Очистка пародонтального кармана и изменения микробиома после использования беспроводной Philips Sonicare Power Flosser In Vitro

Цель

Оценить эффективность беспроводной электрической зубной щётки Philips Sonicare Power Flosser (PSPF) в удалении биоплёнки из пародонтального кармана глубиной до 6 мм в модели in vitro, а также исследовать таксономический состав биоплёнки, повторно образовавшейся после использования PSPF, по сравнению с контрольным образцом.

Методология

Пародонтальную биоплёнку выращивали на поверхностях модельных зубов, используя объединённую смесь слюны и зубного налёта, а также искусственную слюну с добавлением питательных веществ. Поверхности зубов были смоделированы в виде щечной половины (n = 10/группу) или дистально-аппроксимальной половины (n = 10/группу) моляров взрослого человека. Модели зубов были изготовлены методом 3D-печати из чёрного полиамидного материала. Биоплёнку, имитирующую локальные условия в пародонтальном кармане, выращивали на поверхностях зубов в анаэробной атмосфере, а затем в микроаэрофильной. После 48 часов роста биоплёнки поверхности модельных зубов помещали в модель in vitro, имитирующую ряд моляров с межзубными промежутками и резиновыми дёснами, сформированными так, чтобы создавать пародонтальные карманы глубиной до 6 мм.

Одну группу поверхностей, покрытых биоплёнкой, обрабатывали беспроводной электрической зубной щёткой Philips Sonicare Power Flosser 3000 (режим «Очистка», настройка 3) с насадкой Quad Stream в соответствии с инструкцией по применению. Другая группа поверхностей была оставлена без обработки в качестве контрольной. Толщину биоплёнки в самой глубокой части кармана (2 мм) анализировали с помощью микроскопии в кросс-поляризованном свете и оптической когерентной томографии. После оценки толщины биоплёнки поверхности модельных зубов были вновь помещены в питательную среду. После 48 часов повторного роста биоплёнки поверхности модельных зубов были визуализированы с помощью конфокальной лазерной сканирующей микроскопии с флуоресцентным окрашиванием по Граму. Кроме того, после повторного роста биоплёнки была собрана вся её поддесневая часть для метагеномного шотган-секвенирования. Анализ микробиома биоплёнки после повторного роста проводили путём исследования долей патогенных бактерий красного комплекса (Porphyromonas gingivalis и Tannerella forsythia) и доброкачественных бактерий жёлтого комплекса (Streptococcus oralis и Streptococcus gordonii) согласно классификации Сокрански.¹

Результаты

Толщина биоплёнки
Толщина биоплёнки уменьшилась в обеих группах (таблица 1). Уменьшение толщины биоплёнки было значительно более выраженным в группе PSPF по сравнению с контрольной группой (p-значение <0.002). После 48 часов возобновления роста биоплёнки её толщина увеличилась. Увеличение толщины биоплёнки было значительно меньше в группе PSPF по сравнению с контрольной группой (p-значение <0.001). На рисунке 1 представлены репрезентативные изображения образцов со щёчной поверхности в моменты оценки до лечения, после лечения и после повторного роста.

Микробиом биоплёнки
Анализ микробиома биоплёнки через 48 ч после возобновления роста показал, что в образцах, обработанных PSPF-, с возобновлённым ростом наблюдались колонии грамположительных кокков, тогда как в контрольных биоплёнках преобладали грамотрицательные палочки. Метагеномное секвенирование выявило виды 281 через 48 ч после возобновления роста биоплёнки, что свидетельствует о её высоком разнообразии. В группе PSPF доля патогенных бактерий красного комплекса в биоплёнке после её повторного роста была ниже, чем в контрольной группе. Доля бактерий доброкачественного жёлтого комплекса была выше, чем в контрольной группе.

Обсуждение

Поскольку тенденции для буккальной и дистальной поверхностей были схожими, в нижеследующем обсуждении представлены усреднённые результаты для двух поверхностей зуба в рамках данной модели пародонтального кармана in vitro.

Результаты показывают, что обработка с помощью PSPF привела к удалению 99 % биоплёнки из кармана, что измерялось по изменению толщины биоплёнки до и сразу после обработки. На поверхностях карманов, обработанных PSPF, толщина биоплёнки после повторного роста (через 48 ч) была на 75 % меньше, чем толщина биоплёнки до обработки. Кроме того, в карманах, обработанных PSPF, наблюдалось на 90 % меньшее повторное разрастание биоплёнки (через 48 ч) по сравнению с контрольной группой, что также определялось по изменению толщины биоплёнки.

В карманах, очищенных с помощью PSPF, количество бактерий доброкачественного жёлтого комплекса превышало количество бактерий патогенного красного комплекса в 5 раз, тогда как в карманах, не очищенных с помощью PSPF, количество бактерий патогенного красного комплекса превышало количество бактерий доброкачественного жёлтого комплекса в 3 раз. При сравнении соотношения бактерий жёлтого комплекса к бактериям красного комплекса с контрольной группой в карманах, очищенных с помощью PSPF, количество безвредных бактерий жёлтого комплекса на одну патогенную бактерию красного комплекса было в 17 раз выше. Учитывая уменьшение толщины биоплёнки во время обработки и последующий её повторный рост в течение 48 ч, общее снижение количества патогенных бактерий красного комплекса в пародонтальном кармане после применения PSPF составило 98 % по сравнению с контрольной группой.

Выводы

В рамках данного теста in vitro беспроводная Philips Sonicare Power Flosser 3000 (режим «Очистка», настройка 3) с насадкой Quad Stream позволила уменьшить толщину биоплёнки на 99 % в самых глубоких участках (с 4 мм до 6 мм) модельного пародонтального кармана. Кроме того, после 48 часов возобновления роста биоплёнки наблюдалось различие в микробиоме, что привело к снижению относительной численности пародонтальных патогенов в группе, где использовалась электрическая зубная щётка с функцией ирригатора, по сравнению с контрольной группой, где очистка не проводилась.