Activité antibactérienne de différents traitements au laser contre E. faecalis
L'efficacité antibactérienne des trois systèmes laser contre E. faecalis a été évaluée en déterminant le nombre d'UFC après trois traitements consécutifs. Les résultats sont présentés dans la Figure 1 et la Figure supplémentaire 1. Le groupe témoin négatif au sérum physiologique stérile a montré une croissance bactérienne importante, avec une valeur moyenne de teinte grise des colonies de 396618,7 ± 67787,5. Le groupe témoin positif au NaOCl à 5,25 % a atteint un taux d'inhibition moyen global de 47,2 % ± 3,0 %, avec des valeurs d'inhibition individuelles de 46,8 %, 43,1 % et 51,7 %.

Figure 1 : Efficacité antibactérienne des traitements au laser contre Enterococcus faecalis. Taux d'inhibition bactérienne après trois jours consécutifs de traitement avec des systèmes laser à diode 808 nm, au thulium 1940 nm et à l'erbium 2940 nm, utilisant différents paramètres d'irradiation. L'hypochlorite de sodium (NaOCl) à 5,25 % a servi de contrôle positif, et la solution saline stérile a servi de contrôle négatif avec 0 % d'inhibition. Les données sont exprimées en moyenne ± écart type (ET) à partir de n = 3 échantillons indépendants par groupe de traitement. Les barres d'erreur représentent l'ET. * indique P < 0,05, ** indique P < 0,01, et *** indique P < 0,001. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Tous les groupes traités au laser ont montré des taux d'inhibition plus élevés que le groupe témoin positif au NaOCl à 5,25 %. Une activité antibactérienne accrue a été observée avec une puissance laser ou une énergie d'impulsion plus élevée et des durées d'irradiation plus longues. Par exemple, dans le groupe au laser à diode de 808 nm, le taux d'inhibition moyen est passé de 53,1 % ± 6,5 % à 1,0 W pendant 10 s à 80,2 % ± 2,6 % à 2,0 W pendant 30 s. Une différence statistiquement significative a été observée entre les groupes traités à 1,0 W pendant 30 s et à 2,0 W pendant 30 s (P < 0,01).
Le laser au thulium à 1940 nm a démontré une activité antibactérienne supérieure à celle du laser à diode dans la plupart des conditions testées. À 1,5 W pendant 10 s, le taux d'inhibition moyen était de 78,8 % ± 1,9 %. À 2,5 W pendant 30 s, le taux d'inhibition augmentait jusqu'à 91,6 % ± 0,4 %. Le taux d'inhibition le plus élevé dans le groupe du laser au thulium a été observé à 3,5 W pendant 30 s, atteignant 97,4 % ± 0,8 %. Cette valeur était significativement plus élevée que celles du groupe témoin positif au NaOCl à 5,25 % (P < 0,001) et du laser à diode à 808 nm à 2,0 W pendant 30 s (P < 0,001).
Le laser erbium à 2940 nm a démontré la plus grande activité antibactérienne parmi les trois systèmes laser. À 10 mJ pendant 10 s, le taux d'inhibition moyen a atteint 84,3 % ± 1,5 %. À 20 mJ pendant 30 s, le taux d'inhibition était de 96,5 % ± 2,0 %. Le taux d'inhibition le plus élevé a été observé à 30 mJ pendant 30 s, atteignant 99,0 % ± 0,6 %. Cette valeur était significativement supérieure à celles du groupe témoin positif au NaOCl à 5,25 % (P < 0,001), du laser thulium à 1940 nm à 2,5 W pendant 30 s (P < 0,01) et de tous les groupes traités au laser à diode à 808 nm (P < 0,001).
Les résultats démontrent que les trois systèmes laser ont présenté une activité antibactérienne contre E. faecalis, une augmentation des paramètres d'irradiation étant généralement associée à des taux d'inhibition plus élevés. Parmi les conditions testées, le laser à l'erbium à 2940 nm a obtenu l'inhibition antibactérienne la plus élevée, suivie par le laser au thulium à 1940 nm et le laser à diode à 808 nm, ce qui confirme l'hypothèse de l'étude selon laquelle la désinfection canalaires assistée par laser peut réduire efficacement la charge bactérienne dans les conditions expérimentales testées.
