Name: oral biofilm formation on different materials for dental implants
Uploaded: 2018-06-24T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Oral Biofilm Formation on Different Materials for Dental Implants at JoVE.com

Авторы благодарят Хосе Аугусто Maulin микроскопии многопользовательской лаборатории (школа медицины Рибейран-Прету) за его щедрую помощь с ЭЦП и SEM анализов и Hermano Тейшейра Мачадо за его щедрую техническую помощь в издании видео.

Это исследование был одобрен Советом по рассмотрению институциональных Школа стоматологии в Рибейран-Прету, и добровольцев участник подписал письменное согласие (процесс 2011.1.371.583).
1. биопленки в Situ
<ol><li>
Отбор участников
	<ol>
<li>Выберите пациентов, основанн?...

Протокол, описанный в настоящем исследовании была разработана для оценки биопленки на титана и циркония материалы для протезирования опор, включая анализ жизнеспособности бактериальных клеток и морфологические характеристики. Для того, чтобы достичь этого, был разработан в situ м?...

Бактериальные биопленки являются сложными, функционально и структурно организованы микробных сообществ, характеризуется разнообразием видов микроорганизмов, которые синтезировать внеклеточные, биологически активных полимеров матрица1,2. Бактериальной адгезии биотические или абиотические поверхностей предшествует формирование приобретенных пленкой, главным образом состоящая из слюнных гликопротеинов1,3,4. Слабая физико-химических взаимодействий между микроорганизмы и пленка изначально создаются и следуют сильнее взаимодействий между бактериальной адгезины и рецепторы гликопротеина приобретенных пленки. Микробного разнообразия постепенно увеличивает через coaggregation вторичного колонизаторами на рецепторы уже вложенных бактерий, образуя многовидовыми сообщества1,3,4, 5.
Гомеостаза устные микробиоту и симбиотические отношения с принимающей имеет важное значение в поддержании гигиены полости рта. Дисбактериоз в устной биоплёнки может увеличить риск развития кариеса и заболеваний пародонта2,5. Клинические исследования демонстрируют причинно следственные взаимосвязи между накоплением биопленки на зубы и имплантаты и развитие гингивита или Пери имплантат мукозита6,7. Прогрессирования воспалительного процесса приводит к периимплантита и последующей утрате имплантата8.
Зубные имплантаты и их компоненты протеза, склонны к бактериальной колонизации и биопленки формирования9. Использование материалов с химическим составом и топографии поверхности, что обеспечивает низкий адгезию микробов может уменьшить распространенность и прогрессирования заболевания Пери имплантат9,10. Титан является наиболее распространенным материалом для изготовления протезов абатментов для имплантатов; Однако керамические материалы были недавно введены и набирают популярность как альтернатива титана благодаря их эстетическим свойствам и биосовместимость11,12. Также важно, керамические материалы были связаны с якобы снижение потенциалом присоединиться к микроорганизмам, главным образом благодаря их шероховатости поверхности, смачиваемости и поверхности свободной энергии10,13.
В vitro исследования способствовали значительные успехи в понимании микробной адгезии для протезирования Абатмент поверхности9,14,,1516,17. Однако динамической среды полости рта, характеризуются различной температуры и рН и наличия питательных веществ, а также присутствие сил сдвига, не воспроизводится в пробирке экспериментально протоколы18, 19. Для преодоления этой проблемы, альтернативой является использование в situ моделей биопленки, который выгодно сохраняет свою трехмерную структуру для ex vivo анализа10,20, 21 , 22 , 23 , 24.
Анализ сложной структуры биопленки, сформированные на устные субстратов требует использования методов микроскопии, способного отображать оптически плотного вопрос25. Multiphoton лазерная сканирующая микроскопия является современным вариантом для биопленки структурный анализ26. Он характеризуется использованием нелинейной оптики с источником освещения рядом инфракрасные волны, пульсирующий до фемтосекунд27. Этот метод показан для захвата изображений аутофлюоресценция материалов или материалов, отмечен флуорофоров, помимо изображений, генерируемых нелинейных оптических сигналов, полученных от явления, известного как второе поколение гармонических. Среди преимуществ multiphoton микроскопии является глубина большие изображения, полученные с минимальным клеток, причиненный интенсивность света возбуждения27.
Для анализа жизнеспособности биопленки на абиотические поверхностей multiphoton микроскопии использование флуоресцентных нуклеиновой кислоты красители с различные спектральные характеристики и мощность проникновения в бактериальных клетках требуется28. Флуорофоров SYTO9 (зеленый люминесцентные) и пропидий йодидом (красный люминесцентные) может использоваться для визуального разграничения между живые и Мертвые бактерии28,29,30. Пропидий йодидом проникает только бактерии с поврежденной мембраны, в то время как SYTO9 входит бактериальной клетки с нетронутыми и нарушенной мембраны. Когда оба красители присутствуют внутри клетки, пропидий йодидом имеет большее сродство нуклеиновых кислот и вытесняет SYTO9, пометив его красный28,30.
С учетом устных среды сложности и устных биопленки неоднородность, микроскопия, необходимой техники, которая может позволить биопленки анализ поверхностей зубов и стоматологические материалы. Эта статья описывает последовательность протоколов, для сравнения устные биопленки на титана и керамических материалов для опоры протезов, а также методы, участвующих в устной биоплёнки анализы на морфологических и клеточном уровнях.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:937px;" width="937">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Hydrogum 5</td>
			<td style="width:135px;">Zhermack Dental</td>
			<td style="width:123px;">C302070</td>
			<td style="width:341px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Durone IV</td>
			<td style="width:135px;">Dentsply</td>
