細菌バイオフィルムに対する新規抗菌性コンポジットの効果

Effect of Novel Antibacterial Composites on Bacterial Biofilms.

抄録

コンポジットレジン充填下の象牙質を脱灰する継続的なう蝕原性細菌の増殖は，歯の修復が失敗する最も一般的な原因である．そこで、充填相に抗菌性ポリリジン（PLS）（0、4、6、8wt%）を配合した新規なコンポジットレジットを作製した。また、再石灰化作用のある第一リン酸カルシウムをPLSの2倍の重量で配合した。抗菌性試験では、UA159を含む1％スクロース添加ブロス中で複合ディスクをセットした。24時間後の相対的な表面細菌バイオフィルム量（＝4）をクリスタルバイオレット結合法で測定した。生菌／死菌およびバイオフィルムの厚さ（＝3）は、共焦点レーザー走査型顕微鏡（CLSM）を用いて評価した。結果を理解し、in vivoでの利点をモデル化するため、ディスクから水中へのPLSの累積放出量（= 3）をニンヒドリンアッセイで測定した。その結果、バイオフィルムの質量と厚さは、PLSを0％から8％に増加させると、それぞれ28％と33％直線的に減少した。4、6、8wt%のPLSを用いた場合、24時間後のバイオフィルム死菌率は20%、60%、80%、PLS放出量は85、163、241μg/discであった。さらに、初期のPLS放出は時間の平方根に比例し、1ヵ月後、2ヵ月後、3ヵ月後には13％、28％、42％と平準化した。このことから、それぞれ厚さ65、140、210μmの水露出複合表面層からの拡散制御放出が示唆された。結論として、残存細菌を死滅させるために修復物の下の隙間にPLSを初期的に放出させること、またはコンポジット/歯界面損傷後に長期的にPLSを放出させることは、う蝕の再発予防に役立つ可能性がある。

Continuing cariogenic bacterial growth demineralizing dentine beneath a composite filling is the most common cause of tooth restoration failure. Novel composites with antibacterial polylysine (PLS) (0, 4, 6, or 8 wt%) in its filler phase were therefore produced. Remineralising monocalcium phosphate was also included at double the PLS weight. Antibacterial studies involved set composite disc placement in 1% sucrose-supplemented broth containing (UA159). Relative surface bacterial biofilm mass ( = 4) after 24 h was determined by crystal violet-binding. Live/dead bacteria and biofilm thickness ( = 3) were assessed using confocal laser scanning microscopy (CLSM). To understand results and model possible in vivo benefits, cumulative PLS release from discs into water ( = 3) was determined by a ninhydrin assay. Results showed biofilm mass and thickness decreased linearly by 28% and 33%, respectively, upon increasing PLS from 0% to 8%. With 4, 6, and 8 wt% PLS, respectively, biofilm dead bacterial percentages and PLS release at 24 h were 20%, 60%, and 80% and 85, 163, and 241 μg/disc. Furthermore, initial PLS release was proportional to the square root of time and levelled after 1, 2, and 3 months at 13%, 28%, and 42%. This suggested diffusion controlled release from water-exposed composite surface layers of 65, 140, and 210 μm thickness, respectively. In conclusion, increasing PLS release initially in any gaps under the restoration to kill residual bacteria or longer-term following composite/tooth interface damage might help prevent recurrent caries.