يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة بحثية

ليزر الثوليوم، والإربيوم، والديود لتطهير القنوات الجذرية: النشاط المضاد لبكتيريا Enterococcus faecalis والسلامة الحرارية خارج الجسم الحي

60 مشاهدة

⸱

سبتمبر 11, 2026

 ,  , 
1General Dentist, Department of Stomatology, Shanghai Fourth People's Hospital, School of Medicine, Tongji University

في هذه المقالة

ملخص

يقارن هذا البروتوكول بين ليزر الدايود، والثوليوم، والإربيوم من أجل التطهير داخل القناة في نموذج قناة جذرية خارج الجسم الحي لـ Enterococcus faecalis، وذلك عبر تقييم الفعالية المضادة للبكتيريا ودرجة حرارة السطح الخارجي للجذر لتحديد معاملات التشعيع الآمنة والفعالة.

الملخص

برز الري المدعوم بالليزر كإجراء مساعد واعد لتطهير القنوات الجذرية؛ ومع ذلك، لا تزال الأدلة التي تقارن بشكل مباشر بين أنظمة الليزر المختلفة تحت ظروف تجريبية موحدة محدودة. قارنت هذه الدراسة المختبرية (ex vivo) الفعالية المضادة للبكتيريا والسلامة الحرارية لليزر الدايود بطول موجي 808 nm، وليزر الثوليوم بطول موجي 1940 nm، وليزر الإربيوم بطول موجي 2940 nm في إزالة التلوث داخل القناة ضد بكتيريا Enterococcus faecalis. تم علاج عينات قناة جذر بشرية مصابة وموحدة باستخدام معايير تشعيع ذات صلة سريرياً. تم تقييم الفعالية المضادة للبكتيريا من خلال خفض وحدات تشكيل المستعمرات (CFU) وتحليل منحنى النمو البكتيري، بينما تم تقييم السلامة الحرارية عن طريق قياس التغيرات في درجة حرارة السطح الخارجي للجذر أثناء التشعيع بالليزر. أظهرت أنظمة الليزر الثلاثة نشاطاً مضاداً للبكتيريا أكبر من مجموعات التحكم المعالجة بالمحلول الملحي. حقق ليزر الإربيوم أعلى معدل تثبيط متوسط (99.0%) عند 30 mJ لمدة 30 s مع الحفاظ على زيادة درجة حرارة السطح الخارجي للجذر دون عتبة السلامة الحرارية المقبولة وهي 10°C. أنتج ليزر الثوليوم نشاطاً مضاداً للبكتيريا مماثلاً، ولكنه تجاوز عتبة السلامة الحرارية عند أعلى إعدادات التشعيع. وأظهر ليزر الدايود فعالية مضادة للبكتيريا أقل وزيادات في درجة الحرارة أكبر مقارنة بليزر الثوليوم والإربيوم تحت الظروف المختبرة. وفي حدود هذا النموذج المختبري (ex vivo)، أظهر ليزر الإربيوم بطول موجي 2940 nm التوازن الأكثر ملاءمة بين الفعالية المضادة للبكتيريا والسلامة الحرارية، ويمثل نهجاً مساعداً واعداً لتطهير القنوات الجذرية.

المقدمة

يعد العدوى البكتيرية لنظام قناة الجذر السبب الرئيسي لالتهاب لب السن والتهاب دواعم السن الذروي1. ووفقاً لإحدى الدراسات، تم تحديد بكتيريا Enterococcus faecalis كأبرز العزلات البكتيرية لدى المرضى الذين يعانون من عدوى مزمنة أو متكررة بعد علاج قناة الجذر2,3. تمتلك هذه البكتيريا العديد من عوامل الضراوة، بما في ذلك تكوين الغشاء الحيوي (biofilm)؛ حيث يمكنها اختراق الأنابيب العاجية إلى أعماق تصل إلى 800 µm والبقاء على قيد الحياة في ظروف محدودة المغذيات2,3. تساهم هذه الخصائص في مقاومتها للمطهرات القياسية المستخدمة داخل القناة أثناء علاج قناة الجذر، وكذلك في مقاومة آليات الدفاع الطبيعية للجسم. وبناءً على ذلك، فإن عدم القدرة على القضاء على جميع بكتيريا E. faecalis المتبقية في نظام قناة الجذر يعد سبباً رئيسياً لفشل علاج قناة الجذر4.

