Первичная адгезия микроорганизмов — прилипание жизнеспособных бактерий, с последующей колонизацией зубов и других структур полости рта. Процессы первичной адгезии могут быть специфическими и неспецифическими. Именно совокупность этих процессов при условии последующего бурного размножения бактерий в дальнейшем обеспечивает селективную колонизацию тканей хозяина [1, 8, 9].

Однако, как показывают исследования последнего десятилетия, формирование микробной биопленки или бляшки на поверхности зубного протеза после первичной адгезии бактерий обусловлено интенсивной сорбцией бактерий из слюны другими видами бактерий, фиксированных на поверхности зуба или протеза вследствие процесса коагрегации. При изучении этого феномена in vitro показано, что смешивание бактерий разных видов может приводить как к слипанию их в растворе («коагрегация»), так и к прилипанию бактерии из раствора к уже адгезированной бактериальной клетке («коадгезия»). Этот процесс опосредован рецепторными взаимодействиями и является избирательным для бактерий разных видов [5, 10]. Таким образом, процессы формирования биопленки могут реализовываться как за счет изначально фиксированных, так и за счет взвешенных в среде планктонных форм микроорганизмов. Дальнейшее «созревание» биопленки обусловлено ростом и размножением бактерий внутри нее в соответствии с известными стадиями формирования зубной бляшки [8]: 1-я фаза — формирование «ранней» зубной бляшки с преобладанием грамположительных кокков (первые 1—4 ч после тщательной механической чистки зубов или профессиональной гигиены); 2-я фаза — «динамичная» зубная бляшка с выравниванием соотношения грамположительных и грамотрицательных бактерий (до 4—5 дней); 3-я фаза — «зрелая» зубная бляшка с преобладанием облигатно-анаэробных бактерий по типу дыхания, нитевидных и извитых форм — по морфологии (от 6—7 дней и далее).

Протезная биопленка формируется в виде «сэндвича»: сначала «ранние» колонизаторы (стрептококки, актиномицеты), затем — «промежуточные» (фузобактерии, капноцитофаги), ближе к поверхности биопленки — «поздние» колонизаторы. В число последних обычно входят представители вирулентных видов пародонтопатогенной группы 1-го порядка [5, 6].

Цель нашей работы — изучение взаимосвязи между процессами формирования биопленки на разных материалах, используемых для изготовления временных зубных протезов.

В основу работы положен клинико-микробиологический мониторинг, включающий в себя обследование в динамике 46 пациентов (20 мужчин и 26 женщин в возрасте от 45 до 67 лет) с временными зубными протезами, замещающими дефекты зубных рядов.

Пациенты были разделены на 4 группы в зависимости от материала, использованного для изготовления временных зубных протезов, и техники полировки полиуретана: 1-я (контрольная) — 12 пациентов, акриловая пластмасса «Синма-М» (фирма «Стома» Украина); 2-я — 11 пациентов, неполированный полиуретан «Денталур» (Россия) сразу после фрезерования; 3-я — 11 пациентов, полиуретан «Денталур» (Россия), обработанный в клинике с помощью пасты и шлифовального диска; 4-я — 12 пациентов, полиуретан «Денталур» (Россия), обработанный в зуботехнической лаборатории путем профессионального полирования. Временные зубные протезы из полиуретана были изготовлены методом компьютерного фрезерования с помощью технологии «CEREC» (фирма «Sirona», Германия).

Для обоснования выбора материала временного зубного протеза оценивали первичную адгезию резидентных и пародонтопатогенных бактерий, а также дрожжеподобных грибов рода Candida к стандартным образцам материалов [7].

Для контроля эффективности применения разных материалов выполняли культуральное исследование в условиях анаэробиоза и полимеразную цепную реакцию (ПЦР) с праймерами 5 пародонтопатогенных видов бактерий [2].

Клинико-лабораторные исследования проводили: через 1 сут после установки коронок, на 5-е и 15-е сутки после установки, а затем — через 1 и 6 мес.

Материал для культурального исследования собирали стандартным сорбирующим тампоном циркулярно с поверхности искусственной коронки в зоне прилегания ее к слизистой оболочке, что позволяло получить интегральные данные о состоянии биопленки как протеза, так и слизистой оболочки протезного ложа. Материал для ПЦР собирали с помощью стандартного штифта аналогичным образом.

При статистической обработке результатов использовали компьютерную программу Biostat. Вычисляли значения средних величин, их ошибок и t-критерий Стьюдента. Исходя из величины t и количества наблюдений определяли вероятность различий p. Достоверными считали различия при p<0,05. Для малой выборки (менее 20 наблюдений, в частности при оценке результатов ПЦР) использовали критерий Манна—Уитни (p<0,05).

