Krążenie miazgowe i przepuszczalność zębiny

Miazga jest bogato unaczynioną tkanką zaopatrywaną głównie przez gałązki zębowe odchodzące od tętnic zębodołowych, które przechodzą w naczynia przedwłosowate, a dalej włosowate, tworzące gęsty splot pododnotoblastyczny. Komórki nabłonka naczyń włosowatych posiadają okienka zawierające przeponę, co znacznie ułatwia dyfuzję substancji odżywczych i produktów przemiany materii w miazdze. Cienkie naczynia krwionośne miazgi i zamknięcie ich w małej, i nieściśliwej przestrzeni, jaką jest komora zęba powoduje, że miazga jest bardzo wrażliwa na ucisk i zmianę ciśnienia krwi. Krążenie miazgowe podlega reulacji neuronalnej poprzez układ współczulny, włókna czuciowe i prawdopodobnie układ przywspółczulny. Wpływ na nie mają również czynniki parakrynne np.: bradykinina, prostaglandyny, histamina oraz w mniejszym stopniu produkty przemiany materii. Regulacja oporu naczyń krwionośnych sterujących przepływem miazgowym znajduje się zarówno wewnątrz zęba, a także poza nim, z tego powodu duże znaczenie dla prawidłowej pracy zęba mają dobry stan dziąseł i otaczających tkanek przyzębia oraz kości wyrostka zębodołowego (Caraivan i in. 2012). W mikrokrążeniu miazgowym ciśnieniu hydrostatycznemu w kapilarach przeciwstawia się ciśnienie śródmiąższowe oraz ciśnienie

osmotyczne osocza, które ograniczają filtrację z kapilar. Ciśnienie hydrostatyczne w tętniczkach jest nieznacznie większe niż w żyłach, co pozwala na wypływ płynu z jednych i resorpcję przez drugie (Heyeraas 1989). Mechanizmem, który reguluje wypływ płynu jest ciśnienie śródmiąższowe, które w wypadku miazgi zębowej otoczonej przez sztywne ściany zębiny działa bardzo szybko, bo już nieznaczny wzrost tego ciśnienia będzie hamował filtrację (Yu i Abbot 2007). Regulacja ciśnienia w miazdze zębowej odbywa się także prawdopodobnie przez filtrację i usuwanie białek przez układ limfatyczny. Dzięki tym mechanizmom w płynie śródmiąższowym utrzymywane jest stałe ciśnienie hydrostatyczne na poziomie ok. 8-15 mm Hg (Kmieć 2007).

W trakcie cięcia zębiny granica pomiędzy płynem kanalikowym a środowiskiem zewnętrznym ustala się na poziomie mokrej, chłodzonej wodą, ciętej zębiny. Podczas odparowywania wody z powierzchni zębiny, granica ta przemieszcza się do warstwy mazistej, która ze względu na porowatą strukturę umożliwia wniknięcie powietrza i dalsze przemieszczenie granicy w głąb kanalików zębinowych. Siły kapilarne mogą spowodować gwałtowny wypływ płynu kanalikowego, a parowanie dalej ten ruch podtrzymuje. Prędkość wypływu wg C.R. Matthews’a (1993) wynosi 1 µL/min.*cm². Wg autora mikrokrążenie miazgowe próbuje uzupełniać ubytki płynu, jednak proces ten jest dużym wyzwaniem dla miazgi i może odbywać się z opóźnieniem, szczególnie, że jak zauważyli S. Hashimoto i in.

