Wpływ fluorkowania kontaktowego materiałów szkłojonomerowych na właściwości hamowania przez nie wzrostu bakterii płytki nazębnej

MED. DOŚW. MIKROBIOL., 2010, 62: 369-374 Małgorzata Płuciennik-Stronias, Danuta Sakowska, Zbigniew Krzemiński, Danuta Piątowska Wpływ fluorkowania kontaktowego materiałów szkłojonomerowych na właściwości hamowania przez nie wzrostu bakterii płytki nazębnej Zakład Stomatologii Zachowawczej UM w Łodzi Kierownik: prof. dr hab. n. med. D. Piątowska Zakład Mikrobiologii lekarskiej UM w Łodzi Kierownik: prof. dr hab. n. med. Z. Krzemiński Oceniano wpływ materiału szkłojonomerowego na wzrost bakterii próchnicotwórczych płytki nazębnej po dodatkowym wcieraniu w ten materiał preparatu fluorkowego. Oceny dokonano po sześciu miesiącach od wypełnienia cementem szkłojonomerowym ubytków przyszyjkowych. Stwierdzono, że dodatkowe wcieranie fluorku w powierzchnię szkłojonomeru nie przywraca mu właściwości hamowania wzrostu bakterii płytki nazębnej. Próchnica zębów jest chorobą społeczną. Rozwija się w twardych tkankach zęba jako zmiana pierwotna lub wtórna. Najważniejszym pierwiastkiem w zapobieganiu próchnicy jest fluor pochodzący z powietrza, diety oraz z preparatów zawierających fluor. Fluor wzmacnia twarde tkanki zęba nie dopuszczając do powstania plam próchnicowych, remineralizując już powstałe zmiany oraz działa na bakterie płytki nazębnej hamując ich wzrost. Fluor może również pochodzić z materiałów do wypełnień, z których materiały szkłojonomerowe mają oprócz zdolności jego uwalniania, zdolność akumulowania go ze środowiska. Celem pracy była ocena wpływu fluorkowania materiałów szkłojonomerowych na ich zdolność hamowania wzrostu bakterii płytki nazębnej. MATERIAŁ I METODY Do badań zakwalifikowano 15 pacjentów z dobrą higieną jamy ustnej bez stanu zapalnego dziąseł. U pacjentów tych wykonano w Zakładzie Stomatologii Zachowawczej UM w Łodzi 35 wypełnień w okolicy przyszyjkowej na powierzchni przedsionkowej w ubytkach próchnicowego i niepróchnicowego pochodzenia z materiału szkłojonomerowego Ketac Molar Aplicap (ESPE, Niemcy). Procedura zakładania wypełnień została przeprowadzona zgodnie z zaleceniami producenta. U każdego z 15 pacjentów wykonano w żuchwie lub szczęce od 1 do 4 wypełnień z w /w materiału. Pacjenci stosowali niezmienione zabiegi higieniczne jamy ustnej od chwili założenia wypełnień. Następnie poproszono pacjentów o niemycie zębów

370 M. Płuciennik-Stronias i inni Nr 4 przez ostatnie 3 dni. Po 6 miesiącach z powierzchni tych wypełnień oraz ze szkliwa takiej samej liczby przeciwległych zdrowych zębów u tego samego pacjenta (grupa porównawcza) zebrano do badań bakteriologicznych 3-dniową płytkę nazębną. Ogółem zebrano 30 próbek płytek nazębnych. Metodyka badania mikrobiologicznego była wcześniej stosowana w pracy Larmasa i wsp. (11), z tą różnicą, że w przyjętej przez nas metodzie zastąpiliśmy szkło, na które pobierano płytkę nazębną, folią aluminiową. Płytkę nazębną zbierano jałowym zgłębnikiem z powierzchni wypełnień oraz szkliwa i umieszczano w folii aluminiowej, uprzednio zważonej i wyjałowionej. Próbki płytki w ciągu 10 minut przenoszono do Zakładu Mikrobiologii Lekarskiej UM w Łodzi. Po zważeniu folii z próbką i uwzględnieniu masy folii uzyskiwano tzw. mokrą masę płytki nazębnej. Płytkę nazębną przenoszono następnie z folii do 7 ml 0,85% w/v roztworu NaCl zredukowanego chlorowodorkiem cysteiny i rozbijano przez 30 sekund w dezintegratorze ultradźwiękowym o mocy 100 W przy amplitudzie fali 5 μm (Measuring & Scientific Equipment, Ltd Wielka Brytania) (11).Tak uzyskaną zawiesinę płytki nazębnej rozcieńczono seryjnie od 10-1 do 10-2 w jałowym, 0,85% w/v roztworze chlorku sodowego i wysiewano rozprowadzając 0,1 ml na podłoże TSY20B (Becton-Dickinson, USA). Następnie inkubowano w temperaturze 37 o C, w warunkach beztlenowych (GasPak anaer, Becton- -Dikinson) przez 48 godzin (18). W dalszej kolejności