Полученные нами данные свидетельствуют о существенных достоверных различиях величин индексов адгезии к исследуемым ортопедическим материалам в зависимости от вида микробов, характера материала (1—4-я группы) и его полировки (2—4-я группы).

Результаты исследования первичной адгезии тест-штаммов резидентной флоры представлены в табл. 1.

Адгезия Streptococcus sanguis была одинаковой к акрилу и полиуретану без обработки и находилась в пределах от 0,75 до 0,78. Только при лабораторной обработке образцов из полиуретана наблюдали статистически достоверное снижение индекса адгезии до 0,63±0,02 (p<0,05). Адгезия энтерококков была примерно на 30% ниже, чем S. sanguis. Для акрила и необработанного полиуретана она не различалась и составляла 0,57 и 0,53 соответственно, а в случае полированного полиуретана была статистически достоверно ниже: 0,42±0,02 при полировке ex tempоrae и 0,43±0,02 при лабораторной полировке (p<0,05). Из представителей кариесогенной флоры отмечали также высокий индекс адгезии к акрилу и, особенно, к необработанному полиуретану у актиномицетов. В то же время адгезия актиномицетов к полированному полиуретану была статистически достоверно ниже — 0,64±0,06 при полировке ex tempоrae и 0,48±0,03 при лабораторной полировке (p<0,05).

У антагонистов кариесогенной флоры — вейлонелл, напротив, выявлен более низкий уровень адгезии к акрилу — 0,42±0,04, но достоверно более высокий — к полиуретану при всех видах полировки: 0,60±0,03 (p<0,05).

В отношении представителя стабилизирующей флоры — коринебактерий — отмечены высокие индексы адгезии к акрилу — 0,56, затем примерно на 15% ниже — к неполированному полиуретану — 0,47±0,03 и почти в 2 раза ниже — к обработанному полиуретану. При обработке полиуретана ex tempоrae индекс адгезии составил 0,38±0,03, а при лабораторной полировке — 0,31±0,02 (p<0,05).

Полученные данные демонстрируют, что первичная адгезия некоторых видов грамположительных микроорганизмов (St. sanguis, Enterococcus faecalis, Actinomyces naeslundii, Corynebacterium xerosis) к образцам исследуемых конструкционных материалов существенно различается, в том числе — зависит от способа их полировки. Можно предположить, что повышенная фиксация кариесогенных микробов на временных зубных протезах из изученных нами материалов может привести к развитию дисбиоза и стоматита, ухудшить адаптацию к протезу (при условии дальнейшей прогрессирующей колонизации конструкции и слизистой оболочки полости рта данными видами микроорганизмов). В то же время качество полировки образцов из полиуретана обеспечивает минимальный уровень первичной адгезии и в рассматриваемом аспекте полиуретан — весьма перспективен для изготовления фрезерованных временных протезов.

Результаты исследования первичной адгезии вирулентных бактерий пародонтопатогенной группы к исследуемым конструкционным материалам представлены в табл. 2.

В некоторых случаях адгезии грамотрицательных анаэробных бактерий к образцам материалов практически не выявляли, например, у вирулентного пародонтопатогенного вида 1-го порядка Aggregatibacter actinomycetemсоmitans, тест-штамм которого практически не прилипал к образцам из обработанного полиуретана. Адгезия данного вида к акрилу и необработанному полиуретану также была довольно низкой — 0,33 и 0,35 соответственно.

Несколько иная картина отмечена при изучении прилипания пародонтопатогенных видов бактерий из группы пигментообразующих бактероидов и фузобактерий. Так, у пародонтопатогенного вида 1-го порядка Porphyromonas gingivalis индексы адгезии к акрилу и необработанному полиуретану оказались крайне высокими (0,73±0,03 и 0,72±0,02). Достоверно меньшей, но также достаточно высокой была адгезия этого микроба к полиуретану, обработанному ex tempоrae (0,62±0,05), и, особенно, низкой при лабораторной полировке — 0,45±0,03 (p<0,05).

Аналогичные данные получены и с тест-штаммами пародонтопатогенов 2-го порядка — Prevotella intermedia и Fusobacterium nucleatum. У пародонтопатогенного вида 2-го порядка P. intermedia индекс адгезии к образцам из акрила и необработанного полиуретана также был достаточно высоким — 0,60 и 0,63 соответственно. Индекс адгезии этого вида к образцам из полиуретана с разными видами обработки был статистически достоверно ниже — 0,52±0,02 при обработке ex tempоrae и 0,34±0,02 — при лабораторной полировке соответственно.

Аналогичная тенденция выявлена в отношении адгезии другого анаэробного пародонтопатогенного вида 2-го порядка — F. nucleatum. Индекс адгезии клеток тест-штамма данного вида к акрилу и необработанному полиуретану составил 0,68 и 0,66 соответственно, в то время как к полированным образцам — 0,25±0,03 и 0,22±0,02 соответственно (p<0,05).