(2014), zwykle zabieg szlifowania poprzedza znieczulenie z epinefryną, która może to krążenie osłabić. W wyniku odsłonięcia kanalików zmienia się przepuszczalność zębiny, co naraża miazgę na oddziaływanie toksyn bakteryjnych, substancji chemicznych i bodźców termicznych (Mjör 2009). C.W. Lam i P.R. Wilson (1999) określają kanaliki zębinowe, jako rodzaj półprzepuszczalnej błony, przez którą transport odbywa się na zasadzie konwekcji i dyfuzji. Konwekcję, czyli ruch płynu − jego filtrację przez kanaliki zębinowe najlepiej opisuje prawo Hagena–Poiseuille’a:

Q=πΔpR⁴/ 8ηL, gdzie:

Q - objętościowe natężenie przepływu [m³s],

Δp - różnica ciśnienia w zębinie [Pa], (ciśnienie hydrostatyczne lub osmotyczne) R - promień kanalika [m],

η - współczynnik dynamicznej lepkości płynu [Paڄs], L - długość kanalika [m]

Przykładem działania konwekcji może być wypływ płynu na zewnątrz poprzez otwarte kanaliki zębinowe pod wpływem wysokiego ciśnienia osmotycznego, jakie powstaje podczas spożywania słodkiego pokarmu. Odwrotną sytuację obserwujemy, gdy na zębinę działa ciśnienie hydrostatyczne podczas cementowania lub żucia. W tym przypadku możemy się spodziewać przemieszczania płynu kanalikowego w kierunku miazgi (Pashley D.H. 1990).

Ilościowo przepływ ten określany jest za pomocą współczynnika filtracji lub jako przewodnictwo hydrauliczne - hydraulic conductance. Ze wzoru wynika, że promień kanalika ma bardzo duży wpływ na konwekcję płynu i nawet nieznaczne jego zmniejszenie ogranicza ruch płynu zębinowego (Merchant 1977, Pashley D.H. 1990). Uzasadnia to celowość stosowania preparatów blokujących kanaliki zębinowe do ochrony miazgi zęba.

Wpływ na przepuszczalność zębiny mają: średnica kanalików zębinowych, gęstość ich ułożenia, przebieg i zawartość. Przepuszczalność zmienia się w zależności od odległości od miazgi oraz okolicy anatomicznej zęba. Zależy ona również od procesów fizjologicznych zachodzących w obrębie endodontium, które decydują o wartości ciśnienia panującego w jamie zęba i dynamice przepływu płynu zębinowego (Pashley D.H. 1985). Zębina koronowa wykazuje większą przepuszczalność konwekcyjną niż zębina korzeniowa, natomiast zębina na ścianach osiowych większą niż zębina na dnie ubytku. Dużą przepuszczalnością konwekcyjną cechuje się zębina położona blisko rogów miazgi, co jest związane z największą średnicą kanalików zębinowych położonych w tej okolicy (Polansky 2000).

Źródłem transportu dyfuzyjnego jest różnica stężeń substancji. Dyfuzja określana jest za pomocą współczynnika przepuszczalności lub tzw. współczynnika oczyszczania - clearance. Zależy od drożności kanalików zębinowych, które umożliwiają poruszanie się jonom i molekułom wbrew dodatniemu ciśnieniu hydrostatycznemu. Transport dyfuzyjny przez kanaliki zębinowe najlepiej obrazuje wzór Fick’a:

J = DA dc/dx, gdzie:

J – strumień rozpuszczanej substancji, D - współczynnik dyfuzji,

A - pole powierzchni poddawanej dyfuzji,

dc/dx - zmiana stężenia substancji na całej długości.

Wielkość dyfuzji zależy od długości kanalików zębinowych, a więc od grubości pozostawionej zębiny osłaniającej miazgę. Większość substancji chemicznych jest rozcieńczana w kanalikach zębinowych, bądź jest adsorbowana przez zębinę. Do miazgi dociera w mniejszych ilościach (Pashley D.H. 1985, Yu i Abbot 2007, Galler i in. 2005).

Zdrowa miazga dzięki łożu kapilarnemu i krążeniu naczyniowemu jest zdolna usunąć dużą ilość cytotoksycznych związków chemicznych oraz toksyn bakteryjnych, które dyfundują do niej przez zębinę. Jeżeli jednak stężenie szkodliwych substancji przekroczy zdolności obronne miazgi lub jej krążenie jest już częściowo upośledzone, wtedy nie jest w stanie usunąć dyfundujących substancji, które mogą doprowadzić do nieodwracalnego uszkodzenia miazgi (Koeck 2000, Craig 2008).