Проблемы антисептической обработки тканей полости рта
Известно, что многие заболевания как твердых тканей зубов, так и мягких тканей полости рта вызываются и/или поддерживаются постоянно присутствующей во рту микрофлорой. Продолжаются поиски антисептика, эффективного против основных патогенных штаммов микроорганизмов, не влияющего на герметизм пломбировочных материалов [1] и не оказывающего цитотоксического действия на собственные ткани человека. Традиционно применяемые в стоматологии антисептики не всегда удовлетворяют этим требованиям. Так, гипохлорит натрия растворяет инфицированные витальные и некротизированные ткани, демонстрирует антимикробную активность в концентрациях 0,5—6%, но цитотоксичен и нейротоксичен при попадании за верхушку корня зуба [2, 3], а его способность растворять ткани и биопленку зависит от концентрации [3, 4]. Хлоргексидин имеет широкий спектр действия, менее цитотоксичен, однако данные о его влиянии на краевое прилегание композитных пломбировочных материалов и способствовании микропротечкам неоднородны [1, 5]. Кроме того, раствор хлоргексидина не способен разрушать биопленку [4, 6]. Растворы этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), широко используемые для удаления минеральной составляющей смазанного слоя, обладают низкой антимикробной активностью [4]. Обнаружено, что микроорганизмы в биопленке в 1000 раз более устойчивы, чем в суспензии, к антимикробным агентам и защитным механизмам организма-хозяина [7—9]. Появление полирезистентных к антисептикам микроорганизмов свидетельствует об актуальности поиска новых методов дезинфекции [10, 11].
Механизм действия и преимущества фотоактивируемой дезинфекции
Известно, что микроорганизмы не развивают устойчивость к активным формам кислорода [10]. Фотоактивируемая дезинфекция (ФАД) является методом, основанным на работе особых веществ — фотосенсибилизаторов (ФС), которые прикрепляются к поверхности бактерий, получают световую энергию (свет с определенной длиной волны) и высвобождают активные формы кислорода, в том числе синглетный кислород, что приводит к разрушению бактериальной стенки и ДНК без повреждения клеток макроорганизма [10, 12—15]. При активации ФС могут повреждать митохондрии, лизосомальный аппарат или комплекс Гольджи, разрушают внеклеточные полисахариды — матрицу биопленки [10, 16, 17]. Этот механизм активен также в отношении вирусов, грибов и простейших [6, 10, 18]. Кроме того, ФАД эффективна против бактерий с множественной устойчивостью к лекарственным препаратам. Повторная обработка ФС не приводит к появлению резистентных микроорганизмов и не меняет их чувствительность к антибиотикам [8, 19]. Активные формы кислорода высвобождаются быстрее в присутствии собственного кислорода тканей, однако этот процесс возможен и в зонах с нарушенным кровоснабжением [20].
В качестве ФС возможно применение таких препаратов, как толуидиновый синий, метиленовый синий, куркумин, индоцианин, радахлорин, гематопорфирин (фотофрин), рибофлавин, фотодитазин и др. [14, 15, 21]. Наиболее часто используемые ФС — метиленовый синий и толуидиновый синий [3, 22]. Для активации ФС чаще всего применяется диодная (LED) лампа, а также гелий-неоновый и неодимовый лазер, свет галогеновых ламп [20].
Исследования указывают, что эффективность ФАД в элиминации бактерий может достигать 99,9% и зависит от длины волны, длительности облучения, фокусировки света и типа свечения (пульсирующее или постоянное), а также от стадии роста бактериальных клеток или их плотности в биопленке [20, 23, 24], тем более что в глубоких слоях зрелых биопленок доступ кислорода ухудшен [23], а концентрация нерастворимых полисахаридов выше [9, 22]. Кроме того, мультивидовые биопленки более устойчивы к ФАД, возможно, вследствие их большой толщины и сложной организации [20]. Поэтому для успеха ФАД необходимо учитывать время преиррадиации (экспозиции ФС перед облучением), необходимое для проникновения ФС в биопленку [22].
