DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-024-05810-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38965139
تاريخ النشر: 2024-07-05
المؤلف: Zeynep Şahin وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في تأثيرات تثبيط البيوفيلم لأقراص تنظيف الأطقم (كورغا)، الكارفكرول، وتركيبهما ضد *Candida albicans* على قواعد الأطقم المصنوعة من مواد مختلفة، بما في ذلك البلمرة الباردة، البلمرة الحرارية، الطحن باستخدام CAD/CAM، وتقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد. قام الباحثون بتقييم خشونة السطح وزوايا الاتصال لقواعد الأطقم، ووجدوا أن العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد أظهرت خشونة سطح أعلى بشكل ملحوظ (P < .001)، بينما كانت زوايا الاتصال بالماء عبر جميع المواد متشابهة إحصائيًا (P > .001).
أظهر تقييم تثبيط البيوفيلم أن كل من كورغا والكارفكرول، سواء تم استخدامهما بشكل منفصل أو معًا، قللا بشكل كبير من كتلة البيوفيلم على جميع الأسطح (P < .0001). ومع ذلك، لم تظهر معالجة التركيبة أي تأثير تآزري، خاصة مع المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد، التي أظهرت تثبيطًا أقل لـ *C. albicans* مقارنة بالمجموعات الأخرى (P < .001؛ P < .05). تشير النتائج إلى أنه بينما ظلت خشونة السطح لجميع قواعد الأطقم المختبرة ضمن الحدود المقبولة سريريًا (أقل من 0.2 ميكرومتر)، يمكن اعتبار الكارفكرول مطهرًا قابلاً للاستخدام لتنظيف الأطقم نظرًا لخصائصه الفعالة في تثبيط البيوفيلم، على الرغم من عدم وجود فعالية محسنة عند دمجه مع كورغا.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية الأطقم الكاملة وأطقم الأسنان المتحركة في علاج فقدان الأسنان الكامل، مع تسليط الضوء على البولي (ميثيل ميثاكريلات) (PMMA) كمادة مستخدمة بشكل شائع. بينما يوفر PMMA مزايا مثل التوافق الحيوي والتكلفة المعقولة، فإنه مرتبط أيضًا بعيوب، بما في ذلك انكماش البلمرة وارتفاع القابلية للاستعمار الميكروبي. أدى ظهور طب الأسنان الرقمي إلى تطوير طرق التصميم والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر (CAD/CAM)، التي تعزز إنتاج الأطقم وتقلل من أوقات العلاج. ومع ذلك، فإن التهاب الفم الناتج عن الأطقم (DS)، وهو حالة تؤثر على نسبة كبيرة من مرتدي الأطقم، لا يزال مصدر قلق بسبب عوامل مثل تراكم البيوفيلم وعدوى *Candida albicans*.
تؤكد الورقة على الحاجة إلى طرق تنظيف فعالة لمنع داء المبيضات الفموي، مشيرة إلى أن التنظيف الكيميائي والميكانيكي التقليدي يمكن أن يؤدي إلى تدهور خصائص الراتنج الأكريلي. وتقدم الكارفكرول، وهو مركب طبيعي له خصائص مضادة للبكتيريا، كبديل محتمل لتنظيف الأطقم. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثيرات تثبيط البيوفيلم لأقراص تنظيف الأطقم، الكارفكرول، واستخدامهما المشترك ضد *C. albicans* على كل من قواعد الأطقم الرقمية والتقليدية. تقترح الفرضيات الصفرية أنه لن تكون هناك اختلافات كبيرة في تثبيط البيوفيلم أو خصائص السطح بين طرق التنظيف وتقنيات الإنتاج المختلفة.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إعداد ما مجموعه 216 عينة اختبار من أربعة مواد مختلفة لقواعد الأطقم—البلمرة الباردة، البلمرة الحرارية، الطحن باستخدام CAD/CAM، والطباعة ثلاثية الأبعاد—كل منها يقيس 10 × 2 مم. تم تحديد حجم العينة بناءً على دراسات سابقة لتحقيق قوة إحصائية تبلغ 0.85 عند مستوى دلالة α = 0.05. تم تقييم التصاق *Candida albicans* عبر هذه المجموعات، مما كشف عن مستويات متفاوتة من الالتصاق: مجموعة الطحن باستخدام CAD-CAM (Log CFU/mL: 3.74 ± 0.57)، الطباعة ثلاثية الأبعاد (Log CFU/mL: 5.77 ± 0.36)، والطرق التقليدية (Log CFU/mL: 5.23 ± 0.48). لتعزيز قوة الدراسة، كانت كل مجموعة فرعية تتكون من 10 عينات لقياسات خشونة السطح.
