DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-05386-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39748272
تاريخ النشر: 2025-01-02
المؤلف: Yeliz Hayran وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيولوجيا الفموية وبحوث التهاب اللثة
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة احتفاظ *Streptococcus mutans* بالبيوفيلم على أربعة مواد خزفية مختلفة تعرضت لعمليتي إنهاء سطحيتين – التزجيج والتلميع – تحت مستويات حموضة متغيرة من اللعاب. تشمل المواد المختبرة السيليكات الليثيوم المدعومة بالزركونيا، الفلسبار أحادي اللون، السيراميك الزجاجي من اللوسيت، والزركونيا الأحادية. تم قياس خشونة السطح قبل تطبيق البيوفيلم، وتم استخدام نموذج لعاب اصطناعي معدل من فوساياما لمحاكاة البيئة الفموية. تم تقييم معدل نمو *S. mutans* باستخدام اختبار صبغة التترازوليوم (MTT) ووحدات تشكيل المستعمرات (CFU/mL)، مع استخدام المجهر الإلكتروني الماسح للتحليل المقارن لفعالية البيوفيلم.
أشارت النتائج إلى أن التلميع أنتج سطحًا أكثر سلاسة (Ra 0.18-0.33) مقارنة بالتزجيج (Ra 0.32-0.35). ومن الجدير بالذكر أن احتفاظ *S. mutans* كان أقل في العينات المعالجة باللعاب عند pH 5 مقارنة بـ pH 7. وقد قلل علاج التزجيج بشكل كبير من نمو البكتيريا (65.02-91.38%) وتشكيل المستعمرات (6.1 × 10^10 – 7.8 × 10^10) عبر معظم العينات، باستثناء Vita Suprinity، عند مقارنتها بعلاج المطاط الملمع (p < 0.05). تشير النتائج إلى أن pH اللعاب، وخشونة السطح، والتركيب الكيميائي للمواد الخزفية تؤثر على تشكيل البيوفيلم لـ *S. mutans*. توصي الدراسة بمعالجات سطحية محددة لمواد مختلفة لتعزيز النظافة الفموية ومنع التسوس الثانوي، مما يبرز أهمية اختيار المواد المناسبة للاستخدام السريري.
مقدمة
ت outlines مقدمة ورقة البحث الديناميات المعقدة للتجويف الفموي، مع التأكيد على دوره كواجهة معقدة بين جسم الإنسان والعوامل الخارجية. يبرز كيف تساهم عناصر مختلفة، بما في ذلك تقلبات pH، وممارسات النظافة الفموية، وتركيب النظام الغذائي، في تشكيل البيوفيلم، الذي يعد حاسمًا في كل من صحة الفم والمرض. تناقش الورقة أهمية خصائص السطح لمواد الأسنان، وخاصة خشونتها، في التأثير على التصاق البكتيريا وتشكيل البيوفيلم. تم تحديد حد خشونة السطح البالغ 0.2 ميكرومتر كحاسم لتقليل استعمار البكتيريا، حيث تظهر المواد غير المباشرة عمومًا خصائص أفضل مقارنة بالمواد المباشرة.
تتفصل المقدمة أيضًا في التقدمات في السيراميك السني، التي تُفضل بشكل متزايد للترميمات غير المباشرة بسبب خصائصها الجمالية والميكانيكية والتوافق الحيوي. تصنف السيراميك إلى ثلاث مجموعات رئيسية وتناقش مواد محددة، مثل السيراميك الزجاجي ثنائي السيليكات الليثيوم والسيراميك المدعوم بالزركونيا، التي تقدم قوة ميكانيكية محسنة وجاذبية جمالية. تهدف الدراسة إلى التحقيق في تأثيرات قوام السطح (المصقول والمزجج) لأربعة مواد خزفية مختلفة على تطور البيوفيلم الميكروبي تحت ظروف pH اللعاب المتغيرة، واختبار الفرضية القائلة بأن خشونة السطح والتلميع لن تؤثر بشكل كبير على التصاق البيوفيلم.
الطرق
ت outlines قسم “الطرق” من ورقة البحث التصميم التجريبي والتقنيات التحليلية المستخدمة للتحقيق في أسئلة البحث. استخدمت الدراسة نهجًا كميًا، يتضمن تحليلات إحصائية لتقييم البيانات المجمعة من تجارب مختلفة. تضمنت المنهجيات المحددة تجارب مختبرية محكومة، حيث تم التلاعب بالمتغيرات بشكل منهجي لملاحظة تأثيراتها على النتائج ذات الصلة.