Применение фотоактивируемой дезинфекции в лечении заболеваний полости рта
Эффективность ФАД в уничтожении как одиночных колоний микроорганизмов, так и биопленки, формирующейся на поверхности корня или имплантата, продемонстрировала новые возможности в санации пародонтального комплекса [21, 25]. Например, применение ФАД привело к значительному уменьшению глубины пародонтальных карманов и потери прикрепления через 3 мес после однократной обработки в сравнении с контрольной группой, что позволяет рекомендовать ФАД пациентам с медленным заживлением пародонтального комплекса [26]. В другом исследовании дополнительное применение ФАД у одних и тех же пациентов в различных квадрантах полости рта спустя 3 мес от начала лечения также приводило к более выраженному клиническому улучшению таких показателей, как кровоточивость при зондировании, глубина пародонтальных карманов, степень рецессии десны [10]. Наилучшие клинические результаты показало сочетанное применение ФАД и традиционной SRP-терапии [10]. Следует отметить, что степень цитотоксичности ФС толуидинового синего в отношении фибробластов периодонта была значительно ниже, чем у 2% раствора хлоргексидина, и сопоставима с таковой у 17% раствора ЭДТА [18]. Дополнительное применение ФАД при периимплантитах привело к уменьшению глубины зондируемых карманов и кровоточивости при зондировании в сравнении с теми имплантатами, в которых проводилась только механическая обработка поверхности [27]. Отмечена эффективность ФАД (ФС — толуидиновый синий) против штаммов Porphyromonas gingivalis, Prevotella intermedia и Actinobacillus actinomycetemcomitans, хотя и не всегда была достигнута полная элиминация бактерий [10, 28]. Применение ФАД в лечении пациентов с различными заболеваниями слизистой оболочки рта приводило к ускорению процессов регенерации и сокращению сроков лечения в 1,5—2 раза у 84% наблюдаемых [29].
Что касается эндодонтического лечения, в настоящее время ФАД не может заменить традиционную хемомеханическую обработку корневых каналов, поскольку не удаляет поврежденные ткани так, как инструменты, и не обладает растворяющим органику действием, как гипохлорит натрия. Однако высокая эффективность ФАД как дополнительного метода дезинфекции пульпарной камеры неоднократно подтверждена исследованиями. Например, проводили хемомеханическую обработку одной группы зубов с 6% раствором гипохлорита натрия, во второй помимо гипохлорита дополнительно проводили ФАД с помощью ФС метиленового синего. Во второй группе 86,5% каналов (70% зубов) были полностью продезинфицированы в отличие от 49% каналов (50% зубов), обработанных только гипохлоритом натрия [30]. После применения ФАД статистически значимо снижалось количество всех видов микроорганизмов в отличие от контрольной группы. Анализ срезов дентинных трубочек выявил присутствие бактерий в 77,3% каналов, обработанных 6% раствором гипохлорита натрия, тогда как в каналах, обработанных 6% раствором гипохлорита и дополнительно ФАД, бактерии обнаруживались только в 51,7% каналов [30]. В другом исследовании эффект ФС метиленового синего был изучен на распространенных эндодонтических патогенах Actinomyces israelii, Fusobacterium nucleatum, P. gingivalis и P. intermedia. После применения ФАД (in vitro) количество микробных колоний снизилось на 80%, в результате чего авторы рекомендовали применять ФАД в сочетании с традиционной эндодонтической обработкой [10]. ФС толуидиновый синий показал даже более выраженное снижение количества колоний Enterococcus faecalis в инфицированных корневых каналах по сравнению с пастой на основе гидроксида кальция [31]. В целом гибель микроорганизмов после применения ФАД происходит на глубину дентина корня до 890—900 мкм, согласно данным электронной микроскопии [2]. Однако полная элиминация бактерий не всегда возможна ввиду сложной анатомии пульпарной камеры [3, 9, 24, 30, 32], неполного проникновения ФС в дентинные трубочки и недостаточного присутствия кислорода в системе корневых каналов [30].
