOTH & RELATED TISSUES: Developmental goal PowerPoint Presentation - ID:4098109 Figure_063 Sklovinná vřeténka (fuzus enameli) až 100 um dlouhá prodloužení dentinových tubulů do skloviny Cemento-sklovinná hranice 3 typy: přesah cementu na sklovinu v ostré linii s mezerou 15 % 52 % 33 % cement_sklhranice Regenerace skloviny Sklovina neregeneruje! Ameloblasty zanikají během erupce Hypoplazie skloviny Sklovina je měkká a drobivá etiologie: •Poškození ameloblastů a předčasné ukončení jejich činnosti •Genetické příčiny (amelogenesis imperfecta) •Dlouhodobě zvýšený přísun fluoridů (5 násobné zvýšení fluoridů v pitné vodě) •Tetracyklinová antibiotika - inkorporována do skloviny během kalcifikace •Horečnaté stavy • Image result for amelogenesis imperfecta http://www.jcda.ca/sites/default/files/d38/fig3.png https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/A_amelogenesis_imperfecta.jpg/220px-A_ame logenesis_imperfecta.jpg Reparace skloviny Dochází ke zpětné remineralizaci poškozené skloviny působením slin • • • Věkové změny skloviny -Obrušování – v pokročilejších stádiích může dojít až k expozici dentinu -Změna chemického složení – zvyšování obsahu fluoridů, snižování obsahu vody a organických sloučenin -Změna pigmentace skloviny – inkorporace organického materiálu do skloviny, tloustnutím dentinu a jeho tmavnutí -Změny permeability – s věkem se snižuje, krystaly během života rostou a zmenšují se póry mezi nimi Attrition: loss of enamel, dentin, or restoration by tooth-to-tooth... | Download Scientific Diagram How Can I Get Rid of Yellow Teeth? | Old Town Smiles Zubní cement (cementum, substantia petrosa) Image result for cement •Tvrdá, kosti podobná tkáň, kryjící kořen zubu •Nažloutlá barva •Avaskulární hmota •Nedochází v něm k přestavbě (na rozdíl od kostní tkáně) •Může být resorbován cementoklasty - v období výměny zubů •Je tvořen stále v průběhu života apozicí nových vrstev vitální tkáně. Přirůstání probíhá periodicky – inkrementální linie. •Vývojově pochází z ektomezenchymu • •Tvoří ho: •Buněčná hmota •ECM Zubní cement Image result for cementum What Is Cementum? - Vibrant Smiles Mableton GA Dentist Dr Chea Rainford •Kolagenní vlákna (zejména kolagen 1) periodontálních ligament, která jsou zanořena na jedné straně v cementu a na straně druhé v periostu alveolární kosti •Tvoří funkční uchycení zubu v ubního alveolu •Probíhají až do acelulárního cementu, kde plně mineralizují Sharpeyova vlákna Periodontium Equine dental and periodontal anatomy: A tutorial review - Staszyk - 2015 - Equine Veterinary Education - Wiley Online Library https://pocketdentistry.com/wp-content/uploads/285/F000196f10-02-9780323082563.jpg Mikroskopická stavba cementu Cementocyty, Cementoblasty, Cementoklasty (výměna zubů) Mezibuněčná hmota (ECM) = Cement Figure_080 Cementoblasty Buňky, které se aktivně podílí na tvorbě ECM Cementocyty Buňky obklopené cemenózní tkání, těla uložena v dutinkách (lacunae), výběžky v chodbičkách (obdoba osteocytů v kosti) – canaliculi cementi Cementoklasty Podílí se na reserbci cementu dočasných zubů Acelulární (primární) Celulární (sekundární) Podle typu ECM Buňky cement_rozlozeni Cementová matrix Tvoří ji kolagenní vlákna a zvápenatělá amorfní extracelulární hmota Kolagenní vlákna probíhají ve snopečcích jejichž orientaci určují síly, které za zub působí Cement podle vzniku dělíme na: Primární (acelulární) Neobsahuje cementocyty V rozsahu celého zubního kořene Nasedá přímo na zubovinu Tloušťka: 10 do 200 um Sekundární (celulární) Obsahuje cementocyty V místech zatížení nebo v důsledku stárnutí Zejména na zubních apexech Dorůstá až do tloušťky 500 um Prim_sekCement.jpg Prim_sekCement.jpg • • •Hyperplasie cementu •(hypercementóza) • •Abnormální ztluštění cementu •Vyskytuje se buď izolovaně, nebo u všech zubů dentice (Pagetova choroba) •Nejčastější příčinou hypercementózy bývá dlouhodobé a nadměrné zatěžování zubů •Cementikly – v PDL exostozy Cementum, apical morphology and hypercementosis: a probable adaptive response of the periodontal support tissues and potential orthodontic implications hypercement Hypercement.jpg hypercement Děkuji za pozornost!