Диссертация (1139576), страница 22
Текст из файла (страница 22)
В целом индексы адгезии кконтрольным образцам после фрезеровки «обычной» соответствовали среднемууровнюпервичнойадгезии,описанномуранеедляанаэробныхпародонтопатогенов (0,32–0,52) и дрожжевых грибов кандида (0,59) и высокомууровню — для стрептококков (0,94) [7, 44, 99].Различия по способам полировки также были нами отмечены, и в рядеслучаев они были статистически достоверны, что соответствовало результатам,полученным с помощью атомно-силовой микроскопии.Таблица 9Индексы первичной адгезии анаэробных бактерий и дрожжевых грибов invitro к исследуемым полимерным образцам с разной методикой полировки(Ia — индекс адгезии)ОбразцыШтаммыПолировка взуботехническойлабораторииПолировка вкабинетеврачастоматологаФреза, безполировки(контроль)Porphyromonas Fusobacterium Streptococcusgingivalisnucleatumsanguinis0,43 + 0,03*0,22 + 0,02**0,90 + 0,04Candidaalbicans0,49 + 0,03*0,45 + 0,03*0,28 + 0,02*0,93 + 0,040,51 + 0,03*0,52 + 0,020,32 + 0,02*0,94 + 0,040,59 + 0,03Примечания:* — показатель адгезии достоверно ниже по сравнению с контрольными образцами(P < 0,05);** — показатель адгезии достоверно ниже по сравнению с другими опытными образцами (P< 0,05).Хотя мы и наблюдали несколько иную картину в отношении образцовматериала, обработанных разными способами (полированных), но общаязакономерность, выявленная с контрольными образцами, сохранялась: более127низкий уровень адгезии отмечен у штамма фузобактерий, средний (умеренный)— у порфиромонас и грибов кандида, самый высокий — у микроаэрофильныхстрептококков.При исследовании адгезии тест-штаммов к образцам, полированным взуботехнической лаборатории, отмеченная закономерность была аналогичной(рис.
19, 20). Индекс адгезии анаэробов и грибов составил от 0,22 (фузобактерии)до0,49(кандида).Болеевысокийуровеньпервичнойадгезиипродемонстрировали лишь микроаэрофильные стрептококки (0,90 + 0,04, P <0,05 как по сравнению с контролем, так и по сравнению с другими видамиполировки).При атомно-силовой микроскопии отмечено, что на полированных образцахотсутствуют микронные неровности, характерные для фрезерованных образцов,то есть поверхность становится менее шероховатой.
Однако на образцах,полированных в лаборатории, видны полосы от полировки глубиной в несколькодесятков нанометров и шагом несколько микрометров. На поверхностиприсутствуют частицы, принимающие форму острых выступов — зазубрин наАСМ-изображении.Частицысобранывагломератыинеоднороднораспределены по поверхности образца. Данные частицы могут являтьсяпродуктами износа материала образца или частицами полировочной смеси.Такие частицы часто имеют невысокое сцепление с подложкой и легкоотделяются от поверхности при слабом механическом взаимодействии.128Рис.
19. Двумерное и соответствующее трехмерное представление рельефаповерхности образца полированного в лаборатории. Шероховатостьповерхности выявляется при использовании высокого разрешения — пооси ординат шкала до 1,2 мкм. АСМ изображение129Рис. 20. Профиль сечения рельефа поверхности образца полированного влаборатории. Параметры шероховатости: Ra = 76 ± 47 нм, Rms = 125 ±70 нм, Rz = 920 ± 380 нмПри исследовании адгезии тест-штаммов к образцам, полированным вусловиях стоматологического кабинета, отмечались некоторые отличия отконтрольных фрезерованных образцов (рис. 21, 22).Так, только у фузобактерий адгезия была низкой (0,28).
Индекс адгезиианаэробов и грибов был умеренным и составил от 0,45 (порфиромонас) до 0,51(кандида). Уровень адгезии микроаэрофильных стрептококков вообще былкрайне высоким и не отличался от контрольных (неполированных) образцов(0,94 + 0,04; P > 0,05).На образцах, полированных в клинике, не видно полос полировки, имеютсяодиночные частицы подобно тем, что наблюдались на всех полированныхобразцах.Значительныхагломератовненаблюдается.Перепадвысотнеровностей на поверхности образцов достигает сотни нанометров, что являетсянаибольшим значением среди полированных образцов.130Рис.
21. Двумерное и соответствующее трехмерное представление рельефаповерхности образца, полированного в кабинете врача-стоматолога.Шероховатость поверхности более выражена при высоком разрешении —по оси ординат шкала 1,2 мкм. АСМ изображение131Рис. 22. Профиль сечения рельефа поверхности образца, полированного вкабинете врача-стоматолога. Параметры шероховатости: Ra = 110 ± 64 нм,Rms = 166 ± 88 нм, Rz = 990 ± 600 нмНа рис.
23, 24, 25 представлены результаты исследования биопленки,формирующейся на образцах из актиномицетов Actinomyces israelii и дрожжевыхгрибов Candida albicans. При использовании СЭМ псевдомицелия грибовкандида четко виден полимерный матрикс биопленки.Рис. 23. Мицелиальные элементы Actinomyces israelii при оценке первичнойадгезии на поверхности образца оксида титана. Окраска по Граму132АаАааРис. 24. Псевдомицелий и бластоспоры Candida albicans при оценкепервичной адгезии на поверхности полимера для протезирования.Световая микроскопия под иммерсией.