Возможности и преимущества применения фотоактивируемой дезинфекции для обработки кариозных полостей
Ни один из методов лечения кариеса не приводит к элиминации всех бактерий из кариозной полости, даже после препарирования под контролем кариес-детектора [1]. Современная тенденция к щадящему препарированию и удалению только инфицированного (infected) дентина при сохранении вовлеченного (affected), зараженного меньшим числом бактерий и способного к реминерализации еще более увеличивает требования к качественной дезинфекции кариозной полости во избежание рецидива кариеса и развития пульпита. Клинически не всегда просто различить границу между этими двумя слоями, а полное удаление всего кариозного дентина приводит к риску повреждения пульпы при глубоких кариозных поражениях и ослаблению структуры зуба [13, 33]. Бактерии, остающиеся в кариозной полости после некрэктомии, остаются жизнеспособными под реставрациями без антисептической обработки до 139 дней, могут вызывать рецидив кариеса и поражать ткани пульпы [1, 5, 33, 34]. Качественная дезинфекция твердых тканей имеет особое значение для пациентов с декомпенсированной формой кариеса, низким содержанием ионов кальция в твердых тканях и, как следствие, повышенной проницаемостью, в том числе для микроорганизмов [35]. Механическое удаление биопленки с применением антисептиков является наиболее часто применяемым методом, однако остается небольшое количество резистентных жизнеспособных бактерий, способных регенерировать колонию [12]. Кроме того, химические агенты могут проникать на 130 мкм в дентин, тогда как бактерии — более чем на 1100 мкм [1, 2, 33].
С учетом действенности и биосовместимости ФАД был выполнен ряд исследований по обработке кариозных полостей. У пациентов с глубоким кариесом на постоянных зубах ФАД привела к значительному снижению количества Streptococcus mutans, Lactobacillus spp. и в целом жизнеспособных бактерий в сравнении с редукцией в контрольных группах для тех же микроорганизмов соответственно [36]. Гибель S. mutans под воздействием ФАД с толуидиновым синим и фталоцианином была отмечена даже при нахождении бактерий в слоях деминерализованного дентина, причем выраженность эффекта не зависела от степени деминерализации [37]. В другом исследовании произошло статистически значимое снижение жизнеспособного количества S. mutans, Lactobacillus casei и Actinomyces viscosus как в свободном состоянии в суспензии (до 13%, 30% и 55% соответственно), так и внутри дентинных трубочек (до 19%, 13% и 52% соответственно) по сравнению с контрольной группой [7].
При обработке ФС метиленовым синим глубоких кариозных поражений временных моляров у детей редукция числа микробных колоний составила 69,9—86,3% и была статистически значимой для всех видов микроорганизмов (S. mutans, Streptococcus spp. и Lactobacillus), причем тип дентина также не влиял на снижение обсемененности [38]. В другом исследовании при лечении глубоких кариозных поражений временных моляров с частичным щадящим удалением кариозного дентина обработка кариозных полостей как хлоргексидином, так и ФАД (ФС — толуидиновый синий или метиленовый синий) показала эффективное снижение количества микроорганизмов (S. mutans, Streptococcus sobrinus, L. casei, Fusobacterium nucleatum, Atopobium rimae) во всех группах (кроме S. sobrinus), причем спустя 6 мес и 12 мес наблюдались отсутствие жалоб и сохранность реставраций [39]. Это подтверждается и другими исследованиями по селективному удалению кариозных тканей во временных молярах: редукция колоний S. mutans составила 76,4%, тогда как после некрэктомии в сочетании с ФАД (ФС — 0,005% метиленовый синий) — 92,6% [40]. В глубоких кариозных полостях на постоянных молярах ФАД (ФС — 0,01% метиленовый синий) также значительно снижала количество как отдельных кариесогенных штаммов (S. mutans, Lactobacillus spp.), так и в целом количество жизнеспособных бактерий [41]. Таким образом, ФАД может существенно снижать количество патогенной микрофлоры при минимально инвазивной терапии кариозных поражений как на временных, так и на постоянных зубах. При увеличении времени экспозиции ФС, мощности и длительности облучения антибактериальный эффект возрастает вплоть до полной элиминации бактерий из кариозной полости [14].
Следует отметить, что во время препарирования твердых тканей зуба образуется так называемый смазанный слой, состоящий из органических и неорганических компонентов. Данная структура содержит микроорганизмы и одновременно служит для них питательным субстратом, а проникновение в дентинные трубочки (на глубину до 50 мкм) ухудшает адгезию пломбировочного материала [42], поэтому способность удалять смазанный слой является важным требованием к современным дезинфектантам. Поскольку ранее было установлено, что обработка дентина корня с помощью 0,5% геля ФС фотодитазина в дополнение к 3% раствору гипохлорита натрия способствует удалению смазанного слоя и открытию дентинных канальцев на глубину до 2—3 мкм, данный эффект ФАД может считаться прогностически благоприятным и при препарировании кариозных полостей [42].
