Эффективность ортопедического лечения во многом определяется свойствами базисных материалов, применяемых при изготовлении съемных зубных протезов [1, 3, 5]. Известно, что в зависимости от базисного материала, после наложения съемных зубных протезов нередко развиваются осложнения, обусловленные накоплением микрофлоры полости рта, разной степени вирулентности. Многочисленными научными работами [2, 5, 4], доказано, что акриловая пластмасса обладает гидрофильностью, что впоследствии приводит к возникновению внутренних напряжений, образованию в них пор, в которые проникают микроорганизмы и там размножаются. Нарушение микробиоценоза приводит к воспалению слизистой оболочки протезного ложа и протезным стоматитам [6, 7].
Появление группы безмономерных термопластических полимеров вызывает интерес в плане улучшения качественных показателей съемных протезов, но до настоящего времени данные материалы еще мало изучены. Наряду с традиционными микробиологическими исследованиями, микроскопирование является современным методом, позволяющим изучить структуру интересующего объекта на наноуровне. Данное обстоятельство послужило причиной для данного исследования.
Целью настоящей работы было определить степень адгезии и колонизации микроорганизмов на поверхности термопластических и акриловых полимеров в сравнительном аспекте.
Материал и методы исследования
Исследование проводилось на базах микробиологической лаборатории СЭС г. Белгорода (доцент, Шинкаренко Н.Н.) и центра коллективного пользования НИУ Белгородского государственного университета в лаборатории «Наноструктурные материалы и нанотехнологии» (руководитель профессор Иванов О.Н.), за что выражаем благодарность коллегам.
Для изучения были подготовлены образцы из современных полимеров, применяемых в ортопедической стоматологии: «Мега-F», «Valplast», «Acry-Free», «Эвидсан», «Dental-D» «Фторакс» «Протакрил». Используя методику В.Н. Царёва (2003) и культуры бактерий - Escherichia coli АТСС 25922, Staphylococcus аureus АТСС 25923, Вacillus subtilis АТСС 6633, Pseudomonas aeruginosa АТСС 27853, а также культуру грибов Candida albicans NCTC 2625, изучали адгезию бактерий к базисным полимерам в сравнительном аспекте.
Эксперимент, проводимый in vitro, позволяющий соотносить количество бактерий в тест-культуре, нанесённой на образец конструкционного материала, и количество прилипших бактерий из расчета на 1 см², заключался в следующем: на поверхность исследуемых образцов конструкционных базисных материалов, изготовленных с учетом параметров - диаметр 10 мм, толщина 1,5 мм, подвергнутых шлифовке, полировке, а также обработке в ультразвуковой ванночке с 3% раствором перекиси водорода в режиме 50 W 1,5 мин, помещали взвесь тест-культуры бактерий. Количество бактерий в 1 мл взвеси составляло - 108 КОЕ, количество грибов в 1 мл взвеси - 106 КОЕ. Затем образцы помещали в пробирку и промывали в 100 мл стерильного физиологического раствора при помощи шуттель-аппарата. Затем производили посев прикрепившихся к поверхности конструкционного материала микроорганизмов путём прикладывания образцов к поверхности питательной среды в чашке Петри с последующим распределением микроорганизмов по поверхности питательной среды стерильным шпателем. Засеянные таким образом чашки Петри помещали в термостат при оптимальной температуре на 1 сутки, после чего подсчитывали количество изолированных колоний, выросших из бактерий, прилипших к образцу материала, из расчета на 1 см2 образца. Полученные результаты выражали через десятичный логарифм (lg) числа колониеобразующих единиц (КОЕ). Индекс адгезии рассчитывали как частное от деления полученной величины на десятичный логарифм концентрации бактерий (грибов) в исходной взвеси, нанесённой на образец исследуемого материала. Ia = lg A/lg N, где Iа - индекс адгезии; А - число прилипших бактерий; N - количество бактерий взвеси.
Для визуализации и сравнительного анализа микробиологического обсеменения образцов проводили исследование поверхности образцов методом растрово-ионной микроскопии в лаборатории «Наноструктурные материалы и нанотехнологии», где подготовленные методом «заражения» и последующего промывания их в 10 мл физиологического раствора, образцы были зафиксированы на диагностическом столике микроскопа и подвергнуты изучению.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты исследования адгезии бактерий и грибов к поверхности конструкционного материала in vitro представлены в таблица. Результаты выражены в виде индексов адгезии.
