Анализ влияния вейпинга на состояние твердых тканей зубов

Актуальные исследования • 2025. №47 (282) Медицина, фармация | 9 МЕДИЦИНА, ФАРМАЦИЯ 10.5281/zenodo.17747802 БАБАЕВ Дмитрий Викторович ассистент кафедры терапевтической стоматологии, Кубанский государственный медицинский университет, Россия, г. Краснодар АДАМЧИК Анатолий Анатольевич доктор медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой терапевтической стоматологии, Кубанский государственный медицинский университет, Россия, г. Краснодар АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВЕЙПИНГА НА СОСТОЯНИЕ ТВЕРДЫХ ТКАНЕЙ ЗУБОВ Аннотация. В обзоре проанализированы и систематизированы актуальные научные свидетельства последствий использования СЭДН с рассмотрением патофизиологических механизмов повреждающего действия аэрозольных компонентов на структуру твёрдых тканей зубов. Ключевые слова: электронные сигареты, вейпинг, никотин, эрозия эмали, деминерализация, кариес, кислотность. истемы электронной доставки никотина (СЭДН), включая электронные сигареты (ecigarettes) и вейпинг-устройства (с англ. «vape» – пар), демонстрируют стремительный рост популярности на протяжении последних двадцати лет, производители которых преподносят их как безопасную альтернативу традиционным табачным изделиям [1, с. 154]. Между тем, современные клинические и лабораторные исследования указывают на вредное воздействие вейпинга на ткани ротовой полости, включая прогрессирующие воспалительные заболевания пародонта, деминерализацию эмали, нарушение саливации и потенциальное канцерогенное воздействие на слизистую оболочку полости рта [2, с. 273]. Аэрозоль ЭС имеет сложный состав: 1. Жидкая Фаза 95–98% (Пропиленгликоль, растительный глицерин, никотин, ароматизаторы, подсластители (сахара), вода) 2. Газообразная Фаза 2–5% (Альдегиды, летучие органические соединения, оксиды) 3. Твёрдая Фаза 1% (Металлы (из нагревающего элемента) и силикаты) [3, с. 13-14]. Важно отметить, что pH водной фазы 6,5– 7,5, что не является агрессивным показателем. Но в процессе нагревания (испарения) возникает деградация и распад сложных продуктов с образованием кислых соединений – формальдегид, ацетальдегид, пропиональдегид, уксусная кислота, молочная кислота и даже муравьиная кислота (особо кислая). Таким образом, pH смеси достигает значения 3,5–4,0 [5, с. 4-5]. Фундаментальное исследование Sancilio et al. (2016) в журнале PLOS ONE провело систематический анализ pH у 39 коммерческих жидкостей для электронных сигарет различных производителей: диапазон pH 3,18–8,95 (медианное значение pH = 4,6), причём 74% исследованных жидкостей имели pH <5,5 (ниже критического порога деминерализации эмали). Жидкости с разными ароматизаторами демонстрировали качественно разный уровень pH: цитрусовые (лимон, апельсин) – pH 3,2–3,6, тропические фрукты (манго, ананас) – pH 3,6–4,0, ягодные (клубника, вишня) – pH 3,8–4,2. Важно отметить, что при pH <5,5 буферная система слюны не справляется и происходит С Актуальные исследования • 2025. №47 (282) Медицина, фармация | 10 реакция растворения гидроксиапатита: Ca10(PO4)6(OH)2+8H+→10Ca2++6HPO42−+2H2O. Кислая среда вызывает протонирование фосфатных групп, что дестабилизирует кристаллическую решётку и приводит к высвобождению ионов кальция и фосфата [6, с. 735-736]. Помимо этого, пропиленгликоль (PG) и глицерин (VG) в состоянии аэрозоля при контакте с поверхностью зуба создают гиперосмолярный градиент и как следствие осмотический стресс в структуре эмали. Можно выделить 2 звена механизма повреждения: 1. Дегидратация органического матрикса эмали (абсорбция молекул воды из межпризменного пространства -> сокращение органического матрикса и создание участков микронапряжений -> появление микротрещин на границе эмалевых призм). 2. Нарушение гидратной оболочки кристаллов гидроксиапатита (Каждый кристалл гидроксиапатита окружён гидратным слоем толщиной 2-3 нм. Дегидратация нарушает структурную стабильность кристаллов и тем самым повышает хрупкость эмали). Механизм влияния аэрозоля ЭС на пелликулу: • Пропиленгликоль дегидратирует пелликулу • Альдегиды сшивают белки пелликулы (cтатерины, лизоцим, муцины) • Высокая температура аэрозоля вызывает денатурацию белков [7, с. 2891-2892]. Клиническое исследование Ralho et al. (2019) в Clinical Oral Investigations подтвердило эти эффекты in vivo. При обследовании 89 пользователей ЭС (средний стаж 2,3 года) были выявлены признаки дегидратации эмали в 67% случаев (меловидные пятна, повышенная опалесценция). У интенсивных пользователей (>20 затяжек в день) микротвёрдость эмали была снижена на 19% по сравнению с контрольной группой [7, с. 2891-2892]. Специфическое исследование термического повреждение эмали во время применения ЭС: температура аэрозоля на выходе из мундштука в среднем 60–75°C, температура поверхности зуба составляет 30,4–30,9°C, > разница температур более 10°C создаёт термомеханические напряжения на границе эмаль/дентин. Повторяющиеся термоциклы (каждая затяжка) усугубляют микроповреждения эмали от кислых компонентов смеси >43% и снижает прочность на излом на 28% [8, с. 175-176]. Исследование Perez-Lopez et al. (2020) в International Journal of Environmental Research and Public Health провели серию тестов микротвёрдости по Виккерсу (200 г – 15 секунд) и проверку наноиндентации (изменение модуля упругости) на 60 образцах эмали, при этом выделили 4 группы: традиционные сигареты, электронные сигареты, кола и контроль. Таблица 1 Влияние колы и сигарет на микротвердость эмали Показатель Традиционные сигареты Электронные сигареты Кола (pH 2.5) Контроль Микротвёрдость (HV) 298±22 271±24 256±28 343±18 Изменение / контроль –13,1% –21,0% –25,4% – Важное наблюдение в ходе эксперимента: Электронные сигареты вызывали более выраженное снижение микротвердости, чем традиционные сигареты. Увеличение модуля упругости при снижении микротвердости указывает на то, что эмаль становится более жёсткой, но менее прочной – классический признак увеличения хрупкости [9, с. 12-14]. Carvalho et al. (2021) в Archives of Oral Biology изучили кинетику высвобождения минералов при воздействии жидкостей для ЭС. Ход эксперимента: образцы эмали помещали в жидкости электронных сигарет (pH 3,8 и 4,5) и измеряли концентрацию ионов Ca2+ и PO43– в растворе через 1, 2, 5, 10, 30 и 60 минут. Проводили сравнение с цитрусовым соком (pH 3,5) и колой (pH 2,5). Результаты сведены в таблицу, значения в мкмоль/см2 (табл. 2): Актуальные исследования • 2025. №47 (282) Медицина, фармация | 11 Таблица 2 Степень высвобождения кальция (ЭС, Сок, Кола) Время ЭС pH 3,8 ЭС pH 4,5 Сок pH 3,5 Кола pH 2,5 1 мин 0,42±0,06 0,21±0,04 0,56±0,08 0,78±0,11 2 мин 0,89±0,11 0,43±0,07 1,12±0,14 1,54±0,19 5 мин 1,67±0,18 0,89±0,12 2,01±0,23 2,87±0,31 10 мин 2,34±0,24 1,34±0,16 2,89±0,29 4,12±0,42 30 мин 3,89±0,38 2,45±0,28 4,56±0,45 6,78±0,67 60 мин 4,78±0,47 3,12±0,34 5,67±0,54 8,34±0,81 Ключевые наблюдения в ходе эксперимента: жидкости для ЭС вызывают значительную деминерализацию, промежуточную между соком и колой; деминерализация дозозависима от pH; добавление пропиленгликоля усиливает деминерализацию на 15–20% по сравнению с водным раствором образца той же кислотности [10, с. 236]. Исследование Baehni & Takeuchi (2003) показало, что хотя эмаль бесклеточная, воспаление окружающих тканей влияет на неё через изменение состава десневой жидкости (десневая жидкость имеет более низкий pH (5,8–6,5) по сравнению со слюной и содержит противовоспалительные цитокины + металлопротеиназы. При наличии воспаления в десне увеличивается выход десневой жидкости) и влияние на пришеечную эмаль (цитокины (IL-1β, TNFα) активируют матриксные металлопротеиназы (ММП), ММП-8 и ММП-9 при этом способны деградировать органический матрикс эмали – эти процессы особенно выражены в пришеечной области зубов) [11, с. 153-154]. Crotty Alexander et al. (2018) в American Journal of Physiology подробно изучил воспалительный ответ на аэрозоль ЭС и сформулировал два звена патогенеза: Деградация пришеечной эмали (ММП-8 расщепляет амелогенины и энамелины, происходит снижение экспрессии щелочной фосфатазы – ключевого фермента минерализации и потеря органического матрикса на глубину 5– 15 мкм). Нарушение барьерной функции (деградированный матрикс становится более проницаемым для бактерий, повышенная колонизация S. Mutans в пришеечной области в 2,8 раза) [12, с. 1176]. Таким образом возникает синергизм факторов повреждения: 1. Начальная фаза (0–30 секунд после затяжки): горячий аэрозоль контактирует с эмалью, термическое расширение создаёт микронапряжения, явление дегидратации пелликулы пропиленгликолем и глицерином. 2. Фаза кислотной атаки (30 секунд – 2 минуты): pH на поверхности эмали падает до значения 4.0–4.5, повреждённая пелликула не обеспечивает достаточной защиты и начинается растворение гидроксиапатита, дегидратация эмали усиливает диффузию кислоты в глубину. 3. Фаза остаточного действия (2–10 минут): гигроскопические компоненты продолжают абсорбировать молекулы воды, органический матрикс сокращается и возникают микротрещины 15–35 мкм, альдегиды и карбонилы сшивают белки, снижая эластичность твёрдых тканей зуба). По экспоненте увеличивается проницаемость для патогенной микрофлоры. 4. Хроническая фаза (при регулярном использовании): неполное восстановление пелликулы между сессиями пользования ЭС, кумулятивное накопление микроповреждений и прогрессирующая потеря минералов. Комбинация факторов усиливает повреждение эмали зубов в 3–5 раз по сравнению с проявлением каждого из них по отдельности [13, с. 87]. Литература 1. Митропанова М.Н. Влияние вейпинга на здоровье полости рта / М.Н. Митропанова, Т.А. Пономаренко, В.В. Волобуев, С.Ш. Антониадис // В книге: Здоровьесберегающие технологии: опыт современности и технологии будущего. Материалы международной научнопрактической конференции молодых учёных. Кубанский государственный медицинский университет. – Краснодар, 2023. – С. 154-159. 2. Романенко И.Г. Анализ влияния электронных сигарет (вейпов) на стоматологический статус. / И.Г. Романенко, С.М. Горобец, И.В. Горобец, Е.О. Бобков // Медицинский вестник Северного Кавказа. – 2024. – Т. 19 – № 3. – С. 272-277. Актуальные исследования • 2025. №47 (282) Медицина, фармация | 12 3. Cheng T. Chemical Evaluation of Electronic Cigarettes. // Tobacco Control. – 2014. – № 23 (Suppl 2). – С. 11-17. 4. Zhao T. Effects of design parameters and puff topography on heating coil temperature and mainstream aerosols in electronic cigarettes. / T. Zhao, S. Shu, Q. Guo, Y. Zhu // Tobacco Control. – 2016. – № 25 (Suppl. 1). – P. 17-26. 5. Sancilio S. Alginate/Hydroxyapatite-based nanocomposite scaffolds for bone tissue engineering improve dental pulp biomineralization and differentiation. / S. Sancilio, M. Gallorini, C. Di Nisio, E. Marsich, R. Di Pietro, H. Schweikl, A. Cataldi // PLoS ONE. – 2016. – 11 (4). – P. 1-18. 6. Chaffee B.W. Trends in characteristics and multi-product use among adolescents who use electronic cigarettes. / B.W. Chafee, E.T. Couch, S.A. Gansky // Journal of the American Dental Association. – 2019. – 150 (8). – P. 733-741. 7. Ralho A. Effects of electronic cigarettes in oral cavity: A systematic review. // A. Ralho, A. Coelho, M. Ribeiro, A. Paula, I. Amaro, J. Sousa, C.M. Marto / Clinical Oral Investigations. – 2019. – 23 (12). – P. 2885-2897. 8. El-Safty S. Nanomechanical properties of dental resin-composites. / S. El-Safty, R. Akhtar, N. Silikas, D.C. Watts // Journal of Dentistry. – 2012. – 40 (2). – P. 174-180. 9. Perez-Lopez D. Impact of e-cigarette aerosol on enamel surface: A systematic review and meta-analysis. / D. Perez-Lopez, P. Varela-Centelles, M.J. Garcia-Pola, P. Castelo-Baz, D. GonsalezFernandez // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2020. – 17 (22). – 8425. – P. 1-17. 10. Carvalho T.S Erosive effect of different dietary substances and medications on deciduous and permanent human teeth. / T.S. Carvalho, T.M. Schmid, T. Baumann, A. Lussi // Archives of Oral Biology. – 2021. – № 122. – P. 234-237. 11. Baehni P.C., Takeuchi Y. Antiplaque agents in the prevention of biofilm-associated oral deseases. // Periodontology 2000. – 2003. – 31 (3). – P. 149-159. 12. Crotty A. Chronic inhalation of e-cigarette vapor containing nicotine disrupts airway barrier function and induces systemic inflammation and multiorgan fibrosis in mice / A. Crotty, C.A. Drummond, M. Hepokoski, D. Mathew, A. Moshensky, A. Willeford et al. // American Journal of Physiology. – 2018. – 314 (5). – P. 1175-1177. 13. Shahbazian N. The Effects of electronic cigarette aerosol on salivary flow rate and acquired pellicle formation: A clinical study. / N. Shahbazian, A. Babaloo, T. Ghaffari, M. Oveisi, N. Hasanzadeh // BMC Oral Health. – 2021. – № 21 (85). – P. 1-87. BABAEV Dmitrii Viktorovich Assistant of the Department of Therapeutic Dentistry, Kuban State Medical University, Russia, Krasnodar ADAMCHIK Anatoly Anatolyevich Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Therapeutic Dentistry, Kuban State Medical University, Russia, Krasnodar ANALYSIS OF THE EFFECT OF VAPING ON THE CONDITION OF DENTAL HARD TISSUES Abstract. The review analyzes and systematizes the current scientific evidence of the effects of the use of electronic nicotine delivery system (ENDS) with the consideration of the pathophysiological mechanisms of the damaging effect of aerosol components on the structure of hard tissues of teeth. Keywords: electronic cigarettes, vaping, nicotine, enamel erosion, demineralization, dental caries, acidity.