口腔衛生予防に使用される特定の物質の抗バイオフィルム活性

The antibiofilm activity of selected substances used in oral health prophylaxis.

抄録

口腔の健康は、患者の全身状態を知るための窓である。口腔内マイクロバイオームの機能のバランスは、健康維持に極めて重要である。口腔内細菌の異常は、様々な局所的および全身的な病的状態につながる可能性がある。歯垢の存在は、口腔感染症の大部分に関係しています。適切な口腔衛生は極めて重要であり、口腔衛生の予防に最も貢献するものである。歯科医師による予防処置の他に、抗菌剤を含む洗口液は口腔ケアに使用される可能性のあるツールの1つである。本研究では，歯の主要なミネラル成分であるハイドロキシアパタイト表面に形成されたStreptococcus mutans, Streptococcus sanguinis, Streptococcus oralis, Streptococcus mitis, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Lactobacillus rhamnosus および Candida albicansの標準菌株および臨床菌株によるバイオフィルムの除去に市販洗口剤および専用製品が効果的であるかどうかを明らかにすることを目的とした．そこで、クロルヘキシジン、塩化セチルピリジン、ポリヘキサニド、銀ナノ粒子、スルホン化フェノール、天然歯垢防止精油、ココナッツオイルなどの抗菌剤について分析した。試験管内モデルでの実験設定は，試験物質の推奨使用方法を正確に反映するように設計され，4種類の除菌手順を実施した．また，唾液分泌シミュレーションを行い，希釈洗口液の抗バイオフィルム性を評価した．バイオフィルムは吸光度を測定する定量的手法で検討した．統計学的な差異は、Kruskal-Wallis検定とポストホックダネット分析を用いて評価した。その結果，バイオフィルムは試験した抗菌薬に対して多様な感受性を示すことが明らかとなった．最も高い抗菌活性を示したのは塩化セチルピリジンであり，最も低いのはクロルヘキシジンであった．しかし、これら2つの化合物の使用後に観察されたE. faecalisバイオフィルムの減少の差は統計的に有意ではなかった（p>0.05）。一方、試験した抗菌剤にさらされた後のS. aureus生存の差はすべて統計的に有意だった（p<0.5）。PHMBは、標準状態およびシアロレアシミュレーション状態の両方で、連鎖球菌に対して最も高い潜在能力を有していた。ココナッツオイルはC. albicansのバイオフィルムを65.48%減少させたが，細菌のバイオフィルムでは低い除菌レベルが観察された．スルホン化フェノールの脱水作用は、連鎖球菌のバイオフィルムには効果がなく、銀ナノ粒子によって効果的に駆除された。Antibiofilm Dressingの活性測定法を用いることで、菌株による抗菌感受性の違いを観察することができました。得られた結果は、日常の外来患者の歯垢予防や臨床環境での導入が期待される。

Oral health is a window to a patient's general well-being. Balance in oral microbiome functions is crucial for health maintenance. A state of oral dysbiosis may lead to a variety of local and systemic pathological conditions. The presence of dental plaque is related to the majority of oral infections. Proper oral hygiene is crucial and the most economic practice contributing to oral health prophylaxis. Aside from prophylactic treatments provided by dental practitioners, mouth rinses, containing antimicrobial agents, are one of the possible tools used for oral care. Our study was to determine whether available mouth rinses and selected products dedicated for professional use are efficient to eradicate biofilm formed by reference and clinical strains of Streptococcus mutans, Streptococcus sanguinis, Streptococcus oralis, Streptococcus mitis, Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis, Lactobacillus rhamnosus and Candida albicans on the surface of hydroxyapatite - major mineral component of a tooth. Therefore, such antimicrobials as chlorhexidine, cetylpyridine chloride, polyhexanide, silver nanoparticles, sulphonated phenolics, and natural antiplaque essential oils and coconut oil were analyzed. Applied experimental settings in in vitro models were designed to reflect accurately the recommended use of the tested substances, therefore four types of eradication procedure were conducted. Sialorrhea simulation was also performed to evaluate antibiofilm potential of diluted mouth rinses. Biofilm was investigated with quantitative method where absorbance values were measured. Statistical differences were assessed using the Kruskal-Wallis test with a post-hoc Dunnett's analysis. Results have shown that biofilms displayed a diversified sensitivity to the tested antimicrobials. The highest antibiofilm activity was detected for cetylpyridine chloride while the lowest for chlorhexidine. However the differences in E. faecalis biofilm reduction observed after the use of these two compounds were not statistically significant (p > 0.05), whereas all observed differences in S. aureus survival after exposure to the examined antimicrobial agents were statistically significant (p < 0.5). The PHMB, both in standard and in sialorrhea simulated conditions had the highest potential against streptococci. The coconut oil reduced C. albicans fungus biofilm by 65.48% but low eradication level was observed in case of bacterial biofilms. The dehydrating mechanism of action of sulfonated phenolics turned out to be ineffective against streptococcal biofilm which in turn was effectively eradicated by silver nanoparticles. The implementation of Antibiofilm Dressing's Activity Measurement method allowed to observe strain-related differences in terms of antimicrobial sensitivity. The obtained results may be introduced in everyday out-patient dental plaque prophylaxis as well as clinical environment.