チタン上の唾液ペリクル破壊とバイオフィルム除去のin vitro評価：化学消毒における表面疎水性の役割を探る

In Vitro Assessment of Salivary Pellicle Disruption and Biofilm Removal on Titanium: Exploring the Role of Surface Hydrophobicity in Chemical Disinfection.

抄録

目的:

インプラント周囲炎は、ほとんどの場合、インプラント表面に唾液ペリクルが形成されることから始まる複雑な過程を経て形成される病的バイオフィルムによって引き起こされる。このようなペリクルとバイオフィルムの性質と除去方法を理解することは、インプラント周囲感染を予防し、歯科インプラントの成功を向上させるために重要である。本研究では、チタン表面上の唾液ペリクルの特徴を探り、唾液ペリクルおよび関連する微生物汚染を除去するための様々な除染剤の有効性を評価する。

OBJECTIVES: Peri-implantitis is mostly caused by a pathological biofilm that forms through complex processes, initiated by the formation of the salivary pellicle on implant surfaces. Understanding the nature of these pellicles and biofilm and how to remove them is important for preventing peri-implant infections and improving the success of dental implants. This study explores the characteristics of the salivary pellicle on titanium surfaces and assesses the effectiveness of different decontamination agents in eliminating the salivary pellicle and related microbial contaminations.

材料と方法:

チタン表面は唾液ペリクルおよび病的バイオフィルムで汚染されていた。唾液ペリクルの性質は、X線光電子分光法（XPS）、表面プロテオミクス、接触角測定、蛍光顕微鏡を用いて特徴づけられた。一般的に使用されている6種類の除染剤（クロルヘキシジン、精油ベースの洗口液、クエン酸、リン酸、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水）、および界面活性剤や溶剤（アセトン、酢酸、Tween 20）といった新たに提案された処理剤について、チタン表面から唾液ペリクルや病原性バイオフィルムを除去する能力を試験した。

MATERIALS AND METHODS: Titanium surfaces were contaminated with salivary pellicles and pathological biofilms. The nature of the salivary pellicle was characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), surface proteomics, contact angle measurements, and fluorescence microscopy. We tested six commonly used decontamination chemicals (chlorhexidine, essential oil-based mouthwash, citric acid, phosphoric acid, saline, and phosphate buffer saline) as well as newly proposed treatments such as surfactants and solvents (acetone, acetic acid, and Tween 20) for their capability to eliminate salivary pellicles and pathogenic biofilms from titanium surfaces.

結果:

チタン表面上の唾液ペリクルは疎水性であるため、ペリクルと細菌を除去する際に一般的に使用される親水性溶液の有効性は制限される。有機溶媒と界面活性剤、特に酢酸とTween20は、ペリクルとバイオフィルムの除去に優れた効果を示した。酢酸は、表面組成の回復、微生物レベルの低下、および多種バイオフィルムの除去に顕著な効果を示した。

RESULTS: The hydrophobic nature of the salivary pellicle on titanium surfaces limits the efficacy of commonly used hydrophilic solutions in removing pellicles and bacteria. Organic solvents and surfactants, particularly acetic acid and Tween 20, demonstrated superior effectiveness in removing the pellicle and biofilm. Acetic acid was notably effective in restoring surface composition, reducing microbial levels, and removing multispecies biofilms.

結論:

界面活性剤と溶媒の使用は、チタン表面のバイオフィルム処理のための有望な代替手段となりうる。しかしながら、その臨床的適用性を検討するためにはさらなる研究が必要である。

CONCLUSIONS: The use of surfactants and solvents could be a promising alternative for the treatment of biofilms on titanium surfaces. However, further studies are needed to explore their clinical applicability.