Основные оптические свойства дентина также можно охарактеризовать показателями отражения, рассеивания, пропускания света.
Дентин имеет меньший коэффициент диффузного отражения, чем эмаль, во всех возрастных группах, что соответствует известному факту: вещества с более плотной упаковкой частиц отражают света больше, чем пористые.
Коэффициент диффузного отражения R «молодого» дентина составляет 20—35%, причем для коротких волн этот показатель достигает 20—22%, а для длинных (оранжево-красных) — 30—36%.
Таким образом, коэффициент отражения в длинноволновой части спектра выше, чем в коротковолновой. В «зрелом» дентине эта разница ниже, чем в «молодом» (до 15%).
Благодаря свойству избирательного отражения (способности в большей степени отражать волны определенной длины) дентин формирует цвет зуба. Поскольку в спектрах отражения дентином света присутствуют все длины волн, можно говорить о суммировании оттенков, т. е. формировании вторичных, третичных цветов.
Способность избирательного отражения дентину придают пигменты, содержащиеся в основных структурах. Для сравнения: коэффициент диффузного отражения опаковых слоев композита составляют около 15% в коротковолновой части и около 20% в длинноволновой. Таким образом, опаковость дентина может быть ниже, чем композита.
Рассеивающие способности дентина значительно выше, чем эмали зуба. Как отмечалось ранее, самый высокий показатель рассеянного излучения регистрируется от эмалево-дентинного соединения (ЭДС), имеющего более крупные и разнородные частицы вещества, которые и обладают способностью рассеивать свет.
Поверхность «молодого» дентина имеет показатель рассеивания выше, чем дентин «зрелый». Снижение с возрастом способности рассеивать свет сближает параметры «молодой» эмали и «зрелого» дентина. Интенсивность потока рассеянного излучения при падении луча под углом 60° для ЭДС составляет 0,85, для дентина — 0,7—0,8, для эмали — 0,2—0,5.
Коэффициент пропускания света дентином всегда ниже, чем эмалью (в любом возрасте). Сниженные характеристики светопроводимости при прочих равных условиях зависят от структуры дентина. Существенное влияние на проводимость света оказывает толщина слоя изучаемой ткани.
Цвет дентина, таким образом, проявляется благодаря наличию пигментов, которые обладают способностью избирательного отражения лучей определенной длины волны. В результате визуально определяются цвета преимущественно желтых оттенков. Опаковость (непрозрачность) дентина зависит от рассеивания им света и низкой светопроводимости, связанных с неоднородностью структуры и состава.
Дентин — основная масса коронки и корня зуба — содержит 70—75 мас.% неорганического вещества, 18 мас.% органики и 10 — 12 мас.% воды. Объемное соотношение данных элементов структуры — 46, 32 и 22%.
Основные составные элементы неорганической части дентина — кальций и фосфор. От общей массы дентина кальций занимает 26,7%, фосфор — 13,6%.
Часть минеральных элементов связана с органической фазой, как, например, нитрофосфат, фосфолипид; другие содержатся в зубной лимфе (Na, Se, Mg, СО3 и сравнительно меньше свободного Са и Р).
Исследование шлифов дентина методами оптической и электронной микроскопии позволяет выделить две главные структурные единицы: основное вещество и дентинные трубочки. Последние пронизывают всю толщину дентина от пульпы до эмали и занимают до 30% всей коронковой части: в периферических отделах — 10%, а в околопульпарных — 80% объема дентина. Количество дентинных трубочек составляет соответственно 15 000 и 75 000 на 1 мм2 площади. Диаметр дентинных трубочек достигает 2-5 мкм, сужаясь по направлению от центра зуба (пульпо-дентинной границы) к эмалево-дентинному соединению.
Органические вещества представлены всей гаммой компонентов, обеспечивающих обмен веществ в живых тканях. Белок в дентине — это преимущественно коллагеновые волокна, идущие в определенном направлении.
Изучение структуры основного вещества в электронном микроскопе выявляет большую плотность околотрубочкового дентина по сравнению с межтрубочковым во всех возрастных периодах. Дентинные трубочки на поперечном шлифе имеют округлую или овальную форму. Края их могут быть гладкие или неровные как следствие процессов де- и реминерализации, в которых участвует околотрубочковый дентин. В дентинных трубочках, заполненных зубным ликвором, содержатся длинные отростки одонтобластов, занимая до 2/3 их длины. Изредка можно обнаружить обтурированные канальцы, количество которых с возрастом значительно увеличивается.
Природа вещества, запечатывающего трубочки, может быть различна. В детских зубах, характеризующихся свободными широкими просветами дентинных трубочек, оно представлено аморфным субстратом преимущественно органической природы. В зрелых зубах содержимое канальцев чаще минерального происхождения (внутритрубочковый дентин).
Сравнительно высокое количество органических веществ и воды в дентине и выраженная неоднородность структуры объясняют низкую светопроводимость, непрозрачность (опаковость).
Высокие рассеивающие способности, индивидуальность цвета зуба в значительной мере связаны с особенностями структуры эмалево-дентинной границы, которая на ранних стадиях функционирования зуба представлена некальцифицированными коллагеновыми волокнами. В дальнейшем они постепенно кальцифицируются, представляя соединение эмали и дентина.
Наличие пигментов, обладающих свойством избирательного отражения лучей определенной длины волны, придает индивидуальные оттенки коронке зуба, особенно в пришеечной трети, где слой эмали тоньше, а потому просвечиваются подлежащие ткани, в частности непрозрачный дентин.
«Пальцеобразные» выступы дентина (мамелоны), формирующиеся в процессе развития зуба, обусловливают характерный вид той области коронки зуба, которая прилежит к режущему краю. Цвет их иногда отличается от основного цвета зуба. Мамелоны могут быть окаймленными молочно-голубой эмалью с кремовым ободком по режущему краю — эффект гало. Это оптическое явление возникает при падении света со стороны наблюдателя и проявляется в виде тонкой светящейся полосы по самой границе режущего края резцов, а иногда и клыков. Эффект гало создает контраст между темной полостью рта и голубоватой полупрозрачностью режущего края. Без него зуб не имел бы очерченности и сливался бы с темным задним планом полости рта. Эффект гало возникает в результате того, что в области режущего края часть света, рассеянного дентином, падает внутри эмали под большим углом на фасетку режущего края, отражаясь от которой направляется в сторону наблюдателя.
Наблюдаемую на границе резца относительную желтизну можно также объяснить явлением одновременного цветового контраста. Кремовый эффект гало обусловлен непосредственным соседством участка эмали, через который проходит длинноволновый свет, а коротковолновый рассеивается назад (голубоватый цвет эмали), в то время как от фасетки режущего края к наблюдателю возвращается свет, спектральный состав которого не меняется.