Czyszczenie kieszonek przyzębnych i zmiany mikrobiomu po zastosowaniu bezprzewodowej Philips Sonicare Power Flosser In vitro

Cel

Ocena skuteczności bezprzewodowej szczoteczki Philips Sonicare Power Flosser (PSPF) w usuwaniu biofilmu z modelowej kieszonki przyzębnej in vitro o głębokości do 6 mm oraz badanie składu taksonomicznego biofilmu, który ponownie rozwinął się po zastosowaniu PSPF, w porównaniu z grupą kontrolną.

Metodologia

Biofilm przyzębny hodowano na powierzchniach zębów zastępczych, zaczynając od zbiorczej mieszaniny śliny i płytki nazębnej, z wykorzystaniem sztucznej śliny wzbogaconej w składniki odżywcze. Powierzchnie zębów modelowano jako policzkową połowę (n = 10/grupę) lub dystalną, aproksymalną połowę (n = 10/grupę) zębów trzonowych osoby dorosłej. Zęby zastępcze zostały wykonane w technologii druku 3D z czarnego poliamidu. Biofilm, który odzwierciedlał lokalne warunki w kieszonce przyzębnej, hodowano na powierzchniach zębów w atmosferze beztlenowej, a następnie w atmosferze mikroaerofilnej. Po 48 godzinach wzrostu biofilmu powierzchnie zębów zastępczych umieszczono w modelu in vitro, który symulował rząd zębów trzonowych z przestrzeniami międzyzębowymi i gumami z tworzywa sztucznego ukształtowanymi tak, by utworzyć kieszonki przyzębne o głębokości do 6 mm.

Jedną grupę powierzchni pokrytych biofilmem poddano działaniu elektrycznej szczoteczki do zębów Philips Sonicare Power Flosser 3000 (tryb Clean, ustawienie 3) z końcówką Quad Stream zgodnie z instrukcją użytkowania. Druga grupa powierzchni pozostała niepoddana działaniu jako grupa kontrolna. Grubość biofilmu w najgłębszej części kieszonki o głębokości 2 mm analizowano za pomocą mikroskopii światła spolaryzowanego krzyżowo oraz optycznej tomografii koherencyjnej. Po dokonaniu oceny grubości biofilmu, powierzchnie zastępczych zębów ponownie umieszczono w pożywkach hodowlanych. Po 48 godzinach od ponownego wzrostu biofilmu, powierzchnie zastępcze poddano obrazowaniu za pomocą konfokalnego skaningowego mikroskopu laserowego z zastosowaniem fluorescencyjnego barwienia metodą Grama. Dodatkowo, po odtworzeniu się biofilmu, pobrano całą jego część poddziąsłową do metagenomicznego sekwencjonowania typu shotgun. Analizę mikrobiomu biofilmu po odtworzeniu przeprowadzono, badając frakcje patogennych bakterii kompleksu czerwonego (Porphyromonas gingivalis i Tannerella forsythia) oraz łagodnych bakterii kompleksu żółtego (Streptococcus oralis i Streptococcus gordonii), zgodnie z klasyfikacją Socransky'ego.¹

Wyniki

Grubość biofilmu
Grubość biofilmu zmniejszyła się w obu grupach (Tabela 1). Zmniejszenie grubości biofilmu było istotnie większe w grupie PSPF w porównaniu z grupą kontrolną (wartość p <0.002). Po 48 godzinach od odtworzenia się biofilmu jego grubość wzrosła. Wzrost grubości biofilmu był istotnie mniejszy w grupie PSPF w porównaniu z grupą kontrolną (wartość p <0.001). Rysunek 1 przedstawia reprezentatywne obrazy próbek z policzka w punktach oceny przed leczeniem, po leczeniu oraz po odtworzeniu biofilmu.

Mikrobiom biofilmu
Analiza mikrobiomu biofilmu po 48 godzinach od odrostu wykazała, że w odrośniętych próbkach poddanych działaniu PSPF- zaobserwowano kolonie ziarniaków Gram-dodatnich, podczas gdy w biofilmach kontrolnych występowały głównie pałeczki Gram-ujemne. Sekwencjonowanie metagenomiczne pozwoliło wykryć gatunki 281 po 48 godzinach od odtworzenia biofilmu, co wskazuje na jego dużą różnorodność. W grupie PSPF udział patogennych bakterii z kompleksu czerwonego w biofilmie po odrostach był niższy niż w grupie kontrolnej. Udział łagodnych bakterii z kompleksu żółtego był wyższy niż w grupie kontrolnej.

Omówienie

Ponieważ tendencje dla powierzchni policzkowej i dystalnej były podobne, poniższe omówienie przedstawia uśrednione wyniki dla tych dwóch powierzchni zębów w ramach tego modelu kieszonki przyzębnej in vitro.

Wyniki wskazują, że leczenie za pomocą PSPF spowodowało usunięcie 99% biofilmu z kieszonki, co zmierzono na podstawie zmian grubości biofilmu przed leczeniem i bezpośrednio po nim. W przypadku powierzchni kieszonek poddanych zabiegowi przy użyciu PSPF grubość biofilmu po odtworzeniu (po 48 godzinach) była o 75% mniejsza niż grubość biofilmu przed zabiegiem. Ponadto w kieszonkach poddanych zabiegowi przy użyciu PSPF stwierdzono o 90% mniejszy wzrost ponowny biofilmu (po 48 godzinach) w porównaniu z grupą kontrolną, ponownie na podstawie pomiaru zmian grubości biofilmu.

W kieszonkach oczyszczonych za pomocą PSPF liczba łagodnych bakterii kompleksu żółtego przewyższała liczbę patogennych bakterii kompleksu czerwonego 5 razy, natomiast w kieszonkach nieoczyszczonych za pomocą PSPF liczba patogennych bakterii kompleksu czerwonego przewyższała liczbę łagodnych bakterii kompleksu żółtego 3 razy. Analizując stosunku do grupy kontrolnej proporcji bakterii kompleksu żółtego do bakterii kompleksu czerwonego, w kieszonkach oczyszczonych za pomocą PSPF stwierdzono 17 razy więcej łagodnych bakterii kompleksu żółtego na jedną patogenną bakterię kompleksu czerwonego. Po połączeniu zmniejszenia grubości biofilmu podczas leczenia i następującego po nim 48-godzinnego odrostu biofilmu, stwierdzono całkowitą 98% redukcję patogenów przyzębia z czerwonego kompleksu w obrębie kieszonki po zastosowaniu PSPF w porównaniu z grupą kontrolną.

Wnioski

W ramach tego testu in vitro bezprzewodowa Philips Sonicare Power Flosser 3000 (tryb Clean, ustawienie 3) z dyszą Quad Stream umożliwiła zmniejszenie grubości biofilmu o 99% w najgłębszych obszarach (4 mm do 6 mm) modelowej kieszonki przyzębnej. Ponadto po 48 godzinach od odtworzenia biofilmu stwierdzono różnicę w mikrobiomie, co skutkowało niższą względną liczebnością patogenów przyzębia w grupie, w której zastosowano power flosser, w porównaniu z grupą kontrolną, w której nie przeprowadzono czyszczenia.