Periodontal veya peri-implant
hastalıkları ile ilişkili bakteri ve biyofilmlere karşı ortam havasını kullanan
soğuk atmosferik bir plazma cihazının in vitro etkinliği
Yazarlar: Gert Jungbauer, Leandro Favaro, Steffen
Müller, Anton Sculean, Sigrun Eick
Yayın: Jungbauer, G.; Favaro, L.; Müller, S.;
Sculean, A.; Eick, S. The In-Vitro Activity of a Cold Atmospheric Plasma Device
Utilizing Ambient Air against Bacteria and Biofilms Associated with Periodontal
or Peri-Implant Diseases. Antibiotics, 2022, 11, 752. https://doi.org/10.3390/antibiotics11060752
Aşağıdaki metin, planktonik oral
bakterilere ve periodontal/peri-implant çoklu tür biyofilmlerine karşı ve oral
fibroblastların dentin ve titanyum numuneler üzerindeki adezyonuna karşı elde
taşınabilir bir PDD cihazı kullanarak doğrudan soğuk atmosferik plazma aktivitesini
in-vitro olarak analiz eden bir akademik çalışmayı özetlemektedir. Plazma
işlemleri piezobrush® PZ3 ile gerçekleştirilmiştir.
Periodontal ve peri-implant
tedavinin önemli bir parçası, subgingival veya peri-implant biyofilmin mekanik
olarak çıkarılmasıdır. Çoğu durumda, tek başına mekanik debridman yeterli
değildir ve antiseptikler veya antibiyotikler gibi yardımcı önlemlerin
uygulanması gerekir. Özellikle periodontitis ve özellikle peri-implantitis
tedavisinde antibiyotiklerin yüksek tüketimi alternatif arayışlarını zorunlu
kılmaktadır. Olası bir seçenek, yardımcı bir uygulama olarak soğuk atmosferik
plazmanın (SAP) kullanılması olabilir. Antimikrobiyal ve iyileşmeyi teşvik
edici etkileri nedeniyle, SAP uygulanması, genel tıp ve diş hekimliğinin
çeşitli alanlarında umut verici bir yöntem olarak görünmektedir.
Bu çalışmanın amacı, plazma üretimi
için ortam havasını kullanan bir el cihazının antibakteriyel ve anti-biyofilm
aktivitesini değerlendirmektir. Çalışmada, SAP oluşturmak amacıyla orijinal
olarak tıbbi olmayan uygulamalar için geliştirilmiş olan relyon plasma
firmasının piezobrush® PZ3 cihazı yakın alan (Nearfield) modülüyle
kullanılmıştır. Şekil 1 deney düzeneğini göstermektedir. Piezoelektrik doğrudan
deşarj ve dielektrik bariyer deşarjının bir kombinasyonu ile oluşturulan
plazma, topraklama yoluyla yüzeye verimli bir şekilde iletilmiştir. 8 W ile
sınırlanan bir güç tüketimi ve 2 mm uygulama mesafesiyle yaklaşık 50 °C'lik bir
sıcaklığa ulaşmıştır.
Şekil 1. SAP'ın planktonik
bakteri ve biyofilmler üzerindeki etkisi için oluşturulan deney düzeneği; DBD:
Dielektrik Bariyer Deşarjı.
Deneyde 11 oral bakteri
süspansiyonu (bunlar arasında Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas
gingivalis, Parvimonas micra, Streptococcus gordonii ve Tannerella forsythia)
10, 30, 60 ve 120 saniye soğuk plazmaya maruz bırakılmıştır. İşlem öncesi ve
sonrası koloni oluşturan birim (CFU) sayıları belirlenmiştir. Daha sonra,
dentin ve titanyum numuneleri üzerine 12 tür biyofilm kültürlenmiş ve CFU
sayıları, biyofilm kütlesi ve metabolik aktivite ölçülmeden önce 30, 60 ve 120
saniye boyunca CAP uygulanmıştır.
Test edilen on bir türden on tanesi
için (T. forsythia hariç) 30 saniyede ve tüm türler için 60 saniyede ≥ 3 log10
CFU azalma bulunmuştur (Şekil 2). 30 saniyelik uygulamadan sonra, dahil edilen
on bir türden dördünün CFU sayısı tespit seviyesinin altında kalmış, 60 sn ve 120 sn'de sırasıyla yedi ve sekiz tür
için CFU sayılamamıştır.
Şekil 2. (A) Koloni oluşturan birim sayısı (CFU), (B) kütle, (C) 30 sn, 60 sn ve
120 sn uygulama süresinden sonra dentin üzerindeki çok türlü biyofilmlerin
metabolik aktivitesi.
Dentin ve titanyum numunelerinde gelişen
biyofilm için log10 azalmaları 2,43 log10 CFU/numune ve
120 sn SAP sonrasında yaklaşık 4 log10 CFU/numune olarak
gerçekleşmiştir. SAP uygulaması biyokütleyi anlamlı boyutta azaltmamıştır,
biyofilmlerin ise dentin ve titanyum üzerindeki metabolik aktivitesi 120 sn SAP
sonrasında sırasıyla %98 ve %95 oranında azalmıştır.
Şekil 3. 120 sn SAP ön
işleminden sonra dentin (A) ve titanyum (B) numunelerinde mm2 başına
diş eti fibroblastı sayısı.
120 sn SAP uygulamasının diş eti
fibroblastları üzerinde sitotoksik etkisi olmamış ve diş eti fibroblastlarının
titanyum yüzeyine yapışmasını önemli ölçüde artırmıştır. Şekil 3, dentin ve
titanyum numunelerindeki fibroblast sonuçlarını göstermektedir. 120 saniyelik
bir işlem periyodundan sonra, dentinin aksine, fibroblast konsantrasyonunda
800'den 1200 hücre/mm2'ye net bir artış görülmektedir, bu da SAP'ın
titanyum implantların ön işlemi için potansiyeline dikkat çekmektedir.
Sonuç
Çalışmanın sonucunda, PDD
teknolojisini kullanan ve havadan doğrudan plazma üreten, havayla çalışan piezobrush®
PZ3 cihazının, planktonik oral bakteriler üzerinde bakterisidal etki gösterdiği
tespit edilmiştir. Ayrıca, 120 saniye uygulama içinde, dentin ve titanyum
üzerinde kültürlenen çok türlü biyofilmler üzerinde antibiyofilm aktivitesi
göstermiştir. Bu sonuçlar ümit vericidir ve periodontal ve peri-implantitis
tedavisinde uygulama potansiyelini ortaya koymaktadır. Klinik çalışmalarda
etkinlik test edilmeden önce potansiyel yan etkilerin daha ayrıntılı olarak
değerlendirilmesi ve cihazın şekli ve parametrelerinin dişhekimliği
pratiğindeki ihtiyaçlara göre uyarlanması için daha ileri çalışmalara ihtiyaç
vardır.