Проблемы, связанные с неполной дезинфекцией кариозной полости, могут усугубляться микропротечками по границе с пломбировочным материалом, поэтому важно, чтобы дезинфектант не нарушал адгезию пломбировочного материала [5]. При сравнении влияния различных дезинфектантов на силу связи дентина и пломбировочного материала (модифицированный композитом стеклоиономерный цемент Fuji II LC) установлено, что обработка 2% раствором хлоргексидина оказала наименьшее влияние на прочность сцепления, ФАД (ФС — 1% метиленовый синий) оказалась на втором месте. Наихудшее влияние на силу связи оказал 1% раствор гипохлорита натрия вследствие разрушения коллагеновых волокон [5]. Некоторое уменьшение силы сцепления после воздействия ФАД может быть связано с полимеризацией композиционной составляющей материала в присутствии ФС либо с изменением поверхности дентина после активации ФС лазером [5]. Однако в другом исследовании наибольшее количество пломб с дефектами краевого прилегания при динамическом наблюдении было отмечено в группе зубов, подвергавшихся антисептической обработке раствором хлоргексидина. Так, через 6 мес нарушение краевого прилегания было отмечено только в группе с применением раствора хлоргексидина. Через 18 мес в группе с 30-секундной активацией ФС, 60-секундной активацией ФС и в группе с обработкой раствором хлоргексидина количество пломб с сохранением краевого прилегания составило 92,1%, 95,0% и 87,5% соответственно, а развитие кариозного поражения по границе «пломба — зуб» было выявлено только в третьей группе. Через 24 мес количество пломб с сохранением краевого прилегания составило 89,5%, 92,5% и 80% соответственно [43]. Таким образом, значительное уменьшение количества бактерий в кариозной полости после применения ФАД может служить благоприятным прогностическим фактором для увеличения срока сохранения герметизма и службы реставраций [43].
Следует отметить, что ФАД демонстрирует высокую эффективность без повреждающего действия на мягкие ткани рта, в том числе пульпу зуба, что особенно ценно при глубоких кариозных поражениях [15]. При сочетанном применении ФС толуидина синего и LED-лампы снижение бактериальной обсемененности кариозной полости наблюдалось при облучении в течение 5 мин, 10 мин и 15 мин, при этом температура пульпы и периодонта поднималась не более чем на 2°C [44]. В другом исследовании обработка кариозного поражения с сохранением 0,5 мм и менее дентина над крышей полости зуба (ФС — фенотиазинхлорид) привела к подъему температуры в пульпе в среднем на 0,8°C, притом что безопасным для пульпы считается подъем температуры меньше чем на 3°C [45]. Кроме того, ФС может наноситься точечно на кариозное поражение [7] и использование его в области кариозной полости не влияет на нормальный микробный биоценоз других отделов полости рта.
ФАД также может применяться как альтернатива гидроксиду кальция [17, 46]. Устранение микробного воздействия на пульпу и улучшение капиллярного кровотока обеспечивают бóльшую активность ее пластической функции [8, 11, 35]. Было выявлено, что активные формы кислорода ускоряют способность пульпарных клеток к образованию остеопонтина и остеокальцина [47]. Применение ФС толония хлорида с активацией в течение 60 с при лечении глубокого кариеса постоянных моляров у детей 6—12 лет в периоде наблюдения до 12 мес показало 100% отсутствие жалоб, болей, неблагоприятных клинических и радиографических/рентгенологических изменений, как и в группе с применением лечебной прокладки Dycal перед реставрацией. Кроме того, не было статистически значимых различий по толщине новообразованного дентина между группами [34]. В другом исследовании успешный исход лечения глубокого окклюзионного кариеса в 60 постоянных молярах у людей 18—22 лет за 12 мес наблюдался как в группе с ФАД (ФС — толония хлорид), так и в группе с применением гидроксида кальция (Dycal) и в группе с сочетанием ФАД и гидроксида кальция. Увеличение плотности оставшегося дентина наблюдалось во всех группах с течением времени, то есть ФАД и гидроксид кальция имеют одинаковую дезинфицирующую эффективность. Увеличение плотности надпульпарного дентина наблюдалось в группе с гидроксидом кальция и в группе с сочетанием ФАД и гидроксида кальция уже к 45-му дню наблюдения. Наблюдение через 6 мес и 12 мес установило увеличение плотности уже во всех трех группах без статистически значимых различий между ними [17]. В другом исследовании лечение глубокого кариеса с применением ФАД и одонтотропного препарата Calcicur привело к снижению электровозбудимости пульпы в среднем с 10,8 мкА до 7 мкА при положительной динамике (отсутствии болей у пациентов). Применение же классической антисептической обработки 0,05% раствором хлоргексидина и одонтотропным препаратом Dycal привело к положительной динамике лишь у 70% пациентов [48].
