Патология пульпы в инкрустированных зубах древних майя: исследование с использованием микрокомпьютерной томографии

Аннотация

Цель: Оценить трехмерно, используя микро-компьютерную томографию (lCT), анатомические отношения между подготовленной полостью для установки вкладки и пульповой камерой в зубах древних майя.

Методология: Были выбраны шесть хорошо сохранившихся зубов из тел майя, найденных на археологическом сайте в Гватемале (примерно 1600 лет назад), и отсканированы с использованием системы lCT высокого разрешения (SkyScan 1174v2; SkyScan N.V., Контрих, Бельгия). В выборку вошли шесть верхнечелюстных зубов: два клыка, один премоляр, два центральных резца и один боковой резец. Все зубы имели одну или две вкладки на вестибулярной поверхности коронки. Каждый образец был отсканирован с изотропным разрешением 22,5 μm, углом вращения 0,70°, углом поворота 180° и временем экспозиции 3,1 секунды, с использованием алюминиевого фильтра толщиной 1 мм. Изображения каждого образца были реконструированы от верхушки до коронки с помощью специализированного программного обеспечения (NRecon v1.6.1.5) в aproximadamente 450 срезах. Для трехмерной визуализации и качественного анализа внешней и внутренней анатомии зубов использовались CTan v1.11 и CTVol v2.1 .

Результаты: Модификация зубов во всех образцах была классифицирована как тип E1 (один камень на вестибулярной поверхности коронки) или E2 (два камня на вестибулярной поверхности коронки). В клыках полости, созданные для вставки инлей-камня, не достигали пульповой камеры. Напротив, в верхних резцах полости явно перфорировали пульповую камеру, что приводило к массивной внутренней воспалительной резорбции или частичной кальцификации пульповой полости. В премоляре наблюдалось небольшое перфорация пульповой камеры под вестибулярным бугорком, без морфологических изменений интрадикулярного дентита.

Выводы Анализ микрокомпьютерной томографии зубов древней цивилизации майя показал, что полости инлей достигали пульповой камеры в верхних резцах и премолярах, с потенциальной возможностью вызвать пульпит и периапикальные заболевания.

Введение

Доказательства модификации тела можно увидеть почти в каждой культуре на протяжении всей истории. Некоторые из самых распространенных форм модификации тела включают татуировки, пирсинг, скарификацию, связывание различных частей тела и изменение формы и обтачивание зубов (Гонсалес и др. 2010). Археологические записи модификации зубов были найдены во многих регионах мира, но наиболее распространены среди древних мезоамериканских цивилизаций (Ван Риппен 1917, Уиттлси 1935, Рубин де ла Борболья 1940, Фастлихт 1948, Свит 1963, Уильямс и Уайт 2006, Вукович и др. 2009). Майя были мезоамериканской цивилизацией с высокоразвитыми культурами, которая населяла полуостров Юкатан, который включает мексиканские штаты Юкатан, Кампече и Кинтана-Роо; северную часть нации Белиз; и северную Гватемалу. История нации началась около 2500 года до н.э., но их культура процветала с 300 года н.э. до 900 года н.э. (Уиттингтон и Рид 2006, Уильямс и Уайт 2006). На основе археологических находок, как минимум 60% от общего населения занимались какой-либо формой модификации зубов (Тислер 1999).

В стоматологической практике майя зубы обрабатывались в尖кие формы, шлифовались в прямоугольники или подготавливались полости для вставки круглых каменных кусочков в более чем ста различных узорах. Эта относительно сложная процедура выполнялась с помощью жесткой трубки, которая вращалась между руками или в веревочной дрели, с суспензией порошкообразного кварца в воде в качестве абразива, чтобы прорезать полость через зубную эмаль для размещения вкладки (Whittington & Reed 2006, Williams & White 2006, Vukovic и др. 2009, Gonzalez и др. 2010). Эти вкладки изготавливались из различных минералов и шлифовались так точно, чтобы идеально подходить к полости, а клей был настолько эффективным, что многие захоронения, найденные археологами сегодня, все еще имеют их прочно на месте (Williams & White 2006, Gonzalez и др. 2010).

