Jaki może być związek między nadwrażliwymi zębami a rzymskimi artefaktami zakopanymi w rodzinnej willi Juliusza Cezara? Coś, co łączy te dwa elementy ma wielkość ośmiu boisk piłkarskich i generuje światło ponad miliard razy jaśniejsze niż Słońce¹. Witamy w świecie nauki o promieniowaniu synchrotronowym, w którym niezwykła technologia obrazowania rzuca mocne światło na nadwrażliwe zęby, umożliwiając głębsze zrozumienie, jak działają preparaty na nadwrażliwość zębów. A wygląda to tak.

W 2015 r. naukowcy skorzystali z pomocy jednego z największych ośrodków naukowych na świecie, dysponującego urządzeniem emitującym najjaśniejsze promieniowanie rentgenowskie na kuli ziemskiej, po to by odkryć napisy na starożytnych zwojach, zakopanych i zwęglonych w wyniku wybuchu Wezuwiusza w 79 r. n.e.² Zwoje z Herkulanum, odkopane w 1752 r. w willi powiązanej z Juliuszem Cezarem, były zwęglone i kruche, a ich odczytanie – niemożliwe. Teraz – dzięki obrazowaniu z użyciem promieniowania rentgenowskiego wysokiej energii, za pomocą gigantycznego aparatu nazywanego synchrotronem – współcześni czytelnicy są bliscy zobaczenia tekstów z tak zwanej niewidzialnej biblioteki³. Niewidzialne staje się widzialne.

Dziś ta sama technologia jest wykorzystywana, żeby dowiedzieć się więcej o wrażliwości zębów – wyniki są podobnie odkrywcze. Światło synchrotronowe, sto miliardów razy jaśniejsze niż promieniowanie rentgenowskie stosowane w medycynie, po raz pierwszy zostało wykorzystane przez naukowców do obrazowania głębszych warstw zębów i sprawdzenia, jak pasty do zębów wraz z upływem czasu wpływają na okluzję w zębinie. Sądzimy, że jest to osiągnięcie przełomowe. A także początek stopniowej zmiany w myśleniu o pastach do zębów.

Ból

Nadwrażliwość zębiny występuje u ludzi na całym świecie. Nawet jedna trzecia populacji osób dorosłych cierpi na to schorzenie, choć tylko ok. połowy z nich podejmuje w tym celu jakieś działanie terapeutyczne⁴. Skala problemu zaskakuje, tym bardziej że wystarczy tak prosta rzecz jak wybór odpowiedniej pasty do zębów, by pozbyć się bólu. Teraz, dzięki pionierskim badaniom naukowym, zaczynamy coraz lepiej rozumieć, jak to się dzieje.

Badania dotyczące wrażliwości zębów są prowadzone od ponad stu lat. Większość z nich skupiała się na teorii hydrodynamicznej, według której główną przyczyną nadwrażliwości jest przemieszczanie się płynu w kanalikach zębinowych^5,6. W badaniach oceniano, w jaki sposób pasty do zębów mogą powodować okluzję tych kanalików i blokować przepływ płynu. Zablokowanie przepływu płynu przez kanaliki zębinowe zapobiega pobudzeniu nerwów zębowych. Jednak zobaczyć omawiane zjawisko − znaczy uwierzyć.

W ostatnich latach dzięki konwencjonalnym technikom obrazowania mogliśmy dostrzec głębokość i trwałość okluzji zębiny szczotkowanych zębów. Nie byliśmy jednak w stanie oglądać, jak pasty do zębów wpływają na okluzję na przestrzeni czasu, w wymiarze przestrzennym. Jest to bardzo trudne zadanie – kanalik ma średnicę jednej pięćdziesiątej przekroju włosa, a do tego w jednym zębie znajduje się ok. 30 000 kanalików. Monitorowanie wpływu pasty do zębów na taką złożoną mikrostrukturę stało się możliwe dzięki zupełnie nowemu podejściu i najnowocześniejszej technologii.