Адгезия микроорганизмов полости рта к базисным конструкционным материалам (M ± m)
|
Микроорганизмы |
Мега |
«Acry-Free» |
Фторакс |
«Протакрил». |
«Dental-D» |
«Valplast» |
«Эвидсан» |
|
Candida albicans |
0,27 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
0,34 ± 0,01 |
0,42 ± 0,01 |
0,3 ± 0,01 |
0,41 ± 0,01 |
0,28 ± 0,01 |
|
S. аureus |
0,5 ± 0,01 |
0,53 ± 0,01 |
0,51 ± 0,01 |
0,51 ± 0,01 |
0,30 ± 0,01 |
0,61 ± 0,01 |
0,42 ± 0,02 |
|
E. coli |
0,37 ± 0,01 |
0,39 ± 0,01 |
0,39 ± 0,01 |
0,39 ± 0,01 |
0,21 ± 0,01 |
0,39 ± 0,01 |
0,39 ± 0,01 |
|
В. subtilis |
0,2 ± 0,01 |
0,22 ± 0,01 |
0,2 ± 0,01 |
0,3 ± 0,01 |
0,1 ± 0,01 |
0,12 ± 0,01 |
0,1 ± 0,01 |
|
Синегнойная палочка |
0,31 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
0,3 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
0,35 ± 0,01 |
Полученные данные свидетельствуют о том, что у разных видов микроорганизмов, населяющих полость рта, способность адгезии к стоматологическим базисным полимерам варьируется в зависимости от их физико-химических параметров. Индексы адгезии колебались в пределах от 0,2 до 0,6. Систематизация полученных данных позволила выделить 3 степени интенсивности адгезии: от 0,2 до 0,3 - низкая степень; от 0,31 до 0,4 - умеренная степень; от 0,41 и выше - высокая степень. Анализируя полученные данные, можно отметить следующее.
Наиболее высокая степень адгезии наблюдается к самотвердеющему полимеру «Протакрил» у культуры S. Аureus - 0,51, р < 0,05. К материалам «Фторакс» и «Acry-Free» и «Valplast» наблюдали умеренную степень адгезии большинства бактерий и грибов, используемых в эксперименте. Их индексы адгезии составляли (от 0,35 до 0,39). В то же время культура S. аureus имеет высокую степень адгезии к данным материалам 0,5, а В. subtilis, наоборот, - низкую 0,2, р < 0,05.
К материалу холодной полимеризации «Мега-F» установлено, что адгезия Candida albicans характеризовалась низкой степенью - 0,27. Адгезия S. аureus, была высокой, индексы 0,5. E. coli и синегнойная палочка показали умеренную степень адгезии к данному материалу (от 0,3 до 0,37). У культуры В. subtilis выявлена низкая адгезивная способность 0,22, р < 0,05.
К материалам «Dental-D» и «Эвидсан», в отличие от всех других полимеров, самой низкой адгезией обладает S. аureus, где показатель составляет 0,3, при р < 0,02. И несколько ниже, чем к другим полимерам, адгезия E. coli - 0,21, р < 0,02. По адгезии других микроорганизмов материал «Dental-D» существенно не отличается от акриловых полимеров.
Проведенные исследования in vitro свидетельствуют, что адгезия представителей микробной флоры полости рта к взятым образцам ортопедических базисных полимеров существенно не отличается по большинству видов микроорганизмов, за исключением можно отметить более низкую адгезию S. аureus к материалу «Dental-D», в отличие от всех других полимеров. Сравнительная оценка результатов адгезии микроорганизмов на образцах базисных полимеров позволяет выразить мнение об устойчивости данных материалов к биологической среде полости рта.
В результате проведенных исследований микроскопии были получены следующие данные. При увеличении в 6000 раз визуализируются микроорганизмы в виде палочек, сфер на поверхности всех образцов.
Наибольшая колонизация микроорганизмов была обнаружена на поверхности образцов самотвердеющего полимера «Протакрила». Из безмономерных полимеров выделялись преимущественно материалы - «Valplast» и «Эвидсан». Это находит объяснение в сложности структуры термопластических полимеров и их механической обработки.
Минимальная обсемененность микроорганизмами была обнаружена у образцов «Фторакс» и «Acry» и «Dental-D».
Выводы
Таким образом, колонизация представителей микробной флоры полости рта к ортопедическим базисным полимерам так же, как и адгезия, определяется видовой принадлежностью микроорганизма и конструкционным материалом. Сравнительная оценка результатов уровня обсемененности образцов позволяет рассматривать группу безмономерных базисных полимеров, как материалы, обладающие определенной стойкостью к колонизации вирулентных видов бактерий полости рта, но требует дальнейших разработок по улучшению способов обработки данных материалов. Новые данные о биологических свойствах термопластических полимеров являются полезными в плане выбора конструкционного материала для индивидуального плана лечения стоматологических больных и снижения развития возможных осложнений со стороны слизистой оболочки полости рта и организма в целом.
Статья подготовлена при финансовой поддержке проекта № 4.3265.2011, выполняемого в рамках Государственного задания Минобрнауки России подведомственным вузам на выполнение НИОКР.
Рецензенты:
-
Каливраджиян Э.С., д.м.н., профессор, зав. кафедрой ортопедической стоматологии Воронежской государственной медицинской академии им. Н.Н. Бурденко, г. Воронеж;
-
Скорикова Л.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой пропедевтической стоматологии ГБОУ ВПО «Кубанского государственного медицинского университета» МЗ и соц. развития РФ, г. Краснодар.
Работа поступила в редакцию 14.08.2012.