			<td style="width:123px;">17130500002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NiCr wire&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Morelli</td>
			<td style="width:123px;">55.01.070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">JET auto polymerizing acrylic</td>
			<td style="width:135px;">Cl&#225;ssico</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dental wax&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Cl&#225;ssico</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Pressure pot&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Essencedental</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Sandpapers 600 grit</td>
			<td style="width:135px;">NORTON</td>
			<td style="width:123px;">T216</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Sandpapers 1200 grit</td>
			<td style="width:135px;">NORTON</td>
			<td style="width:123px;">T401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Sandpapers 2000 grit</td>
			<td style="width:135px;">NORTON</td>
			<td style="width:123px;">T402</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Metallographic Polishing Machine</td>
			<td style="width:135px;">Arotec</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Isopropyl alcohol</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">W292907</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Hot melt adhesive</td>
			<td style="width:135px;">TECSIL</td>
			<td style="width:123px;">PAH M20017</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Filmtracer LIVE/DEAD Biofilm Viability Kit</td>
			<td style="width:135px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:123px;">L10316</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Pipette Tips, 10 &#181;L</td>
			<td style="width:135px;">KASVI</td>
			<td style="width:123px;">K8-10&#160;&#160;</td>
			<td style="width:341px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Pipette Tips, 1,000 &#181;L</td>
			<td style="width:135px;">KASVI</td>
			<td style="width:123px;">K8-1000B&#160;&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24-well plate&#160;</td>
			<td style="width:135px;">KASVI</td>
			<td>K12-024</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Glass Bottom Dish</td>
			<td style="width:135px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:123px;">150680</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">AxioObserver inverted microscope&#160;</td>
			<td style="width:135px;">ZEISS</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Chameleon vision ii laser</td>
			<td style="width:135px;">Coherent</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Objective EC Plan-Neofluar 40x/1.30 Oil DIC</td>
			<td style="width:135px;">ZEISS</td>
			<td>440452-9903-000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">SDD sensors - X-Max 20mm&#178;</td>
			<td style="width:135px;">Oxford Instruments</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Glutaraldehyde solution</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">G5882</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Sodium cacodylate Buffer&#160;</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">97068&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Osmium tetroxide</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">201030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:339px;">Na2HPO4</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">S9638</td>
			<td rowspan="4">Used for preparation of phosphate buffered saline</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:339px;">KH2PO4</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">P9791&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">NaCl</td>
			<td style="width:135px;">MERK</td>
			<td style="width:123px;">1.06404</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Kcl</td>
			<td style="width:135px;">SIGMA-ALDRICH</td>
			<td style="width:123px;">P9333&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">Ethanol absolute for analysis EMSURE</td>
			<td style="width:135px;">MERK</td>
			<td style="width:123px;">1.00983</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">CPD 030 Critical Point Dryer</td>
			<td style="width:135px;">BAL-TEC</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">JSM-6610 Series Scanning Electron Microscope</td>
			<td style="width:135px;">JEOL</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:339px;">SCD 050 Sputter Coater</td>
			<td style="width:135px;">BAL-TEC</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

oral biofilm formation on different materials for dental implants

Зубные имплантаты и их компоненты протеза, склонны к бактериальной колонизации и биопленки. Использование материалов, что обеспечивает низкий адгезию микробов может уменьшить распространенность и прогрессирование заболеваний Пери имплантат. С учетом устных среды сложности и устных биопленки неоднородность, микроскопия, необходимой техники, которая может позволить биопленки анализ поверхностей зубов и стоматологические материалы. Эта статья описывает последовательность протоколов, для сравнения устные биопленки на титана и керамических материалов для опоры протезов, а также методы, участвующих в устной биоплёнки анализы на морфологических и клеточном уровнях. В situ модель для оценки устного биопленки на титана и циркония материалы для протеза опор, как описано в настоящем исследовании обеспечивает удовлетворительный сохранение 48 h биопленки, продемонстрировав тем самым методологических адекватности. Multiphoton микроскопии позволяет анализ зональный представитель биопленки, сформированные на тестовые материалы. Кроме того использование флуорофоров и обработки изображений, с помощью multiphoton микроскопии позволяет анализ бактериальной жизнеспособности в очень гетерогенной популяции микроорганизмов. Подготовка электронной микроскопии биологических образцов способствует структурной сохранению биопленки, изображения с хорошим разрешением и никаких артефактов.

