샌드블라스트와 산부식 처리한 티타늄 표면에 부착된 바이오 필름에서 메틸렌 블루와 다이오드 레이저를 이용한 광역학치료의 항균효과
The antimicrobial effect of photodynamic therapy using methylene blue and a diode laser on biofilms attached to the sandblasted and acid-etched surface of titanium
- 주제(키워드) Photodynamic therapy (PDT) , Diode laser , Methylene blue , Peri-implantitis
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 엄흥식
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 치의학과
- 세부전공 치주과학
- 원문페이지 26
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000006845
- 본문언어 한국어
초록/요약
The antimicrobial effect of photodynamic therapy using methylene blue and a diode laser on biofilms attached to the sandblasted and acid-etched surface of titanium Seong-Ho Kim D.D.S. Department of Periodontology, College of Dentistry, Gangneung-Wonju National University, Gangneung, Korea (Directed by Heung-Sik Um, D.D.S., M.S.D., Ph.D.) Purpose The aim of this study was to evaluate the antimicrobial effect of PDT on biofilms, associated with peri-implantitis, attached to the sandblasted and acid-etched (SA) surface of titanium. Materials and methods The bacterial strains used for the adhesion assay were Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Streptococcus sanguinis. The disks were subdivided into five groups, including control, Laser alone and three test groups for examining the effect of PDT on each surface. The disks were placed in methylene blue and then irradiated with diode laser with an emission spectrum ranging from 650 – 675 nm (160 mW). The disks of the control group were untreated. The disks in the Laser alone group were irradiated with a diode laser. The disks in the E0 group were placed into 1 ml of 100 μg/ml methylene blue for 60 s. The disks in the E60 group were placed into 1 ml of 100 μg/ml methylene blue and then irradiated with a diode laser for 60 s. The disks in the E120 group were placed into 1 ml of 100 μg/ml methylene blue and then irradiated with a diode laser for 120 s. After treatment, each disk was placed into a test tube and agitated with 1 ml of PBS and glass beads for 60 s. A solution with detached bacteria (1 ml) was spread directly on a blood agar plate using the spiral plate system. The survival rate of the bacteria was determined by counting the CFU after incubation. Scanning electron microscopy (SEM) was performed to visualize the bacteria cell wall. Confocal laser scanning microscopy (CLSM) was used to observe the distribution of live/dead microorganisms on the disk surface. Results In both bacterial strains, there were significant differences between the control and Laser alone groups and the E0, E60, and E120 groups. The E60 and E120 groups had a decreasing trend for the log CFU/ml, although there were no significant differences between the two groups. In the SEM images, the control, Laser alone, and E0 group showed intact bacterial cell walls. On the other hand, the bacterial cell walls were changed after PDT. In the CLSM images, the E60 and E120 groups had a high proportion of dead bacteria with red color and partially living bacteria. Conclusions Within the limitations of this study, we conclude the following: 1) the combination of methylene blue and a diode laser (Periowave®) was effective in reducing the viability of biofilms attached to the SA titanium surface in vitro and 2) irradiating with a diode laser for 120 s was not more effective in reducing A. actinomycetemcomitans and S. sanguinis.
more초록/요약
샌드블라스트와 산부식 처리한 티타늄 표면에 부착된 바이오 필름에서 메틸렌 블루와 다이오드 레이저를 이용한 광역학치료의 항균효과 김 성 호 강릉원주대학교 대학원 치의학과 치주과학 전공 (지도교수: 엄 흥 식) 연구 목적 이 연구의 목적은 샌드블라스트와 산부식 처리한 (SA) 티타늄 디스크에 부착된 Aggregatibacter actinomycetemcomitans 균과 Streptococcus sanguinis 균에 대한 광역학 치료의 효능을 평가하기 위함이었다. 연구 방법 A. actinomycetemcomitans 균과 S. sanguinis 균을 티타늄 디스크 표면에 부착시킨 후, 세균을 부착한 디스크에 광역학 치료를 시행하였다. 광원으로 다이오드 레이저 적색광 650 nm - 675 nm를 사용하였으며, 광감제는 100 μg/ml 메틸렌블루 (최대 흡광도 670 nm)를 적용하였다. 대조군은 아무런 처리를 하지 않았고, Laser alone 군은 광조사만 시행하였다. 실험군은 광조사 시간을 다르게 시행하였으며, E0 군은 메틸렌블루만 60초 시행하였고, E60 군은 메틸렌블루 적용 후 광조사 60초 시행하였고, E120 군은 메틸렌블루 적용 후 광조사 120초 시행하였다. 세균을 분리시키기 위해 글래스 비드와 1ml 인산염완충식염수가 포함된 시험관에 티타늄 디스크를 넣고 60초간 vortexing 시행하였다. 혈액 한천 배지에 접종하여 3일간 배양 후, log CFU/ml을 측정하였다. 또한, 세균의 생존율은 집락형성단위 (colony forming unit) 를 이용하여 계산하였다. 광역학 치료 후 디스크 표면의 세균 외벽의 변화를 관찰하기 위해 주사 전자 현미경을 촬영하였다. 추가적으로 균의 생존, 사멸을 비교해 보기 위해서 Live/dead Baclight Bacteria Viability KitTM 염색을 통한 공촛점 레이저 현미경 촬영을 시행하였다. 결과 두 세균은 모두 대조군보다 E60, E120 군에서 유의하게 감소하는 경향이 나타났지만, E60 군과 E120 군 사이에는 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 주사 전자 현미경 사진상 광역학 치료 후 디스크 표면에 부착된 세균 외벽에 변화가 발생한 것이 관찰되었다. 공촛점 레이저 현미경 사진 상에서 살아있는 세균과 죽은 세균이 혼재되어 있었다. A. actinomycetemcomitans, S. sanguinis 바이오필름에서 광조사 후 죽은 세균의 비율이 광조사 전에 비해 현저하게 높았으며, 조사 시간에 따른 세균 사멸 증가 양상이 관찰되었다. 결론 임플란트 주위염의 원인이 되는 A. actinomycetemcomitans, S. sanguinis 에 대한 광역학 치료 시 다이오드 레이저와 메틸렌블루의 사용은 티타늄 디스크 표면 부착 세균의 사멸에 유의한 결과를 보여주었다. 광원의 파장과 에너지, 광감제의 흡광도, 생체에 안전한 재료의 조합, 그리고 임플란트 주위염의 원인이 되는 여러가지 세균에 대한 광역학 치료 효과 등 추가적인 연구가 필요하다.
more목차
Index
Ⅰ. Introduction ...............................................................................................1
Ⅱ. Materials and methods ...............................................................................4
Ⅲ. Results .....................................................................................................9
Ⅳ. Discussion ...............................................................................................13
Ⅴ. Conclusions .............................................................................................16
Ⅵ. Acknowledgments .....................................................................................16
Ⅶ. References ...............................................................................................17
Abstract in Korean ..........................................................................................22
Abstract in English ..........................................................................................24