В отношении дрожжеподобных грибов рода Candida отмечены максимальные индексы адгезии к акрилу — 0,66±0,03, затем примерно на 20% ниже — к необработанному полиуретану — 0,48±0,03, и на 60% ниже — к обработанному полиуретану. При обработке полиуретана ex tempоrae индекс адгезии составил 0,29±0,03, а при лабораторной полировке — 0,23±0,02 (p<0,05).

Таким образом, адгезия микробов пародонтопатогенной группы четко зависела от качества полировки образцов из полиуретана марки «Денталур». Повышенные индексы адгезии представителей пародонтопатогенной группы и грибов рода Candida к акрилу и необработанному полиуретану могут быть причиной рецидивирования хронического пародонтита и хронического кандидоза полости рта при использовании временных коронок из этих материалов. Несомненно, что полировка образцов (особенно в лаборатории) существенно повышает уровень и качество гигиены полости рта.

Целью проведенного нами in vitro изучения первичной адгезии представителей микробной флоры полости рта к образцам материалов для изготовления временных зубных протезов на основе полиуретана был выбор оптимального способа полировки в 3 вариантах сравнения для изготовления зубных протезов у пациентов 2—4-й групп.

В результате клинико-лабораторного исследования установлено, что коронки из полиуретана не оказывают какого-либо отрицательного воздействия на структуру микробиоценоза протезной биопленки, обеспечивая колонизацию важнейших представителей резидентной стабилизирующей микрофлоры и обсемененности в целом. Динамика этого показателя в ранние сроки (1, 5 и 15-е сут) и далее в течение 6 мес наблюдения представлена в табл. 3.

К концу 1-х суток уровень микробной обсемененности на всех материалах был примерно одинаковым, что отражало механизмы формирования «ранней» протезной биопленки. Исключение составлял полиуретан, после лабораторной полировки, для которого характерно статистически достоверное снижение колонизации (в 10 раз по сравнению с неполированным полиуретаном и акрилом). Аналогичные данные получены на 5-е сутки исследования, т.е. на этапе формирования «зрелой» протезной биопленки.

На 15-е сутки, что совпадает с данными литературы [8], происходит окончательная стабилизация биопленки, причем уровень обсемененности акрила — 10⁹ КОЕ/мл — был достоверно выше (примерно в 10 тыс. раз), чем полиуретанов — 10^5-6 КОЕ/мл.

Через 1 и 6 мес для изучаемых материалов и с учетом качества обработки полиуретана получена статистически достоверная разница уровней обсемененности. В отдаленные сроки резко увеличивалась степень колонизации временных протезов из акрила — до 10⁹ КОЕ/мл через 1 мес и до 10¹⁰ КОЕ/мл — через 6 мес. Степень обсемененности полиуретана коррелировала с качеством его полировки. Через 1 мес она составляла 10⁷ КОЕ/мл для неполированного и недостаточно тщательно полированного полиуретана и 10⁶ КОЕ/мл — для полиуретана, полированного лабораторным способом.

Через 6 мес обсемененность неполированного и недостаточно тщательно полированного полиуретана составляла 10⁸ КОЕ/мл и, таким образом, была достоверно ниже, чем акрила, но выше, чем полиуретана, полированного в лаборатории (10⁷ КОЕ/мл).

Выявленные закономерности распространялись и на основные стабилизирующие и вирулентные виды. Так, колонизация ведущим видом — S. sanguis — через 15 сут после фиксации временных зубных протезов не превышала 10⁶ КОЕ/мл на конструкциях из полиуретана, в то время как на акриловых конструкциях достигала 10⁸ КОЕ/мл, что способствовало развитию воспалительных процессов. Аналогичные тенденции выявлены и в отношении других представителей стабилизирующей грамположительной микрофлоры — актиномицетов, энтерококков, коринебактерий и грамотрицательных вейлонелл.

Результаты количественного и качественного исследования микробной флоры свидетельствуют о более агрессивном потенциале биопленки на акриле, что подтверждалось данными о высокой частоте и значительном количестве вирулентных и пародонтопатогенных видов в ее составе (рис.а),

Временные зубные протезы из полиуретана после полировки отличались более низкими показателями колонизации представителями вирулентной пародонтопатогенной бактериальной флоры и грибов рода Candida.

Так, частота выделения пародонтопатогенных видов бактерий на полиуретане с помощью ПЦР после стабилизации биопленки была в 2 раза ниже, чем на остальных сравниваемых материалах, причем на протезах из полиуретана марки «Денталур» после лабораторной полировки колонизации дрожжеподобными грибами вообще не выявлено даже в отдаленные сроки.