oznaczano liczbę bakterii Streptococcus mutans CFU (Colony Forming Units) rosnących na w/w agarze na podstawie redukcji chlorku trójfenylotetrazoliowego (TTC) w obecności mannitolu. Po pierwszorazowym pobraniu płytki wtarto we wszystkie powierzchnie materiału szkłojonomerowego Ketac Molar Aplicap oraz w szkliwo zębów grupy porównawczej żel fluorkowy Fluormex (Polfa-Rzeszów, Polska). Pacjenci ponownie odstępowali od wykonywania zabiegów higienicznych w jamie ustnej przez 3 dni. Po upływie tego czasu zbierano drugi raz płytkę z powierzchni materiałów i szkliwa zębów grupy porównawczej. Płytki poddano badaniom mikrobiologicznym w Zakładzie Mikrobiologii Lekarskiej UM w Łodzi przeprowadzanym w opisany wyżej sposób. WYNIKI Statystyczna analiza zebranego materiału polegała na dwuczynnikowej analizie wariancji z oceną efektów prostych (test Two Way Anova). Dla wszystkich zastosowanych testów przyjęto poziom istotności α = 0,05. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli I. Tabela 1. Wyniki porównania liczebności Streptococus mutans (CFU) w zależności od materiału i fluorkowania. W tabeli podano średnie z odchyleniami standardowymi Preparat płytki nazębnej Bez fluoru Z fluorem Prawdopodobieństwo w teście porównań efektów fluorowania Szkliwo x (SE) 2,61 10 6 (3,55 10 6 ) 3,19 10 5 (6,09 10 5 ) Materiał Ketac Molar Aplicap x (SE) 0,100 0,389 Prawdopodobieństwo w teście porównań między materiałami 3,24 10 6 (4,62 10 6 ) 0,648 2,05 10 6 (4,69 10 6 ) 0,213

Nr 4 Fluorkowanie a hamowanie wzrostu płytki nazębnej 371 Jak wynika z przeprowadzonych badań, w trzydniowej płytce nazębnej zebranej z materiału szkłojonomerowego Ketac Molar Aplicap po 6 miesiącach od jego wprowadzenia do ubytków, nie stwierdzono różnic znamiennych statystycznie (p>0,05) w liczebności Streptococcus mutans. W stosunku do grupy porównawczej (szkliwo) nie stwierdzono również różnic znamiennych statystycznie (p>0,05) w liczbie Streptococcus mutans między badanym materiałem a szkliwem zębów grupy porównawczej w trzydniowej płytce nazębnej zebranej po uprzednim wtarciu preparatu fluorkowego. Różnice znamienne statystycznie nie wystąpiły również w liczbach Streptococcus mutans w trzydniowej płytce nazębnej, zebranej z materiału szkłojonomerowego, badanej przed i po fluorkowaniu oraz pomiędzy liczbami Streptoccocus mutans w trzydniowej płytce nazębnej zebranej ze szkliwa zębów grupy porównawczej przed i po fluorkowaniu. DYSKUSJA Fluor, jako kluczowy pierwiastek kariostatyczny, hamuje rozwój próchnicy pierwotnej i wtórnej. W utwardzonym materiale szkłojonomerowym fluor znajduje się w hydrożelu powstałym podczas wiązania materiału (12). Materiały szkłojonomerowe poprzez uwalnianie fluoru wykazują efekt kariostatyczny zwiększając oporność powierzchni zęba na powstawanie nowych zmian próchnicowych (1, 9), remineralizując już powstałe plamy próchnicowe (8, 21), powodując remineralizację zębiny oraz częściowe jej wyjałowienie (10, 14). Zdaniem niektórych autorów jon fluorkowy uwalniany z materiałów szkłojonomerowych oddziaływuje też hamująco na wzrost bakterii płytki nazębnej (2, 22). W badaniu in vitro Gama-Teixeira i wsp. (6) udowodniono, że w modelu sztucznie wywoływanej próchnicy wtórnej wokół wypełnień z różnych materiałów, tj. szkłojonomer konwencjonalny, amalgamat, światłoutwardzany materiał złożony (Z-100), światłoutwardzany materiał złożony uwalniający fluor (Heliomolar) oraz materiał złożony uwalniający jony (Aryston phc), najmniejsze zmiany próchnicowe zewnętrzne oraz największe strefy hamowania próchnicy pojawiły się wokół materiału szkłojonomerowego. Były one podstawą dla stwierdzenia przez autorów, że materiały szkłojonomerowe konwencjonalne mogą hamować powstawanie próchnicy wtórnej. Qvista i wsp. (17) po badaniach przeprowadzonych in vivo stwierdzili dużo mniejszą liczbę zmian próchnicowych na powierzchniach stycznych przylegających do wypełnień szkłojonomerowych niż