يجمع علاج قناة الجذر الحالي بين التنضير الميكانيكي من خلال استخدام الأدوات والري الكيميائي للمساعدة في القضاء على الكائنات الحية الدقيقة من نظام قناة الجذر5. وعلى الرغم من أن التنضير الميكانيكي فعال للغاية في تقليل التجمعات البكتيرية، إلا أن العديد من المناطق داخل التشريح المعقد لقناة الجذر تظل غير قابلة للوصول باستخدام الأدوات وحدها5. لذلك، تلعب مواد الري الكيميائية دوراً هاماً في تعقيم نظام قناة الجذر. ومع ذلك، فقد أظهرت الدراسات أن حتى أقوى العوامل الكيميائية تفشل في القضاء تماماً على الغشاء الحيوي البكتيري6. علاوة على ذلك، فإن بعض العوامل الكيميائية المستخدمة أثناء علاج نهاية الجذر قد تؤثر سلباً على السلامة الهيكلية للعاج6,7. ولتحسين كفاءة التطهير وتحقيق إزالة أكثر اكتمالاً للأغشية الحيوية البكتيرية من نظام قناة الجذر، تم استكشاف عدة طرق لتنشيط مواد الري الكيميائية. ومن بين هذه الطرق، برز الري المنشط بالليزر كأحد البدائل الواعدة8. كما تم تقييم ليزر الدايود، والثوليوم، والإربيوم لقدرتها على إحداث تأثيرات ضوئية حرارية وضوئية ميكانيكية قادرة على تدمير الجدران الخلوية البكتيرية والأغشية الحيوية9.

يختلف التفاعل بين كل نوع من هذه الليزرات والأنسجة التي تتفاعل معها بشكل كبير وفقاً لطول الموجة. فليزرات الدايود (Diode lasers)، التي تبعث الضوء عادةً بأطوال موجية تتراوح بين 808 و980 nm، يتم امتصاصها بواسطة الكروموفورات في الأنسجة البيولوجية، مما يؤدي إلى تفاعل كهروحراري تسبب في تغيير طبيعة البروتينات وقتل البكتيريا10. أما ليزرات الثوليوم (Thulium lasers) فتعمل عند 1940 nm وتظهر امتصاصاً عالياً من قبل الماء، ولذلك تبين أن ليزرات الثوليوم مناسبة تماماً للبيئات الرطبة، بما في ذلك القنوات الجذرية الممتلئة بمحلول الإرواء11. وبسبب امتصاصها العالي للماء، يمكن لليزرات الثوليوم تسخين السوائل وتبخيرها بسرعة عند استخدامها في القنوات الجذرية المروية، ويؤدي التبخير إلى توليد موجات صدمية قد تساعد في تفكيك الأغشية الحيوية البكتيرية. وتمتلك ليزرات الإربيوم (Erbium lasers)، وبالأخص تلك التي تعمل عند 2940 nm، أعلى معامل امتصاص للماء من بين ليزرات الأسنان12. وفي القنوات المروية، يمكن لهذه الخاصية أن تولد تبخيراً انفجارياً وموجات صدمية تعمل على فصل وقتل البكتيريا ميكانيكياً، مع الحد من انتقال الحرارة إلى العاج المحيط في الوقت ذاته13.

على الرغم من استمرار تزايد الاهتمام بتقنية الليزر في ممارسات علاج العصب، إلا أن الكثير لا يزال مجهولاً فيما يتعلق بالمعايير السريرية المثالية لمختلف أنظمة الليزر. وعادةً ما تعتمد الطرق الحالية للاستخدام السريري على الخبرة التجريبية أو الإرشادات الموصى بها من قبل الشركات المصنعة، مع وجود دعم محدود قائم على الأدلة14. بالإضافة إلى ذلك، قيمت معظم الدراسات حتى الآن التأثيرات المضادة للميكروبات لليزر؛ ومع ذلك، فإن جانباً هاماً من العلاج بالليزر قد نال اهتماماً أقل نسبياً: وهو خطر حدوث إصابة حرارية في أنسجة دواعم السن. ومن المقبول عموماً أن الزيادة في درجة حرارة سطح الجذر الخارجي بأكثر من 10°C قد تؤدي إلى تلف دائم في الرباط السني والعظم المحيط15. ويبدو أنه لا توجد مقارنة مباشرة منشورة بين أنظمة الليزر المختلفة تقيم بشكل منهجي كلاً من فعاليتها في مكافحة الميكروبات وسلامتها الحرارية تحت ظروف تجريبية مضبوطة.

كان الغرض الأساسي من هذه الدراسة خارج الجسم (ex vivo) هو استقصاء ومقارنة الفعالية المضادة للميكروبات والسلامة الحرارية لثلاثة أنظمة ليزر — ليزر الدايود بطول موجي 808 nm، وليزر الثوليوم بطول موجي 1940 nm، وليزر الإربيوم بطول موجي 2940 nm — للقضاء على الغشاء الحيوي لبكتيريا E. faecalis من جدران القنوات الجذرية. ولتحديد تركيبات المعاملات التي تحقق إزالة بكتيرية فعالة مع الحفاظ على السلامة الحرارية، قامت هذه الدراسة بتقييم معاملات التشعيع ذات الصلة سريرياً. ومن المتوقع أن تساعد هذه النتائج الممارسين السريريين في اختيار نُهج آمنة وفعالة مدعومة بالليزر للتطهير اللبي.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

أُجريت هذه الدراسة وفقاً للمعايير الأخلاقية لمستشفى شانغهاي الرابع الشعبي، كلية الطب بجامعة تونغجي، وتمت الموافقة عليها من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (رقم الموافقة 2026013-01). جُمعت الأسنان البشرية المخلوعة المستخدمة في هذه الدراسة من المرضى الذين خضعوا لخلع الأسنان لأسباب تقويمية أو لثة. تم الحصول على موافقة كتابية مستنيرة من جميع المشاركين قبل جمع العينات. ولم يتم إجراء أي تدخل سريري إضافي لأغراض هذه الدراسة. كما أُجريت الدراسة وفقاً للمتطلبات المؤسسية المتعلقة باستخدام الأسنان البشرية المخلوعة.

تحضير العينات ومعايير الاختيار
تم استلام ما مجموعه 141 سنًا دائمًا أحادي الجذر (القواطع والضواحك السفلية) تم خلعها حديثًا من قسم طب الفم والأسنان التابع لجامعة تونغجي في مستشفى الشعب الرابع في شنغهاي. خُلعت جميع الأسنان لأسباب تقويمية أو دواعي تتعلق بأنسجة supporting (periodontal). تم الحصول على موافقة مستنيرة من كل مريض. شملت هذه الدراسة الأسنان التي يبلغ طول جذورها عشرة مليمترات على الأقل وفقًا لمسبار دواعم السن، والأسنان السليمة التي لا تحتوي على آفات تسوس أو شقوق، والأسنان ذات التكوين الجذري الكامل، وانحناء الجذور الذي يقل عن عشرة درجات وفقًا لطريقة Schneider. استُبعدت من هذه الدراسة الأسنان ذات القنوات المتعددة، أو تكلس القنوات، أو الامتصاص الداخلي، أو التي خضعت لعلاج سابق للعصب. بعد الخلع، تمت إزالة جميع الرواسب الكلسية المرئية وبقايا الأنسجة الرخوة باستخدام مكشطة دواعم السن. ثم خُزنت الأسنان في محلول ملحي بنسبة 0.9% عند درجة حرارة 4°C حتى وقت الاستخدام لمنع الجفاف، وأُجريت جميع التجارب في غضون ثلاثة أشهر من تاريخ الخلع. تم توزيع العينات على المجموعات التجريبية باستخدام تسلسل تخصيص متبادل محدد مسبقًا. وتحديدًا، تم تخصيص العينات بالتتابع لكل مجموعة بطريقة متبادلة حتى الوصول إلى حجم العينة المطلوب لكل مجموعة. لم يتم إجراء حساب رسمي مسبق a priori للقدرة الإحصائية. تم اختيار حجم العينة بناءً على دراسات ex vivo سابقة مماثلة، وعدد تركيبات معايير التشعيع التي تم تقييمها، ومدى توفر الأسنان المخلوعة المؤهلة.

تجهيز وتعقيم القنوات الجذرية
تم إزالة تاج كل سن عند الموصل الملاطي المينائي باستخدام منشار ماسي منخفض السرعة تحت تبريد مستمر بالماء للحصول على قطعة جذرية موحدة بطول 10 mm. تم تحديد طول العمل ليكون أقل من الثقبة الذروية بمقدار 1 mm باستخدام مبرد K-file مقاس 10. جُهزت القنوات الجذرية باستخدام نظام ProTaper Universal الدوار المصنوع من النيكل والتيتانيوم وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة، باتباع التسلسل S1 وS2 وF1 وF2 وF3 حتى الوصول إلى حجم تجهيز ذروي F3. وخلال عملية التوسيع، تم ري القنوات بنحو 2 mL من هيبوكلوريت الصوديوم بتركيز 5.25% بعد استخدام كل مبرد دوار، مما أدى إلى إجمالي حجم ري يبلغ حوالي 10 mL لكل قناة. أُجري شطف نهائي باستخدام 5 mL من EDTA بتركيز 17% لمدة 1 min، يليه 5 mL من المحلول الملحي المعقم. تم سد الثقبة الذروية باستخدام كومبوزيت راتنجي انسيابي لإنشاء نظام قناة مغلق. عُقمت الجذور المجهزة بواسطة الأوتوكليف عند 121°C لمدة 20 min، وخُزنت في محلول ملحي منظم بالفوسفات (PBS) معقم عند 4°C، ثم لُقحت بالبكتيريا خلال 24 h من التعقيم.

السلالة البكتيرية وظروف الزرع
استُخدمت سلالة E. faecalis ATCC 29212 لإنشاء نموذج قناة الجذر المصابة. زُرعت السلالة على آغار مستخلص الدماغ والقلب (BHI) عند 37°C لمدة 24 h في ظروف هوائية. نُقلت مستعمرة واحدة إلى مرق BHI وحُضنت عند 37°C لمدة 18–24 h. عُدِّل المعلق البكتيري ليصل إلى 1.5 × 108 CFU/mL تقريباً، وهو ما يعادل معيار 0.5 McFarland، باستخدام قيمة الكثافة الضوئية عند 60 nm (OD60) تتراوح بين 0.08–0.10.