В этом исследовании колонизации плотность биопленки после 48 ч в situ роста была представлена доля области колонизированным на дисках титана и циркония по отношению к отсканированные площадь образца с помощью multiphoton микроскопии ( 26,64 мм2). Рисунок 2</s...

Watch this Scientific Journal Video about Oral Biofilm Formation on Different Materials for Dental Implants at JoVE.com

Oral Biofilm Formation on Different Materials for Dental Implants

Устные биопленки на различных материалах для стоматологических имплантатов

Здесь мы представляем протокол для оценки устного биопленки на титана и циркония материалы для абатментов протезирование, включая анализ жизнеспособности клеток бактерий и морфологические характеристики. Модель на месте , связанная с мощными микроскопии методов используется для анализа устного биопленки.

Dental implants and their prosthetic components are prone to bacterial colonization and biofilm formation. The use of materials that provides low ...

Oral biofilm formation on different materials for dental implants. Bacterial biofilms are complex, functionally and structurally organized microbial communities, characterized by a diversity of microbial species that synthesize extracellular, biologically-active polymer matrix. Dental implants and their prosthetic components are prone to bacterial colonization and biofilm formation.The use of materials with chemical composition and surface topography that provides low microbial adhesion may reduce the prevalence and progression of peri-implant diseases. In view of the overall environment complexity and oral biofilm heterogeneity, microscopic techniques that can enable the structural analysis of biofilm from teeth and dental material surfaces are needed. This article describes a series of protocols implemented for comparing oral biofilm formation on different materials for dental implants.The steps involved in the usage of biofilm formation in this study were as follows:Record the maxillary arch by means of an alginate impression. Pour the alginate impression with Type IV stone to fabricate a model of maxillary arch. Fabricate retentive clips of micro chrome wire and locate them on the model.Manipulate the self-curing acrylic resin according to the manufacturer's instructions and press the acrylic resin between two glass plates during the plastic phase to make a sheet three millimeters thick. Lay the acrylic sheet onto the palatal region of the model, according to the device's design, and trim off the surplus acrylic resin before polymerization. Fabricate wax discs using a matrix with 10 millimeters diameter and two millimeters thick.Embed four wax discs into the acrylic resin, two of them between the premolars and the other two next to the second molars. Let the acrylic resin polymerize in a pressure pot under 20 pounds of compressed air for 20 minutes. Finish the intra-oral device using an electric handpiece and milling and polishing points.Polish the specimen's surfaces with water-cooled sandpapers of decreasing abrasiveness. Clean the specimens with liquid detergent and tap water and isopropyl alcohol ultrasonic bath for 15 minutes. Then, dry with absorbent paper towels.Fix the specimens in the intra-oral device with non-toxic hot-melt adhesive. Install the device containing the specimens in the oral cavity. The intra-oral device containing the specimens should be worn for 48 hours.Prepare a dying solution by adding three microliters of SYTO 9 and three microliters of propidium iodide to one milliliter of sterile distilled water. Transfer the specimens to a 24-well plate and wash thoroughly with PBS to remove non-adherent cells. Add the appropriate volume of fluorescent dye solution to cover the biofilm-containing specimen.Add the dye very carefully so as not to disorganize the biofilm. Incubate the specimen for 20 to 30 minutes at room temperature protected from light. Gently wash the biofilm sample with a sterile distilled water to remove excess dye.Place the specimen in a glass-bottom dish for biofilm analysis, using multi-photon laser scanning microscopy. The size of the images obtained was 5.16 x 5.16 mm which corresponds to 26.64 square millimeters of the total area of each specimen or 33.94%of the total area. Images were analyzed using Fiji software.Each cell was selected using selection tool and intensity of fluorescence was measured through the integrated density of pixels, subtracting the image background. Select three specimens of each test material and assess the chemical composition in two different areas of each specimen, using a scanning electron microscope coupled to a dispersive energy spectrometer. Fix the biofilm by immersing the specimens in 2.5%of glutaraldehyde diluted in 0.1 M sodium cacodylate buffer for 24 hours.Wash in PBS buffer. Post-fixate with 1%osmium tetroxide for one hour. Wash in PBS buffer.Dehydrate the biofilm samples carefully, keeping them immersed in increasing concentrations of ethanol solutions. Transfer the specimens to the critical point dryer and make several substitutions with carbon dioxide until the specimens are dried. Remove the dried specimens from the apparatus and mount them onto the scanning electron microscope holders.Disperse a coating of 20 nanometers of gold layer onto the specimen surfaces for 120 seconds. The colonization density of the biofilm after 48 hours of in situ growth was represented in this study by the proportion of the colonized area to the titanium and Zirconia discs in relation to the total scanned area of the specimen using multi-photon microscopy. The figure shows bacteria adhered to the surfaces of the test materials.A higher density of biofilm was observed on the surfaces of cast and machined titanium discs than in zirconia discs. This figure shows live and dead bacteria adhered to the surface of the specimens. In this protocol, the nucleic-acid-dyed propidium iodide penetrates only into bacteria with damaged membrane and therefore, emits a red fluorescent signal that is related to dead cells.SYTO 9 penetrates the bacterial cells with intact or compromised membrane and emits green fluorescent signal from live microorganisms. Cellular bacterial viability was similar between the test materials with predominance of live microorganisms in all groups. Cracks, grooves, or abrasion defects produced during the process of polishing and/or machining were present on the surface of the different materials analyzed.In the Zirconia discs, large areas were observed with absence of microorganisms and presence of small polymorphic microbial aggregates consisting mainly of cocci and bacilli and filamentous bacteria. The presence of cocci and bacilli was scattered on the surfaces of machined titanium discs. Cast titanium specimens presented colonies of microorganisms involved in a matrix with biofilm-like appearance on the surface.Less matrix material was observed on the surface of the zirconia discs, compared to the machined titanium and cast titanium discs. The EDS analysis revealed in the zirconia discs 70.83%of Zirconia. In the cast titanium discs, 95.16 of titanium and in the machined titanium discs, 89.86%of titanium.The protocol described in this study provided satisfactory preservation of the 48 hours biofilm, demonstrating therefore, methodological adequacy. The use of fluoro source and the processing of the images using multi-photon microscopy allowed the analysis of the bacterial integrity in a very heterogeneous population of microorganisms from a representative area of this specimen with minimal cellular damage. The preparation of biological specimens for electron microscopy promoted the structural preservation of the biofilm, which resulted in image with good resolution and no artifacts.This allowed the visualization and morphological characterization of adhered microorganisms.

