0.01% 亚甲基蓝光动力疗法对抗牙本质粪肠球菌生物膜:开启根管消毒新希望?

【字体: 时间:2025年02月23日 来源:BMC Oral Health

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  为解决根管治疗中细菌难以彻底清除的问题,郑州大学第一附属医院的研究人员开展 aPDT 对牛和人牙本质中E. faecalis生物膜杀菌效果的研究。结果显示 aPDT 可杀菌,年轻生物膜更易被杀灭。该研究为根管消毒提供新思路,值得一读。

  
在口腔医学的世界里,牙髓和根尖周疾病一直是困扰医生和患者的难题。你知道吗?这些疾病的主要 “元凶” 其实是细菌感染。想象一下,在我们的牙齿根管里,细菌就像一群 “小怪兽”,在那里安营扎寨,不断搞破坏。而在根管治疗中,医生们常用的机械和化学准备方法,就像是拿着 “常规武器” 去对抗这些 “小怪兽”,但却很难将它们彻底消灭。

这里面有一种叫粪肠球菌(Enterococcus faecalis,简称E. faecalis )的细菌,它可是个 “厉害角色”。它是一种革兰氏阳性、兼性厌氧球菌,常常在那些做过根管充填却仍有根尖周病变的牙齿里被发现。而且,它特别 “狡猾”,能附着在牙本质上,钻进牙本质小管,还会形成生物膜,就像给自己穿上了一层 “防护铠甲”,让普通的消毒方法很难对付它。

那怎么办呢?这时候,抗菌光动力疗法(antibacterial photodynamic therapy,aPDT)出现了,它就像是一种新的 “秘密武器”。这种疗法是利用特定波长的可见光激活光敏剂,在氧气的存在下产生活性氧物种(reactive oxygen species,ROS),这些 ROS 就像 “小炸弹” 一样,能够破坏细菌的细胞膜、核酸和蛋白质,从而杀死细菌。但是呢,之前虽然有一些关于 aPDT 的研究,但还没有针对年轻和成熟的E. faecalis生物膜,在长期暴露的情况下,用共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscopy,CLSM)来评估其杀菌效果的详细研究。

为了探索这个问题,郑州大学第一附属医院口腔医学中心的研究人员进行了深入研究,并在《BMC Oral Health》期刊上发表了题为 “Antibacterial photodynamic therapy with 0.01% methylene blue against Enterococcus faecalis biofilms in dentin: a confocal laser scanning microscopy study” 的论文。这项研究就像是一场 “探索之旅”,研究人员试图找到 aPDT 对E. faecalis生物膜的杀菌奥秘。

研究人员在这场 “探索之旅” 中,用到了几个关键的 “工具” 技术方法。首先是扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM),它就像一个 “超级放大镜”,可以帮助研究人员观察牙本质的表面结构以及生物膜的生长情况。还有 CLSM,它能结合特殊的染色技术,让研究人员看到细菌生物膜的结构、空间分布,以及细菌的活力特征,就像是给细菌 “拍 X 光片”,把它们的情况看得清清楚楚。另外,研究人员还通过培养E. faecalis生物膜,设置不同的消毒处理组,来对比不同处理方法的杀菌效果。

下面我们来看看研究的结果。在 “SEM images of E. faecalis biofilms on dentin blocks” 这部分,研究人员先用 SEM 观察无菌牛牙本质块,发现表面很干净,没有微生物和碎片附着,牙本质小管也清晰可见。但是,当E. faecalis在上面生长后,情况就不一样啦!SEM 图像显示,牛牙本质表面和牙本质小管开口处甚至小管里面,都有大量的细菌细胞。而且,3 周龄的生物膜比 1 周龄的生物膜感染更严重,细菌细胞聚集得更多。这就好比 1 周龄的 “细菌小部队” 还在 “初级阶段”,而 3 周龄的已经发展成了 “大部队”,更难对付了。

接着是 “CLSM images of E. faecalis biofilms treated with aPDT”。研究人员用 CLSM 观察经过 aPDT 和其他处理后的生物膜。结果发现,用 0.01% 亚甲基蓝(methylene blue,MB)进行 aPDT 处理和 5% 次氯酸钠(sodium hypochlorite,NaOCl)处理后,不同时间点的牙本质圆盘上的E. faecalis生物膜里都有很多死细胞(显示为红色荧光),而用生理盐水冲洗的生物膜里大多是活细胞(显示为绿色荧光)。在牛牙本质块和人牙本质块中,aPDT 和 5% NaOCl 处理的暴露时间越长(12 分钟和 30 分钟),杀死的细菌就越多,而且杀菌速度在最初 3 分钟最快,之后就变慢了,12 分钟到 30 分钟之间杀死的细菌就很少了。同时,5% NaOCl 在每个时间点的杀菌效果都比 aPDT-MB 组更好。另外,年轻生物膜(1 周龄)比成熟生物膜(3 周龄)在 aPDT-MB 和 NaOCl 处理下,被杀死的细菌比例更高。这就好像年轻的细菌 “抵抗力” 更弱,更容易被消灭。

最后是 “SEM images of visible changes in dentin surfaces”。研究人员用 SEM 观察经过 aPDT-MB 处理后的牛牙本质表面,发现处理 12 分钟和 30 分钟后,牙本质表面结构没有明显变化,这说明 aPDT-MB 处理不会对牙本质造成明显损伤,是一种相对安全的处理方法。

综合研究结果和讨论部分,这项研究有着重要的意义。研究表明,0.01% MB 的 aPDT 确实具有杀死牙本质上E. faecalis生物膜细菌细胞的能力,这为根管消毒提供了一种新的选择。虽然它的抗菌能力比 5% NaOCl 弱一些,但可以作为根管消毒的补充方法。而且,研究还发现年轻的E. faecalis生物膜更容易被消毒处理消灭,这让医生们在治疗时可以更有针对性。不过,aPDT 的实际临床应用还有很多需要探索的地方,比如最佳的激光参数设置、与其他消毒方法的联合使用等。但无论如何,这项研究就像在黑暗中点亮了一盏灯,为未来牙髓和根尖周疾病的治疗带来了新的希望,让我们离彻底战胜这些 “细菌小怪兽” 又近了一步。

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