إنشاء نموذج لقناة جذر مصابة بـ E. faecalis
لإنشاء نموذج للغشاء الحيوي الرقيق (biofilm) في قناة جذر مصابة، تم طلاء السطح الخارجي لكل جذر معقم بطبقتين من طلاء الأظافر الشفاف لمنع تغل البكتيريا عبر الملاط. تم طلاء المنطقة الذروية بعد سد الثقبة الذروية باستخدام كومبوزيت راتنجي انسيابي، بينما تركت فتحة القناة دون طلاء للسماح بالتلقيح البكتيري. وباستخدام ماصة دقيقة معقمة، تم نقل 10 µL من معلق E. faecalis إلى كل قناة جذر فردية لملء طول القناة بالكامل دون فيضان. بعد ذلك، وُضعت العينات الملقحة بشكل فردي في أطباق زراعة معقمة تحتوي على 24 بئراً، مع إضافة 1.5 mL من مرق BHI إلى كل بئر. استُنبتت العينات عند 37°C في ظروف هوائية لمدة 21 يوماً. تم إزالة وسط النمو واستبداله بمرق BHI معقم وطازج كل يومين لتوفير العناصر الغذائية اللازمة لاستمرار النمو البكتيري وإزالة الحطام الخلوي المتراكم. لم يتم إجراء أي تلقيح إضافي بـ E. faecalis أثناء استبدال الوسط. وبعد اكتمال فترة الحضانة، غُسلت جميع العينات الحية مرة واحدة باستخدام PBS لإزالة البكتيريا العائمة المرتبطة بشكل ضعيف قبل الاختبار التجريبي. استُخدمت عينتان تم اختيارهما عشوائياً لتصوير تكوين الغشاء الحيوي الناضج وتغل البكتيريا في الأنابيب العاجية بواسطة المجهر الإلكتروني الماسح (SEM). تم تثبيت العينات في 2.5% glutaraldehyde عند 4°C لمدة 24 h، وشطفها ثلاث مرات بـ PBS، ثم تجفيفها عبر سلسلة متدرجة من الإيثانول (30%، 50%، 70%، 80%، 90%، و10%)، بحيث استغرقت كل خطوة 10 min، ثم شُقت طولياً، وجُففت بالهواء، وثُبتت على قواعد ألمنيوم، وطُليت بالذهب عن طريق الرش (sputter-coated)، وفُحصت بواسطة SEM.

المجموعات التجريبية وبروتوكولات التشعيع بالليزر
قُسمت عينات الجذور المصابة البالغ عددها 135 عينة إلى ثلاث مجموعات تجريبية رئيسية بناءً على نظام الليزر المستخدم: مجموعة ليزر الدايود بطول موجي 808 nm، ومجموعة ليزر الثوليوم بطول موجي 1940 nm، ومجموعة ليزر الإربيوم بطول موجي 2940 nm. تضمنت كل مجموعة ليزر 45 عينة، والتي قُسمت بدورها إلى مجموعات فرعية وفقاً لمعايير التشعيع. تم تشغيل ليزر الدايود بقدرات متوسطة بلغت 1.0 أو 1.5 أو 2.0 W، وطُبق كل إعداد للقدرة لمدة 10 أو 20 أو 30 s، مما أدى إلى تكوين تسع مجموعات فرعية تضم كل منها ثلاث عينات. كما تم تشغيل ليزر الثوليوم بقدرات متوسطة بلغت 1.5 أو 2.5 أو 3.5 W، وطُبق كل إعداد للقدرة لمدة 10 أو 20 أو 30 s، مما نتج عنه أيضاً تسع مجموعات فرعية تضم كل منها ثلاث عينات. أما ليزر الإربيوم فقد عمل بنمط نبضات فائقة القصر وبتردد ثابت قدره 15 Hz؛ حيث طُبقت طاقات نبضية بلغت 10 أو 20 أو 30 mJ لمدة 10 أو 20 أو 30 s، مما أنتج تسع مجموعات فرعية تضم كل منها ثلاث عينات. وقد عمل كل من ليزر الدايود بطول موجي 808 nm وليزر الثوليوم بطول موجي 1940 nm بنمط الموجة المستمرة.

تم إدراج ست عينات إضافية في المجمل، حيث خُصت ثلاث عينات لكل من مجموعتي الضابطة السالبة والموجبة. عولجت مجموعة الضابطة السالبة بمحلول ملحي معقم، بينما عولجت مجموعة الضابطة الموجبة بـ 5.25% sodium hypochlorite (NaOCl) لمدة 30 s.

بالنسبة لمجموعات الليزر، تم اتباع بروتوكول تشعيع موحد. أُدخلت الليفة الضوئية في قناة الجذر وصولاً إلى طول العمل، وحُرِّكت بحركة لولبية بطيئة ومستمرة من الاتجاه القمي إلى التاجي طوال فترة التشعيع. استُخدمت ألياف أو رؤوس توصيل مخصصة لكل نوع من الليزر بدلاً من ليفة واحدة قابلة للتبديل. تم توصيل ليزر الدايود 808 nm عبر ليفة إرسال طرفية (end-firing fiber) بقطر 20 µm، وليزر الثوليوم 1940 nm عبر ليفة إرسال طرفية بقطر 20 µm، وليزر الإربيوم 2940 nm عبر رأس إرسال شعاعي (radial-firing tip) بقطر 400 µm. سُحبت ليفة أو رأس التوصيل بمعدل تقريبي قدره 1 mm/s. وبعد الوصول إلى فتحة القناة، أُعيدت الليفة إلى طول العمل، وكُررت الحركة اللولبية من القمة إلى التاج حتى اكتمال مدة التشعيع المحددة.

