チタンベースの歯科インプラントに対する新規の3段階汚染除去プロトコルの有効性：invitroおよびinvivo試験

Efficacy of a novel three-step decontamination protocol for titanium-based dental implants: An in vitro and in vivo study.

抄録

目的:

本研究の目的は、バイオフィルムの洗浄とインプラント表面の特徴を維持するために新たに導入されたバイオフィルムマトリックス破壊戦略に関連するいくつかの機械的および化学的除染方法を評価することであった。

AIM: The aim of the study was to evaluate several mechanical and chemical decontamination methods associated with a newly introduced biofilm matrix disruption strategy for biofilm cleaning and preservation of implant surface features.

材料と方法:

チタン（Ti）ディスクを積層造形法により作製した。多微生物バイオフィルムに覆われたチタンディスク表面を、機械的［チタンキュレット、テフロンキュレット、チタンブラシ、ウォータージェットデバイス、Er:YAGレーザー］または化学的［ヨードポビドン（PVPI）0.2％、アモキシシリン；ミノサイクリン；テトラサイクリン；H O 3％；クロルヘキシジン0.2％；NaOCl 0.95％；炭化水素-オキソ-ホウ酸塩系消毒薬］のプロトコールで細胞外マトリックスを破壊した。次に、最適なinvitro機械的/化学的プロトコルを、口腔内装置を用いたinvivoバイオフィルムモデルを用いて組み合わせて試験した。

MATERIALS AND METHODS: Titanium (Ti) discs were obtained by additive manufacturing. Polymicrobial biofilm-covered Ti disc surfaces were decontaminated with mechanical [Ti curette, Teflon curette, Ti brush, water-air jet device, and Er:YAG laser] or chemical [iodopovidone (PVPI) 0.2% to disrupt the extracellular matrix, along with amoxicillin; minocycline; tetracycline; H O 3%; chlorhexidine 0.2%; NaOCl 0.95%; hydrocarbon-oxo-borate-based antiseptic] protocols. The optimal in vitro mechanical/chemical protocol was then tested in combination using an in vivo biofilm model with intra-oral devices.

結果:

Er:YAGレーザー治療は、バイオフィルム除去による最適な表面洗浄を示し、表面への有害な損傷は最小限に抑えられ、Tiの放出はより少なく、腐食安定性は良好で、線維芽細胞の再付着は改善された。NaOCl 0.95%は、invitroおよびinvivoのバイオフィルムを減少させる最も有望な薬剤であり、バイオフィルムのマトリックスを破壊する前処理としてPVPI 0.2%と併用するとさらに効果的であった。Er:YAGレーザーの後にPVPI 0.2%とNaOCl 0.95%を併用することで、バイオフィルム・マトリックスを破壊し、口腔内に形成されたinvivoバイオフィルムの残骸を死滅させることで、粗面Ti表面の効率的な除染が促進された（バイオフィルムの根絶率が約99%に達した唯一のプロトコル）。

RESULTS: Er:YAG laser treatment displayed optimum surface cleaning by biofilm removal with minimal deleterious damage to the surface, smaller Ti release, good corrosion stability, and improved fibroblast readhesion. NaOCl 0.95% was the most promising agent to reduce in vitro and in vivo biofilms and was even more effective when associated with PVPI 0.2% as a pre-treatment to disrupt the biofilm matrix. The combination of Er:YAG laser followed by PVPI 0.2% plus NaOCl 0.95% promoted efficient decontamination of rough Ti surfaces by disrupting the biofilm matrix and killing remnants of in vivo biofilms formed in the mouth (the only protocol to lead to ~99% biofilm eradication).

結論:

Er:YAGレーザー+PVPI 0.2%+NaOCl 0.95%は、インプラント表面を損傷することなく微生物のバイオフィルムを除去する、チタン表面の信頼性の高い汚染除去プロトコルとなり得る。

CONCLUSION: Er:YAG laser + PVPI 0.2% + NaOCl 0.95% can be a reliable decontamination protocol for Ti surfaces, eliminating microbial biofilms without damaging the implant surface.