Владимир Грисимов

Факторы многоцветности зубов и реставраций

Фото 5. Вид полостей после препарирования (небно). Отсутствует небольшой объем тканей, опаковое ядро зуба сохранено, в связи с чем дентиновый оттенок (А3D) применять нецелесообразно из за его высокой опаковости. Для имитации наружных слоев отсутствующего дентина зуба достаточно использовать оттенок «Боди».

 Фото 6. Оттенок «Опак» А3 Филтек Суприм ИксТи Флоабл (Filtek Supreme XT Flowable) внесен на дно полости для воссоздания дентина в опаковой зоне зуба.

 

 
Рис. 1. Контуры восстановленного дентинового тела. Вначале из оттенка А3В восстанавливается отсутствующий дентин зуба на боковых гранях. Оттенок «Боди» на контактной поверхности не доводится до основного контура зуба примерно на 1 мм. В режущую треть оттенок «Боди» вводится согласно анатомическим границам, имитируя мамелоны. Ориентиром длины мамелонов могут быть боковые резцы. Зона прозрачного режущего края от 1 до 1,5 мм.
Рис. 2. Далее оттенком А3В перекрывается вестибулярная поверхность для маскировки подлежащих тканей и сквозных дефектов. Если вестибулярно использовать только оттенок «Эмаль» без «Боди», есть риск неоднородного просвечивания тканей зуба и восстановленных полостей. Дентиновое тело зуба воссоздано окончательно (фото 7)
Фото 7. Окончательное восстановление дентинового тела.

 

 

 

Фото 8. Оттенок АТ восстанавливает утраченную эмаль режущего края, с избытком на пришлифовку и коррекцию формы, располагается небно, вестибулярно, незначительно заходя на боковые грани, перекрывая мамелоны на 1 2 мм (рис. 3).

 

Рис. 3. Схема расположения прозрачного оттенка в области режущего края.

 

 

 

Фото 9. Вначале оттенок А3Е вносится на боковые грани, формируя контактные области. Затем оттенок А3Е наносится на всю вестибулярную поверхность. Сформирован контур зуба, оставлены промежутки для контактных пунктов, которые будут восстановлены на самом последнем этапе.

Рис. 4. Схема окончательного расположения слоев «Боди», «Эмаль» и «Транслюсент» во фронтальной плоскости под искусственной эмалью.

 

 

Фото 10. Оттенок АТ наносится на оттенок А3Е, перекрывает всю вестибулярную поверхность, с избытком для формирования с помощью механической обработки микро и макрорельефа. После этого оттенком А3Е окончательно восстанавливаются контактные пункты.

 

Рис. 5. Схема окончательного расположения слоев «Боди», «Эмаль» и «Транслюсент» в сагиттальной плоскости
под апроксимальной эмалью.

 

Фото 11. Вид центральных резцов после механической обработки. Воссозданы форма и размеры зубов, макро
и микрорельеф. В области режущей трети зуба визуализируются мамелоны, прозрачная зона режущего края в виде серо голубой полоски и эффект гало в виде желто белого «свечения».

Фото 12. Окончательный вид реставрированных зубов после замены реставраций на боковых резцах.

 

 

Обсуждение

Цвет любого несамосветящегося объекта определяется количеством и спектральным составом света, который объект отражает. Интенсив ность света, отраженного полупрозрачным объектом (полупрозрачной средой), равна интенсивности падающего света за вычетом света, поглощенного внутри объекта, и света, прошедшего через объект:

Свет, который отражается границей раздела «воздух — объект», — это свет источника. Будем полагать, что по своему спектральному составу этот свет близок к свету источника D65 (дневной белый свет, содержащий все длины волн одина ковой интенсивности). От глянцевой поверх ности эмали зуба или реставрационного мате риала свет источника отражается зеркально. Диффузно падающий свет отражается диффуз но, а направленно падающий свет отражается направленно. Свет, отраженный границей раз дела «воздух — объект» (френелевское отраже ние),1 не несет информации о цвете объекта. При его направленном отражении (зеркальный блик) он маскирует цвет объекта, а при диффуз ном отражении равновелико по всем длинам волн увеличивает количество света, исходящего из его объема, т.е. увеличивает светлоту объекта.