Duży krok naprzód zrobiła firma GSK Consumer Healthcare, w której determinacja badaczy w pogłębianiu wiedzy naukowej na temat nadwrażliwości zębów przekłada się na stałe udoskonalanie produktów linii Sensodyne. Ta determinacja w kierunku poszerzenia granic w zrozumieniu technologii działania past do zębów doprowadziła naukowców GSK Consumer Healthcare do Europejskiego Ośrodka Promieniowania Synchrotronowego (ESRF − European Synchrotron Radiation Facility) w Grenoble we Francji, w którym mieści się jeden z największych synchrotronów na świecie.

Dr Christabel Fowler, dyrektor ds. innowacji w Oral Health R&D w GSK Consumer Healthcare, wyjaśnia, dlaczego tam się znaleźli:

„Stale dokładamy starań w udoskonalaniu naszych produktów. Wykorzystujemy wszelką dostępną wiedzę naukową, żeby zapewnić ochronę i ulgę osobom cierpiącym na nadwrażliwość zębów. Prace z użyciem synchrotronu służą temu celowi. Chcemy opracować nowe techniki, które umożliwią dokładniejszą analizę budowy zęba i ocenę sposobu działania naszych produktów. Jeśli będziemy mogli precyzyjnie zobrazować, w jaki sposób pasta do zębów działa, dentyści i higieniści stomatologiczni będą lepiej rozumieli podstawy naukowe działania naszych produktów, a tym samym będą mogli pomagać pacjentom w wyborze pasty, która uwolni ich od bólu związanego z nadwrażliwością zębów”.

Wiemy od naszych partnerów ekspertów, że zrozumienie sposobu działania pasty do zębów może przełożyć się na bardziej efektywne konsultacje pacjentów. Nowojorska dentystka, dr Liz Mitrani, powiedziała: „Zrozumienie podstaw naukowych działania pasty do zębów pozwala mi polecać ją z pełnym przekonaniem. Mogę sobie wyobrazić, jak działa i wyjaśnić pacjentowi, w jaki sposób używanie tej pasty rozwiąże jego problemy. Dzięki temu zwiększa się prawdopodobieństwo, że będzie stosował pastę w odpowiedni sposób”.

To duży bonus. Motywacja, która stała za decyzją, żeby udać się do ESRF, była następująca: pomóc dentystom zobaczyć to wszystko z mikroskopową dokładnością.

Synchrotron a nauka

ESRF jest drogowskazem dla najnowszej nauki, a światło synchrotronowe przynosi najbardziej przełomowe odkrycia na świecie. Na przykład laureaci Nagrody Nobla wykorzystali możliwości ośrodka ESRF do poznania budowy rybosomu⁷. Bez rybosomów nie ma życia. Bez synchrotronu poznanie ich budowy nie byłoby możliwe. ESRF odgrywa też ważną rolę w rozwoju leków przeciwwirusowych i w badaniach nad szczepionkami mającymi chronić przed zachorowaniem na COVID-19⁸.

Dzięki wyjątkowym właściwościom promieniowania rentgenowskiego wytwarzanego przez synchrotron odkrywamy wszystkie tajemnice dotyczące wirusów i kluczowych dla życia narządów oraz baterii, szkła, a także zwojów z Herkulanum. Teraz, w badaniach naukowych, które są prowadzone po raz pierwszy w historii, synchrotron z ESRF rzuca nowe światło na zęby: możemy zobaczyć w wymiarze 3D, co dzieje się w kanalikach na przestrzeni czasu, po zastosowaniu pasty Sensodyne Odbudowa i Ochrona.

Jak długo bada się ząb?

Wiedza na temat nadwrażliwości zębów poszerza się dzięki konwencjonalnym technikom obrazowania, które pokazały działanie pasty do zębów na małych próbkach kanalików. Jednak techniki takie jak skaningowa mikroskopia elektronowa z użyciem zogniskowanej wiązki jonów (FIB-SEM − focused ion beam-scanning electron microscopy) – mimo że zapewniają ultrawysoką rozdzielczość – charakteryzują się małym polem widzenia. W synchrotronach można badać dużo większe obszary w 3D z mikroskopową dokładnością. A do tego z dużą prędkością.