بالنسبة لليزر الثوليوم والإربيوم، ظلت القنوات ممتلئة بالمحلول الملحي المعقم أثناء التشعيع لمحاكاة التنشيط الليزري بمساعدة الماء. تم إدخال حوالي 10 µL من المحلول الملحي المعقم في كل قناة لملئها حتى مستوى فتحة القناة قبل التشعيع. وتم تعويض المحلول الملحي قبل كل دورة تشعيع، عند الضرورة، للحفاظ على قناة ممتلئة بالسائل طوال فترة العلاج. أما بالنسبة لمجموعة ليزر الدايود، فقد تم تجفيف القنوات باستخدام نقاط ورقية معقمة قبل التشعيع، لأن ليزر الدايود بطول موجي 808 nm يتميز بامتصاص منخفض نسبيًا في الماء، وقد استُخدم لإحداث تأثير مضاد للبكتيريا بالحرارة الضوئية المباشرة داخل القناة. وفي المقابل، يتميز ليزرا الثوليوم بطول موجي 1940 nm والإربيوم بطول موجي 2940 nm بامتصاص أكبر بكثير للماء، ولذلك طُبقا في قنوات ممتلئة بالمحلول الملحي لتسهيل التأثيرات الحرارية الضوئية والميكانيكية الضوئية التي تتم بوساطة الماء. كُرّر العلاج بالليزر مرة واحدة يوميًا لمدة ثلاثة أيام متتالية.

قياس درجة حرارة السطح الخارجي للجذر
تم قياس التغيرات اللحظية في درجة الحرارة على السطح الخارجي للجذر خلال اليوم الأول من التشعيع بالليزر. ثُبّت كل نموذج من الجذور عمودياً على حامل أنابيب في درجة حرارة الغرفة (22°C ± 1°C). وُضع مزدوج حراري من النوع K متصل بميزان حرارة رقمي في تلامس وثيق مع الثلث المتوسط من السطح الخارجي للجذر، بشكل عمودي على المحور الطولي للجذر. تم تحديد موضع مسبار المزدوج الحراري باستخدام مشبك قابل للتعديل، وثُبّت على سطح الجذر بشريط لاصق مقاوم للحرارة للحفاظ على تلامس وثيق ومستمر طوال فترة القياس. تمت معايرة مسبار المزدوج الحراري قبل كل جلسة قياس باستخدام الماء المغلي (10°C) ومزيج من الثلج والماء (0°C). سُجلت قراءات درجة الحرارة على فواصل زمنية قدرها 50 ms طوال فترة التشعيع (10 أو 20 أو 30 s). تم قياس كل من درجة الحرارة المرجعية وأقصى درجة حرارة سُجلت أثناء التشعيع بالليزر أو بعده مباشرة لكل نموذج. وحُسبت الزيادة في درجة الحرارة من القيمة المرجعية إلى درجة الحرارة القصوى على أنها ΔT. واعتُبرت قيمة ΔT التي تتجاوز 10°C هي العتبة التي قد تؤدي إلى حدوث تلف في أنسجة دواعم السن.

التقييم الميكروبيولوجي: عد المستعمرات ومعدل التثبيط
لتحديد التأثير المضاد للبكتيريا لمعالجات الليزر، جُمعت العينات بعد كل معالجة بالليزر. جُففت القناة باستخدام أقماع ورقية معقمة. استُخدم مبرد Hedström معقم جديد بمقاس 40 لكل عينة للحصول على رقائق عاجية من جدران القناة، وذلك لمنع التلوث الخلطي بين العينات. نُقلت كل رقاقة عاجية إلى أنبوب طرد مركزي دقيق منفصل يحتوي على 1 mL من محلول PBS المعقم. خُضعت الأنابيب للرج الدوامي القوي لمدة 30 s لتحرير البكتيريا من الرقائق العاجية. أُعدت تخفيفات تسلسلية بمقدار 10 أضعاف تتراوح من 10−1 إلى 10−6 عن طريق نقل 10 µL من المعلق البكتيري إلى 90 µL من محلول PBS المعقم في كل خطوة تخفيف. وُزعت كميات (30 µL) من كل تخفيف على أطباق أغار brain heart infusion منفصلة، ثم حُضنت عند 37°C لمدة 24 h. حُسبت المستعمرات وسُجلت كوحدات تشكيل مستعمرات (CFU). زُرع كل تخفيف في ثلاثة مكررات، واستُخدم متوسط عدد المستعمرات من الأطباق الثلاثة للتحليل. تم ترميز الأطباق قبل العد، وكان الباحث الذي يقوم بعد المستعمرات معتزلاً عن معرفة توزيعات المجموعات العلاجية.

صيغة معدل التثبيط: (C-T)/C×100، مفهوم رياضي، حساب علمي.

هنا، يمثل C متوسط عدد الوحدات المكونة للمستعمرات (CFU) لمجموعة الضبط السالبة (المحلول الملحي)، بينما يمثل T متوسط عدد الوحدات المكونة للمستعمرات (CFU) للمجموعة التجريبية.