شملت إعداد العينات طرق الفلترة التقليدية وطرق التعبئة بالضغط لأقراص الراتنج الأكريلي PMMA، مع بروتوكولات محددة للبلمرة الحرارية والباردة. تم طحن عينات CAD/CAM باستخدام آلة مخصصة، بينما خضعت العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد لعملية معالجة ما بعد التصلب. تم قياس خشونة السطح باستخدام جهاز قياس الخشونة، وتم تقييم زوايا الاتصال بالماء باستخدام طريقة القطرات الساكنة. كما شملت الدراسة تقييمات ميكروبيولوجية لـ *C. albicans* باستخدام طريقة التخفيف المجهري لتحديد التركيزات المثبطة الدنيا (MIC) لأقراص تنظيف الأطقم كورغا، الكارفكرول، والفلوكونازول. تم تقييم تكوين البيوفيلم من خلال صبغة الكريستال البنفسجي، وتم إعداد عينات إضافية لفحص الميكروسكوب للبيوفيلم على أسطح الاختبار.
النتائج
تشير النتائج إلى أن خشونة السطح لعينات الاختبار المطبوعة ثلاثية الأبعاد كانت أعلى بشكل ملحوظ من تلك الخاصة بالمجموعات الأخرى (P < .001). في تجارب تكوين البيوفيلم، كانت متوسط كتلة البيوفيلم على المواد البلمرة الحرارية والمطحنة باستخدام CAD/CAM أكبر من تلك الموجودة على المواد البلمرة الباردة والمطبوعة ثلاثية الأبعاد، مع ملاحظات لاختلافات كبيرة (P < .001؛ P < .01). أدت العلاجات باستخدام كورغا والكارفكرول، سواء بشكل منفصل أو معًا، إلى تقليل تكوين البيوفيلم بشكل فعال عبر جميع الأسطح مقارنةً بالتحكم الإيجابي (P < .0001). ومع ذلك، كان تثبيط البيوفيلم على المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد أقل وضوحًا مقارنةً بالمواد الأخرى (P < .001؛ P < .05). تم توثيق قيم التركيز المثبط الأدنى (MIC) لكورغا، الكارفكرول، والفلوكونازول، وتم تصنيف درجة تكوين البيوفيلم على أنها معتدلة وفقًا لمعايير التصنيف المعتمدة. من الجدير بالذكر أنه بينما قللت علاجات كورغا والكارفكرول من التصاق *C. albicans* واستعمارها، لم تظهر المعالجة المشتركة أي تأثير تآزري. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم العثور على اختلافات كبيرة في قيم زوايا الاتصال بين المواد المختبرة، على الرغم من أن خشونة سطح العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد كانت أعلى بشكل ملحوظ، مما قد يؤثر على التصاق الميكروبات وتطور البيوفيلم.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم تأثيرات تثبيط البيوفيلم لأقراص تنظيف الأطقم، الكارفكرول، واستخدامهما المشترك على قواعد الأطقم المنتجة من خلال الطرق الرقمية والتقليدية. شملت التحليلات خصائص السطح مثل زوايا الاتصال وخشونة السطح، مع استخدام طرق إحصائية مثل ANOVA أحادي الاتجاه واختبار كروسكال-واليس لتفسير البيانات. أشارت النتائج إلى أنه بينما تؤثر خشونة السطح والتضاريس بشكل كبير على التصاق الميكروبات، كان تأثير القابلية للرطوبة، كما تم قياسه بواسطة زوايا الاتصال، أقل وضوحًا. من الجدير بالذكر أن جميع المواد المختبرة أظهرت قيم زوايا اتصال متشابهة، مما يشير إلى قابلية رطوبة متقاربة، على الرغم من ملاحظة اختلافات في خشونة السطح، خاصة مع العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
كشفت النتائج أن الكارفكرول أظهر نشاطًا مضادًا للفطريات بشكل كبير ضد *Candida albicans*، مما يدعم إمكانيته كمطهر طبيعي لتنظيف الأطقم. ومع ذلك، لم تؤدي تركيبة الكارفكرول مع أقراص التنظيف إلى تحقيق تأثير تآزري. كما أبرزت الدراسة أنه بينما كانت قيم خشونة السطح أقل من العتبة المقبولة سريريًا البالغة 0.2 ميكرومتر، كانت العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد أظهرت خشونة أعلى مقارنةً بالطرق الأخرى، مما قد يسهم في زيادة التصاق الميكروبات. تضمنت القيود استخدام نوع واحد فقط من *C. albicans* وعدم قدرة تصميم العينة على تكرار الظروف السريرية بالكامل. هناك حاجة لمزيد من البحث لاستكشاف فعالية عوامل التنظيف الطبيعية المختلفة وتفاعلاتها مع مواد قواعد الأطقم المختلفة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00784-024-05810-3
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38965139
Publication Date: 2024-07-05
Author(s): Zeynep Şahin et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study investigates the biofilm inhibition effects of denture cleaning tablets (Corega), carvacrol, and their combination against *Candida albicans* on denture bases made from various materials, including cold-polymerized, heat-polymerized, CAD/CAM milling, and 3D-printed techniques. The researchers assessed surface roughness and contact angles of the denture bases, finding that the 3D-printed samples exhibited significantly higher surface roughness (P < .001), while the water contact angles across all materials were statistically similar (P > .001).
