Перспективы применения фотодинамической терапии в комплексном лечении кариеса зубов

Бактерицидный и бактериостатический эффект фотодинамической терапии (ФДТ) на инфекционные агенты опосредован действием так называемого «синглетного» кислорода и свободных радикалов с последующим развитием каскада фототоксических реакций. Молекулы фотосенсибилизатора (ФС) избирательно захватываются бактериальными клетками и при поглощении кванта света переходят в синглетное состояние, которое длится несколько наносекунд, а затем либо возвращаются в исходное состояние, испуская энергию в виде света (флюоресцирует) или тепла, либо переходят в возбужденное триплетное состояние за счет изменения спина электрона (Ochsner M., 1997).

В последние 10—15 лет клинические испытания прошли многие ФС. В основном это соединения из классов хлоринов, бактериохлоринов, фталоцианинов и др., обладающие полосой поглощения в дальней красной и ближней инфракрасной областях спектра (650—800 нм). Среди новых ФС второго поколения наиболее перспективны производные хлорина Е6 с пиком поглощения в диапазоне 654—662 нм. Они нетоксичны, обладают высокой фотодинамической активностью, большим коэффициентом контрастности (до 10:1), быстрым клиренсом (Миронов А.Ф., 1998).

Грамположительные бактерии, как правило, более чувствительны к фотоинактивации (Bertoloni G. и соавт., 1984; 1992; Malik Z. и соавт., 1990), тогда как грамотрицательные бактерии чаще проявляют большую устойчивость к действию ФДТ (Bertoloni G. и соавт., 1992; Malik Z. и соавт., 1992), если проницаемость их наружной мембраны не меняется (Bertoloni G. и соавт., 1990; Nitzan Y. и соавт., 1992).

В обзоре W. De Melo и соавт. (2013) приведены суммарные данные из разных литературных источников о воздействии ФДТ с различными ФС на грамположительные и грамотрицательные бактерии зубной бляшки в условиях биопленки.

ФДТ нашла широкое применение в стоматологии. Помимо лечения предраковых и раковых заболеваний челюстно-лицевой области, в литературе присутствуют сообщения об использовании ФДТ для лечения красного плоского лишая ротовой полости (Aghahosseini F. и соавт., 2006). Авторы описывают иммуномодулирующее действие ФДТ, индукцию апоптоза в воспалительных активно пролиферирующих клетках, что способствует остановке гиперпролиферации. Представленные в таблицах данные свидетельствуют о том, что различные методики ФДТ оказывают существенное бактерицидное действие на основных представителей кариесогенной микрофлоры зубных бляшек.

Цель исследования — лабораторное обоснование эффективности действия ФДТ с ФС в отношении микрофлоры полости рта в эксперименте in vitro.

Материал и методы. Исследовали влияние аппаратов Лазурит и Фотосан с фотосенсом (толуидиновый голубой) на 3 клинических изолятах представителей кариесогенных бактерий полости рта, выделенных у пациентов с множественным кариесом зубов, в том числе: стрептококки Streptococcus sanguinis, стрептококки Streptococcus mutans, актиномицеты Actinomyces naeslundii. Обследовали 14 пациентов в возрасте от 18 до 30 лет с кариесом зубов, из них 8 — с кариесом корня, которым проводили CRT-тест и бактериологическое исследование для идентификации представителей кариесогенной микрофлоры.

Всем больным в соответствии с целями и задачами исследования проводили определение гигиенического состояния зубного ряда, выявляли кариозные полости, определяли класс по Блэку. При необходимости выполняли также и рентгенологическое исследование, в частности интерпроксимальную рентгенографию по Раперу, а в наиболее сложных случаях — компьютерную цифровую рентгенографию. Забор материала для бактериологического исследования проводили утром натощак, до процедуры чистки зубов. Забор осуществляли из кариозной полости и пришеечной части биопленки зубов с помощью стерильных бумажных эндодонтических штифтов стандартного размера (№30). Для определения чувствительности выделенных штаммов к ФДТ применяли собственную модификацию метода серийных разведений, модификацию диско-диффузионного метода Керби—Бауэра и кассетный микрометод (Ушаков Р.В., Царев В.Н., 1992; Царев В.Н., 2013). Статистическую обработку результатов проводили методом вариационной статистики (за достоверную разницу принимали значения р<0,05).

Результаты. При моделировании фотодинамической реакции со штаммами грамположительных кариесогенных бактерий сопоставимые данные получены при использовании модификации метода серийных разведений. В данной серии экспериментов уже при использовании минимальной концентрации ФС (Cmin) выявлены достоверные снижения количества бактерий всех исследуемых штаммов примерно в 10 раз. При использовании средней и высокой концентрации ФС отмечено дальнейшее достоверное снижение количества жизнеспособных микробных клеток, примерно в 100 и 1000 раз соответственно (с 6 до 4 и 3 в логарифмическом выражении обсемененности, что в пересчете на степень обсемененности составляет с 10⁶ до 10^4—3 CFU/ml). Наиболее чувствительными к ФДТ из данной группы бактерий оказались Streptococcusmutans (снижение до 10² CFU/ml), а устойчивыми — Actinomycesnaeslundii (снижение до 10⁴ CFU/ml). Промежуточное положение по чувствительности занимал штамм Streptococcussanguinis (снижение до10³ CFU/ml).

При модифицированном диско-диффузионном методе достоверных признаков торможения роста штаммов Streptococcussanguinis, Streptococcusmutans, Actinomycesnaeslundii в зоне фотодинамического воздействия не выявлено. При модифицированном кассетном микрометоде аналогично.

При клиническом применении аппарата Лазурит для ФДТ при обработке кариозных полостей (включая кариес корня) у 6(42,9%) пациентов из 14 отмечали сохранение выделения альфа-зеленящих стрептококков группы S. Mutans, у остальных наблюдали эрадикацию данного вида.

Для обоснования возможности применения аппарата Фотосан со штаммами из каждой группы — S. sanguis, S. mutans и A. odontolyticus проведены эксперименты в динамике с возрастающими экспозициями. Для экспозиций 10, 30, 60, 180, 300 с количество определяемых жизнеспособных клеток составило для S. sanguis — 6,0—4,5—4,0—4,0—4,5, для S. Mutans — 6,5—5,0—4,0—3,0—4,0, для A. odontolyticus — 6,3—4,0—5,0—5,5—6,0соответственно, при использовании ФС толуидиновый голубой.

Вывод. Наблюдалось изменение концентрации клеток бактерий грамположительной группы со снижением их количества при экспозиции 30, 60 и 180 с без последующего увеличения их размножения. Возможно, выявленные особенности отражают разную чувствительность к фотодинамическому воздействию бактерий с разным строением клеточной стенки.