تحليل منحنى النمو البكتيري
تم استقصاء تأثير معالجات الليزر المختلفة على حركية النمو البكتيري عن طريق رسم منحنيات النمو. في اليوم الثالث بعد المعالجة النهائية بالليزر، غُسلت القنوات بـ 5 mL من محلول ملحي معقم. جُمعت محتويات القناة باستخدام نقاط ورقية معقمة، ثم نُقلت إلى أنبوب طرد مركزي يحتوي على 5 mL من مرق BHI. تم رج الأنبوب بجهاز vortex لتعليق البكتيريا في المرق. ضُبط التعليق البكتيري ليصل إلى 1 × 106 CFU/mL. تم ضبط التركيز البكتيري بناءً على قياسات OD60 باستخدام منحنى معايرة مُعد مسبقاً لبكتيريا E. faecalis ATCC 29212، وتم التحقق من ذلك لاحقاً عن طريق عد المستعمرات الحية. أُضيفت كمية قدرها 20 µL من التعليق إلى كل بئر من آبار صفيحة دقيقة معقمة ذات 96 بئراً. بالإضافة إلى ذلك، أُضيف 20 µL من الزيت المعدني المعقم إلى كل بئر لتقليل التبخر. وُضعت الصفيحة الدقيقة في جهاز مطياف ضوئي/حضانة مُثبتة عند 37°C، وقِيست OD60 كل ساعة لمدة 24 h. وقبل كل قياس لـ OD60، خضعت الصفيحة الدقيقة لرج مداري بسرعة 30 rpm تقريباً لمدة 10 s لضمان تجانس التعليق البكتيري. اختُبرت كل عينة في خمسة آبار مكررة.

التحليل الإحصائي
تُعرض جميع البيانات العددية في صورة المتوسط ± الانحراف المعياري (SD). أُجريت التحاليل الإحصائية باستخدام برنامج SPSS الإصدار 26.0. وتم تقييم توزيع البيانات باستخدام اختبار Shapiro–Wilk. كما استُخدم تحليل التباين (ANOVA) للمقارنة بين أكثر من مجموعتين، يليه اختبار Tukey للفروق الجوهرية الصادقة (HSD) لإجراء المقارنات الزوجية. أما المقارنات بين مجموعتين فقد أُجريت باستخدام اختبار t للعينات المستقلة. كما تم تقييم تجانس التباين باستخدام اختبار Levene قبل تطبيق الاختبارات المعلمية. وفي حال انتهاك فرضية تجانس التباين، طُبق تصحيح Welch حسبما اقتضت الحاجة. وحُددت الدلالة الإحصائية عند قيمة P < 0.05. كما رُسمت المخططات البيانية باستخدام برنامج GraphPad Prism الإصدار 9.0.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

النشاط المضاد للبكتيريا لمعالجات ليزر مختلفة ضد E. faecalis
تم تقييم الفعالية المضادة للبكتيريا لأنظمة الليزر الثلاثة ضد E. faecalis عن طريق تحديد أعداد CFU بعد ثلاث معالجات متتالية. تظهر النتائج في الشكل 1 والشكل التكميلي 1. أظهرت مجموعة الضابط السالب المكونة من المحلول الملحي المعقم نمواً بكتيرياً كبيراً، حيث بلغت متوسط قيمة الرمادي لعدد المستعمرات 39618.7 ± 6787.5. أما مجموعة الضابط الموجب باستخدام NaOCl بتركيز 5.25% فقد حققت متوسط م...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

قارنت هذه الدراسة المخبرية (ex vivo) بين الفعالية المضادة للبكتيريا والسلامة الحرارية لليزر الدايود بطول موجي 808 nm، وليزر الثوليوم بطول موجي 1940 nm، وليزر الإربيوم بطول موجي 2940 nm في القضاء على الغشاء الحيوي لبكتيريا E. faecalis من القنوات الجذرية المصابة. وقد أظهرت أنظمة الليزر الثلاثة تثبيطاً بكتيرياً أكبر من استخدام NaOCl بتركيز 5.25%؛ ومع ذلك، اختلفت فعاليتها المضادة للبكتيريا وملفاتها الحرارية بشكل ملحوظ. حقق ليزر الإربيوم (2940 nm) التوازن العام الأكثر ملاءمة، حيث جمع بين أعلى نشاط مضاد للبكتيريا وأقل...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

تضارب المصالح:

يصرح المؤلفون بأنه ليس لديهم أي تضارب في المصالح يتعلق بهذه الدراسة. لا توجد تضاربات في المصالح مالية أو غير مالية، بما في ذلك التوظيف، أو الاستشارات، أو ملكية الأسهم، أو المكافآت، أو شهادات الخبراء مدفوعة الأجر.

