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- URN to cite this document:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-255390
- DOI to cite this document:
- 10.5283/epub.25539
| Item type: | Thesis of the University of Regensburg (PhD) |
|---|---|
| Open Access Type: | Primary Publication |
| Date: | 30 July 2012 |
| Referee: | Prof. Dr. Gottfried Schmalz and Prof. Dr. Dr. Torsten E. Reichert |
| Date of exam: | 23 July 2012 |
| Institutions: | Medicine > Lehrstuhl für Zahnerhaltung und Parodontologie > Dr. rer. nat. Karl-Anton Hiller |
| Keywords: | photodynamic therapy, enterococcus faecalis, endodontic treatment |
| Dewey Decimal Classification: | 600 Technology > 610 Medical sciences Medicine |
| Status: | Published |
| Refereed: | Yes, this version has been refereed |
| Created at the University of Regensburg: | Yes |
| Item ID: | 25539 |
Abstract (German)
Es wurde ein bereits bestehendes in vitro Modell [49] weiterentwickelt, mit dem die Wirksamkeit unterschiedlicher endodontischer Desinfektionsmethoden an künstlich infizierten Rinderzahnwurzeln getestet werden kann. Die Proben wurden für eine Woche mit dem Bakterium Enterococcus faecalis infiziert. Als Desinfektionsmethode kam die antibakterielle photodynamische Therapie zum Einsatz, wobei ...
Abstract (German)
Es wurde ein bereits bestehendes in vitro Modell [49] weiterentwickelt, mit dem die Wirksamkeit unterschiedlicher endodontischer Desinfektionsmethoden an künstlich infizierten Rinderzahnwurzeln getestet werden kann. Die Proben wurden für eine Woche mit dem Bakterium Enterococcus faecalis infiziert. Als Desinfektionsmethode kam die antibakterielle photodynamische Therapie zum Einsatz, wobei unterschiedliche Belichtungszeiten von 4 und 6 min mit dem 100 mW Diodenlaser und die Anwendung mit und ohne Farbstoff untersucht wurden. Die Einwirkzeit des Photosensibilisators Toluidinblau lag bei 60 sec.
Anhand des optimierten Modells sollte versucht werden, ein Tiefenprofil der mit dem Testmikroorganismus besiedelten Dentintubuli darzustellen. Mit einem selbst entwickelten, vollständig autoklavierbaren Bohrständer gelang es, Bohrspanproben definierter Volumina aus drei unterschiedlich tiefen Schichten des Wurzeldentins zu entnehmen. Die Bohrschichten besaßen jeweils eine Dicke von 0,5 mm und lagen im Wurzeldentin in den Intervallen ]0; 0,5] mm, ]0,5; 1,0] mm und ]1,0; 1,5] mm. Bei den Sterilkontrollen wurde eine Probe bis 1,0 mm Tiefe entnommen, um eine Sterilität des Zahnstückes festzustellen. Die aus dem Wurzeldentin isolierten Bohrspäne wurden in je 2 ml sterilem Medium aufgefangen und anschließend 100 µl der gewonnenen Bohrspansuspension auf Enterokokkenplatten ausplattiert. Nach 24-stündiger Inkubation erfolgte die Auswertung anhand der gezählten koloniebildenden Einheiten. Die Auswertung erfolgte für die Infektionskontrollen durch Darstellung der absoluten Kolonienzahlen und für die Desinfektionsprüfkörper durch Angabe der verbliebenen Bakterien nach Desinfektion in Prozent. Hierbei war jeder Zahn seine eigene Kontrolle. Zur exemplarischen Visualisierung der Versuchsergebnisse wurden einige Zähne mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht.
