Experimental study of biodegradation and microbial colonization of dental restorative materials

Abstract


In the experiment of incubation in the presence of oral microbiota light-curing composite samples or pressed ceramics revealed more pronounced light-curing composite microbial colonization and registered under the composite surface defects biofilm.

Full Text

В условиях экологического прессинга на организм современного человека, высокой распространенности аллергических заболеваний, большого количества предприятий с опасными и вредными производствами увеличивается интерес к биоинертности реставрационных и конструкционных стоматологических материалов. Они длительное время находятся в организме человека, подвергаются воздействию ротовой жидкости и механическим нагрузкам. В литературе появляются публикации о возможности биодеградации полимерных стоматологических материалов, в связи с чем целью данного исследования стало экспериментальное изучение биодеградации и микробной колонизации композитных и керамических материалов, применяемых при замещении дефектов зубов [1-5]. Материал и методы В эксперименте проведено элект-ронно-микроскопическое изучение биодеградации и микробной колонизации светоотверждаемого композита на примере «Estelite Sigma Quick» (Tokuyama Dental, Япония) и прессованной керамики «IPS e.max Press» (Ivoclar Vivadent, Лихтенштейн). Исследования выполнены на базе лаборатории анатомии микроорганизмов ФГБУ «НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф. Гамалеи». В течение 48 ч проводили инкубирование образцов указанных материалов в питательном бульоне LB (Luria-Bertrani) с культурами микроорганизмов, характерных для полости рта. Использовали двулучевой сканирующий электронный микроскоп Quanta 200 3D (FEI Company, США) с напылительной установкой SPI-MODULE Sputter Coater (SPI Supplies, США) (ув. от 40 до 20 000). С целью изучения колонизации материалов микробами проводилась оценка биообрастания образцов с помощью программы Scandium 5,0 (Olympus Soft Imaging Solution GmbH). Общая площадь поля зрения составляла 22260,64 мкм2. На каждом поле зрения выделались области со сформированной бактериальной биопленкой. Программа Scandium 5,0 автоматически высчитывала среднюю площадь. Площадь всего изображения принимали за 100%, далее проводили расчет отношения площади, занимаемой биопленкой, к общей площади исследованного поля зрения. Результаты выражались в показателях средней площади обрастания поверхности образца (в мкм2) и в процентах. Изучали очищающее влияние зубной пасты и зубной щетки для снятия биопленки с композита или керамики. Результаты и обсуждение После инкубации композитных образцов в течение 48 ч в питательном бульоне LB (Luria-Bertrani) с культурами микроорганизмов уже на малых увеличениях (ув. 55) видно образование налета на полированной поверхности. При больших увеличениях налет представлял собой сложную многокомпонентную биопленку (рис. 1). В участках, где регистрировали скопления бактерий (микроколоний и биопленок) выявлялись микроповреждения в виде трещин. При исследовании неполированной (шероховатой) поверхности композитных образцов после инкубации с микробиомом слюны видно, что вся поверхность достаточно равномерно покрыта биопленкой, состоящей из разных морфотипов микроорганизмов. После чистки гладкой поверхности композита с помощью зубной пасты и щетки при малом инструментальном увеличении налет практически не выявляли. При детальном исследовании поверхности образца на больших увеличениях лишь в отдельных участках можно наблюдать остатки элементов биопленки в виде экзополиматрикса и единичных микробов. После очистки поверхности от бактериального налета отчетливо проявились дефекты поверхности, которые ранее не определялись, поэтому можно считать, что возникновение этих дефектов связано с воздействием микроорганизмов на материал композита. После инкубации керамических образцов с культурами микроорганизмов на их гладкой и шероховатой поверхно- Рис. 1. Биообрастание композитного образца. а - многокомпонентная биопленка (ув. 8000); б - микротрещины в пространствах под биопленкой (ув. 20 000); в - детальное строение биопленки, различные микроорганизмы (ув. 8000); г - дефекты поверхности композитной пломбы (ув. 30 000). Рис. 2. Биообрастание керамического образца (ув. 16 000). а - гладкая, б - шероховатая поверхность. сти только в отдельных участках обнаружены одиночные адгезированные бактерии и биопленки (рис. 2). Следует отметить, что по сравнению с композитом количество биоматериала (бактерий и биопленок) на поверхности керамики значительно меньше; большая часть поверхности свободна от бактерий. После чистки гладкой поверхности керамических образцов с помощью зубной пасты и щетки бактерии не обнаруживались. Не выявлены и дефекты поверхности после чистки. В результате проведенного исследования по биообрастанию керамики и композита можно сделать следующее заключение: для образцов керамики биообрастание начинается с периферии образца (0,0% в центре и 2,3% по краю образца); для образцов композита биообрастание не имеет различий по всей площади, т. е. отмечается субтотальное биообрастание всей поверхности композита (96,8% в центре и 92,5% по краю образца). Вывод Таким образом, по сравнению с композитом керамика значительно меньше колонизируется микроорганизмами рта и устойчива к биодеградации. Эффективной является очистка поверхности от бактериального налета как композита, так и керамики зубной щеткой и пастой.

About the authors

Egor Evgen’evich Olesov

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

Email: info@medprofedu.ru
125371, Moscow, Russia

A. V Lesnyak

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

125371, Moscow, Russia

N. A Uzunyan

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

125371, Moscow, Russia

L. V Didenko

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

125371, Moscow, Russia

G. A Avtandilov

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

125371, Moscow, Russia

E. P Yuffa

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

125371, Moscow, Russia

A. A Adamchik

«Institute for Advanced Studies of FMBA of Russia»

125371, Moscow, Russia

References

  1. Автандилов Г.А. Биодеструкция зубных протезов из полимерных материалов (экспериментальное исследование): Дисс. … канд. мед. наук. М.; 2013.
  2. Диденко Л.В., Боровая Т.Г., Шевлягина Н.В., Автандилов Г.А., Кост Е.А. Качество изображений обезвоженных и необезвоженных биологических образцов в сканирующем электронном микроскопе Quanta 200 3D. Морфология. 2011; 5: 83.
  3. Зайченко О.В. Влияние биодеструкции съемных пластиночных протезов из различных акриловых пластмасс на ткани ротовой полости: Дисс. ... канд. мед. наук. М.; 2005.
  4. Олесов Е.Е., Диденко Л.В., Автандилов Г.А., Жаров А.В., Юффа Е.П. Экспериментальное сравнение микробной колонизации и биодеградации стоматологической керамики и светоотверждаемого композита. В кн.: Материалы Конференции «Особенности стоматологического обслуживания работников организаций отдельных отраслей промышленности с особо опасными условиями труда». М.; 2014: 10-2.
  5. Meyer G. Аспекты поиска решений: пластичные пломбы, вкладки типа inlay или частичные коронки. Проблемы стоматологии. 2011; 1: 5-10.

Statistics

Views

Abstract - 21

PDF (Russian) - 1

Cited-By


Article Metrics

Metrics Loading ...

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies