Zmiany mikrobiomu po dezynfekcji laserem i chlorheksydyną podczas usuwania próchnicy

Profilaktyka i leczenie próchnicy zębów, jednej z najczęstszych i najstarszych chorób, jest ściśle związane ze zdrowiem człowieka. Twarda tkanka zęba podlega cyklicznym procesom remineralizacji i demineralizacji. Próchnica pojawia się, gdy równowaga ta zostaje zakłócona na korzyść demineralizacji. Próchnica zębów to utrata minerałów spowodowana kwasem wytwarzanym przez mikroorganizmy.

W przypadku konwencjonalnego usuwania próchnicy, w celu dotarcia do zmiany chorobowej stosuje się zazwyczaj narzędzia ręczne obracające się z dużą prędkością. Natomiast wolnoobrotowe instrumenty ręczne (wiertła z węglika wolframu) usuwają próchnicę. Metoda ta polega na szybkim i skutecznym usunięciu próchnicy, ale może skutkować usunięciem zdrowej tkanki lub uszkodzonej zębiny zdolnej do remineralizacji. Podczas zabiegów małoinwazyjnych w stomatologii operacyjnej powszechnie stosuje się bardziej oszczędne i selektywne metody usuwania próchnicy, będące alternatywą dla metody konwencjonalnej. Jedną z takich metod są wiertła polimerowe produkowane jako alternatywa dla konwencjonalnych wierteł z węglika wolframu. Wykonane są z miękkiego materiału polimerowego. Usuwa jedynie zakażoną zębinę. Wiertła polimerowe są twardsze niż zębina próchnicowa i bardziej miękkie niż zdrowa zębina. Dlatego przy usuwaniu tkanki próchnicowej wiertłem polimerowym wiertło pozostaje nienaruszone, natomiast w przypadku zdrowej tkanki wiertło ulega zużyciu. Przeznaczony jest do usuwania wyłącznie zębiny próchnicowej poprzez selektywne utrzymywanie wydajności cięcia do momentu natrafienia na zębinę dotkniętą próchnicą. W poprzednim badaniu, zmniejszenie liczby bakterii mikrobiologicznych Streptococcus mutans przed i po usunięciu próchnicy okluzyjnej było statystycznie istotne w przypadku wierteł polimerowych w porównaniu z wiertłami z węglika wolframu.

W stomatologii odtwórczej całkowite usunięcie zainfekowanej tkanki próchnicowej przed procesem odbudowy odgrywa kluczową rolę w powodzeniu leczenia. Ze względu na ryzyko usunięcia zdrowej tkanki zębiny podczas usuwania zakażonej tkanki próchnicowej, opracowano techniki ochronnego opracowania ubytku. Kryteria takie jak kolor i twardość, które brane są pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o usunięciu próchnicy z tkanek zęba, są subiektywne i zależą od zmysłów wzroku i dotyku. Choć naukowcy zalecają stosowanie wskaźników próchnicy w oparciu o obiektywne dane, badania wykazały, że wskaźniki te jedynie w 15–40% skutecznie wykrywają obecność mikroorganizmów. Pomimo usunięcia przebarwionych tkanek, w okolicy miazgi, zwłaszcza w kanalikach zębinowych, stwierdzono obecność drobnoustrojów. Te mikroorganizmy pozostające w tkankach mogą powodować powstawanie próchnicy wtórnej, nadwrażliwość pozabiegową i zapalenie miazgi. Badania wykazały, że właściwości okluzyjne i uszczelniające materiału do odbudowy nie zapobiegają przedostawaniu się bakterii resztkowych w warstwie mazistej i kanałach zębinowych do tkanki miazgi i powodowaniu infekcji. Dlatego na pierwszy plan wysunęło się stosowanie antybakteryjnych środków do dezynfekcji jamy ustnej. Obecnie jako środki dezynfekujące jamy ustnej stosuje się diglukonian chlorheksydyny (CHX), chlorek benzalkoniowy, podchloryn sodu, nadtlenek wodoru, roztwory jodu, kwas fosforowy, fluor, propolis, ozon, systemy dezynfekcji aktywowanej światłem i systemy laserowe.

Mikrobiologia próchnicy zębów to temat badany od wielu lat. W poprzednich badaniach wykorzystywano tradycyjne metody oparte na hodowlach do identyfikacji bakterii związanych z próchnicą zębów. Metoda oparta na kulturach pozwoliła na podstawowe zrozumienie składu mikroflory płytki nazębnej w próchnicy. Mikroorganizmy wyizolowano ze zmian próchnicowych lub próbek płytki nazębnej pobranych w badaniu przekrojowym lub podłużnym przy użyciu technik opartych na hodowli. Jednak badania nad mikrobiomem jamy ustnej są nadal niekompletne, ponieważ sztuczne podłoża nie są w stanie w pełni naśladować środowiska naturalnego, w którym występują bakterie jamy ustnej, ponieważ około połowy mikrobiomu jamy ustnej nie można hodować. Dlatego w badaniach metodą hodowli nie jest możliwe wykrycie wszystkich bakterii w próbce. Molekularne techniki genetyczne mogą wykryć i zidentyfikować mikrobiom bez kultury, wykorzystując analizę 16s rRNA występującego u wszystkich tych prokariotów. Gen 16s rRNA stosuje się jako standard do klasyfikacji i identyfikacji mikrobiomu, ponieważ sekwencje genu 16s rRNA zawierają regiony hiperzmienne, które mogą zapewnić sekwencje specyficzne gatunkowo do identyfikacji bakterii. Chociaż początkowo stosowano je do identyfikacji bakterii, sekwencjonowanie 16s rRNA zostało później wykorzystane do przeklasyfikowania bakterii na nowe gatunki lub rodzaje. Wykorzystano ją również do identyfikacji nowych gatunków, które nie zostały jeszcze pomyślnie wyhodowane. Niedawno wysokowydajne pirosekwencjonowanie ujawniło nieoczekiwanie dużą różnorodność ludzkiego mikrobiomu jamy ustnej. Do wykrywania i identyfikacji mikroorganizmów w zębach stałych, martwiczej miazdze i zmianach okołowierzchołkowych oraz w próbkach klinicznych bez bezpośredniej hodowli zastosowano molekularne techniki genetyczne.

Zrozumienie mikrobiologii próchnicy zostało znacznie wzbogacone w ostatnich latach dzięki rozwojowi technologii opartej na sekwencjonowaniu i analizie bioinformatycznej. W literaturze nie ma jednak badań oceniających analizę mikrobiomu w połączeniu z różnymi technikami usuwania próchnicy i metodami dezynfekcji jamy ustnej. Celem niniejszej pracy jest zatem przegląd klasycznych koncepcji mikrobiologicznych aspektów próchnicy zębów oraz zbadanie wpływu dezynfekcji jamy ustnej laserem i chlorheksydyną na mikrobiom ubytków przygotowanych różnymi metodami usuwania próchnicy.