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细菌的影响去污在SD大鼠Peri-Implantitis模型由808纳米二极管激光辐照

Sung-Ho李1__,Wei-Fung金1__,Ryun-Kyung金2Seo,百合1,Kyung居1,Ho-Kyung Lim1,3,Soo-Hwan Byun1,4,Young-Joon Lim5,Soung-Min金1,6,Jong-Ho李1,6*

1口腔颌面外科、临床试验中心,首尔国立大学牙科医院,首尔,韩国

2韩国成均馆大学信息与通信工程学院,韩国水原韩国

3口腔颌面外科、韩国大学医学中心、古鲁医院,首尔,韩国

4口腔颌面外科、东滩圣心医院,Hallym大学医学中心,韩国华城、韩国

5假牙修复术、首尔国立大学牙科医院,首尔,韩国

6牙科研究所,首尔,首尔国立大学牙科学院Koreaa

__这些作者的贡献同样这项研究

*通讯作者:
Jong-Ho李
DDS,默沙东,博士,教授
口腔颌面外科
临床试验中心和口腔癌症中心主任
首尔国立大学牙科学院,03080
275 - 1 Yeongun-Dong Jongro-Gu,首尔
电话:
+ 82-2-2072-2630
传真:+ 82-2-766-4948
电子邮件:
leejongh@snu.ac.kr

收到日期:17/08/2017;接受日期:28/08/2017;发表日期:06/09/2017

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文摘

Peri-implantitis是一种炎症状态,影响软组织和牙槽骨邻近牙科植入物。这一状况导致风潮,甚至植入物的损失。细菌感染引起的污染植入网站是peri-implantitis的已知的原因之一。感染性细菌制剂包括Aggregatibacter actinomycetemcomitans, Capnocytophaga sp,梭菌属nucleatum。各种非侵入性方法评估了这些污染物的消除。本研究调查了二极管激光辐照对去污的功效peri-implantitis植入表面和邻近地区的模型。Twelve-week-old Sprague-Dawley老鼠(最低重量300克)被分成一个控制和三个植入组。喷砂和acid-etched钛螺丝(SLA-TS;1.2×4.0毫米)的硬腭植入老鼠的三个植入组:未感染SLA-TS植入peri-implantitis感染,laser-treated邻近implantitis感染组。Peri-implantitis软组织发炎和牙槽骨被辐照与808纳米二极管激光器在连续模式15 s为0.5 W。 The degree of contamination on implant surfaces was evaluated by scanning electron microscopy (SEM), and the proliferation of periodontopathic bacteria in each group was analyzed by quantitative-polymerase chain reaction. The efficacy of laser treatment was evaluated in terms of increase in temperature of the mouth, surface changes of implants, and decrease in bacterial load. Our results indicated that laser irradiation resulted in a significant decrease of periodontopathic bacterial titer, without causing denaturation of implant surfaces.

关键字

Peri-implantitis,细菌感染,去污,激光

介绍

peri-implantitis的发病率增加植入物的使用增加了假肢牙科(1]。尽管这种情况的治疗方法都进行了广泛的调查,仍有需要一个有效的非侵入性治疗方法。目前的治疗方法peri-implantitis分为侵入性(2)或侵入性(3)方法。非侵入性治疗方法包括抗生素、刮除术、超声波缩放和激光治疗(4,5]。然而,一个有效的和可行的非侵入性治疗方法peri-implantitis尚未报道(6]。尽管二极管激光照射治疗牙周炎取得了积极的临床资料和治疗结果(7),很少有研究调查其功效peri-implantitis [8- - - - - -10]。此外,目前的研究有关热生成,表面变化和细菌污染程度由二极管激光辐照钛植入是不够的。本研究旨在评估在periimplantitis二极管激光治疗的疗效和安全性在体外在活的有机体内研究808纳米二极管激光辐照。