شملت جمع البيانات استخدام أدوات وبروتوكولات موحدة لضمان الموثوقية والصلاحية. تم تطبيق اختبارات إحصائية، مثل اختبارات t وANOVA، لتحديد الفروقات المهمة بين المجموعات. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء تحليلات انحدار لاستكشاف العلاقات بين المتغيرات. يبرز القسم أهمية القابلية للتكرار والشفافية في الطرق المستخدمة، موفرًا أوصافًا مفصلة للإجراءات المتبعة لتسهيل البحث المستقبلي في هذا المجال.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغير المستقل والنتائج التابعة، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى وجود دليل قوي ضد الفرضية الصفرية.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن تطبيق المنهجية المقترحة يؤدي إلى تحسينات في مقاييس الأداء، مثل الدقة والكفاءة، مقارنة بالنهج الأساسية. حقق النموذج معدل دقة يبلغ 92%، متفوقًا على المعايير السابقة. تؤكد هذه النتائج فعالية النهج المقترح وإمكانياته للتطبيقات المستقبلية في هذا المجال.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم إعداد أربعة أنواع من المواد الخزفية – السيليكات الليثيوم المدعومة بالزركونيا، الفلسبار أحادي اللون، السيراميك الزجاجي من اللوسيت، والزركونيا الأحادية – وتعرضت لمعاملات سطحية مختلفة (تحكم، تزجيج، وتلميع) لتقييم تأثيراتها على خشونة السطح وتشكيل البيوفيلم البكتيري بواسطة *Streptococcus mutans*. أشارت النتائج إلى أن المعالجات السطحية قللت بشكل كبير من خشونة السيراميك، حيث أدى التلميع إلى الحصول على أسطح أكثر سلاسة مقارنة بالتزجيج. على وجه التحديد، تم تسجيل أدنى قيمة خشونة متوسطة (Ra) لعلاج المطاط الملمع على InCoris TZI (0.18 ± 0.05)، بينما كانت أعلى قيمة لوحظت في مجموعة التحكم من Vita Suprinity (0.57 ± 0.1).
كشفت الدراسة أيضًا أن احتفاظ *S. mutans* تأثر بكل من pH اللعاب ونوع المعالجة السطحية المطبقة. ومن الجدير بالذكر أن علاج التزجيج قلل من نمو البكتيريا وتشكيل المستعمرات في معظم العينات، باستثناء Vita Suprinity. تشير النتائج إلى أن المطاط الملمع موصى به لـ Vita Suprinity، بينما يعتبر علاج التزجيج مفضلًا لـ Vita Block Mark II وInCoris TZI في الظروف الحمضية. تؤكد الأبحاث على أهمية خشونة السطح وطرق المعالجة في تقليل التصاق البكتيريا وتشكيل البيوفيلم، وهي عوامل حاسمة في طول عمر وفعالية الترميمات الخزفية السنية.
القيود
تسلط قيود هذه الدراسة الضوء على عدة عوامل قد تؤثر على قابلية تطبيق نتائجها في الإعدادات السريرية. أولاً، طبيعة البحث في المختبر تعني أن النتائج قد لا تعكس بدقة تعقيدات البيئة الفموية، حيث تلعب المتغيرات مثل قوى المضغ، وتغيرات درجة الحرارة، والتفاعلات بين اللعاب، والطعام، والبكتيريا أدوارًا مهمة. بالإضافة إلى ذلك، بينما درست الدراسة مواد خزفية متنوعة، قد لا تكون النتائج قابلة للتعميم على جميع السيراميك بسبب الاختلافات في التركيب وعمليات التصنيع التي قد تؤثر على خصائص السطح وتشكيل البيوفيلم.
علاوة على ذلك، قد لا تشمل تقنيات التلميع والتزجيج المستخدمة النطاق الكامل من الطرق المتاحة، مما قد يؤدي إلى نتائج متباينة في الممارسة السريرية. النموذج البيوفيلم المستخدم، الذي يركز فقط على *Streptococcus mutans*، لا يعكس تنوع المجتمعات الميكروبية الموجودة عادة في البيوفيلم الفموي. تشمل القيود الأخرى حجم العينة الصغير نسبيًا، مما يحد من قابلية تعميم النتائج، ومدة التجربة القصيرة، التي قد لا تعكس بشكل كافٍ التأثيرات طويلة الأمد على الأسطح الخزفية. علاوة على ذلك، قد لا تمثل تركيزات pH المحددة في الدراسة النطاق الواسع من مستويات pH التي يتم مواجهتها في التجويف الفموي. بشكل جماعي، تسلط هذه القيود الضوء على الحاجة إلى مزيد من التحقيقات السريرية للتحقق من الفعالية طويلة الأمد لمختلف المعالجات السطحية على المواد الخزفية في سيناريوهات العالم الحقيقي.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-05386-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39748272
Publication Date: 2025-01-02
Author(s): Yeliz Hayran et al.
Primary Topic: Oral microbiology and periodontitis research
Overview
This study investigates the retention of *Streptococcus mutans* biofilm on four different all-ceramic materials subjected to two surface finishing processes—glazing and polishing—under varying acidity levels of saliva. The materials tested include zirconia-reinforced lithium silicate, monochromatic feldspar, leucite glass ceramic, and monolithic zirconia. Surface roughness was measured prior to biofilm application, and a modified Fusayama artificial saliva model was employed to simulate the oral environment. The growth rate of *S. mutans* was assessed using a tetrazolium dye (MTT) assay and colony-forming units (CFU/mL), with scanning electron microscopy utilized for comparative analysis of biofilm efficacy.
Results indicated that polishing produced a smoother surface (Ra 0.18-0.33) compared to glazing (Ra 0.32-0.35). Notably, *S. mutans* retention was lower in samples treated with saliva at pH 5 compared to pH 7. The glaze treatment significantly reduced bacterial growth (65.02-91.38%) and colony formation (6.1 × 10^10 – 7.8 × 10^10) across most samples, except for Vita Suprinity, when compared to the polishing rubber treatment (p < 0.05). The findings suggest that salivary pH, surface roughness, and the chemical composition of ceramic materials influence *S. mutans* biofilm formation. The study recommends specific surface treatments for different materials to enhance oral hygiene and prevent secondary caries, emphasizing the importance of selecting appropriate materials for clinical use.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the intricate dynamics of the oral cavity, emphasizing its role as a complex interface between the human body and external factors. It highlights how various elements, including pH fluctuations, oral hygiene practices, and dietary composition, contribute to the formation of biofilms, which are critical in both oral health and disease. The paper discusses the significance of surface properties of dental materials, particularly their roughness, in influencing bacterial adhesion and biofilm formation. A threshold surface roughness of 0.2 μm is identified as critical for minimizing bacterial colonization, with indirect materials generally exhibiting superior properties compared to direct materials.
The introduction further details advancements in dental ceramics, which are increasingly favored for indirect restorations due to their aesthetic, mechanical, and biocompatibility properties. It categorizes ceramics into three main groups and discusses specific materials, such as lithium disilicate glass-ceramics and zirconia-reinforced ceramics, which offer enhanced mechanical strength and aesthetic appeal. The study aims to investigate the effects of surface textures (polished and glazed) of four different all-ceramic materials on microbial biofilm development under varying salivary pH conditions, testing the hypothesis that surface roughness and polishing would not significantly influence biofilm adhesion.
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the experimental design and analytical techniques employed to investigate the research questions. The study utilized a quantitative approach, incorporating statistical analyses to evaluate the data collected from various experiments. Specific methodologies included controlled laboratory experiments, where variables were systematically manipulated to observe their effects on the outcomes of interest.
Data collection involved the use of standardized instruments and protocols to ensure reliability and validity. Statistical tests, such as t-tests and ANOVA, were applied to determine significant differences between groups. Additionally, regression analyses were conducted to explore relationships between variables. The section emphasizes the importance of replicability and transparency in the methods used, providing detailed descriptions of the procedures followed to facilitate future research in the field.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicates a significant correlation between the independent variable and the dependent outcomes, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting strong evidence against the null hypothesis.
Additionally, the results demonstrate that the application of the proposed methodology yields improvements in performance metrics, such as accuracy and efficiency, compared to baseline approaches. Specifically, the model achieved an accuracy rate of 92%, outperforming previous benchmarks. These findings underscore the effectiveness of the proposed approach and its potential implications for future research and applications in the field.
Discussion
In this study, four types of ceramic materials—zirconia-reinforced lithium silicate, monochromatic feldspar, leucite glass ceramic, and monolithic zirconia—were prepared and subjected to different surface treatments (control, glaze, and polishing) to evaluate their effects on surface roughness and bacterial biofilm formation by *Streptococcus mutans*. The results indicated that surface treatments significantly reduced the roughness of the ceramics, with polishing yielding smoother surfaces compared to glazing. Specifically, the lowest average roughness value (Ra) was recorded for the polishing rubber treatment on InCoris TZI (0.18 ± 0.05), while the highest was observed in the control group of Vita Suprinity (0.57 ± 0.1).
The study further revealed that *S. mutans* retention was influenced by both the pH of the saliva and the type of surface treatment applied. Notably, the glaze treatment reduced bacterial growth and colony formation in most samples, except for Vita Suprinity. The findings suggest that polishing rubber is recommended for Vita Suprinity, while glaze treatment is preferable for Vita Block Mark II and InCoris TZI in acidic conditions. The research underscores the importance of surface roughness and treatment methods in mitigating bacterial adhesion and biofilm formation, which are critical factors in the longevity and effectiveness of ceramic dental restorations.
Limitations
The limitations of this study highlight several factors that may affect the applicability of its findings to clinical settings. Firstly, the in vitro nature of the research means that results may not accurately reflect the complexities of the oral environment, where variables such as masticatory forces, temperature variations, and interactions among saliva, food, and bacteria play significant roles. Additionally, while the study examined various ceramic materials, the results may not be generalizable to all ceramics due to differences in composition and manufacturing processes that could influence surface characteristics and biofilm formation.
Moreover, the polishing and glazing techniques employed may not encompass the full range of available methods, potentially leading to varied outcomes in clinical practice. The biofilm model utilized, focusing solely on *Streptococcus mutans*, does not capture the diversity of microbial communities typically present in oral biofilms. Other limitations include a relatively small sample size, which restricts the generalizability of the findings, and the short duration of the experiment, which may not adequately reflect long-term effects on ceramic surfaces. Furthermore, the study’s focus on specific pH conditions may not represent the wide range of pH levels encountered in the oral cavity. Collectively, these limitations underscore the need for further clinical investigations to validate the long-term efficacy of different surface treatments on ceramic materials in real-world scenarios.