Čistenie parodontálnych vačkov a zmeny mikrobiómu po použití akumulátorovej Philips Sonicare Power Flosser In vitro

Cieľ

Posúdiť účinnosť elektrickej zubnej kefky Cordless Philips Sonicare Power Flosser (PSPF) pri odstraňovaní biofilmu z in vitro modelu parodontálneho vaku do hĺbky 6 mm a preskúmať taxonomické zloženie biofilmu, ktorý opätovne vznikol po použití PSPF, v porovnaní s kontrolnou skupinou.

Metodika

Periodontálny biofilm sa kultivoval na náhradných zubných povrchoch, pričom východiskovým materiálom bola zmes súhrnných vzoriek slín a zubného povlaku s použitím umelých slín doplnených o živiny. Povrchy zubov boli modelované ako bukálna polovica (n = 10/skupina) alebo distálna aproximálna polovica (n = 10/skupina) stoličiek dospelých pacientov. Náhradné zuby boli vytlačené v 3D tlači z čierneho polyamidového materiálu. Na povrchoch zubov sa v anaeróbnej atmosfére a následne v mikroaerofilnej atmosfére vytvoril biofilm, ktorý zodpovedal lokalizovaným podmienkam v periodontálnom vrecku. Po 48 hodinách rastu biofilmu boli povrchy náhradných zubov umiestnené do in vitro modelu, ktorý simuloval rad stoličiek s interproximálnymi priestormi a gumovými ďasnami vytvarovanými tak, aby vytvárali parodontálne vrecká s hĺbkou až 6 mm.

Jedna skupina povrchov pokrytých biofilmom bola podrobená pôsobeniu elektrickej zubnej kefky Philips Sonicare Power Flosser 3000 (režim Clean, nastavenie 3) s nástavcom Quad Stream podľa návodu na použitie. Druhá skupina povrchov zostala bez ošetrenia a slúžila ako kontrolná skupina. Hrúbka biofilmu v najhlbšej časti vaku s hĺbkou 2 mm bola analyzovaná pomocou krížovo polarizačnej svetelnej mikroskopie a optickej koherentnej tomografie. Po posúdení hrúbky biofilmu boli náhradné povrchy zubov opäť umiestnené do rastového média. Po 48 hodinách opätovného rastu biofilmu boli náhradné povrchy zobrazované pomocou konfokálnej laserovej skenovacej mikroskopie s fluorescenčným Gramovým farbením. Okrem toho, po opätovnom raste biofilmu bola odobratá celá subgingiválna časť biofilmu na metagenómové shotgun sekvenovanie. Analýza mikrobiómu biofilmu po opätovnom raste bola vykonaná skúmaním frakcií patogénnych baktérií červeného komplexu (Porphyromonas gingivalis a Tannerella forsythia) a benígnych baktérií žltého komplexu (Streptococcus oralis a Streptococcus gordonii) podľa klasifikácie Socranskyho.¹

Výsledky

Hrúbka biofilmu
Hrúbka biofilmu sa znížila v oboch skupinách (tabuľka 1). Zníženie hrúbky biofilmu bolo signifikantne výraznejšie v skupine PSPF v porovnaní s kontrolnou skupinou (p-hodnota <0.002). Po 48 hodinách opätovného rastu biofilmu sa hrúbka biofilmu zvýšila. Zvýšenie hrúbky biofilmu bolo v skupine PSPF výrazne menšie v porovnaní s kontrolnou skupinou (p-hodnota <0.001). Obrázok 1 zobrazuje reprezentatívne snímky bukálnych vzoriek v časoch hodnotenia pred liečbou, po liečbe a po opätovnom raste.

Mikrobióm biofilmu
Analýza mikrobiómu biofilmu po 48 hodinách opätovného rastu ukázala, že v opätovne narastených PSPF- ošetrených vzorkách boli pozorované kolónie grampozitívnych kokov, zatiaľ čo v kontrolných biofilmoch boli prítomné prevažne gramnegatívne tyčinky. Metagenomické sekvenovanie odhalilo 281 druhov po 48 hodinách opätovného rastu biofilmu, čo poukazuje na jeho vysokú diverzitu. V skupine PSPF bol podiel patogénnych baktérií červeného komplexu v biofilme po opätovnom raste nižší ako v kontrolnej skupine. Podiel benígnych baktérií žltého komplexu bol vyšší ako v kontrolnej skupine.

Diskusia

Keďže trendy pre bukálny a distálny povrch boli podobné, nasledujúca diskusia predstavuje priemerné výsledky pre tieto dva povrchy zubov v rámci tohto in vitro modelu periodontálneho vaku.

Výsledky ukazujú, že ošetrenie pomocou PSPF viedlo k odstráneniu 99 % biofilmu z vaku, a to na základe merania zmien hrúbky biofilmu pred ošetrením a bezprostredne po ňom. Na povrchoch vreciek ošetrených pomocou PSPF bola hrúbka biofilmu po opätovnom raste (po 48 hodinách) o 75 % tenšia v porovnaní s hrúbkou biofilmu pred ošetrením. Okrem toho, v parodontálnych vačkoch ošetrených pomocou PSPF sa preukázal o 90 % nižší opätovný rast biofilmu (po 48 hodinách) v porovnaní s kontrolnou skupinou, opäť merané na základe zmien hrúbky biofilmu.

V parodontálnych vačkoch vyčistených pomocou PSPF prevyšoval počet benígnych baktérií žltého komplexu počet patogénnych baktérií červeného komplexu 5-násobne, zatiaľ čo v parodontálnych vačkoch, ktoré neboli vyčistené pomocou PSPF, prevyšoval počet patogénnych baktérií červeného komplexu počet benígnych baktérií žltého komplexu 3-násobne. Pri skúmaní pomeru baktérií žltého komplexu k baktériám červeného komplexu v porovnaní s kontrolnou skupinou sa zistilo, že v parodontálnych vačkoch vyčistených pomocou PSPF bol 17-násobný počet benígnych baktérií žltého komplexu na jednu patogénnu baktériu červeného komplexu. Po použití PSPF došlo v porovnaní s kontrolnou skupinou k celkovému 98 % zníženiu počtu periodontálnych patogénov červeného komplexu vo vaku, a to v dôsledku kombinácie zníženia hrúbky biofilmu počas ošetrenia a následného 48-hodinového opätovného rastu biofilmu.

Závery

V tomto in vitro teste dokázala elektrická zubná kefka Philips Sonicare Power Flosser 3000 (režim Clean, nastavenie 3) s nástavcom Quad Stream zredukovať hrúbku biofilmu o 99 % v najhlbších častiach (4 mm až 6 mm) modelového periodontálneho vaku. Okrem toho sa po 48 hodinách opätovného rastu biofilmu preukázal rozdiel v mikrobióme, čo viedlo k nižšej relatívnej abundancii periodontálnych patogénov v skupine s elektrickou zubnou niťou v porovnaní s nevyčistenou kontrolnou skupinou.