Bacteriële biofilms zijn complexe, functioneel en structureel georganiseerd microbiële gemeenschappen, gekenmerkt door een verscheidenheid van microbiële soorten die een polymeer van extracellulaire, biologisch actieve matrix1,2te synthetiseren. De bacteriële hechting op biotische of abiotische oppervlakken wordt voorafgegaan door een formatie van de verworven pellicle, voornamelijk bestaande uit speeksel glycoproteïnen1,3,4. Zwakke fysisch-chemische interacties tussen de micro-organismen en de pellicle worden in eerste instantie vastgesteld en gevolgd door sterkere interacties tussen bacteriële adhesines en glycoproteïne receptoren van de verworven pellicle. Microbiële diversiteit stijgt geleidelijk door de coaggregation van secundaire kolonisten aan de receptoren van de al toegevoegde bacteriën, vormen een diepteverschillen Gemeenschap1,3,4, 5.
Homeostase van de mondelinge microbiota en de symbiotische relatie met de host is belangrijk bij het handhaven van de mondgezondheid. De dysbiosis binnen de mondelinge biofilms kan verhogen het risico voor de ontwikkeling van cariës en Parodontitis2,5. Klinische studies tonen aan dat een oorzaak-en-gevolg relatie tussen de accumulatie van biofilm op tanden of tandheelkundige implantaten en de ontwikkeling van gingivitis of peri-implantaat mucositis6,7. De progressie van het inflammatoire proces leidt tot peri-implantitis en het daaruit voortvloeiende verlies van het implantaat8.
Tandheelkundige implantaten en hun prothesecomponenten zijn gevoelig voor bacteriële kolonisatie en biofilm vorming9. Het gebruik van materialen met een chemische samenstelling en de oppervlakte topografie waarmee lage microbiële hechting kan verminderen de prevalentie en de progressie van peri-implantaat ziekten9,10. Titanium is het meest gebruikte materiaal voor de vervaardiging van prothetische abutments voor implantaten; echter, keramische materialen werden onlangs ingevoerd en zijn populariteit als een alternatief voor titanium wint omwille van hun esthetische eigenschappen en biocompatibiliteit11,12. Ook belangrijker, zijn keramische materialen geassocieerd met een zogenaamd verminderde potentieel aan micro-organismen, voornamelijk te wijten aan hun oppervlakteruwheid, bevochtigbaarheid en oppervlakte vrije energie10,13te houden.
In vitro studies hebben bijgedragen tot vooruitgang in het begrip van microbiële hechting prothetische landhoofd oppervlakken9,14,15,16,17. De dynamische omgeving van de mondholte, gekenmerkt door haar variërende temperatuur en de pH en de beschikbaarheid van nutriënten, alsook door de aanwezigheid van shear troepen, is echter niet reproduceerbaar in in vitro experimentele protocollen18, 19. Om dit probleem te verhelpen, is een alternatief het gebruik van in situ modellen van biofilm formatie, die voordelig de driedimensionale structuur voor ex vivo analyse10,20, behoudt 21 , 22 , 23 , 24.
De analyse van de complexe structuur van de biofilm gevormd op mondelinge substraten vereist het gebruik van microscopie technieken staat de weergave van optisch dichte zaak25. Multiphoton laser scanning microscopie is een moderne optie voor biofilm structurele analyse26. Het wordt gekenmerkt door het gebruik van niet-lineaire optica met een verlichting bron dicht bij de infrarood golflengte, gepulseerde tot femtosecondes27. Deze methode is geïndiceerd voor de verwerving van de afbeelding van autofluorescence materialen of materialen gekenmerkt door fluorophores, naast afbeeldingen gegenereerd door niet-lineaire optische signalen afgeleid van een fenomeen dat bekend staat als tweede-harmonische generatie. Onder de voordelen van multiphoton microscopie is de diepte van de grote afbeelding verkregen met de minimumgrootte voor een celschade veroorzaakt door de intensiteit van het licht van excitatie27.
Voor een analyse van de levensvatbaarheid van biofilm op abiotische oppervlakken door multiphoton microscopie, het gebruik van fluorescerend nucleïnezuur kleurstoffen met verschillende spectrale kenmerken en een capaciteit van de penetratie in bacteriecellen is vereist28. Fluorophores SYTO9 (groen-fluorescerende) en propidium jodide (rood-fluorescerende) kunnen worden gebruikt voor een visuele differentiatie tussen levende en dode bacteriën28,29,30. Propidium jodide doordringt enige bacteriën met beschadigde membranen, terwijl SYTO9 bacteriële cellen met een intacte en beschadigde membraan treedt. Wanneer beide kleurstoffen aanwezig in een cel zijn, propidium jodide heeft een grotere affiniteit voor nucleïnezuren en verdringt SYTO9, rode28,30te markeren.
Met het oog op de mondelinge omgeving complexiteit en orale biofilm heterogeniteit, microscopie technieken nodig zijn, die de biofilm analyse van het oppervlak van de tanden en tandheelkundige materialen kunt inschakelen. Dit artikel beschrijft een aantal protocollen ten uitvoer gelegd voor het vergelijken van mondelinge biofilm vorming op titanium en keramische materialen voor prothetische abutments, alsmede de methoden die betrokken zijn bij de mondelinge biofilms analyses de morfologische en cellulair niveau.