Impact des traitements au laser sur la cinétique de croissance bactérienne
La repousse bactérienne après traitement a été évaluée en mesurant l'OD600 pendant 24 h. Les résultats sont présentés dans la Figure 2 et la Figure supplémentaire 2. Le groupe témoin avec solution saline stérile a présenté un profil typique de croissance bactérienne, comprenant une phase de latence d’environ 4 h suivie d’une croissance exponentielle rapide entre 4 et 12 h, puis une phase stationnaire avec des valeurs maximales d'OD600 comprises entre 1,167 et 1,245.

Figure 2 : Courbes de croissance d'Enterococcus faecalis après traitement au laser. Cinétique de croissance d'Enterococcus faecalis récupéré à partir de canaux radiculaires traités sur une période de 24 heures, mesurée par densité optique à 600 nm (OD600). Des courbes de croissance représentatives sont présentées pour le témoin stérile de solution saline, le témoin de l'hypochlorite de sodium à 5,25 % (NaOCl), ainsi que pour les groupes traités avec les lasers à diode 808 nm, au thulium 1940 nm et à l'erbium 2940 nm. Les données sont exprimées en moyenne ± écart-type (ET) à partir de n = 3 échantillons indépendants, avec cinq puits par échantillon en réplicats techniques. Les barres d'erreur représentent l'écart-type. * indique P < 0,05, ** indique P < 0,01 et *** indique P < 0,001. Veuillez cliquer ici pour consulter une version agrandie de cette figure.
Les groupes traités au laser à diode 808 nm ont montré une suppression de la croissance bactérienne dépendante des paramètres. À 1,0 W pendant 10 s, la courbe de croissance était similaire à celle du groupe au NaOCl 5,25 %, la croissance exponentielle débutant environ à 8 h. À 2,0 W pendant 30 s, la phase de latence s'est prolongée jusqu'à environ 10 h, et la valeur d'OD600 à 14 h était significativement inférieure à celle du groupe au NaOCl 5,25 % (0,559 ± 0,042 contre 0,934 ± 0,042, P < 0,001).
Les groupes traités au laser au thulium de 1940 nm ont montré une suppression plus importante de la croissance bactérienne que les groupes traités au laser à diode. À 1,5 W pendant 10 s, la croissance exponentielle a commencé à environ 10 h. À 2,5 W pendant 30 s, la phase de latence s'est prolongée jusqu'à environ 11 h, avec des valeurs d'OD600 significativement plus faibles que celles du témoin de sérum physiologique stérile et que celles du laser à diode de 808 nm à 2,0 W pendant 30 s au point temporel correspondant (P < 0,001 pour les deux). À 3,5 W pendant 30 s, la croissance bactérienne est restée nettement supprimée, les valeurs d'OD600 demeurant à ou en dessous d'environ 0,15 à partir de 12 h et restant pratiquement inchangées par la suite.
Les groupes traités au laser erbium à 2940 nm ont produit la plus grande suppression de la repousse bactérienne. À 10 mJ pendant 10 s, aucune augmentation exponentielle de la croissance bactérienne n'a été observée jusqu'à environ 10 h après le traitement. L'augmentation de l'énergie par impulsion a davantage retardé le début de la croissance exponentielle. À 30 mJ pendant 30 s, la croissance exponentielle a été retardée jusqu'à environ 12 h, période durant laquelle l'OD600 moyen est resté inférieur à 0,20. À 12 h, la valeur d'OD600 du groupe traité au laser erbium à 2940 nm à 30 mJ pendant 30 s était significativement plus faible que celle du groupe traité au laser à diode à 808 nm à 2,0 W pendant 30 s (0,120 ± 0,001 contre 0,274 ± 0,044, P < 0,001).