Информацию о цвете объекта (среды) несет в себе свет, который исходит из его объема. Коли чество и спектральный состав такого света зави сит от коэффициентов рассеяния и поглоще ния, а также от толщины данного объекта или среды. При прохождении света источника через рассеивающую и поглощающую среду (образец композита, эмаль, дентин) световой поток ос лабляется. Ослабление светового потока проис ходит по экспоненциальному закону, и оно тем больше, чем больше коэффициенты рассеяния (S) и поглощения (K) среды.2 Ослабление свето вого потока за счет поглощения означает его безвозвратную потерю из за превращения в тепло. Ослабление за счет рассеяния сопровож дается возвращением части света, рассеянной назад, в сторону источника. Рассеянный назад свет — это свет, отраженный объемом среды. Он содержит те длины волн, которые не поглоти лись пигментами среды и не прошли сквозь сре ду за ее границы. Интесивность света, отражен ного объемом, прямо пропорциональна величи не коэффициента рассеяния.

Учет расстояния между границами полупрозрачного объекта по ходу светового потока от иcточника важен для прогнозирования его цвета. Цвет образца композита, эмали и дентина зуба сохраняет свое постоянство вне зависимости от изменения цвета подложки, находящейся с об разцом в оптическом контакте, если размер образца по ходу светового потока не меньше некоего значения (X ), называемого бесконечной толщиной. Отношение отраженного света (Iотр) к падающему (Iпад) для объекта такой толщины — это так называемый коэффициент отражения объекта бесконечной толщины (R ). Для композита сумма отраженных длин волн, соответствующих R , представляет его истинный цвет.

Истинный цвет композита задан введенны ми в него пигментами. Для придания оттенку реставрационного материала большей отража ющей способности в желто красной области пигменты больше поглощают свет, соответ ственно, в сине зеленой области. Причем с уменьшением длины волны количество погло щенного света увеличивается. Таким образом, величина коэффициента поглощения компози та увеличивается обратно пропорционально длине волны. В зависимости от состава пигмен тов отражательная способность материала более выражена в желто оранжевой (оттенки B) или оранжево красной (оттенки A) части спектра. От количества пигментов в единице объема ма териала зависит его цветонасыщенность. От толщины образца материала при условии, что она меньше X , также зависит цветонасыщен ность, так как толщина образца — это длина оп тического пути светового потока в прямом и об ратном направлении, на котором происходит изменение его спектрального состава.

Если толщина образца материала меньше X , то его цвет не соответствует истинному. При положении такого образца на белой под ложке в оптическом контакте с ней светлота увеличивается, а цветонасыщенность в желто красной области может увеличиваться или уменьшаться. В качестве примера на рис. 6 представлены полученные нами спектры отра жения от четырех образцов (толщиной 0,08 мм, 0,18 мм, 1,18 мм и 9,70 мм) композита Эстелайт (Estelite , Tokuyama Dental) оттенка A3, а так же от эталонов белого и черного цвета.2 В табли це 1 представлены показатели CIE L*a*b*, соот ветствующие данным графикам. Представлен ные спектры и показатели CIE L*a*b* соответ ствуют источнику света D65.

Горизонтальность линий, которыми пред ставлены спектры отражения от эталонов бело го и черного цвета, говорит о том, что они явля ют собой ахроматические цвета. Любые оттенки (градации) серого цвета с разной светлотой должны представлять собой на графике также гори зонтальные линии, расположенные между спектрами белого и черного цвета. То, что зна чения коэффициентов отражения от образца белого цвета по всему спектру соответствуют 97,5%, а не 100%, говорит о том, что часть свето вой энергии поглощается образцом. В то же вре мя коэффициенты отражения от черного образ ца порядка 3% по всему спектру говорят о нали чии френелевского отражения от границы «воз дух — образец». Данная составляющая отраже ния имеет место во всех случаях при рассмотре нии любого объекта на воздухе.

Рис. 6. Спектры отражения от эталонов белого и черного цвета (соответственно верхняя и нижняя горизонтальные линии на графике) и спектры отражения от образцов композита Эстелайт A3. Ось абсцисс — длина волны (нанометров). Ось ординат — коэффициенты отражения (процентов).