na powierzchniach stycznych przylegających do wypełnień amalgamatowych. W badaniu in vitro Duque i wsp. (3) po 24h obserwacji wykazali działanie antybakteryjne przeciw Streptococcus mutans i Streptococcus sobrinus materiałów szkłojonomerowych tj. Ketac Molar oraz Fuji IX nieco słabsze od działania 2% chlorheksydyny, a szkłojonomeru modyfikowanego żywicą Vitrebond silniejsze od 2% CHX (po aktywacji wiązania materiału światłem i bez takiej aktywacji). Aktywacja wiązania Vitrebondu światłem powodowała, że wobec Actinomyces viscosus wykazywał on takie samo działanie jak chlorheksydyna. a wobec Lactobacillus acidofillus działanie słabsze. Z piśmiennictwa pochodzą również informacje, że bakterie płytki nazębnej mogą szybciej gromadzić się na materiałach szkłojonomerowych niż na innych materiałach. Montanaro i wsp. (13) w badaniu in vitro ocenili adherencję bakterii Streptococcus mutans do różnych

372 M. Płuciennik-Stronias i inni Nr 4 materiałów, tj. płynnych złożonych - Filtek Flow, Tetric Flow, Arabesk Flow; złożonych mikrohybrydowych Clearfil APX, Solitaire 2, kompomeru F2000; ormoceru Admira oraz szkłojonomerów Fuji IX i Fuji IX fast. Okazało się, że w stosunku do materiału grupy kontrolnej, którą stanowił polistyren, wszystkie z nich akumulowały podobne ilości bakterii, z wyjątkiem ormoceru i szkłojonomeru Fuji IX Fast, które to materiały akumulowały więcej płytki, co przez autorów zostało podsumowane, że uwalnianie fluoru nie było w stanie zredukować wczesnej adherencji bakterii, być może ze względu na większą szorstkość uzyskiwanych powierzchni. Te sprzeczne informacje uzasadniły podjęcie przez nas badań wpływu materiałów szkłojonomerowych na wzrost na nich bakterii płytki nazębnej. Z niektórych prac in vivo wynika również, że działanie hamujące wzrost bakterii płytki nazębnej materiałów szkłojonomerowych bez dodatku srebra, które jak wiadomo jest bakteriostatyczne, zanika po krótkim okresie od założenia ich do ubytków (2, 4). Z pracy Płuciennik i wsp. (16) można wnioskować, że okres ten przypada na trzeci miesiąc po utwardzeniu materiału szkłojonomerowego w jamie ustnej. Materiały szkłojonomerowe posiadają właściwości nie tylko uwalniania fluoru z hydrożelu, ale również akumulowania go ze środowiska jamy ustnej (19,20). Pojawiło się zatem pytanie, czy ponowne wzbogacenie szkłojonomerów w jon fluorkowy wcierany w jego powierzchnię jest w stanie zmniejszyć adherencję i wzrost bakterii płytki nazębnej na tych materiałach? Odpowiedź nie jest prosta, ponieważ w piśmiennictwie spotyka się stwierdzenia, że preparaty fluorkowe o kwaśnym lub też neutralnym ph, wcierane w materiały szkłojonomerowe degradują powierzchnię materiału doprowadzając do zwiększenia ich szorstkości i, co za tym idzie, zwiększenia adherencji do nich bakterii płytki nazębnej (15). Zwiększona chropowatość powierzchni odgrywa bardzo ważną rolę w pierwszym etapie zasiedlania materiału przez bakterie płytki nazębnej i to może znosić kariostatyczne działanie świeżo uzupełnionego we fluor materiału szkłojonomerowego. Żel fluorkowy użyty w naszym badaniu ma ph, określone przez producenta, od 5 do 6, czyli lekko kwaśne. Może ono, zatem, modyfikować efekt kariostatyczny materiału względem bakterii płytki nazębnej. W badaniach Fucio i wsp. (5) stwierdzono, że nawet samo trzydziestodniowe przetrzymywanie materiałów szkłojonomerowych - konwencjonalnego Ketac Molar i hybrydowego Vitremer- w roztworze pożywki z biofilmem powodowało zwiększenie ich szorstkości i degradację powierzchni. W badaniu in vitro Pedrini i wsp. (165) dowiedli, że działanie przeciwbakteryjne materiału Vitremer, szkłojonomeru hybrydowego o potrójnym systemie utwardzania, zanika po 4 dniach od utwardzenia i po tym czasie bakterie Streptococcus mutans zasiedlają powierzchnię materiału, a wcieranie w niego kwaśnych i zasadowych żeli fluorowych nie zmienia tej sytuacji. Sama powierzchnia materiału nie staje się