Большинство исследований в этой области посвящены описанию и классификации искусственно измененных зубов; тем не менее, лишь немногие исследовали последствия для зуба и окружающих тканей (Gwinnett & Gorelick 1979). Эти исследования проводились с использованием рентгеновского и сканирующего электронного микроскопического анализа и показали, что, в большинстве случаев, основание полости, подготовленной для удержания вкладки, оставалось на расстоянии от полости пульпы. Однако также сообщалось о перфорации пульповой камеры, что в конечном итоге привело к периапикальной болезни и образованию абсцесса (Fastlicht 1948, Tiesler 2002, Whittington & Reed 2006, Gonzalez и др. 2010).

Целью этого ex vivo исследования было трехмерное оценивание анатомической взаимосвязи между полостью, подготовленной для размещения инлейного камня, и пульповой камерой в зубах майя, а также ее влияния на пульповую полость с использованием микрокомпьютерной томографии.

Материалы и методы

Были выбраны шесть хорошо сохранившихся зубов майя, пожертвованных частным коллекционером и найденных на археологическом участке в Гватемале (примерно 1600 лет назад). Все зубы имели один или два инлейных камня на вестибулярной поверхности коронки.

Для экспериментальной процедуры каждый образец был вертикально установлен на металлическом держателе в центре сцены и отсканирован на настольном рентгеновском микрофокусном КТ-сканере (SkyScan 1174v2; SkyScan N.V.) с изотропным разрешением 22,5 мкм, углом вращения 0,70°, углом поворота 180° и временем экспозиции 3,1 с, с использованием алюминиевого фильтра толщиной 1 мм. Система состояла из запечатанного рентгеновского трубки с воздушным охлаждением (20–50 кВ, 40 Вт, 800 мкА) с прецизионным манипулятором объекта с двумя направлениями перемещения и одним направлением вращения. Система также включала 14-битную CCD-камеру на основе 1,3-мегапиксельного (1304 · 1024 пикселей) CCD-сенсора.

Изображения каждого образца были реконструированы от апекса до коронки с помощью специализированного программного обеспечения (NRecon v1.6.1.5; SkyScan), которое предоставило аксиальные срезы внутренней структуры образцов в aproximadamente 450 срезах. CTan v1.11 и CTVol v2.1 (Skyscan) использовались для трехмерной визуализации и качественного анализа внешней и внутренней анатомии зубов.

Результаты

Выборка состояла из шести верхнечелюстных зубов: двух клыков (образцы 1 и 3), одного премоляра (образец 2), двух центральных резцов (образцы 4 и 5) и одного бокового резца (образец 6). Рисунок 1 показывает трехмерные реконструкции внутренней и внешней анатомии всех образцов. Модификация зуба, представленная во всех образцах (колонка A), была классифицирована как тип E1 (один камень на вестибулярной поверхности коронки), за исключением одного бокового резца (образец 6), который был E2 (два камня на вестибулярной поверхности коронки). В клыках (образцы 1 и 3) полости, сделанные для вставки камня, не достигали пульповой камеры (колонки C до J). Напротив, в верхнечелюстных резцах (образцы 4–6) полости явно перфорировали пульповую камеру (колонки G до J), что привело к массивной внутренней воспалительной резорбции (образцы 4 и 5, колонки C до F) и частичной кальцификации пульповой полости (образец 6, колонки C до J). В премолярном зубе (образец 2) была наблюдаема только небольшая перфорация пульповой камеры под вестибулярным бугорком (колонка H), без морфологических изменений подлежащего дентита (колонки C до J).

Обсуждение

В настоящее время белые, правильно сформированные, хорошо выровненные зубы являются стандартом красоты и также являются показателем здоровья, гигиены и экономического статуса (Гонсалес и др. 2010). Тем не менее, в древних мезоамериканских цивилизациях нетерапевтическая модификация зубов была отличительным знаком высокого статуса (Ромеро Молино 1970), принадлежности к племени или клану (Альт и др. 1998) или красоты (Ван Риппен 1917, Рубин де ла Борболья 1940, Фастлихт 1948).