The biofilm inhibition evaluation revealed that both Corega and carvacrol, whether used separately or in combination, significantly reduced biofilm mass on all surfaces (P < .0001). However, the combination treatment showed no synergistic effect, particularly with the 3D-printed materials, which demonstrated less inhibition of *C. albicans* compared to other groups (P < .001; P < .05). The findings indicate that while the surface roughness of all tested denture bases remained within clinically acceptable limits (below 0.2 μm), carvacrol can be considered a viable disinfectant for denture cleaning due to its effective biofilm inhibition properties, despite the lack of enhanced efficacy when combined with Corega.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of complete and overdenture prostheses in treating complete edentulism, highlighting poly(methyl methacrylate) (PMMA) as a commonly used material. While PMMA offers advantages such as biocompatibility and affordability, it is also associated with drawbacks, including polymerization shrinkage and a high susceptibility to microbial colonization. The advent of digital dentistry has led to the development of computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM) methods, which enhance the production of dentures and reduce treatment times. However, denture stomatitis (DS), a condition affecting a significant percentage of denture wearers, remains a concern due to factors like biofilm accumulation and Candida albicans infections.
The paper emphasizes the need for effective cleaning methods to prevent oral candidiasis, noting that traditional chemical and mechanical cleaning can degrade acrylic resin properties. It introduces carvacrol, a natural compound with antibacterial properties, as a potential alternative for cleaning dentures. The study aims to investigate the biofilm inhibition effects of denture cleaning tablets, carvacrol, and their combined use against C. albicans on both digital and conventional denture bases. The null hypotheses propose that there will be no significant differences in biofilm inhibition or surface properties between the different cleaning methods and production techniques.
Methods
In this study, a total of 216 test samples were prepared from four different denture base materials—cold-polymerized, heat-polymerized, CAD/CAM milling, and 3D printing—each measuring 10 × 2 mm. The sample size was determined based on previous studies to achieve a statistical power of 0.85 at a significance level of α = 0.05. The adhesion of *Candida albicans* was assessed across these groups, revealing varying levels of adhesion: CAD-CAM Milled Group (Log CFU/mL: 3.74 ± 0.57), 3D Printed (Log CFU/mL: 5.77 ± 0.36), and conventional methods (Log CFU/mL: 5.23 ± 0.48). To enhance the robustness of the study, each subgroup consisted of 10 samples for surface roughness measurements.
The preparation of the samples involved traditional flasking and pressure-pack methods for PMMA acrylic resin discs, with specific protocols for heat and cold polymerization. CAD/CAM samples were milled using a designated machine, while 3D printed samples underwent a post-curing process. Surface roughness was measured using a profilometer, and water contact angles were assessed using the sessile drop method. The study also included microbiological assessments of *C. albicans* using a microdilution method to determine the minimum inhibitory concentrations (MIC) of Corega denture cleaning tablets, carvacrol, and fluconazole. Biofilm formation was evaluated through crystal violet staining, and additional samples were prepared for microscopic examination of biofilm on the test surfaces.
Results
The results indicate that the surface roughness of 3D-printed test samples was significantly higher than that of other groups (P < .001). In biofilm formation experiments, the average biofilm mass on heat-polymerized and CAD/CAM milled materials was greater than that on cold-polymerized and 3D-printed materials, with significant differences noted (P < .001; P < .01). Treatments with Corega and carvacrol, both separately and in combination, effectively reduced biofilm formation across all surfaces compared to the positive control (P < .0001). However, the inhibition of biofilm on 3D-printed materials was less pronounced than on other materials (P < .001; P < .05). The minimum inhibitory concentration (MIC) values for Corega, carvacrol, and fluconazole were documented, and the degree of biofilm formation was classified as moderate according to established grading criteria. Notably, while Corega and carvacrol treatments decreased C. albicans adhesion and colonization, the combined treatment did not exhibit a synergistic effect. Additionally, no significant differences were found in the contact angle values among the tested materials, although the surface roughness of the 3D-printed samples was notably higher, potentially influencing microbial adhesion and biofilm development.
Discussion
In this study, the biofilm inhibition effects of denture cleaning tablets, carvacrol, and their combined use on denture bases produced through digital and conventional methods were evaluated. The analysis included surface characteristics such as contact angles and surface roughness, with statistical methods like one-way ANOVA and the Kruskal-Wallis test employed for data interpretation. The results indicated that while surface roughness and topography significantly influence microbial adhesion, the impact of wettability, as measured by contact angles, was less pronounced. Notably, all tested materials exhibited similar contact angle values, suggesting comparable wettability, although variations in surface roughness were observed, particularly with 3D-printed samples.
The findings revealed that carvacrol demonstrated significant antifungal activity against *Candida albicans*, supporting its potential as a natural disinfectant for denture cleaning. However, the combination of carvacrol with cleaning tablets did not yield a synergistic effect. The study also highlighted that while surface roughness values were below the clinically acceptable threshold of 0.2 μm, the 3D-printed samples exhibited higher roughness compared to other methods, which may contribute to increased microbial adhesion. Limitations included the use of a single species of *C. albicans* and the inability of the sample design to fully replicate clinical conditions. Further research is warranted to explore the efficacy of various natural cleaning agents and their interactions with different denture base materials.