90×. Окраска по ГраммуРис. 25. Псевдомицелий и бластоспоры Candida albicans при оценкепервичной адгезии на поверхности полимера для протезирования.Сканирующая электронная микроскопия. 7000×На рис. 26а, б и 27а, б демонстрируются количественные различия приоценке результатов первичной адгезии Prevotella intermedia и Streptococcussanguinis в зависимости от вида используемого стоматологического материала(пластмасса, оксид титана, оксид циркония).133абРис. 26.
Результаты исследования первичной адгезии Prevotella intermedia кполимерному материалу для протезирования: а — до полировки (30.107КОЕ/мл), б — после полировки (10.107 КОЕ/мл)абвРис. 27. Различия в степени первичной адгезииStreptococcus sanguinis (контроль) к образцам из разных материалов:а — полимер (1.108 КОЕ/мл); б — оксид титана (5.108 КОЕ/мл);в — оксид циркония (2.107 КОЕ/мл)Описанная выше микроскопическая картина, по-видимому, может привестик формированию массивной биопленки в клинических условиях и обусловитьповреждение слизистой оболочки полости рта и пародонта токсинами и134ферментами пародонтопатогенных бактерий и грибов кандида [7, 44, 99].Следовательно, можно заключить, что образцы акриловых пластмасс,предназначенных для изготовления шинирующих и протезных конструкций,обладаютразличнойстепеньювыраженностимикробнойадгезиипредставителей пародонтопатогенной микрофлоры и грибов кандида, котораязависит от способа полировки, что, соответственно, определяет различияколонизационной резистентности к формированию микробной биопленки прииспользовании полимера в клинических условиях.3.3.
Математическая модель для прогнозирования интегральноймикробной адгезии пародонтопатогенных бактерийИндекс адгезии (adhesion index) I широко используется при исследованииадгезии бактерий к поверхности материалов [23].По определению, он равен частному от деления десятичного логарифмачисла прилипших бактерий A к десятичному логарифму количества бактерийвзвеси N :Ilg A.lg N(1)Формуле (1) можно придать другой вид I logN A или A N I .Определенный таким образом индекс адгезии пропорционален логарифмучисла прилипших бактерий, и это существенно облегчает его восприятие какнекоторого интегрального показателя, поскольку применение логарифмическойшкалывсегдаоказывает«сглаживающее»действиенанаблюдаемуюпеременную (рис. 28). В этом случае исследователь избавляется отнеобходимости оперировать с большими числами.1351Индекс адгезии I=I(A)10.80.6I( A2)0.40.2000120040060031108003A2 бактерий AЧисло прилипших110Рис.
28. График зависимости индекса адгезии I I( A ) от числаприлипших бактерий A . N 10 3Кроме того, наличие в знаменателе логарифма общего числа бактерий,использованных при посеве, нормирует индекс. Например, если A N (всебактерии прилипли к поверхности), то индекс адгезии равен 1 . В остальныхслучаях A N и 0 I 1 (рис. 1). Таким образом, присутствие логарифмаобщего числа бактерий в знаменателе делает индекс (1) еще более наглядным.Пусть в исследованиях адгезии различных бактерий к поверхностиматериалов использовали n тест-культур разных видов, относящихся кпародонтопатогенной группе (далее тест-культур).
Индекс адгезии i -й тесткультуры, нанесенной на образец, равен по определению частному от делениядесятичного логарифма числа прилипших бактерийAiк десятичномулогарифму количества бактерий взвеси N i :Ii lg Ai,lg N iгде i — номер тест-культуры, i 1, ... , n .(2)136При сравнительных испытаниях часто возникает необходимость получитьсреднеезначениеиндекса,чтобыоценитьинтегральныйпотенциалиспользуемых в эксперименте пародонтопатогенных видов (значения индекса вцелом). Однако мы не встречали в литературе описаний процедур, по которымнужно производить подсчет усредненных значений индекса.Вопрос сводится к следующему: на каком этапе нужно осуществитьсуммирование (это всегда необходимо для усреднения): после применениярасчетной формулы индекса (2) или до?В первом случае получаем формулу:nnI ср .культ . IiI 1 ... I n i 1nnlg Ai lg Ni 1in,(3)во втором —nI ср .бакт .
lg( A1 ... An )lg( N 1 ... N n )lg( Ai )i 1nlg( N i ).(4)i 1Во втором случае найдем число прилипших бактерий сорта i:Ai 10 Ii lg N i ( 10 lg N i )Ii N i Ii .(5)Тогда для всех культур:nA Ai N ... Ni 1I11nInn N iIi .(6)i 1Отсюда, исходя из (2), индекс адгезии, усредненный по бактериям:nI ср .бакт . lg( N ... N )lg( N 1 ... N n )I11Innlg N iI ii 1nlg N i.i 1Если число бактерий взвеси каждой культуры одинаково( N 1 ... N n N ), выведенная формула немного упрощается:(7)137nI ср lg( N ... N ) lg( N ...
Nlg( N ... N )lg nNInI1I1In)lg N I ii 1lg nN.(8)Проверим формулу (3), а также (7) в случае, если I1 ... I n I иN 1 ... N n N .Тогда понятно, что средний индекс адгезии равен I ср I .Формула (3) дает:I 1 ... I n I ... I nII.nnnI ср .культ . Аналогично, по формуле (7):I ср .бакт . lg( N I ... N I ) lg N I n I lg Nn I,lg( N ... N )lg Nnlg Nnчто и требовалось доказать.Графики,основанныенапримененииподходов(3)и(7),использованных для определения средних индексов адгезии I ср .культ . иI ср .,бакт .