jednak bardziej szorstka. W naszym badaniu chcieliśmy poznać wpływ hamujący materiału szkłojonomerowgo Ketac Molar Aplicap poddanego zabiegowi wcierania w jego powierzchnię zewnętrzną preparatu fluorkowego Fluormex na wzrost bakterii płytki nazębnej w 6 miesięcy po jego założeniu do ubytku. Chcieliśmy w ten sposób dowiedzieć się, czy zabieg taki może przywrócić materiałowi szkłojonomerowemu działanie hamujące wzrost bakterii płytki nazębnej, które to działanie materiał uprzednio utracił. Utratę kariostatycznego wpływu potwierdziło pierwsze zebranie płytki nazębnej i przebadanie jej pod kątem wzrostu bakterii. Okazało się, że nie ma istotnych różnic w liczbie bakterii Streptococcus mutans płytki nazębnej

Nr 4 Fluorkowanie a hamowanie wzrostu płytki nazębnej 373 wzrastającej na materiale szkłojonomerowym poddanym zabiegowi wcierania preparatu fluorkowego w porównaniu do fluorkowanego szkliwa zdrowych zębów tego samego pacjenta. Wyniki naszego doświadczenia są zbieżne z wynikami badania Hary i wsp. (7). Autorzy tej pracy badali in vivo wpływ wcierania pasty z fluorem w świeżo i dawno utwardzony materiał szkłojonomerowy oraz w świeżo i dawno utwardzony materiał złożony na zawartość fluoru w biofilmie rosnącym się na materiałach oraz na utratę minerałów z tkanek zębów wokół tych materiałów po 14 dniach przebywania badanych materiałów w jamie ustnej. Okazało się, że wcieranie pasty fluorowej nie spowodowało różnic w utracie minerałów ani we wzroście bakterii biofilmu pomiędzy świeżo i dawno utwardzonymi materiałami szkłojonomerowym i złożonym. Wyniki naszych badań wskazują, że wcieranie preparatu fluorkowego w powierzchnię materiału szkłojonomerowego przebywającego 6 miesięcy w jamie ustnej pacjenta nie przywraca mu właściwości hamowania wzrostu bakterii płytki nazębnej. M. Płuciennik-Stronias, D. Sakowska, Z. Krzemiński, D. Piątkowska Influence of topical fluoridation of glass ionomer cements on inhibitory activity on cariogenic bacteria SUMMARY Glass ionomer cements are important options in restorative and preventive dentistry due to their adhesion to the tooth surface and fluoride release, which can decrease the risk of recurrent caries. The aim of this study was to define, in vivo, the influence of the topical use of fluoride gel on dental plaque bacteria growing on the glass ionomer cement. Fifteen patients were included into this study. Thirty five class V restorations from the glass ionomer cement ( Ketac Molar Aplicap, ESPE Germany) were placed in the patient s one half of the lower jaw. The sound enamel of other side of the lower jaw was treated as a control. After 6 month 72 old dental plaque was collected from the surfaces of restorations and the surfaces of the sound enamel. Total amount of 30 dental plaque samples were investigated according to the previously described method (17). In dental plaque samples the amount of Streptococcus mutans was calculated at the Department of Microbiology, Medical University of Łódź. Next the topical application of fluoride gel (Fluormex) was performed on the surfaces of glass ionomer (Ketac Molar) fillings and the sound enamel. The patients were asked not to clean the teeth for 72h. After this time the dental plaque was again collected from the surfaces of restorations and sound enamel. Statistical analysis of collected data was accomplished and showed no statistically significant differences in the amount of Streptococcus mutans both on Ketac Molar and the enamel before and after the topical use of fluoride gel. It was concluded that the topical fluoridation of glass ionomer cement did not affect Streptococcus mutans growing in dental plaque. PIŚMIENNICTWO 1. Arends J, Christoffersen J. The nature of early caries lesions in enamel. J Dent Res 1986; 65: 2-11. 2. Benelli EM, Serra MC, Rodriques Jr AL, Curry JA. In situ anticariogenic potential of glass ionomer cement. Caries Res 1993; 27: 280-4.

374 M. Płuciennik-Stronias i inni Nr 4 3. Duque C, Negrini TdeC, Hebling J, Spolidopio DM. Inhibitory activity of glass-ionomer cements on cariogenic bacteria. Oper Dent 2005; 30: 636-40. 4. Forss H, Jokinen J, Spets-Happonen S. Fluoride and mutans Streptococci in plaque grown on glass ionomer and composite. Caries Res 1991; 25: 133-6. 5. Fucio SB, Carvalho FG, Sobrinho LC i inni. The influence of 30-day-old Streptococcus mutans biofilm on the surface of esthetic restorative materials-an in vitro study. J Dent 2008; 36: 833-9. 6. Gama-Teixeira A, Simionato MR, Elian SN i inni. Streptococcus mutans-included secondary caries adjacent to glass ionomer cement, composite resin and amalgam restorations in vivo. Braz Oral Res 2007; 21: 368-74. 7. Hara AT, Turssi CP, Ando M i inni. Influence of fluoride-releasin restorative material on root dentine secondary caries in situ. Caries Res 2006; 40: 435-9. 8. Hatibovic-Kofman S, Suljak JP, Koch G. Remineralization of natural carious lesions with a glass- -ionomer cement. Swed Dent J 1997; 21: 11-7. 9. Kolourides T. Sumary of session II: Fluoride and the caries process. Caries Res. 1990; 69 (special issue): 558. 10. Kreulen CM, de Soet JJ, Weerheijm KL, van Amerongen WE. In vivo cariostatic effect of resin modified glass ionomer cement and amalgam on dentine. Caries Res 1997; 31: 384-9. 11. Larmas EL, Makinen KK, Scheinin A. Turku sugar studies. VIII. Principal microbiological findings. Acta Odont Scand 1975; 70:173-89. 12. Mc Lean JW. The clinical use of glass ionomer cements. Dent Clin North Am. 1992; 36: 693-711. 13. Montanaro l, Campoccia D, Rizzi S i inni. Evaluation of bacterial adhesion of Streptococcus mutans on dental restorative materials. Biomaterials 2004; 25: 4457-63. 14. Pereira P N, Inokoshi S, Tagami I. In vitro secondary caries inhibition around fluoride releasing materials. J Dent 1998; 26: 505-10. 15. Pedrini D, Gaetti-Jardim Jr E, Mori GG. Effect of application of fluoride on the superficial roughness of vitremer glas ionomer cement and microbial adhesion to this material. Pesqui Odontol Bras 2001; 15: 70-6. 16. Płuciennik M, Sakowska D., Krzemiński Z., Piątowska D. Wpływ materiałów uwalniających fluor na skład płytki nazębnej. Med Dośw Mikrobiol 2008; 60:131-8. 17. Qvist V, Laurberg L, Teglers PT. Longevity and cariostatic effects of everyday conventional glass-ionomer and amalgam restorations in primary teeth: three-year results. J Dent Res 1997; 76: 1387-96. 18. Schaeken MJ, van der Hoeven JS, Franken HC. Comparative recovery of Streptococcus mutans on five isolation media, including a new simple selective medium. J Dent Res 1986; 65: 906-8. 19. Seppä L, Korhonen A, Nuutinen A. Inhibitory effect on S. mutans by fluoride-treated convencional and resin-reinforced glass ionomer cements. Eur J Oral Sci 1995; 103: 182-5. 20. Seppä L, Forss H, Ögaard B. The effect of fluoride application on fluoride release and the antibacterial action of glass ionomers. J Dent Res 1993; 72: 1310-4. 21. Svanberg M. Class II amalgam restorations, glass-ionomer tunnel restorations, and caries development on adjacent tooth surfaces: three-year clinical study. Caries Res 1992; 26: 315-8. 22. Svanberg M, Mjor L, Orstavik D. Mutans Streptococci in plaque from margins of amalgam, composite and glass ionomer restorations. J Dent Res 1990; 69: 861-4. Otrzymano: 25 IX 2010 r. Adres Autora: 92-213 Łódź, ul. Pomorska 251, Zakład Stomatologii Zachowawczej, Uniwersytet Medyczny w Łodzi