方法

二极管激光系统

808纳米二极管激光设备用于本研究(牙科5、野牛医疗有限公司,韩国首尔)允许连续和脉搏波输出。脉搏波模式,脉冲宽度和重复率可以控制,根据制造商的规格,为了改变激光输出。治疗直嘴200年激光输出是由μm-OD核心光纤电缆。设备的输出功率测量的距离约5毫米的激光直嘴使用激光功率计(Gentec-EO大师,Gentec-EO Inc .,魁北克,加拿大)。

在植入准备和辐照表面变化

喷砂和acid-etched钛螺丝(SLA-TS;1.2×4.0毫米)准备在老鼠身上植入。调查的影响二极管激光表面辐照SLA-TS,植牙与808纳米二极管激光辐照在连续模式15秒为1.5,2.0和2.5 W。生理变化表面的辐照SLA-TS然后评估通过扫描电子显微镜(扫描电镜;100 - 5000 X放大)[11- - - - - -13]。一个未经处理的SLA-TS也评估了扫描电镜在相同条件下与辐照植入物进行比较。

测量在体外热的一代

一个SLA-TS(1.2×4.0毫米)在牛骨植入一个洞。孔直径1.0毫米,2.0毫米深度,它允许的最高2毫米SLA-TS植入暴露。植入后,四个相邻孔(0.5×1.0毫米)钻在内侧,远端,优越,伪劣点附近辐照网站为了安装温度传感器(ZRRX40,欧姆龙,日本京都)。然后传感器插入到每个洞,和温度记录在一个实时图使用热电温度记录仪。温度范围从20°C (图1)。2毫米的牙颈部区域被认为是指示peri-implantitis。植入物表面辐射到808纳米二极管激光辐射15年代为0.5,1.0,1.5,2.0,和2.5 W在连续和脉冲波模式。从每个传感器热生成数据记录进行比较分析。

dental-sciences-measurement-heat-generation

图1:体外测量热量的一代。(A)一个808纳米二极管激光器设备由野牛医疗。喷砂(B)示意图示意图和酸etched-titanium螺钉(SLA-TS)植入(上)和模拟图牛骨和目标位置的激光辐照(底部):顺时针从顶部:舌,内侧,颊,和远端地区模拟,内侧区域与二极管激光辐射辐照。(C)温度传感器安装SLA-TS植入术后牛骨头。

感应的Peri-implantitis Sprague-Dawley老鼠

在这项研究中,所有方法使用实验动物符合作者的机构的指令,并通过相关的伦理委员会。

男性白人Sprague-Dawley (SD;300 - 350 g)大鼠(东方生物、Gapyeong、韩国)在specific-pathogen-free饲养动物实验实验室恒温条件下(21°C±1°C)和湿度(55%)与12 h明暗周期(光,07:30-20:00;黑暗,20:00-07:30)。食物(上贴啮齿动物食物上贴有限公司、首尔和韩国)和纯净水随意提供。动物们被分成一个控制和三个植入组:未感染SLA-TS植入,periimplantitis感染,laser-treated peri-implantitis感染组。所有的动物都被隔离在一段时间内1周。后调整时期,动物植入组都注射3-mL解决方案(100毫克/公斤)戊巴比妥(Hanlim制药。有限公司,韩国京畿道)和水合氯醛(Sigma-Aldrich。有限公司,加拿大)在腹部麻醉后,SLA-TS植入在硬腭[14]。

为了鼓励斑块形成和诱导peri-implantitis, SLA-TS的头被包裹在cottonbased丝或植入前26 g衬垫。感染的动物在那里进行评估,等待迹象天2、4、7、10、14 post-implantation。植入物用牙线丝绸包裹的观察有效地诱导peri-implantitis postimplantation(4天内图2一个)。的唾液样本,控制和未感染SLA-TS植入组和观察牙龈沟液内细胞激素的样品(GCF)地区毗邻SLA-TS peri-implantitis感染组提取使用吸水纸(图2 b)(元生物医学有限公司,所领导的朝鲜)。这些样本进行评估通过quantitative-polymerase连锁反应(qPCR;韩国首尔的CytoGen有限公司)的量化细菌感染(15)(图2 c)。