Mit Hilfe des so durchgeführten Bohrvorgangs war es möglich, ein Tiefenprofil mit fallender Tendenz in den Infektionskontrollen darzustellen. Es wurde festgehalten, dass sich in oberflächlichen Dentinschichten mehr Bakterien befanden, als in den tieferen Dentinschichten. Die Unterschiede bewegten sich innerhalb einer bis zwei log10 Stufen. Auf den Sterilkontrollen konnte kein Wachstum des E. faecalis beobachtet werden. Eine biologisch relevante Desinfektion durch die Herabsetzung der anfänglichen Bakterienkontamination um 3 log10 Stufen konnte in keinem Versuch erzielt werden. Die Versuche, bei denen ohne Farbstoff belichtet wurde, ergaben, dass das Licht des Diodenlasers keinen negativen Einfluss auf das Überleben des Bakteriums E. faecalis nimmt. Durch die Wirkung des Photosensitizers Toluidinblau auf den Testmikroorganismus ohne Belichtung wurde die bakterielle Anfangsinfektion auf Werte zwischen 22% und 42% reduziert. Bei den Proben, die mit Farbstoff und Licht behandelt wurden, konnte in der oberflächlichsten Dentinschicht eine Reduktion der anfänglichen Infektion auf 7% bzw. 9% beobachtet werden. In den beiden tieferen Bohrschichten konnte eine höhere bakterielle Kontamination beobachtet werden. Zu vermuten wäre, dass in der Tiefe des Dentins zu wenig Sauerstoff für die Reaktion der aPDT vorhanden war und damit kein suffizienter antimikrobieller Effekt durch reaktive Sauerstoffspezies auf den Mikroorganismus Enterococcus faecalis entstehen konnte. Die vorherige Verwendung gewebeauflösender, Schmierschicht-entfernender Detergenzien wie z.B. Natriumhypochlorit und EDTA könnte eine bessere Penetration des Farbstoffs in die Dentinkanälchen ermöglichen. Die photodynamische Therapie in der Endodontie ist nicht als Alternative, aber als Ergänzung zu anderen Desinfektionsmethoden zu bewerten.
Translation of the abstract (English)
Objective: This in vitro study enhanced an already existing model to investigate the antimicrobial effectiveness of different disinfection methods in endodontic treatment. Aim of this study was to measure antibacterial effects of photodynamic therapy on Enterococcus faecalis in different layers of bovine root canal dentin. Methods: 50 extracted bovine teeth were cut into slices, sterilized and ...
Translation of the abstract (English)
Objective: This in vitro study enhanced an already existing model to investigate the antimicrobial effectiveness of different disinfection methods in endodontic treatment. Aim of this study was to measure antibacterial effects of photodynamic therapy on Enterococcus faecalis in different layers of bovine root canal dentin.
Methods: 50 extracted bovine teeth were cut into slices, sterilized and divided into five groups with each ten teeth. The apical part of each tooth was used as negative control, the median part as infection control and the coronal part as disinfection sample. The infection control and the disinfection sample were inoculated with Enterococcus faecalis for seven days, negative controls with sterile medium. For disinfection, photodynamic therapy was applied using a Tolonium chloride dye and a 100mW diode laser. The photosensitizer permeated for 60 sec before light application. Two groups were tested without dye for 4 and 6 min, three groups with tolonium chloride and laser for 0, 4 and 6 min. Utilization of a drill rig that could be completely sterilized allowed the taking of samples of accurately defined volumes. Samples were taken from each infection control and each disinfection sample in different layers (0-0.5 mm, 0.5-1.0 mm and 1.0-1.5 mm) within the bovine root canal dentin. Sterility of negative controls was assessed with a drill sample from 1.0 mm depth. The borings were absorbed in 2 ml sterile liquid culture medium. 100 µl of the suspension were plated on a kanamycin-aesculin-azide culture medium. The number of colony forming units was counted the next day. Bacterial load of each disinfection sample was compared to the infection control originating from the same tooth. With the help of a scanning electron micrograph some of the bovine root canals were examined and pictures of the root canal surface as well as of dentinal tubules were taken.
Results: Negative controls were free of microorganisms in all cases. The infection controls revealed the tendency that bacterial load was elevated in higher dentin layers than in deeper layers. Under the described conditions no biological relevant disinfection with photodynamic therapy was observed. Laser alone had no significant effect on the bacterial load whereas the dye alone showed a load reduction between 22% and 42% in the different layers. Using the dye in combination with light application for 4 and 6 min, on root canal dentin surface remained a contamination of 7.3% and 9.1%. In the medium layer a reduction to 45% and 15%, in the lowest layer to 14% and 47% was found.
Conclusion: Although a decrease of bacterial load was observed using photodynamic therapy, a biological relevant disinfection of three log reductions could not be achieved in this study. Especially in deeper layers of root canal dentin no antibacterial effect was evident. Assumedly there was not enough oxygen in the depth of dentinal tubules available for photodynamic reactions, thus preventing the formation of reactive oxygen that is needed for an antimicrobial effect. Therefore the application of an irrigant with proteolytic effects such as sodium hypochlorite or EDTA for smear layer removal in advance could increase the efficacy of the dye. Photoactivated disinfection might not be a suitable alternative to established disinfection methods; however it might represent a possible supplement in endodontic treatment.
Metadata last modified: 26 Nov 2020 04:17
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