شكر وتقدير

تم دعم هذه الدراسة من قبل برنامج الأبحاث الطبية التابع للجنة الصحة في منطقة هونغكو.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
محلول ملحي بتركيز 0.9%BeyotimeST341-500ملتخزين الأسنان، والري، والضابط السلبي
أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مللترAxygenMCT-150-Cجمع العينات والتخفيف التسلسلي
طبق زراعة مكون من 24 بئراًCorning3524تحضين الغشاء الحيوي
لوح ميكروي ذو 96 بئراًCorning3599مقايسة منحنى النمو البكتيري
جهاز التعقيم بالبخار (Autoclave)توتناور (Tuttnauer)٢٥٤٠ هـتعقيم الجذور المُحضرة
آجار مستخلص الدماغ والقلب (BHI)BD Biosciences211065الاستنبات البكتيري وتعداد الوحدات المكونة للمستعمرات (CFU)
مرق مستخلص دماغ وقلب (BHI)BD Biosciences237500زراعة البكتيريا وتحليل منحنى النمو
طلاء أظافر شفافBeyotimeC0187سد سطح الجذر الخارجي
منشار ماسي (منخفض السرعة)بيولرمنشار IsoMet منخفض السرعةتقطيع التاج
ميزان حرارة رقمي (متوافق مع المزدوجة الحرارية من النوع K)أوميغا للهندسة (OMEGA Engineering)HH802Uقياس درجة حرارة سطح الجذر الخارجي
Enterococcus faecalis ATCC 29212مجموعة مزارع النوع الأمريكية (ATCC)ATCC 29212سلالة بكتيرية
حمض إيثيلين ثنائي الأمين رباعي الخليك (EDTA)، 17%Sigma-AldrichE9884الشطف النهائي للقناة
راتنجات مركبة قابلة للتدفق3M ESPE6031A2سد الثقبة الذروية
GraphPad Prismبرمجيات GraphPadالإصدار 9.0 • RRID: SCR_002798توليد الرسوم البيانية
هيدسترومöملف m، مقاس 40Dentsply Maillefer80603010042جمع رقائق العاج
مبرد K، مقاس 10Dentsply Maillefer800-0210تحديد طول العمل
نظام ليزر، ليف مطعم بالثوليوم بطول موجي 1940 نانومترشركة مينوفيكس للتكنولوجيا الطبية (شينزين) المحدودة (أربادينت)TN20التشعيع بالليزر
نظام ليزر، Er:YAG بطول موجي 2940 نانومترشركة PointNix المحدودةالحزمة النمطيةالتشعيع بالليزر
نظام ليزر، صمام ثنائي 808 نانومترelexxion AGClaros Nanoالتشعيع بالليزر
الماصة الدقيقةEppendorf3123000063تلقيح العينة
زيت معدني (معقم)Sigma-AldrichM5904منع التبخر أثناء مقايسة منحنى النمو البكتيري
نظام مبارد دوارة من النيكل-تيتانيوم (تحضير F3)Dentsply SironaProTaper Goldتحضير القناة الجذرية
ليف بصري لليزر الألياف المطعّم بالثوليوم بطول موجي 1940 نانومترشركة Menovex Medical Technology (Shenzhen) Co., Ltd. (Arpadent)400 µm القُطرالتشعيع بالليزر
ألياف بصرية لليزر Er:YAG بطول موجي 2940 نانومترشركة PointNix المحدودة600 µm القطرالتشعيع بالليزر
ليف بصري لليزر الصمام الثنائي بطول موجي 808 نانومترelexxion AGelexxion longlife 200, 200 µm (رقم المادة 10063)التشعيع بالليزر
المسبار اللثويHu-FriedyPCPUNC156قياس طول الجذر
مِكراش اللثةHu-FriedySJ34-35إزالة الرواسب الكلسية والأنسجة الرخوة
محلول ملحي منظم بالفوسفات (PBS)Gibco / Thermo Fisher Scientific10010023الغسل والتخفيف البكتيري
رؤوس الماصات (10 µL, 200 µL, 1000 µL)AxygenT-300 / T-200-Y / T-1000-Bمناولة السوائل
حامل أدوات المختبرBiosharpBS-IT-01تثبيت عينة الجذور
المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)Hitachi High-TechnologiesTM4000Plusتصوير الغشاء الحيوي الرقيق
حضّانة هزّازةThermo Fisher ScientificMaxQ 4000حضن المزارع المرقية
هيبوكلوريت الصوديوم (NaOCl)، 5.25%Sigma-Aldrich425044ري القناة والضابط الموجب
جهاز قياس الطيف الضوئي/الحاضنة (قارئ الأطباق الدقيقة)BioTek / Agilent Technologiesالحقبة 2قياسات الكثافة الضوئية عند 600 نانومتر (OD600)
SPSSIBMالإصدار 26.0 • معرف الموارد البحثية: SCR_002865التحليل الإحصائي
أقماع ورقية معقمةDentsply Mailleferأقماع ورقية ماصة، ISO 20، بميل 0.02، 28 ممتجفيف القناة وأخذ عينات بكتيرية
مجس المزدوجة الحرارية (النوع K)أوميجا للهندسة (OMEGA Engineering)88000قياس درجة الحرارة
جهاز مزج دواميالصناعات العلميةVortex-Genie 2خلط المعلقات البكتيرية