dental-sciences-induction-peri-implantitis

图2:感应peri-implantitis的老鼠。(一)线和丝在老鼠模型被用来诱导peri-implantitis (n = 3;p < 0.0001)。(B)一个未经处理的喷砂和酸etched-titanium螺钉(SLA-TS)。(C)与丝SLA-TS盘绕。(D) Peri-implantitis口感的大鼠植入(B)和(C)。(E) Peri-implantitis诱导鼠。(F) SLA-TS移除老鼠peri-implantitis组的口感。(G)时间表peri-implantitis的感应。值上下线代表保存SLA-TS植入物的数量在每个老鼠自SLA-TS植入和持续时间,分别。

细菌负荷Peri-implantitis鼠模型机理

辐照后implant-adjacent地区peri-implantitis与二极管激光诱导大鼠连续模式15 s为0.5 W, (16)(图2 d)样品辐照区域的GCF提取使用吸水纸点(元生物医学有限公司,所领导的朝鲜)(图2 e),分析了qPCR(南韩首尔CytoGen有限公司)(17]。然后,植入SLA-TS被移除并存储在4%多聚甲醛24 h后,细菌种群的螺丝头被扫描电镜观察和枚举(15)(图2 f2 g)。

统计分析

使用统计视图执行数据分析软件(SAS研究所v5.0.1,卡里,数控,美国)。提出了所有数据与平均数标准误差平均值和水平的意义被设定为p < 0.05。单向方差分析以及Fisher PLSD测试,必要时,是用来分析数据。

结果

植入物的表面变化

没有生理变化SLA-TS表面辐照与808纳米二极管激光辐射15 s为1.5 W在SEM观察分析(图3)。

dental-sciences-scanning-electron-microscopy

图3:扫描电子显微镜(SEM)研究表面喷砂和酸的变化etched-titanium螺丝(SLA-TS)。中期和最终的区域SLA-TS被一个808纳米二极管激光辐照15 s为1.5 W,和由此产生的表面变化进行评估在100 X 5000 X通过SEM的放大。没有从表面SEM结果评价差异治疗(控制;A和C)和辐照(B和D) SLA-TS。

在体外生热性测量

研究激光辐照的影响植入表面口腔温度,一个SLA-TS植入牛骨辐照在内侧与808纳米二极管激光辐射在连续模式15秒为0.5,1.0,1.5,2.0,和2.4 W和合成记录温度变化(表1)。

连续模式 脉冲模式
输出功率(w) 标准 增加 输出功率(w) 标准 增加
0.5 23°C 24.5°C 0.5 23°C 24°C
1 23.8°C 25.2°C 1 23.8°C 26.8°C
1.5 23.8°C 32.0°C 1.5 23.8°C 29.4°C
2 23.8°C 36°C 2 23.8°C 31.2°C
2.4 23°C 42°C 2.4 23°C 33°C
的意思是增加 3.1°C 的意思是增加 1.7°C

表1。产生的热量测量牛骨。

808纳米二极管激光辐照对细菌数的影响

细菌样本从两个SLA-TS-implanted感染组中提取periimplantitis感应后4天至7天。而这些群体之一是未经处理的(peri-implantitis感染组),其他被辐照implantadjacent 808海里二极管激光辐射的地区(laser-treated peri-implantitis感染组)。细菌浓度测定的样品收集两组被q-PCR然后评估。结果显示细菌收集的样本中,效价下降从laser-treated peri-implantitis感染组4天(数字44 b)。

dental-sciences-bacterial-load-sandblasted

图4:细菌负荷在喷砂和酸etched-titanium螺丝(SLA-TS) peri-implantitis诱导大鼠。定量聚合酶链反应(qPCR)发现的细菌负荷在SLA-TS口感的植入老鼠4天(A)和(B)辐照前后7天(n = 6;p < 0.001)。(C)的细菌q-PCR图示结果(n = 6;单位= 1 x 107;*控制与所有组,p < 0.001;* * SLA-TS植入组与peri-implantitis组治疗前后,p < 0.001;* * * peri-implantitis团体治疗之前和之后,p < 0.001)。

