唾液ペリクルはチタン表面のバイオフィルム形成を調節する

Salivary pellicle modulates biofilm formation on titanium surfaces.

抄録

目的:

本研究では、チタン（Ti）表面に形成される唾液ペリクル（SP）が、Streptococcus gordonii、Actinomyces naeslundii、Fusobacterium nucleatum、Porphyromonas gingivalisからなるバイオフィルムの形成を調節する可能性を評価することを目的とした。

OBJECTIVES: The present study aimed to evaluate the potential of the salivary pellicle (SP) formed on titanium (Ti) surfaces to modulate the formation of a biofilm composed of Streptococcus gordonii, Actinomyces naeslundii, Fusobacterium nucleatum, and Porphyromonas gingivalis.

材料と方法:

全身的および歯周的に健康な被験者10名から得た唾液サンプルプールを用いて、Ti基質を2時間インキュベートした。生物学的基準としてエナメル質基板を用いた。走査型電子顕微鏡（SEM）とラマン分光分析を用いて唾液ペリクルの形成を分析した。SP形成後、表面をStreptococcus gordonii、Actinomyces naeslundii、Fusobacterium nucleatum、Porphyromonas gingivalisの混合菌で12時間培養した。各表面に付着した細菌細胞数はXTTアッセイで測定し、細菌の生存率はLIVE/DEAD® BacLightキットを用いた蛍光顕微鏡で分析した。

MATERIALS AND METHODS: Ti substrates were incubated for 2 h with a pool of saliva samples obtained from 10 systemically and periodontally healthy subjects. Enamel substrates were included as a biological reference. Scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy analysis were used to analyze the formation of the salivary pellicle. After the SP formation, the surfaces were incubated for 12 h with a mix of Streptococcus gordonii, Actinomyces naeslundii, Fusobacterium nucleatum, and Porphyromonas gingivalis. The number of bacterial cells attached to each surface was determined by the XTT assay while bacterial viability was analyzed by fluorescence microscopy using the LIVE/DEAD® BacLight kit.

結果:

SEMおよびラマン分光分析により、試験した表面に唾液ペリクルが形成されていることが確認された。バイオフィルム形成に関しては、SPの存在により、試験表面で検出された細菌細胞数は、ノーカバー基材と比較して減少した。さらに、SPで覆われた基材では、Tiとエナメル質の両表面で同程度の細菌数が検出された。これは、基材の物理化学的な違いは、SPの存在よりも決定要因にならないことを意味する。一方、SP非被覆基材では、細菌付着パターンの違いは基材の物理化学的性質に直接関連していた。

RESULTS: The SEM and Raman spectroscopy analysis confirmed the presence of a salivary pellicle formed on the tested surfaces. Regarding the biofilm formation, the presence of the SP decreases the number of the bacterial cells detected in the test surfaces, compared with the uncover substrates. Even more, the SP-covered substrates showed similar bacterial counts in both Ti and enamel surfaces, meaning that the physicochemical differences of the substrates were less determinant than the presence of the SP. While on the SP-uncover substrates, differences in the bacterial adhesion patterns were directly related to the physicochemical nature of the substrates.

結論:

唾液ペリクルは、Ti基材上の代表的な口腔内細菌からなるバイオフィルムの形成における主要な調節因子であった。

CONCLUSIONS: The salivary pellicle was the main modulator in the development of the biofilm consisting of representative oral bacteria on the Ti substrates.

臨床的関連性:

本研究の結果は、バイオフィルム形成に対する唾液ペリクルの調節効果に関する貴重な情報を提供する。このような情報により、Ti製歯科インプラント上の口腔バイオフィルム形成に関与する事象をより深く理解することができる。

CLINICAL RELEVANCE: The results of this study provide valuable information on the modulatory effect of the salivary pellicle on biofilm formation; such information allows us to understand better the events involved in the formation of oral biofilms on Ti dental implants.