Изучение взаимовлияния конструкций зубных протезов и микробиоценоза полости рта

¹Введение. Комплексное влияние съемных зубных протезов на ткани протезного ложа и организм в целом складывается из механического, химико-токсического, микробиологического и аллергического воздействий [1–4]. Полость рта человека является местом обитания большого количества разнообразных микроорганизмов, формирующих постоянную и резидентную микрофлору. Некачественная поверхность зубных протезов и реставраций, задержка остатков пищи, постоянная влажность и температура создают благоприятные условия для адгезии, колонизации, размножения различных видов микробов как на поверхности, так и во внутренней структуре стоматологических конструкций и реставраций, ухудшая и сокращая тем самым их функциональные и эксплуатационные качества [5–7].

Материал, используемый для изготовления зубных протезов, вступает в сложное взаимодействие с микробиоценозом полости рта и подлежащими тканями протезного ложа. Остатки пищи, наиболее часто задерживающиеся под базисом протеза, создают благоприятную среду для развития микроорганизмов, в особенности Candida albicans. Микроорганизмы налета, утилизируя углеводы пищи, создают критическое значение рН в ретенционных пунктах. Кроме того, существует предположение, что продукты жизнедеятельности Candida albicans содержат вещества, которые способствуют улучшению жизнедеятельности других микроорганизмов. Нарушение микробиоценоза может привести к воспалению слизистой оболочки протезного ложа и протезным стоматитам. Последствиями инфекционных воспалительных процессов, связанных с протезированием, являются прогрессирующая деструкция пародонта и костной ткани альвеолярной кости, возникновение дефектов зубных рядов, нарушение жевательной функции.

Влияние на микробиоценоз полости рта термопластических полимеров как новых базисных поли-

Адрес: 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85

Тел: 8-915-576-96-98

меров недостаточно изучено, что представляет клинический интерес для стоматологической практики.

Цель : изучить адгезию микрофлоры полости рта и степень ее проникновения в структуру конструкционных базисных полимеров в сравнительном аспекте.

Материал и методы. Для исследования были подготовлены образцы из современных базисных полимеров разной химической природы и режимов полимеризации, применяемых в современной ортопедической стоматологии: «Мега-F», «Valplast», «Dental-D», «Асree-Free», «Протакрил». Полирование поверхности производилось в соответствии с рекомендациями фирм-производителей до состояния глянца, которое определялось визуально.

Объективную оценку качества полученной поверхности образцов базисных стоматологических полимеров проводили методом растрово-ионной микроскопии на аппарате «Quanta 2003d» на базе центра коллективного пользования НИУ «Белгородский государственный университет» в лаборатории «Наноструктурные материалы и нанотехнологии», руководитель профессор Иванов О. Н., которому выражаем благодарность за оказанную поддержку. Исследование поверхности образцов проводилось в двух произвольно выбранных точках на каждом образце, при увеличении в 300 и 3000 раз.

После изучения поверхности образцы были подготовлены для испытаний на предмет изучения способности микрофлоры адсорбироваться на поверхности и проникать в структуру материала. Для этого был проведен этап «заражения» образцов материалов. Исследования по изучению адгезии микрофлоры проводили в эксперименте in vitro по методике В. Н. Царева, 2006, позволяющей соотносить количество бактерий в тест-культуре, нанесенной на образец базисного материала, и количество прилипших бактерий из расчета на 1 см². Использовали культуры бактерий: E. coli, S. аureus, В. subtilis, а также культуру грибов Candida albicans . Количество бактерий в 1 мл взвеси составляло –10⁸ КОЕ, количество грибов в 1 мл взвеси составляло –10⁶ КОЕ. Посев производили путем прикладывания образцов к поверхности питательной среды той стороной, на которую наносили взвесь микробов, и слегка прижимали пинцетом

Адгезия микроорганизмов полости рта к базисным конструкционным материалам (M± m)

Микроорганизмы Материал «Мега» «Асree-Free» «Valplast» «Dental-D» «Протакрил» Candida albicans 0,27±0,01 0,35±0,01 0,25±0,01 0,3±0,01 0,2±0,01 S. аureus 0,5±0,01 0,51±0,01 0,28±0,01 0,30±0,01 0,6±0,02 E. coli 0,37±0,01 0,39±0,01 0,23±0,01 0,21±0,01 0,45±0,01 В. subtilis 0,22±0,01 0,2±0,01 0,260,01 0,22 ±0,01 0,22±0,01 для получения отпечатка. По завершении времени культивирования проводили подсчет количества изолированных колоний, выросших из бактерий, прилипших к образцу материала, в пересчете на 1 см2 образца. Полученные результаты выражали через десятичный логарифм (lg) числа колониеобразующих единиц (КОЕ).

