Формирование биопленок на стоматологических полимерных материалах как основа персистенции микроорганизмов при патологии зубов и пародонта

Изучены процессы микробной колонизации и персистенции микроорганизмов на полимерных материалах медицинского назначения. Для проведения данного исследования использовались образцы (пластины размером 1х1 см) полимерных пластмасс для производства съемных зубных протезов на основе полиуретана и акрила («Денталур» ОАО НИИР Россия, «Фторакс» «Пластмасса бесцветная» («АО Стома, Украина»), которые были проинкубированы с клиническими изолятами P. aeuruginosa, S. aureus в питательной среде Luria-Bertani broth течение 24, 48 час и 7, 14 суток и в течение 1,5 и 3 месяцев при температуре 370С. Динамика процесса взаимодействия микроорганизмов с полимерными материалами была изучена с помощью метода сканирующей электронной микроскопии в сканирующем ионно-электронном микроскопе Quanta 200 3D (FEI Company, USA). После инкубации образцы фиксировались 10 % раствором нейтрального формалина, традиционное для СЭМ обезвоживание спиртами или ацетоном не проводилось, что позволило сохранить нативную структуру образцов, в том числе и экзоклеточный матрикс биопленок. Получены электронно-микроскопические данные об этапах взаимодействия бактерий с поверхностью медицинских пластмасс. Показано, что на абиотических поверхностях формировались биопленки и возникали биодеструктивные изменения пластмасс. Данные микроскопического исследования, свидетельствующие о морфофункциональной сохранности и соответственно жизнеспособности бактерий при длительном их нахождении на поверхности пластмасс в составе биопленок, были подтверждены бактериологически спустя 1,5 и 3 месяца инкубации. Обсуждается вопрос о возможности длительной персистенции патогенных для человека микроорганизмов на искусственных протезах.

микробные биопленки, полимерные пластмассы, композиты, резина, биодеструкция, сканирующая электронная микроскопия, bacterial biofi lms, polymeric plastic, composites, resine, biodestruction, scanning electron microscope

1. Автандилов, Г.А. Биодеструкция зубных протезов из полимерных материалов (экспериментальное исследование): Автореф. дис. … канд. мед. наук. - 2013. - 26 с.

2. Арутюнов С.Д., Царев В. Н., Седракян А. Н., Сулемова Р. Х., Комов Е. В. Сравнительный анализ адгезии микробной флоры рта к базисным материалам зубных протезов на основе полиуретана и акриловых пластмасс // Пародонтология. 2008. №4. С. 3-8.

3. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (с изменениями на 15 января 3013 года) / 2013. Гл. II. Разд. 18. C. 1142-1215.

4. Зайченко О. Ю., Ильин В. К., Воложин А. И., Новиков Н. Д., Лебеденко И. Ю., Дешевая Е. Д. Испытание акриловых пластмасс на стойкость к искусственной биодеструкции в имитационной модели с применением микробной ассоциации // Российский стоматологический журнал. 2002. №3. C. 19-24.

5. Кисельникова Л. П., Кириллова Е. В., Царев В. Н., Артемова В. О. Микробиологический мониторинг состояния биопленки зуба при применении хлоргексидина и ксилита в комплексном лечении кариеса у детей раннего возраста // Стоматология детского возраста и профилактика. 2009. Т. 8. №2. С. 74-82.

6. Царев В.Н., Митронин А.В., Черджиева Д.А. Определение изменения видового состава вирулентной микрофлоры при язвенном пульпите на этапах эндодонтического лечения // Эндодонтия Today. 2011. №3.С. 5-10.

7. Царев В. Н., Николаева Е. Н., Ипполитов Е. В., Грецов Е. В. Экспрессия рецепторов TLR-2 и TLR-4 на лимфоидных клетках как маркер инфекционных поражений пародонта // Инфекционные болезни. 2015. Т. 11. №2. С. 71-76.

8. Чеботарь И. В., Маянский А. Н., Кончакова Е. Д. Нейтрофилы и бактериальные биопленки: диалектика взаимоотношений // ЖМЭИ. 2013. №6. С. 105-112.

9. Gonzalez-Pastor J. E., Hobbs E. C., Losick R. Cannibalism by sporulating bacteria // Science. 2003. V. 301. P. 510-513.

10. Gotz F. Staphylococcus and biofilms // Mol. Microbiol. 2002. V. 43. P. 1367-1378.

11. Hadke L. D., Rupp M. E. In vivo models for the study of biomaterials-associated infection by biofilm-forming staphylococci / Eds.: J.L. Pace, M.E. Rupp, R.G. Finch // Taylor & Francis . Bio films, infection, and antimicrobial therapy. 2006. P. 290-299.

12. Hentzer M., Teitzel G. M., Balzer G. J., Heydorn A., Molin S., Givscov M., Parsek M. R. Alginate overproduction affects Pseudomonas aeruginosa biofilm structure and function // J. Bacteriol. 2001. V. 138. P. 5395-5401.

13. Hanning, M. Transmission electron microscopy study of in vivo pellicle formation on dental restorative materials // Eur. J. Oral. Sci. 1997. V. 105. P. 422-433.

14. Howard G. T. Biodegradation of polyuretan a review // Internat. Biodeterior. a. Biodegrad. 2002. V. 49. P. 245-252.

15. Imazato S. In vitro antibacterial effects of the dentin primer of Clearfil Protect Bond / Imazato S., Kuramoto A., Takahashi Y., Ebisu S., Peters M.C. // Dent. Mater. 2006. V. 22. №6. P. 527-532.

16. Jatinderpreet S. Composite resine degradation products from BisGMA monomer modulate the expression of genes associated with biofilm formation and other virulence factors in S. mutans // J. Biomater. Res. 2007. V. 6. №4. P. 34-45.

17. Lebeaux D., Chauhan A., Rendueles O., Beloin C. [text] // From in vitro to in vivo Models of Bacterial Biofilm-Related Infections Pathogens. 2013. №2. P. 288-356.

18. Meier-Davis S. Host response to biofilms / Eds.: J.L. Pace, M.E. Rupp, R.G. Finch // Taylor & Francis. Biofilms, infection, and antimicrobial therapy. 2006. P. 305-320.

19. Monteiro D. R., Gorup L. F., Takamiya A. S., Ruvollo-Filho A. C., de Camargo E. R., Barbosa D. B. The growing importance of materials that microbial adhesion: antimicrobial effect of medical devices containing silver // Int. J Antimicrob. Agents. 2009. №34. P. 103-110.