 

Цвет образца Эстелайта бесконечной толщи ны (толщина 9,70 мм) — это геометрическая фигура на поле графика, ограниченная осью абсцисс и нижней спектральной кривой. Соот ветственно, пространство поля графика между спектральной кривой данного образца и спек тром эталона белого цвета — это свет, погло щенный пигментами образца. Цвета располо женных на белой подложке образцов толщиной 1,18 мм, 0,18 мм, 0,08 мм — это геометрические фигуры, ограниченные осью абсцисс и соот ветствующими спектральными кривыми. Пло щадь каждой фигуры представляет собой пока затель светлоты (L*), а форма спектральной кривой определяет соотношение показателей a* (красный — зеленый) и b* (желтый — синий) цветового пространства CIE L*a*b*. Показатель цветонасыщенности (C — Chroma, Color satura tion) рассчитывается по формуле:

Расчет по этой формуле, исходя из данных таблицы 1, показывает, что минимальное значе ние цветонасыщенности — у образца толщиной 0,08 мм, а максимальное — у образца толщиной 1,18 мм. Интересно отметить, что значение цве тонасыщенности у образца бесконечной тол щины несколько меньше, чем у образца толщи ной 0,18 мм, в то время как при визуальном сравнении этого не видно. Вероятно, поэтому в колориметрии (в цветовом пространстве CIE L*u*v* — аналоге CIE L*a*b*) существует поня тие психометрической цветонасыщенности (Psyhometric saturation — suv ), которая равна:

Расчет по формуле (3) показывает, что цвето насыщенность образца бесконечной толщины больше, чем образца толщиной 0,18 мм.

При положении образца на черной подложке цветонасыщенность в значительной мере умень шается.2 Цветонасыщенность уменьшается и при отсутствии подложки, но меньше, чем при кон такте с черной подложкой. Данный факт обуслов лен тем, что в любой слабопоглощающей оптически неоднородной среде коротковолновый свет рассеивается сильнее, чем длинноволновый, так как коэффициент рассеяния обратно пропорцио нален длине волны. Степень такой зависимости различна у материалов с разной прозрачностью. У эмалевых и дентиновых оттенков коэффициент рассеяния обратно пропорционален первой степени длины волны.5 У оттенков типа «incisal» (прозрачных) коэффи циент рассеяния обратно пропорци онален не менее, чем второй степени длины волны. Это обусловлено тем, что характер рассеяния света в денти новых и эмалевых оттенках близок к многократному, а в прозрачных от тенках — к рэлеевскому.6 Поэтому при прохождении светового потока через образец материала толщиной меньше X преимущественно про исходит рассеяние, а значит, и объемное отражение коротковолно вого света. При этом длинноволно вый свет (оранжевый, красный) рас сеивается меньше, проходит через образец и, преодолевая границу «об разец — воздух», выходит из образца. Небольшая часть света, достигшего этой границы (порядка 5%), отража ется от нее и возвращается в образец (френелевское отражение). Таким образом, имеет место утрата какой то части длинноволнового света, от раженного объемом материала. Ве личина этой части возрастает при уменьшении коэффициента рассея ния и толщины образца.

Для иллюстрации вышесказанно го приведем примеры в виде спек тров отражения от образцов нано композита Филтек Суприм ИксТи (3M ESPE) разной прозрачности толщиной 1,05 мм, 2,10 мм и 3,15 мм.

На рис. 7 представлены спектры отражения от трех образцов A3D вышеуказанной толщины без под ложки. Наибольшая площадь поля графика под спектральной кривой (светлота) и наибольшие значения длин волн в красной области спек тра (цветонасыщенность) у образца толщиной 3,15 мм, а наименьшая — у образца толщиной 1,05 мм. Ана логичным образом относительно друг друга располагаются спект ральные кривые у образцов оттенка A3B (рис. 8) и оттенка A3E (рис. 9). При этом у всех образцов оттенка A3B показатели светлоты и цветонасыщенности меньше, чем у оттенка A3D, а у оттенка A3E эти показатели еще меньше. У образца толщиной 1,05 мм оттенка A3E коэффициенты отражения в области 700,0 нм, 546,1 нм и 435,8 нм, т.е. в области цветовых сти мулов RGB,7 почти одинаковые, что указывает на почти серый цвет образца. Таким образом, на представленных графиках (рис. 7, 8, 9) изобра жены 9 разных спектральных кривых, которые представляют собой 9 разных цветов.

Рис. 7. Распределение спектров отражения от образцов Филтека оттенка A3D толщиной 3,15 мм, 2,10 мм и 1,05 мм.

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Распределение спектров отражения от образцов Филтека оттенка A3B толщиной 3,15 мм, 2,10 мм и 1,05 мм.

 

 

 

 

Рис. 9. Распределение спектров отражения от образцов Филтека оттенка A3E толщиной 3,15 мм, 2,10 мм и 1,05 мм.

Самые большие потери длинноволнового света при отражении объемом материала видны на рис. 10, где представлены спектры отражения от прозрачного оттенка YT. В оптическом кон такте с белой подложкой при любой представ ленной толщине образцы показывают желтый цвет (три верхние спектральные кривые). Те же образцы без подложки показывают серо синий (толщина 2,10 мм и 3,15 мм) и серо фиолетовый цвет (толщина 1,05 мм). При этом спектры отражения от образцов 2,10 мм и 3,15 мм почти совпадают. В цветовом пространстве CIE L*a*b* инверсия цвета от желтого к серо синему означает уменьшение показателя L* и переход от положительных к отрицательным значениям по казателя b* (таблица 2). Инверсия цвета от желтого к серо фиолетовому означает еще и уменьшение отрицательных значений показателя a*, так как в цветовом пространстве CIE L*a*b* (круг Манселла) красный цвет расположен ближе к фиолетовому, чем к желтому. Такая инверсия цвета обусловлена тем, что характер рассеяния света в прозрачных оттенках близок к рэлеевскому и при этом у композитов средние значения коэффициентов поглощения (K) меньше таковых коэффициентов рассеяния (S) пример но на порядок.

 Рис. 10. Спектры отражения от образцов Филтека оттенка YT.

 

 

 

 

 

 

 

Известно, что с возрастом структура эмали уплотняется за счет минерализации, а в дентине может быть уменьшение просвета дентинных трубочек. Это означает уменьшение оптической неоднородности твердых тканей, а значит — уменьшение рассеивающих свойств и увеличе ние прозрачности. Увеличение прозрачности эмали означает увеличение влияния на цвет зу ба ее подложки, т.е. дентина.

Обычный дентин обладает выраженной ани зотропией рассеяния. Падающий по направле нию дентинных трубочек свет глубоко проника ет и мало рассеивается, а падающий поперек дентинных трубочек свет проникает неглубоко из за более выраженного рассеяния.6 У резцов в

инцизальной трети поверхность зуба проецируется на дентин, где дентин ные трубочки ориентированы в ос новном вдоль оси зуба. В средней трети трубочки отклонены к гори зонтальной плоскости, а в пришееч ной трети трубочки еще больше от клонены. Таким образом, в силу оп тических свойств дентина падаю щий на вестибулярную поверхность свет, преодолев эмаль, наиболее глу боко проникает в дентин пришееч ной трети и меньше всего в резцовой трети. Такой характер распростране ния света обусловлен волноводны ми свойствами дентина.8, 9 Оптичес кую среду «основное вещество дентина — просветы дентинных трубочек» можно рассматривать как систему оптических волново дов (световодов). Если свет падает на торцы све товодов внутри их апертурных углов, то он рас пространяется по световодам.10 Такой характер распространения света имеет место в дентине пришеечной и средней трети (фото 13). Если свет падает на торцы световодов вне апертурных уг лов или поперек их направления, то он не может по ним распространяться и в значительной мере рассеивается. Из за рассеяния длина оптическо го пути в среде укорачивается. Укороченность оптического пути светового потока в дентине резцовой трети обусловлена еще и анатомичес кими особенностями, поскольку в этой области в вестибуло оральном направлении слой дентина относительно тонкий (фото 14).

Из представленных фотографий видно, что при падении света в области средней трети дли на оптического пути светового потока в дентине в три раза превышает таковую в эмали. При па дении света в области резцовой трети оптичес кий путь светового потока в дентине в три раза меньше всего оптического пути от вестибуляр ной до оральной поверхности зуба. При этом видно, что свечение (интенсивность бокового рассеяния) лазерного света в вестибулярной эмали и дентине более выражено при падении лазерного пучка в резцовой трети. Выше было сказано, что количество пигментов в единице объема и толщина образца материала определя ют цветонасыщенность данного материала. Исходя из оптического закона обратимости,7 раз ности оптического пути светового потока в ден тине (фото 13, 14) и того, что носителем пиг ментов является дентин, становится понятным, почему цветонасыщенность резца уменьшается в направлении от шейки зуба к режущему краю.