Дальнейшие исследования по изучению глубины проникновения микроорганизмов в толщу полимеров проводили с помощью конфокального лазерного сканирующего микроскопа Nikon Eclipse Ti на базе кафедры анатомии и физиологии живых организмов НИУ «БелГУ». С целью флуоресцентной визуализации микроорганизмов исследуемые образцы «заражались» по отдельности, в культуральных средах с добавлением универсального искусственного органического пигмента «Родамин-B». Данный краситель хорошо растворим в воде и имеет высокую стабильность к действию света. Сканирование осуществляли при длине волны 488 нм. Для визуализации изображения использовали специализированную программу Nikon С1.

Результаты. С помощью электронно-микроскопического изучения поверхности образцов стало возможным оценить качество окончательной обработки на микроуровне.

На полученных фотографиях при большом увеличении представляется возможным увидеть такие дефекты, как шероховатости, поры, трещины. Можно произвести точное измерение величины каверн, а также их количества. Размер каверн варьирует от 1 до 5 мкм. Число пор в поле зрения — от 3–5. На поверхности имеются участки выпуклостей и углублений.

В результате исследования наибольшее количество дефектов было обнаружено на поверхности образца из «Valplast», в виде углублений, каверн, неровности. Поверхность образца из «Dental-D» характеризуется наличием продольных борозд и шероховатостей.

Наименьшее количество дефектов присутствовало на образцах «Мега».

Результаты исследования адгезии бактерий и грибов к поверхности конструкционного материала in vitro представлены в таблице.

Индекс адгезии рассчитывали как частное от деления полученной величины на десятичный логарифм концентрации бактерий (грибов) в исходной взвеси, нанесенной на образец исследуемого материала:

Ia=lg A/ lg N, где Iа — идекс адгезии; А — число прилипших бактерий; N — количество бактерий взвеси. Результаты выражены в виде индексов адгезии.

Полученные данные свидетельствуют о том, что у разных видов микроорганизмов, населяющих полость рта, способность адгезии к стоматологическим базисным полимерам варьирует 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.

В ходе исследования поверхности изучаемых образцов полимеров на конфокальном лазерном сканирующем микроскопе программа выдает серию снимков послойного исследования на толщину образца, с шагом в 0,18 мкм.

Критериями полученных изображений являлись объекты зеленого свечения от красителя «Родамин-В», видимой площади свечения в поле зрения и интенсивности. Важно отметить, что по критерию интенсивности свечения можно предполагать отдаленность живого объекта от поверхности.

Анализируя полученные результаты, можно констатировать зафиксированное наличие самого факта флюоресцирующего свечения на всех образцах изучаемых полимеров. Микроорганизмы обнаруживали свое присутствие на образцах как после двухдневной экспозиции в микробной среде, так и после пятидневной выдержки, соответственно в большей степени. Это свидетельствует об адгезии живых организмов как на поверхности образцов, так и внутри, с проникновением микрофлоры в толщу материала.

Обсуждение. Анализируя полученные данные, можно констатировать, что среди всех материалов на срезах образцов из термопластического полимера «Valplast» можно наблюдать свечение высокой интенсивности на ста процентах площади, видимой в поле зрения, при этом яркой интенсивности.

У образцов из термопластического полимера «Dental-D» площадь свечения была меньшей, но при этом локально имелись яркие участки, что, по-видимому, объясняется наличием трещин и борозд на поверхности.

Опираясь на результаты микроскопирования поверхности образцов, где было выявлено наличие всевозможных дефектов, можно объяснить более легкое проникновение микроорганизмов в толщу материала. Яркое и неравномерное зеленое свечение микроорганизмов от красителя «Радомин-В» есть тому доказательство. По наличию линии углубления можно наблюдать значительно более концентрированное свечение.

Образцы из акриловых полимеров «Мега-F», «Асree-Free» и «Протакрил» характеризовались значительно меньшей площадью свечения. Результаты исследования позволяют рассматривать группу без-мономерных базисных полимеров как материалы, не отличающиеся существенно от акриловых полимеров повышенной адгезией и колонизацией видов бактерий полости рта. Способность к проникновению в толщу материала живых микроорганизмов находится в зависимости от качества поверхности и структуры материала: чем она однороднее, тем более защищена от влияния микрофлоры.

Заключение. Полученные данные убедительно подтверждают значимость качества окончательной обработки поверхности полимеров. Термопластические полимеры характеризуются сложной обработкой, в связи с этим предрасположены к большей адгезии и проникновению микроорганизмов в толщу конструкции по сравнению с акриловыми полимерами, что однозначно является неблагоприятным фактором для долговечности конструкции зубного протеза и его влияния на подлежащие ткани. Основываясь на том, что колонизация in vivo существенно может отличаться от результатов исследований in vitro , планируется продолжить изучение данного вопроса в клинических условиях. Результаты исследования позволят дифференцированно и индивидуально подходить к выбору конструкционных материалов при планировании ортопедического лечения.