Известно, что зубная бляшка, формирующаяся на поверхности зуба, — одно из наиболее хорошо изученных мультивидовых микробных сообществ, которое отвечает основным критериям понятия «биопленка», а именно: формируется в условиях текучих сред (слюна, десневая и ротовая жидкость); характеризуется сложной структурной организацией, включающей полимерно-клеточный матрикс и микроколонии микробов, регулируется сложными сигнальными взаимодействиями по типу как прямых, так и обратных связей на уровне рецепторов и сигнальных молекул [11]. Зубная бляшка хорошо доступна для исследований, так как легко осуществить взятие материала и количественный анализ его состава в пересчете на единицу массы. Поэтому биопленка зуба представляет собой доступную и общепризнанную модель комплексной многозвеньевой микроэкосистемы [9].

По результатам наших предыдущих исследований, проведенных методом количественного бактериологического анализа с использованием техники анаэробного культивирования в сочетании с мультиплексной ПЦР (в том числе, с ПЦР в режиме реального времени), установлено, что в зубной бляшке содержится огромное количество микроорганизмов: от 100 тыс. до 1 млрд в 1 г (мл), которые, по последним данным мировой литературы, относятся более чем к 800 видам. Из них немногим более половины удается выделить культуральным методом, в то время как другая часть может быть определена лишь приемами молекулярно-биологического и молекулярно-генетического исследования [4—6, 8].

Что касается протезной бляшки, то проведенные ранее исследования позволяют рассматривать ее с аналогичных позиций, т.е. как многослойную биопленку, плотно прилегающую к поверхности зубного протеза [4, 8]. Бактерии прикрепляются к протезу большей частью так же, как и к зубу, используя рецепторы в пелликуле — тонкой пленке слюны, покрывающей все поверхности, омываемые ротовой жидкостью. В то же время материал пелликулы, зубной и протезной бляшки состоит из компонентов клеток хозяина и бактерий [11]. Следует подчеркнуть, что первичная адгезия основных пародонтопатогенных видов — A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, P. intermedia и F. nucleatum — к изучаемым материалам на основе полиуретана в наших исследованиях была существенно ниже, чем у традиционно используемых акриловых пластмасс горячей полимеризации.

Изучение первичной адгезии представителей микробной флоры полости рта к образцам материалов, используемых для изготовления временных протезов, позволяет рекомендовать полиуретан для применения у пациентов групп риска, к которым, на наш взгляд, следует отнести больных с такими заболеваниями, как хронический (генерализованный) пародонтит, хронический рецидивирующий афтозный стоматит, дисбиоз, кандидоз и красный плоский лишай с поражением слизистой оболочки полости рта, иммунодефицитные состояния (в том числе — при онкологической патологии).

Очевидно, способность микробов к коагрегации нивелирует низкую первичную адгезию некоторых видов бактерий к пелликуле зуба или зубного протеза и в дальнейшем, по мере формирования биопленки, обеспечивает их массивное присутствие на поверхности конструкционных материалов. Это обстоятельство определяет необходимость изучения как первичной адгезии бактерий к образцам материалов, используемых для изготовления временных зубных протезов, так и колонизации, т.е. формирования биопленки на поверхности лечебных аппаратов в клинических условиях [3].

На границе между «ранними» и «поздними» колонизаторами располагаются бактерии — «промежуточные колонизаторы». Наиболее значимы из них, по-видимому, F. nucleatum, являющиеся самыми многочисленными и грамотрицательными микроорганизмами, присутствующими в интактных участках тканевых поверхностей полости рта. Предположительно, их наличие предшествует появлению таких пародонтопатогенных видов, как Treponema denticola и P. gingivalis.

По данным литературы, F. nucleatum вступает в процесс коагрегации со всеми «ранними» и «поздними» колонизаторами. К последним относятся: A. actinomycetemcomitans, P. gingivalis, Tannerella forsythia, T. denticola, Treponema spp., Eubacterium spp., Veillonella atypica. Соответственно F. nucleatum действует как мост между «ранними» и «поздними» колонизаторами поверхности зуба, что может частично объяснить, почему фузобактерии являются достаточно многочисленными в образцах как из «здоровых», так и из «воспаленных» участков краевого пародонта при хроническом пародонтите [8].

Таким образом, полученные нами данные могут иметь принципиальное значение при выборе фрезерованных временных коронок из полиуретана, так как более низкая колонизация вирулентными видами может рассматриваться как надежное средство профилактики обострений хронического пародонтита, развития протезных стоматитов или других инфекционно-воспалительных процессов анаэробной или грибковой природы. Особенно важны выявленные закономерности, отражающие зависимость степени микробной адгезии и колонизации от качества полировки (резкое снижение при лабораторной технике полировки).