Уменьшение цветонасыщенности в данном направлении может сочетаться с увеличением светлоты. Это вполне возможно, поскольку несклерозированный дентин резцовой трети из за характера расположения дентинных трубочек и их большой плотности довольно сильно рассе ивает свет. Однако возможна и какая то степень облитерации трубочек в данной области, след ствием чего является увеличение прозрачности, изменение соотношения пропускания — рассея ния света и, соответственно, уменьшение свет лоты. Если нет стертости режущего края, то по вышенная степень прозрачности эмали и денти на в режущей трети усиливает многоцветность резца за счет эффектов опалесценции и гало.

В приведенном выше клиническом примере заменены старые реставрации и откорректиро вана форма зубов. Коррекция формы централь ных резцов включала увеличение длины корон ки. Были использованы полупрозрачные оттен ки одного цвета (A3) и прозрачный оттенок AT (аналог оттенка YT). Благодаря подобранной комбинации оттенков с малой опаковостью воспроизведена многоцветность зубов, включая воспроизведение эффектов опалесценции и га ло. Многоцветность хорошо видна из компью

терного RGB анализа цифровых изображений с использованием редактора Jask Software® Paint Shop Pro 9. Например, показатели RGB цифро вого изображения реставрированного зуба 11 (фото 15) имеют следующие значения по обо значенным зонам:

1) R/G/B — 170/164/142;
2) R/G/B — 165/160/141;
3) R/G/B — 148/149/138;
4) R/G/B — 113/116/112;
5) R/G/B — 132/125/113.
О наличии эффекта опалесценции резцовой трети коронки говорит ее пониженная светлота в сочетании с изменением соотношения значений RGB по сравнению с таковыми пришеечной и средней трети. Следует отметить, что эффект гало, который у стоматологов принято называть «свечением» кромки режущего края, таковым не являет ся. Это видно из сопоставления значений RGB зоны 5 с зонами 1, 2, 3, где светлота больше. Можно сказать, что эффект гало — это проявление эффекта одновременного цветового контраста, т.е. восприятия одного и того же цвета при равных условиях освещения различным из за разного окружения. Контраст создают два потока света, отраженного эмалью (естественной или искусствен ной) в области режущего края. Световой поток, отраженный объемом эмали над проекцией фа сетки, образуется на относительно малом оптическом пути между вестибулярной и оральной поверхностью. Его интенсивность относительно мала, а спектральный состав сдвинут в коротковолновую область. Световой поток, исходящий в проекции фасетки режущего края, формируется за счет полного внутреннего отражения от поверхности фасетки, т.е. на значительно большем оптическом пути. Это приводит к увеличению интенсивности отраженного света и сдвигу его спектрального состава в длинноволновую область.14 Таким образом, эффект гало — это результат сочетания оптических характеристик прозрачной эмали или прозрачных оттенков с формой режущего края и линейными размерами зуба.

Фото 15. Реставрирован ный зуб 11. В обозначен ных зонах 1, 2, 3, 4, 5 определено соотношение показателей RGB. Зона 5 — «свечение» кромки режущего края (эффект гало).

Заключение

Эстетика реставрированных зубов должна быть естественной для человека конкретного возраста и не вызывать у наблюдателя в этом плане никаких сомнений. Возрастные изменения структуры твердых тканей приводят к уменьшению их оптической неоднородности и рассеивающих свойств. Вследствие этого про исходит изменение цвета и усиление феномена многоцветности зубов, что является нормой. При планировании и проведении реставрации таких зубов вполне оправдано применение оттенков с пониженной опаковостью. Цвет естественного или реставрированного зуба — это результат взаимодействия поглощающих и рассеивающих свойств материалов и твердых тканей с линейными размерами и формой зуба. Выраженная зависимость рассеяния света от длины волны в полупрозрачных и прозрачных оттенках делает важным учет размеров и формы зуба, поскольку от этого зависит цветовой результат.

Литература

Поделиться с друзьями: