DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04893-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39294648
تاريخ النشر: 2024-09-18
المؤلف: Mehrnaz Moradinezhad وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تبحث هذه الدراسة في تكوين الأغشية الحيوية على مختلف أجهزة تقويم الأسنان الشفافة، مثل المحاذيات والدعائم، مع تسليط الضوء على المخاطر المحتملة للتسوس السني والتهاب اللثة المرتبطة بهذه الأجهزة. تركز الأبحاث على خمسة مواد دعائم مصنوعة بالتشكيل الحراري وواحدة مطبوعة بتقنية CAD/CAM ثلاثية الأبعاد، مع تقييم تطور الأغشية الحيوية على مدى ثلاثة فترات زمنية (24 ساعة، 72 ساعة، و120 ساعة) باستخدام اختبار صفيحة الميكروتيتر. تم تحليل ما مجموعه 345 عينة، وتم تصنيف تكوين الأغشية الحيوية بناءً على قياسات الكثافة الضوئية (OD) بالنسبة للضوابط السلبية.
تشير النتائج إلى أنه، من بين الكائنات الدقيقة الستة التي تم اختبارها—*Streptococcus mutans*، *Streptococcus sanguinis*، *Staphylococcus epidermidis*، *Staphylococcus aureus*، *Lactobacillus casei*، و*Candida albicans*—لم يكن هناك فرق ملحوظ بشكل عام في تكوين الأغشية الحيوية عبر مواد الدعائم. لوحظ زيادة ملحوظة في الأغشية الحيوية من اليوم الأول إلى اليوم الثالث، مع تغير طفيف بحلول اليوم الخامس. ومن الجدير بالذكر أن *Candida albicans* أظهرت تكوين أغشية حيوية أكثر كثافة مقارنة بالبكتيريا، التي أظهرت أنماط نمو مشابهة. تم ملاحظة بعض الاختلافات عند تحليل الكائنات الدقيقة الفردية، مما يشير إلى الحاجة لمزيد من التحقيق في التفاعلات المحددة بين الأغشية الحيوية ومواد تقويم الأسنان المختلفة.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية الشعبية المتزايدة للأجهزة التقويمية الشفافة، مثل المحاذيات والدعائم، بسبب جاذبيتها الجمالية وراحتها مقارنة بالخيارات التقليدية. تقدم هذه الأجهزة عدة مزايا، بما في ذلك تحسين النظافة الفموية، وتقليل حدوث آفات البقع البيضاء، وزيادة راحة المرضى. ومع ذلك، فإنها تقدم أيضًا تحديات، مثل تراكم الأغشية الحيوية، والإفراج المحتمل عن مواد كيميائية ضارة، والحاجة إلى التزام المرضى. يمكن أن يؤدي تكوين الأغشية الحيوية على هذه الأجهزة إلى مشاكل صحية فموية، بما في ذلك التسوس السني وأمراض اللثة، حيث تعطل توازن الميكروفلورا الفموية.
تسلط الورقة الضوء على الأبحاث المحدودة الموجودة حول تكوين الأغشية الحيوية على الأجهزة التقويمية الشفافة، وخاصة الخيارات المطبوعة ثلاثية الأبعاد، وتؤكد على الحاجة لمزيد من التحقيق في آثارها على الميكروفلورا الفموية. ومن الجدير بالذكر أن الدراسات السابقة ركزت بشكل أساسي على مجموعة ضيقة من الكائنات الدقيقة، وغالبًا دون تحديد أنواع ميكروبية محددة. تهدف هذه الدراسة إلى سد هذه الفجوة من خلال تقييم تكوين الأغشية الحيوية بواسطة ستة كائنات دقيقة فموية هامة على خمسة مواد دعائم شفافة مختلفة على مدى ثلاثة فترات زمنية. يقترح المؤلفون فرضيات صفرية تتعلق بتجانس تكوين الأغشية الحيوية عبر الدعائم وعلى مر الزمن، مما يبرز جدّة وأهمية أبحاثهم السريرية.
الطرق
استخدمت الدراسة تصميمًا تجريبيًا متعدد العوامل يتضمن 345 عينة، مع الحصول على موافقة أخلاقية من لجنة البحث في جامعة الأهواز للعلوم الطبية (رقم: IR.AJUMS.REC.1400.496)، مع الالتزام بإعلان هلسنكي. لم تتضمن الأبحاث أشخاصًا أو حيوانات، باستثناء فرد واحد قدم ملفًا رقميًا من مسح داخل الفم تم إجراؤه كجزء من الممارسة السريرية الروتينية. تم الحصول على موافقة مستنيرة من هذا الفرد، بينما لم تكن هناك حاجة لموافقة إضافية لبقية العينات.
تم استخدام طرق ميكروبيولوجية في الدراسة، على الرغم من عدم تقديم تفاصيل محددة بشأن هذه الطرق في النص المستخرج. يبرز الالتزام بالمبادئ التوجيهية الأخلاقية واستخدام البيانات السريرية الروتينية التزام الدراسة بممارسات البحث الأخلاقية.
النتائج
تقدم النتائج المعروضة في الجدول 1 إحصاءات وصفية وفترات ثقة بنسبة 95% (CIs) لقيم الكثافة الضوئية (OD) لجميع الكائنات، مع إجراء تعديلات على قيم OD للضوابط السلبية. يتم تصنيف هذه الإحصاءات حسب العلامة التجارية والفترات الزمنية المحددة، مما يسمح بمقارنة شاملة لقيم OD عبر ظروف مختلفة. تشير النتائج إلى وجود اختلافات في قيم OD قد تكون مهمة لفهم أداء كل علامة تجارية بالنسبة للكائنات التي تم اختبارها.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تحليل ما مجموعه 345 عينة لتقييم تكوين الأغشية الحيوية على الدعائم التقويمية الشفافة المصنوعة من خمسة علامات تجارية مختلفة. شملت العينة 270 عينة مقسمة إلى مجموعات فرعية بناءً على مدة التعرض، وعلامة الدعامة التجارية، ونوع الكائنات الدقيقة، بالإضافة إلى 45 ضابطًا سلبيًا. تم تصنيع الدعائم باستخدام تقنيات التشكيل الحراري والطباعة ثلاثية الأبعاد CAD/CAM، مع التركيز على تفاعل ستة كائنات دقيقة، بما في ذلك خمسة سلالات بكتيرية وسلالة فطرية واحدة، مع مواد الدعائم. تم قياس تكوين الأغشية الحيوية باستخدام اختبار صفيحة الميكروتيتر، مع الإشارة إلى وجود اختلافات كبيرة في تراكم الأغشية الحيوية مع مرور الوقت وبين الكائنات الدقيقة، مع تسليط الضوء بشكل خاص على الإمكانية الممرضة لـ *Candida albicans* مقارنة بالسلالات البكتيرية.
كشفت التحليلات الإحصائية عن عدم وجود اختلافات كبيرة في تكوين الأغشية الحيوية بين علامات الدعائم، على الرغم من ملاحظة اختلافات كبيرة عبر الفترات الزمنية وأنواع الكائنات الدقيقة. ومن الجدير بالذكر أن *Candida albicans* أظهرت تكوين أغشية حيوية أقوى من السلالات البكتيرية، التي أظهرت أنماط نمو مشابهة. خلصت الدراسة إلى أنه على الرغم من عدم اختلاف مواد الدعائم بشكل كبير في قدرتها العامة على تكوين الأغشية الحيوية، فإن الديناميات الزمنية والتفاعلات المحددة مع الكائنات الدقيقة تستدعي مزيدًا من التحقيق. تشير النتائج إلى أن عوامل مثل تركيبة المواد وخصائص السطح تلعب أدوارًا حاسمة في التصاق الميكروبات وتطور الأغشية الحيوية، مما يبرز الحاجة إلى دراسات سريرية للتحقق من هذه النتائج في المختبر.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-024-04893-4
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39294648
Publication Date: 2024-09-18
Author(s): Mehrnaz Moradinezhad et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study investigates biofilm formation on various orthodontic clear aligners and retainers, highlighting the potential risks of dental caries and gingival inflammation associated with these appliances. The research focuses on five thermoformed and one 3D printed CAD/CAM retainer material, assessing biofilm development over three time intervals (24 hours, 72 hours, and 120 hours) using a microtiter plate assay. A total of 345 specimens were analyzed, with biofilm formation categorized based on optical density (OD) measurements relative to negative controls.
The findings indicate that, among the six microorganisms tested—*Streptococcus mutans*, *Streptococcus sanguinis*, *Staphylococcus epidermidis*, *Staphylococcus aureus*, *Lactobacillus casei*, and *Candida albicans*—there was no significant overall difference in biofilm formation across the retainer materials. A notable increase in biofilm was observed from the first to the third day, with minimal change by day five. Notably, *Candida albicans* exhibited a more intense biofilm formation compared to the bacteria, which displayed similar growth patterns. Some variations were noted when analyzing individual microorganisms, suggesting the need for further investigation into the specific interactions between biofilms and different orthodontic materials.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the increasing popularity of clear orthodontic appliances, such as aligners and retainers, due to their aesthetic appeal and convenience compared to traditional options. These appliances offer several advantages, including improved dental hygiene, reduced incidence of white spot lesions, and enhanced patient comfort. However, they also present challenges, such as biofilm accumulation, potential release of harmful chemicals, and the need for patient compliance. The formation of biofilms on these appliances can lead to oral health issues, including dental caries and periodontal diseases, as they disrupt the balance of oral microflora.
The paper highlights the limited existing research on biofilm formation on clear orthodontic appliances, particularly 3D printed options, and emphasizes the need for further investigation into their effects on oral microflora. Notably, previous studies have primarily focused on a narrow range of microorganisms, often without identifying specific microbial types. This study aims to fill this gap by evaluating biofilm formation by six significant oral microorganisms on five different clear retainer materials over three time intervals. The authors propose null hypotheses regarding the uniformity of biofilm formation across the retainers and over time, underscoring the novelty and clinical relevance of their research.
Methods
The study employed a multifactorial experimental design involving 345 specimens, with ethical approval obtained from the Research Committee of Ahvaz Jundishapur University of Medical Sciences (No: IR.AJUMS.REC.1400.496), adhering to the Declaration of Helsinki. The research did not involve human or animal subjects, except for a single individual who provided a digital file from an intraoral scan conducted as part of routine clinical practice. Informed consent was obtained from this individual, while no additional consent was necessary for the remaining specimens.
Microbiological methods were utilized in the study, although specific details regarding these methods were not provided in the extracted text. The adherence to ethical guidelines and the use of routine clinical data underscore the study’s commitment to ethical research practices.
Results
The results presented in Table 1 provide descriptive statistics and 95% confidence intervals (CIs) for the optical density (OD) values of all organisms, with adjustments made for the OD values of negative controls. These statistics are categorized by brand and specific time intervals, allowing for a comprehensive comparison of the OD values across different conditions. The findings indicate variations in OD values that may be significant for understanding the performance of each brand in relation to the organisms tested.
Discussion
In this study, a total of 345 specimens were analyzed to assess biofilm formation on clear orthodontic retainers made from five different brands. The sample included 270 specimens divided into subgroups based on exposure duration, retainer brand, and microorganism type, alongside 45 negative controls. The retainers were fabricated using both thermoforming and CAD/CAM 3D printing techniques, with a focus on the interaction of six microorganisms, including five bacterial strains and one fungal strain, with the retainer materials. The biofilm formation was quantified using a microtiter plate assay, with results indicating significant differences in biofilm accumulation over time and among microorganisms, particularly highlighting the pathogenic potential of *Candida albicans* compared to the bacterial strains.
Statistical analysis revealed no significant differences in biofilm formation among the retainer brands, although significant variations were observed across time intervals and microorganism types. Notably, *Candida albicans* exhibited a stronger biofilm formation than the bacterial strains, which showed similar growth patterns. The study concluded that while the retainer materials did not significantly differ in their overall biofilm formation capacity, the temporal dynamics and specific interactions with microorganisms warrant further investigation. The findings suggest that factors such as material composition and surface properties play crucial roles in microbial adhesion and biofilm development, emphasizing the need for clinical studies to validate these in vitro results.