Полная классификация искусственных модификаций человеческих зубов была разработана Альтом и др. (1998). Однако в настоящем исследовании использовалась система Ромеро Молино (1970), поскольку она представляет собой мезоамериканский стандарт для категоризации (Уильямс и Уайт 2006).

Ромеро определил семь основных типов модификаций зубов на основе изучения коллекции из 1212 зубов. Каждый тип был подразделен на как минимум пять вариантов, что в итоге дало 59 различных типов, классифицированных в соответствии с природой изменения контура коронки, включением декоративных деталей на щечных поверхностях или комбинацией обоих (Гонсалес и др. 2010).

Модификация зубов была обнаружена преимущественно на передних зубах, чаще всего на верхних резцах и иногда на верхних клыках (Rubin de la Borbolla 1940, Fastlicht 1948), хотя случаи были задокументированы и на верхних премолярах (Tiesler 1999). Также были замечены региональные различия в отношении типа модификации зубов. Лопес Оливарес (2006) сообщил, что типы E, F и G Ромеро были более распространены в Гватемале, что поддерживает теорию о том, что это может представлять идентификацию с местной политией или семейной линией (Williams & White 2006). Эти результаты согласуются с проанализированными образцами.

В культуре майя изменение контура коронки было наиболее распространенной формой модификации зубов, за которой следовали инкрустации или накладки (Gonzalez и др. 2010). Типы камней, используемых для инкрустаций, варьировались географически и временно, но включали пирит, нефрит, бирюзу, жадеит, гематит и обсидиан (Sweet 1963). В настоящем исследовании инкрустации состояли из различных минералов, и их радиопрозрачность варьировалась; попыток идентифицировать их состав не было, так как это могло бы повредить образцы.

Самые убедительные доказательства того, что модификация зубов практиковалась на живых объектах цивилизации майя, поступают от стоматологических заболеваний, связанных с чрезмерной подготовкой зубов (Fastlicht 1948, Gwinnett & Gorelick 1979, Tiesler 1999, Whittington & Reed 2006, Gonzalez и др. 2010). С помощью рентгенографии стоматологи и антропологи наблюдали периапикальные радиолусценции, связанные с модифицированными зубами (Rubin de la Borbolla 1940, Fastlicht 1948, Romero Molina 1970, Whittington & Reed 2006, Gonzalez и др. 2010).

Что касается образцов 1 и 3 (верхние клыки), анатомическая связь между основанием полости и камерой пульпы оставалась далекой от пульпового пространства. В результате можно сделать вывод, что процедура модификации не нанесла повреждений тканям пульпы. С другой стороны, образец 2 (премоляр) имел открытую камеру пульпы под вестибулярным бугром. Вкладыши фиксировались либо давлением, либо цементом (Rubin de la Borbolla 1940), и хотя его состав был практически идентичен составу портландцемента (Sweet 1963), под вкладышем не было обнаружено барьера из твердых тканей. Множественные уровни реакций и взаимодействий происходят в ответ на механические повреждения зубной пульпы. В зависимости от степени тяжести и продолжительности повреждения и реакции хозяина могут быть вызваны два различных изменения твердых тканей: резорбция или кальцификация (Torabinejad & Walton 2009), как наблюдалось в образцах 4–6.

Сообщалось о трех формах внутренней резорбции корня, хотя для их описания использовалась различная терминология: поверхностная, воспалительная и замещающая резорбции (Левин и др. 2009). Первая возникает, когда только небольшие участки стенки корневого канала были резорбированы; она может быть самопроизвольной и может восстановиться, если пульпа относительно здорова и если раздражающий стимул был устранен (Андреасен и др. 2007). Последняя представляет собой метапластический тип изменений в зубной пульпе, при котором пульпа сначала заменяется костью, а затем последовательно дентин заменяется костью, которая выглядит как ламелла, с захваченными клетками, похожими на остеоциты, которые напоминают остеоны (Андреасен и др. 2007, Патель и др. 2010).

В настоящем исследовании трехмерная реконструкция образцов 4 и 5 показала, что оба зуба развили внутреннюю воспалительную резорбцию, т.е. прогрессивное разрушение интрарадикулярного дентината и дентинных канальцев вдоль стенок канала (Лирудия и др. 2002). Хотя хроническое воспаление обычно присутствует при инфекциях пульпы, для рекрутирования и активации предшественников одонтокластов в зубной пульпе преобладают другие условия (Патель и др. 2010), например, соседний слой одонтобластов и предентин должны быть нарушены, чтобы активированные клостные клетки могли прилипать к интрарадикулярному минерализованному дентину (Веденберг & Линдског 1985); пульпная ткань, апикально расположенная к резорбционной поражению, должна иметь жизнеспособное кровоснабжение, чтобы обеспечить клетки и их питательные вещества, в то время как инфицированная некротическая корональная пульпная ткань обеспечивает стимуляцию для этих клеток (Тронстад 1988).

В образцах 4 и 5 возможно, что активация одонтокластов произошла из-за потери предентинового слоя в результате травмы или чрезмерного тепла, генерируемого в процессе модификации (Wedenberg & Lindskog 1985), а также наличия инфицированной некротической корональной пульпы из-за воздействия пульпы на оральную среду (Torabinejad & Walton 2009). В конечном итоге, поскольку канал оставался необработанным, внутреннее резорбция продолжалась до тех пор, пока воспалительная соединительная ткань, заполняющая резорбтивный дефект, не деградировала, продвигая поражение в апикальном направлении (Patel et al. 2010). Дегенеративные изменения пульпы, такие как кальцификация пульпы или атрофия/фиброз пульпы, связаны со старением или сублетальным повреждением, что приводит к хроническому раздражению пульпы (Levin et al. 2009). Эта патологическая кальцификация определяется как аномальное отложение кальциевых солей в тканях, вместе с меньшими количествами железа, магния и других минеральных солей, и существует в двух формах. Когда отложение происходит в иначе нормальных тканях, это называется метастатической кальцификацией, и это почти всегда является результатом гиперкальцемии, вторичной к какому-либо нарушению обмена кальция. В отличие от этого, отложение кальциевых солей локально в умирающих тканях называется дистрофической кальцификацией; оно происходит несмотря на нормальные уровни кальция в сыворотке и при отсутствии нарушений обмена кальция. Дистрофическая кальцификация встречается в областях некроза, будь то коагулятивного, казеозного или жидкостного типа, а также в очагах ферментативного некроза жира (Robbins et al. 2010).

В настоящем исследовании была обнаружена обширная патологическая кальцификация в средней и апикальной третьях корневого канала образца 6 (верхний латеральный резец). В этом случае одна из полостей, сделанных для вставки вкладки, достигла пульповой ткани. В качестве реакции на повреждение ткани в хронически воспаленной пульпе тромбы в кровеносных сосудах и коллагеновые оболочки вокруг стенок сосудов рассматривались как возможные места начала дистрофических кальцификаций. С увеличением раздражения увеличивалось и количество кальцификации, что приводило к частичной облитерации корневого канала (Торабиджад и Уолтон 2009).

Выводы

Преднамеренные модификации человеческих зубов имеют антропологическое и социальное значение. Их изучение помогает понять прошлое и настоящее человеческое поведение с географической, культурной, религиозной и эстетической точки зрения. Томографический анализ зубов древней цивилизации майя показал, что полости для вкладок достигали пульповой камеры в верхних резцах и премолярах, что могло привести к заболеваниям пульпы и периапикальным заболеваниям.

Авторы: М. А. Версиани, М. Д. Соуза-Нето и Ж. Д. Пекора

Ссылки:

1. Альт КВ, Рёсинг ФВ, Тешлер-Никола М (1998) Искусственные модификации человеческих зубов. Стоматологическая антропология: основы, пределы и перспективы, 1-е изд. Нью-Йорк, NY, США: Springer-Verlag Wien, стр. 386–415.
2. Андреасен ЙО, Андреасен ФМ, Андерссон Л (2007) Учебник и цветной атлас травматических повреждений зубов, 4-е изд. Оксфорд, Великобритания: Blackwell Munksgaard.
3. Фастлихт С (1948) Мутации зубов в доколумбовом Мексике. Журнал Американской стоматологической ассоциации 36, 315–23.
4. Гонсалес ЭЛ, Перес БП, Санчес ХА, Асинас ММ (2010) Стоматологическая эстетика как выражение культуры и ритуала. Британский стоматологический журнал 208, 77–80.
5. Гвиннетт АД, Горелик Л (1979) Вкладыши зубов древних майя: трибологическое исследование с использованием СЭМ. Сканирующая электронная микроскопия 12, 575–80.
6. Левин ЛГ, Лоу АС, Холланд ГР, Эббот ПВ, Рода РС (2009) Определение и определение всех диагностических терминов для состояния пульпового здоровья и заболеваний. Журнал эндодонтии 35, 1645–57.
7. Лопес Оливарес НМ (2006) Культурная одонтология: стоматологические изменения из Петена, Гватемала. В: Уиттингтон СЛ, Рид ДМ, ред. Кости майя: исследования древних скелетов, 2-е изд. Вашингтон, округ Колумбия, США: Издательство Смитсоновского института, стр. 105–16.
8. Лирудия КМ, Дуру VI, Пантелиду ОК, Лабрианидис Т, Питас ИК (2002) Внутреннее резорбция корня, изученная с помощью рентгенографии, стереомикроскопа, сканирующего электронного микроскопа и компьютерного 3D-реконструктивного метода. Стоматологическая травматология 18, 148–52.
9. Патель С, Рикукки Д, Дурак С, Тей Ф (2010) Внутреннее резорбция корня: обзор. Журнал эндодонтии 36, 1107–21. Роббинс СЛ, Кумар В, Котран РС (2010) Патологическая основа болезни Роббинса и Котрана, 8-е изд. Филадельфия, PA, США: Saunders/Elsevier.
10. Ромеро Молина Ж (1970) Стоматологическая мутация, трепанация и деформация черепа. В: Стюарт ТД, ред. Физическая антропология, 1-е изд. Остин, Техас, США: Издательство Университета Техаса, стр. 50–67. Рубин де ла Борболья ДФ (1940) Типы мутации зубов, найденные в Мексике. Американский журнал физической антропологии 26, 349–65.
11. Суит АПС (1963) Предиспанская индийская стоматология. Стоматологическая рентгенография и фотография 36, 19–22.
12. Тислер В (1999). Формирование головы и стоматологическое украшение среди древних майя: археологические и культурные аспекты. В: Труды 64-й встречи Общества американской археологии. Чикаго, IL, США: Общество американской археологии, стр. 1–11. Тислер В (2002) Эндодонтия: техники украшения в древнем Мексике – исследование стоматологических поверхностей с использованием рентгенографии и С.Э.М. Оральное здоровье 92, 33–41.
13. Торабиджад М, Уолтон РЕ (2009) Эндодонтия: принципы и практика, 4-е изд. Сент-Луис, МО, США: Saunders/Elsevier.
14. Тронстад Л (1988) Резорбция корня – этиология, терминология и клинические проявления. Эндодонтия и стоматологическая травматология 4, 241–52.
15. Ван Риппен Б (1917) Доколумбовая оперативная стоматология индейцев Центральной и Южной Америки. Стоматологический космос LIX, 861–73.
16. Вукович А, Байсман А, Жукич С, Секич С (2009) Косметическая стоматология в древние времена – краткий обзор. Бюллетень Международной ассоциации палеонтологии 3, 9–13.
17. Веденберг С, Линдског С (1985) Экспериментальная внутренняя резорбция в зубах обезьян. Эндодонтия и стоматологическая травматология 1, 221–7.
18. Уиттингтон СЛ, Рид ДМ (2006) Кости майя: исследования древних скелетов, 1-е изд. Таскалуса, АЛ, США: Издательство Университета Алабамы.
19. Уиттлси ХГ (1935) История и развитие стоматологии в Мексике. Журнал Американской стоматологической ассоциации 6, 989–95. Уильямс ДжС, Уайт СД (2006) Стоматологическая модификация в постклассическом населении из Ламанай, Белиз. Древняя мезоамерика 17, 139–51.