Dans l'ensemble, les trois systèmes laser ont retardé la repousse bactérienne par rapport aux groupes témoins, une inhibition croissante étant observée avec l'augmentation des paramètres d'irradiation. Dans les conditions testées, le laser au erbium à 2940 nm a produit la plus forte inhibition de la repousse bactérienne, suivie par le laser au thulium à 1940 nm et le laser à diode à 808 nm, ce qui confirme l'hypothèse de l'étude.
Évaluation de la sécurité thermique de différents traitements au laser sur la surface radiculaire externe
Outre leur activité antibactérienne, la sécurité thermique des trois systèmes laser a été évaluée en mesurant l'augmentation de la température de la surface radiculaire externe (ΔT). Une augmentation de température supérieure à 10 °C a été considérée comme le seuil pouvant entraîner une lésion des tissus parodontaux. Les résultats sont présentés dans la Figure 3.

Figure 3 : Modifications de la température de la surface externe de la racine pendant l'irradiation laser. Évolutions de la température de la surface externe de la racine (ΔT) après irradiation par des lasers à diode 808 nm, au thulium 1940 nm et à l'erbium 2940 nm, utilisés avec différents paramètres d'irradiation. La ligne horizontale en pointillés indique le seuil de 10 °C généralement associé à un risque de lésion des tissus parodontaux. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± écart-type (ET) à partir de n = 3 échantillons indépendants. Les barres d'erreur représentent l'écart-type. * indique P < 0,05, ** indique P < 0,01 et *** indique P < 0,001. Veuillez cliquer ici pour visualiser une version agrandie de cette figure.
Le laser à diode de 808 nm a provoqué l'augmentation la plus importante de la température de la surface externe de la racine. À 1,0 W pendant 10 s, l'augmentation moyenne de température (ΔT) était de 6,0 °C ± 0,7 °C. En augmentant le temps d'irradiation à 30 s tout en maintenant la même puissance, l'augmentation moyenne de ΔT atteignait 10,4 °C ± 0,9 °C. À 2,0 W pendant 30 s, la moyenne de ΔT augmentait encore à 14,8 °C ± 3,8 °C, dépassant ainsi le seuil de sécurité de 10 °C dans tous les échantillons.
Le laser au thulium à 1940 nm a provoqué des augmentations modérées de température. À 1,5 W pendant 10 s, la variation moyenne de température (ΔT) était de 2,5 °C ± 0,7 °C. En augmentant la puissance à 2,5 W et la durée d'irradiation à 30 s, la variation moyenne de ΔT atteignait 8,8 °C ± 0,9 °C, un échantillon atteignant même 10,2 °C. À 3,5 W pendant 30 s, la variation moyenne de ΔT augmentait à 12,7 °C ± 1,9 °C, et tous les échantillons dépassaient le seuil de sécurité de 10 °C. L'augmentation de température à 3,5 W pendant 30 s était significativement plus élevée que celle obtenue à 2,5 W pendant 30 s (P < 0,01).
Le laser auerbium à 2940 nm a produit la plus faible augmentation de la température de la surface racinaire externe pour tous les paramètres testés. À 10 mJ pendant 10 s, la variation moyenne de température (ΔT) était de 0,8 °C ± 0,1 °C. À la puissance maximale testée de 30 mJ pendant 30 s, la ΔT moyenne était de 3,6 °C ± 1,0 °C, les températures mesurées variant de 2,1 °C à 5,0 °C. Toutes les augmentations de température enregistrées sont restées inférieures au seuil de sécurité de 10 °C. L'augmentation de température observée avec le laser au thulium à 1940 nm à 3,5 W pendant 30 s était significativement plus élevée que celle observée avec le laser au erbium à 2940 nm à 30 mJ pendant 30 s (P < 0,01).
Dans l'ensemble, le laser au erbium de 2940 nm a entraîné les augmentations les plus faibles de la température de la surface racinaire externe dans toutes les conditions testées, tandis que le laser à diode de 808 nm et les réglages du laser au thulium de 1940 nm à puissance plus élevée ont provoqué des élévations de température plus importantes, certaines conditions dépassant le seuil de sécurité prédéfini.
