5種類の根管充填剤のin vitro物理化学的特性およびex vivo口腔内多種バイオフィルム群集への影響

In vitro physicochemical characterization of five root canal sealers and their influence on an ex vivo oral multi-species biofilm community.

抄録

目的:

5 種類の根管充填剤の物理化学的特性を評価し、ex vivo 歯垢由来の多菌種群集に与える影響を評価すること。

AIM: To evaluate the physicochemical properties of five root canal sealers and assess their effect on an ex vivo dental plaque-derived polymicrobial community.

研究方法:

歯垢由来微生物群集をシーラー（AH Plus [AHP], GuttaFlow Bioseal [GFB], Endoseal MTA [ESM], Bio-C sealer [BCS] and BioRoot RCS [BRR]）に3、6、18時間曝露した。バイオフィルムバイオマスと代謝活性に対するシーラーの影響は，それぞれクリスタルバイオレット（CV）染色とMTTアッセイを用いて定量化した．バイオフィルム群集の構成と形態は，変性剤濃度勾配ゲル電気泳動法（DGGE），16S rRNA配列決定，走査型電子顕微鏡により評価した．硬化時間，放射線透過性，流動性，溶解性は，ISO6876:2012の規格に準拠した．pHに対するシーラーの影響を評価するために，オブチュレーションを施したアクリル歯を使用した．表面化学的特性は，エネルギー分散型分光法を併用したSEMで測定した．データの正規性は，Shapiro-Wilk検定を用いて評価した．硬化時間，放射線透過性，流動性，溶解性のデータ解析には，一元配置アノバとテューキーの検定を用いた．CV、MTT、pHのデータ解析には、二元配置アノバとダネットの検定を使用した。16S rRNAの配列データは、α多様性（Shannon indexとChao分析）およびβ多様性（Bray-Curtis非類似度）により解析した。群集組成の違いは、類似性分析によって評価した（p<.05）。

METHODOLOGY: Dental plaque-derived microbial communities were exposed to the sealers (AH Plus [AHP], GuttaFlow Bioseal [GFB], Endoseal MTA [ESM], Bio-C sealer [BCS] and BioRoot RCS [BRR]) for 3, 6 and 18 h. The sealers' effect on the biofilm biomass and metabolic activity was quantified using crystal violet (CV) staining and MTT assay, respectively. Biofilm community composition and morphology were assessed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), 16S rRNA sequencing and scanning electron microscopy. The ISO6876:2012 specifications were followed to determine the setting time, radiopacity, flowability and solubility. Obturated acrylic teeth were used to assess the sealers' effect on pH. Surface chemical characterization was performed using SEM with coupled energy-dispersive spectroscopy. Data normality was assessed using the Shapiro-Wilk test. One-way anova and Tukey's tests were used to analyze data from setting time, radiopacity, flowability and solubility. Two-way anova and Dunnett's tests were used for the data analysis from CV, MTT and pH. 16S rRNA sequencing data were analyzed for alpha (Shannon index and Chao analysis) and beta diversity (Bray-Curtis dissimilarities). Differences in community composition were evaluated by analysis of similarity (p < .05).

結果:

シーラーは、微生物群集の構成と形態に大きな影響を与えた。すべてのシーラーは，硬化時間，放射線透過性，流動性に関するISO6876:2012の要求事項に適合していた．AHPのみがバイオフィルムのバイオマスを効果的に減少させたが、BRRを除くすべてのシーラーはバイオフィルムの代謝活性を減少させた。

RESULTS: The sealers significantly influenced microbial community composition and morphology. All sealers complied with ISO6876:2012 requirements for setting time, radiopacity and flowability. Although only AHP effectively reduced the biofilm biomass, all sealers, except BRR, reduced biofilm metabolic activity.

結論:

適切な物理的特性にもかかわらず、試験したシーラーはいずれもバイオフィルムの成長を阻止しなかった。群集組成の有意な変化が観察された．生体内で観察された場合、これらの変化は、管内微生物の生存、病原性、および治療成績に影響を及ぼす可能性がある。

CONCLUSION: Despite adequate physical properties, none of the sealers tested prevented biofilm growth. Significant changes in community composition were observed. If observed in vivo, these changes could affect intracanal microbial survival, pathogenicity and treatment outcomes.