超短パルスのEr:YAGレーザーを用いてチタン表面のEnterococcus faecalisバイオフィルムを光音響的に除去する

Photoacoustic removal of Enterococcus faecalis biofilms from titanium surface with an Er:YAG laser using super short pulses.

• Saša Terlep
• Michaela Hympanova
• Iztok Dogsa
• Franja Pajk
• David Stopar

抄録

インプラント表面に成長したバイオフィルムは、歯科インプラントの生存にとって大きなリスクと課題となっています。本研究では，超短パルスを用いたEr:YAG光音響照射法（Er:YAG-SSP）を用いて，非接触でチタン表面のバイオフィルムを除去した。成熟したEnterococcus faecalisのバイオフィルムを，生理食塩水，クロルヘキシジン，過酸化水素で処理した後，Er:YAG-SSPで10秒または60秒光音響処理した。Er:YAG-SSPを用いた光音響処理は、生理食塩水や化学薬品で処理したバイオフィルムと比較して、バイオフィルムの除去率を著しく向上させた。バイオフィルムに覆われた表面の最大92%を、研磨剤や化学薬品を使用せずに、10秒間の非接触モードで洗浄することができる。さらに、Er:YAG-SSP光音響照射により、チタン表面に残っていた生菌数が大幅に減少した。今回のin vitroモデルの制限の中で、ER:YAG-SSPは、研磨剤や化学薬品を使用せずにチタン製インプラントを迅速に剥離・汚染除去するための効率的な治療法になると思われます。

Biofilms that grow on implant surfaces pose a great risk and challenge for the dental implant survival. In this work, we have applied Er:YAG photoacoustic irrigation using super short pulses (Er:YAG-SSP) to remove biofilms from the titanium surfaces in the non-contact mode. Mature Enterococcus faecalis biofilms were treated with saline solution, chlorhexidine, and hydrogen peroxide, or photoacoustically with Er:YAG-SSP for 10 or 60 s. The number of total and viable bacteria as well as biofilm surface coverage was determined prior and after different treatments. Er:YAG-SSP photoacoustic treatment significantly increases the biofilm removal rate compared to saline or chemically treated biofilms. Up to 92% of biofilm-covered surface can be cleaned in non-contact mode during 10 s without the use of abrasives or chemicals. In addition, Er:YAG-SSP photoacoustic irrigation significantly decreases the number of viable bacteria that remained on the titanium surface. Within the limitations of the present in vitro model, the ER:YAG-SSP seems to constitute an efficient therapeutic option for quick debridement and decontamination of titanium implants without using abrasives or chemicals.