比较细菌浓度测定样品中收集到的控制,未感染的SLA-TS植入和peri-implantitis感染组细菌组中的效价下降透露,接受激光治疗后peri-implantitis感应(图4 c)。

细菌计数

植入物植入前和丝盘被从peri-implantitis感染两组的老鼠为了评估通过扫描电镜检查二极管激光治疗的影响。未感染的细菌数SLA-TS植入组(图5一个)是更高的价格相比对照组(图5 b)。感染的细菌数periimplantitis集团(图5 c)是更大的比未感染SLA-TS植入和laser-treated periimplantitis感染(图5 d)组。这意味着减少细菌数量在激光辐照诱导后peri-implantitis (图5 e)。

dental-sciences-bacterial-titer-control-group

图5:细菌的效价。(一)对照组;(B)喷砂和酸etched-titanium螺丝(SLA-TS)植入组;(C) Peri-implantitis-induced组;(D) Laser-treated peri-implantitis-induced组;(E)条形图的细菌计数。SLA-TS植入老鼠和辐照的口感与808 nm二极管激光器。细菌种群在辐照和未经处理的SLA-TS然后由扫描电子显微镜评估。peri-implantitis-induced老鼠用激光照射治疗的细菌负荷较低与未感染的老鼠SLA-TS植入和peri-implantitis-induced老鼠。(n = 6; * vs. Control, p<0.001; ** vs. SLA-TS, p<0.001; *** vs. Peri-implantitis, p<0.001).

讨论

调查808海里二极管激光辐照的影响植入物表面,SLA-TS植入表面辐照30年代在1.5,2.0,和2.5 W,通过扫描电镜和评估。没有laser-exposed表面结构的变化。评估温度变化在牛骨implant-adjacent地区由于激光照射在逐步增加功率在连续和脉冲模式显示增加的平均温度为3.1°C和1.7°C,分别。温度的增加为0.5 W只有最小的模式。激光辐照SLA-TS植入SD大鼠的硬腭post-implantation 4天至7天没有导致植入物的损失。qPCR分析的结果显示,激光辐照导致减少细菌数量减少。

Peri-implantitis诱导通过引入污染使用外国物质(线或丝)SLA-TS盘绕。感染的细菌数牙线silk-induced peri-implantitis集团被发现更高的价格相比未感染SLA-TS植入组。peri-implantitis感染组的细菌数减少植入后通过激光辐照。SEM的结果检查每组植入老鼠的头在口感透露,peri-implantitis感染组的细菌数更高的价格相比未感染SLA-TS植入组;相比之下,接受治疗的那组由激光辐照后peri-implantitis感应展出细菌数显著降低。

这些发现证实,808纳米二极管激光辐照是一种有效的方法的网站受到peri-implantitis细菌净化。

结论

Peri-implantitis软组织和牙槽骨被808纳米二极管激光器照射在连续模式为0.5 W 15 s。激光治疗减少了细菌植入表面负载,不会造成过多的热量生成或变性的表面。因此,808纳米二极管激光辐照是一个安全有效的治疗peri-implantitis。

伦理批准

在这项研究中,所有方法使用实验动物符合首尔国立大学委员会的指示,经伦理委员会批准(批准文号:snu - 140707 - 5 - 1)。

确认

本研究部门的拨款支持的贸易、工业和能源(10047615),并通过韩国韩国卫生技术研发项目健康产业发展研究所(KHIDI),由卫生部&福利,大韩民国(HI15C1535)。

第一个两位作者(Sung-Ho Lee Wei-Fung金)同样在这项研究中起到了推波助澜的作用。

引用