المراجع

  1. Stuart CH, Schwartz SA, Beeson TJ, Owatz CB. Enterococcus faecalis: its role in root canal treatment failure and current concepts in retreatment. J Endod. 2006;32(2):93-98.
  2. Love RM. Enterococcus faecalis: a mechanism for its role in endodontic failure. Int Endod J. 2001;34(5):399-405.
  3. Sedgley CM, Lennan SL, Appelbe OK. Survival of Enterococcus faecalis in root canals ex vivo. Int Endod J. 2005;38(10):735-742.
  4. Siqueira JF Jr, Rôças IN. Clinical implications and microbiology of bacterial persistence after treatment procedures. J Endod. 2008;34(11):1291-1301.
  5. Peters OA. Current challenges and concepts in the preparation of root canal systems: a review. J Endod. 2004;30(8):559-567.
  6. Zehnder M. Root canal irrigants. J Endod. 2006;32(5):389-398.
  7. Marending M, et al. Effect of sodium hypochlorite on human root dentine: mechanical, chemical and structural evaluation. Int Endod J. 2007;40(10):786-793.
  8. de Groot SD, et al. Laser-activated irrigation within root canals: cleaning efficacy and flow visualization. Lasers Med Sci. 2009;24(6):1017-1024.
  9. Schoop U, et al. Innovative wavelengths in endodontic therapy: a comparative study of Er:YAG and diode laser for bacterial reduction. Lasers Surg Med. 2006;38(5):432-437.
  10. Gutknecht N, et al. Bactericidal effect of a 980-nm diode laser in the root canal wall dentin of bovine teeth. J Clin Laser Med Surg. 2004;22(1):9-13.
  11. Hin R, Klinke T, Gutknecht N. Antibacterial effect of a 1940-nm thulium laser in root canal treatment. Lasers Med Sci. 2018;33(5):1051-1056.
  12. Hibst R, Keller U. Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances: I. Measurement of the ablation rate. Lasers Surg Med. 1989;9(4):338-344.
  13. DiVito E, Peters OA, Olivi G. Effectiveness of the erbium:YAG laser and new design radial and stripped tips in removing the smear layer. J Endod. 2012;38(6):763-766.
  14. Meire MA, et al. Effectiveness of different laser systems to kill Enterococcus faecalis in aqueous suspension and in an infected tooth model. Int Endod J. 2009;42(4):351-359.
  15. Eriksson AR, Albrektsson T. Temperature threshold levels for heat-induced bone tissue injury: a vital microscopic study in the rabbit. J Prosthet Dent. 1983;50(1):101-107.
  16. Stabholz A, Sahar-Helft S, Moshonov J. Lasers in endodontics. Dent Clin North Am. 2004;48(4):809-832.
  17. Gutknecht N, et al. Temperature evolution on human teeth root surface after diode laser irradiation. J Oral Laser Appl. 2005;5(2):75-80.
  18. Schoop U, et al. Bactericidal effect of different laser systems in the deep layers of dentin. Lasers Surg Med. 2004;35(2):111-116.
  19. Fried NM, Murray KE. High-power thulium fiber laser ablation of urinary tissues at 1.94 µm. J Endourol. 2005;19(1):25-31.
  20. Hmud R, et al. Cavitational effects in aqueous endodontic irrigants generated by near-infrared lasers. J Endod. 2010;36(2):275-278.
  21. Matsumoto H, Yoshimine Y, Akamine A. Visualization of irrigant flow and cavitation induced by Er:YAG laser within a root canal model. J Endod. 2011;37(6):839-843.
  22. George R, Walsh LJ. Thermal effects of Er:YAG laser on dentin: an in vitro study. J Oral Laser Appl. 2007;7(3):155-159.
  23. Siqueira JF Jr, et al. Bacteriologic investigation of the effects of sodium hypochlorite and chlorhexidine during the endodontic treatment of teeth with apical periodontitis. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2007;104(1):122-130.
  24. Zou L, et al. Penetration of sodium hypochlorite into dentin. J Endod. 2010;36(5):793-796.
  25. Peters OA, et al. Disinfection of root canals with photon-induced photoacoustic streaming. J Endod. 2011;37(7):1008-1012.
  26. Attrill DC, et al. Thermal effects of the Er:YAG laser on a simulated dental pulp: a quantitative evaluation of the effects of a water spray. J Dent. 2004;32(1):35-40.
  27. Shen Y, Stojicic S, Haapasalo M. Antimicrobial efficacy of chlorhexidine against bacteria in biofilms at different stages of development. J Endod. 2011;37(5):657-661.
  28. Kimura Y, et al. Histopathological changes in dental pulp irradiated by Er:YAG laser: a preliminary report. J Clin Laser Med Surg. 2002;20(4):203-207.
  29. Olivi G, et al. Disinfection efficacy of photon-induced photoacoustic streaming on root canals infected with Enterococcus faecalis: an ex vivo study. J Am Dent Assoc. 2014;145(8):843-848.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

استكشف المزيد من المقالات

تطهير قناة الجذرليزر الإربيومليزر الثوليومليزر الدايودالفعالية المضادة للبكتيرياالتشعيع بالليزرالوحدات المكونة للمستعمرات
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.