Возможности фотоактивируемой дезинфекции в профилактике кариеса зубов
Известно, что образование зубного налета — первый этап на пути развития деминерализации эмали. Биопленка растет поверх стоматологических реставраций, кариозные поражения на реставрированных ранее зубах (вторичный кариес) встречаются с пугающей частотой. Удаление с поверхности зуба патогенных микроорганизмов (вместе с малоуглеводной диетой) становится ключевым действием для предотвращения и контролирования развития кариозного процесса, поскольку только реминерализующие процедуры недостаточно эффективны в борьбе с кариесом, особенно у лиц с высоким риском его развития [10, 49]. Антибиотики и антимикробные средства помимо кариесогенной уничтожают и другую микрофлору рта, что может привести к негативным последствиям в виде роста антибиотикорезистентной и грибковой микрофлоры [22, 49].
S. mutans, Lactobacillus, Actinomyces spp. и некоторые другие факультативные и анаэробные бактерии служат главными кариесогенными агентами [13, 49]. Проведение ФАД с препаратами толуидина синего и радахлорина дало статистически значимое снижение количества жизнеспособных штаммов S. mutans без статистически значимых различий между группами [13]. При сравнении активности фотосенситайзеров метиленового синего, малахитового зеленого, эозина, эритрозина, бенгальского розового и толуидина синего было выявлено, что только толуидин синий приводит к гибели 99,9% S. mutans [13]. Количество S. mutans статистически значимо снижалось в слюне 5—6-летних детей с ранним детским кариесом не только после сочетанного применения толуидинового синего и диодного лазера, но также и через 1 нед и 2 нед после второй процедуры ФАД [50].
Добавление ФАД к курсу реминерализующей терапии (покрытие фторсодержащим лаком) несформированных моляров у детей 6—8 лет привело к значительному улучшению показателей минерализации эмали согласно показаниям прибора DIAGNOdent pen 2190. В группе пациентов, которым проводилась только реминерализующая терапия, показатели минерализации эмали снизились с 28 до 25 единиц измерения, и в период динамического наблюдения кариес развился в 24% случаев [51]. При этом в группе сочетанного применения ФАД и реминерализующей терапии показатели снизились с 28 до 22 единиц измерения, а развитие кариеса за период наблюдения отмечено только у 11% детей. Таким образом, применение ФАД позволяет улучшить процессы минерализации твердых тканей постоянных зубов у детей [51].
Предлагается также использовать ФАД перед герметизацией фиссур для удаления микроорганизмов как дополнительный метод к традиционному удалению зубных отложений [7, 10]. У пациентов с высоким риском развития кариеса можно рекомендовать включение ФАД в комплекс профилактических мероприятий [13].
Заключение
В связи с развитием малоинвазивных лечебных и профилактических манипуляций в стоматологии применение фотоактивируемой дезинфекции является многообещающим [6, 10, 21, 35]. По сравнению с традиционной антимикробной терапией фотоактивируемая дезинфекция имеет такие преимущества, как уничтожение широкого спектра микроорганизмов, грибов и простейших, возможность неоднократных обработок при остром или хроническом инфекционном процессе, короткое время действия, низкий риск токсического и мутагенного эффекта [5, 12, 14, 20, 35, 52]. Отсутствие развития антимикробной резистентности делает полезной фотоактивируемую дезинфекцию в эндодонтии и пародонтологии [8, 10, 25], а возможность обработки поверхности зуба, фиссуры или кариозной полости при первичной и вторичной профилактике кариеса зубов расширяет спектр ее применения [10]. Ограничения фотоактивируемой дезинфекции и замедление внедрения данной методики в повседневную клиническую практику связаны в основном с неспособностью фотосенсибилизаторов проникать глубоко в ткани, отсутствием единообразных клинических рекомендаций по концентрации, преэкспозиции и активации фотосенсибилизаторов, относительной дороговизной метода и малой информированностью стоматологов о ее возможностях.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.