Disponibilité des données :
Toutes les données brutes soutenant les résultats de cette étude sont fournies sous forme de fichiers supplémentaires. Les images représentatives des unités formant colonies (UFC) et les courbes complètes de croissance bactérienne sont disponibles respectivement dans les Figures supplémentaires 1 et 2. Les mesures individuelles des températures de la surface radiculaire externe par spécimen sont fournies dans le Tableau supplémentaire 1, et les données brutes d'activité antibactérienne, incluant les valeurs de gris de la surface des colonies et les taux d'inhibition calculés pour tous les groupes traités, sont fournies dans le Tableau supplémentaire 2. Ces fichiers supplémentaires contiennent les données primaires sous-jacentes aux résultats présentés dans le manuscrit principal.
Fichiers supplémentaires
Figure supplémentaire 1. Plaques représentatives d'unités formant colonies (UFC) après traitement au laser d'Enterococcus faecalis. Plaques de gélose au bouillon cerveau-cœur (BHI) représentatives montrant les unités formant colonies (UFC) récupérées à partir d'échantillons de canaux radiculaires après trois traitements consécutifs. Les échantillons ont été dilués en série (10−3) avant d'être ensemencés et incubés pendant 24 heures. Des images représentatives sont présentées pour les groupes suivants : contrôle négatif (sérum physiologique stérile), contrôle positif (hypochlorite de sodium à 5,25 %, NaOCl), laser à diode 808 nm (2,0 W, 30 s), laser au thulium 1940 nm (3,5 W, 30 s) et traitement au laser à l'erbium 2940 nm (30 mJ, 30 s). Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Figure supplémentaire 2. Courbes de croissance complètes sur 24 h d'Enterococcus faecalis après traitement au laser. Cinétique de croissance d'Enterococcus faecalis récupéré à partir de canaux radiculaires traités sur une période de 24 h, mesurée par densité optique à 600 nm (OD600). Les suspensions bactériennes ont été ajustées à 1 × 106 unités formant des colonies (UFC)/mL et incubées dans un bouillon d'infusion cerveau-cœur (BHI) à 37 °C. Les courbes de croissance sont présentées pour le témoin négatif constitué de sérum physiologique stérile, le témoin positif au hypochlorite de sodium à 5,25 % (NaOCl), ainsi que pour tous les groupes expérimentaux traités au laser : laser à diode de 808 nm (1,0, 1,5 et 2,0 W pendant 10, 20 et 30 s), laser au thulium de 1940 nm (1,5, 2,5 et 3,5 W pendant 10, 20 et 30 s), et laser à l'erbium de 2940 nm (10, 20 et 30 mJ à 15 Hz pendant 10, 20 et 30 s). Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Tableau supplémentaire 1. Mesures de la température de la surface externe de la racine pendant l'irradiation laser.
Les températures de la surface externe de la racine avant et après irradiation sont indiquées pour chaque échantillon traité au laser à diode 808 nm, au laser au thulium 1940 nm ou au laser à l'erbium 2940 nm, selon les conditions de puissance ou d'énergie par impulsion et de durée d'irradiation précisées. La différence de température a été calculée selon la formule ΔT = température après irradiation − température avant irradiation. Trois échantillons indépendants ont été évalués pour chaque combinaison de paramètres. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.
Tableau supplémentaire 2. Données brutes d'analyse des unités formant des colonies (UFC) pour l'activité antibactérienne après traitement au laser.
Les valeurs de gris de la surface des colonies et les taux d'inhibition calculés pour chaque échantillon après traitement au laser à diode 808 nm, au laser au thulium 1940 nm ou au laser à l'erbium 2940 nm, selon les paramètres d'irradiation indiqués, sont présentés. La solution saline et l'hypochlorite de sodium à 5,25 % (NaOCl) ont servi respectivement de groupes témoins négatif et positif. Le taux d'inhibition a été calculé par rapport au groupe témoin saline. Trois échantillons indépendants ont été analysés pour chaque condition de traitement. Veuillez cliquer ici pour télécharger ce fichier.