イオン歯ブラシのエネルギー出力とin vitroの生物学的効果

Energy output and in vitro biologic effects of an ionic toothbrush.

抄録

ソラデー™歯ブラシは、ハンドルの交換用ブラシ部分に透湿性のある二酸化チタン（TiO2）樹脂の芯を入れ、光変換パワーセルで活性化させたものです。本研究では、通常の歯ブラシよりも多くの歯垢を除去し、抗菌効果があるとされるソラデー™を用いて、ハンドルに光を当てたときの乾いた状態と湿った状態のTiO2コアの出力を測定し、3種類の脂質を含む溶液中の脂質過酸化を定量化し、口腔内の分泌物を吸引して培養した生菌懸濁液の殺菌効果を測定しました。

The Soladey™ toothbrush has a moisture-permeable titanium dioxide (TiO2) resin core in the replacement brush end of a handle activated by light conversion power cells. Purported to have an antibacterial effect and remove more plaque than an ordinary toothbrush, this study was undertaken to establish output measurements of the dry and wet TiO₂ core of the toothbrush during typical illumination of the handle, then quantify lipid peroxidation in three distinct lipid-containing solutions, and bactericidal effects in a live bacterial suspension grown from suctioned oral secretions.

実験方法:

ハンドルに内蔵されたパワーセルの照明範囲内で，乾いた状態と濡れた状態の酸化チタンコアから放出される電子の流れを測定した。抗菌効果は、活性酸素による細胞膜の脂質過酸化の発生に起因するという主張を、光で活性化したイオン歯ブラシの先端に3種類の脂質基質を段階的に接触させて検証した。脂質過酸化の生成物は市販の3つのアッセイを用いて定量し，殺菌効果はコロニー形成単位をスコア化して評価した。

METHODS: Within a range of illumination of the power cells in the handle, corresponding flow of electrons emitted from dry and wetted TiO2 cores was measured. The claim that an antibacterial effect can be attributed to generation of reactive oxygen-mediated lipid peroxidation of cell membranes was tested by exposing three lipid substrates to the light-activated ionic toothbrush tips for incremental periods of time. Products of lipid peroxidation were quantified using 3 commercially available assays, and bactericidal effects were assessed by scoring colony-forming units.

結果:

ハンドルに光を当てると、濡れたTiO₂コアから流れる電子が定量的に増加した。照らされた歯ブラシハンドルのTiO₂コア端を脂質基質に浸漬すると、脂質過酸化の生成物に対する暴露時間の増加による線形効果が見られたが、15分以内に殺菌効果が発生したという証拠はなかった。

RESULTS: Illumination of the handle generated quantifiable increases in electrons flowing from the wetted TiO₂ core. Immersion of the TiO₂ core end of illuminated toothbrush handles into lipid substrates showed linear effects of incremental exposure times on products of lipid peroxidation, but no evidence of a bactericidal effect occurring within 15 minutes.

結論:

濡れた電流で活性化されたTiO₂コアは、時間に依存した過酸化脂質を生成する能力があり、特に破壊された細胞膜を含む超音波処理されたマトリックスでは有効であることがわかった。また、無傷の細胞の懸濁液中では、時間依存的なコロニー形成単位の減少は見られず、脂質過酸化も少なかったことから、イオン歯ブラシが歯磨き中に即時的な抗菌効果を持つとは考えられない。もし、TiO₂コアを搭載した歯ブラシが使用中に自己消毒されるのであれば、より長い時間をかけて殺菌効果を発揮することで、衛生面でのメリットが得られるかもしれない。

CONCLUSIONS: This validates capacity of the wetted current- activated TiO₂ core to generate time-dependent lipid peroxides, particularly in the sonicated matrix containing disrupted cell membranes. Finding no time-dependent reduction in colony- forming units and less lipid peroxidation in a suspension of intact cells casts doubt that the ionic toothbrush has an immediate antibacterial effect while brushing teeth. If a toothbrush with a TiO₂ core is self-disinfecting between uses, bactericidal effects requiring longer periods of exposure might still confer a hygienic advantage.