Research

JoVE Journal

Medicine

Oral Biofilm Analysis of Palatal Expanders by Fluorescence In-Situ Hybridization and Confocal Laser Scanning Microscopy

Устные Анализ биопленки небных расширителей по флуоресценции in-situ гибридизация и конфокальной лазерной сканирующей микроскопии

Confocal laser scanning microscopy (CLSM) of natural heterogeneous biofilm is today facilitated by a comprehensive range of staining techniques, one of ...

Isolation, Characterization and Comparative Differentiation of Human Dental Pulp Stem Cells Derived from Permanent Teeth by Using Two Different Methods

Выделение, характеристика и сравнительный Дифференциация по правам зубных стволовых клеток, полученных из целлюлозы постоянных зубов с помощью двух различных методов

Developing wisdom teeth are easy-accessible source of stem cells during the adulthood which could be obtained by routine orthodontic treatments. Human ...

Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children

Устные биопленки выборки для анализа микрофлора в здоровых детей

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition ...

Micro-dissection of Enamel Organ from Mandibular Incisor of Rats Exposed to Environmental Toxicants

Микро рассечение эмаль органа от нижней челюсти резцы крыс воздействию экологических токсикантов

Enamel defects resulting from environmental conditions and ways of life are public health concerns because of their high prevalence. These defects result ...

Oral Health Assessment by Lay Personnel for Older Adults

Оценка здоровья полости рта lay персоналом для пожилых людей

Oral health is an often-undervalued contributor to overall health. The literature, however, underscores the myriad of systemic diseases influenced by oral ...

3D Planning and Printing of Patient Specific Implants for Reconstruction of Bony Defects

3D планирование и печать конкретных имплантатов пациента для восстановления дефектов Бони

We are in the midst of the 3D era in most aspects of life, and especially in medicine. The surgical discipline is one of the major players in the medical ...

Development and Evaluation of 3D-Printed Cardiovascular Phantoms for Interventional Planning and Training

Разработка и оценка 3D-печатных сердечно-сосудистых фантомов для интервенционного планирования и обучения

Catheter-based interventions are standard treatment options for cardiovascular pathologies. Therefore, patient-specific models could help training ...

3D Imaging of PDL Collagen Fibers during Orthodontic Tooth Movement in Mandibular Murine Model

3D-визуализация коллагеновых волокон PDL во время ортодонтического движения зубов в модели нижнечелюстной мыши

Orthodontic tooth movement is a complex biological process of altered soft and hard tissue remodeling as a result of external forces. In order to ...

Real-Time Dynamic Navigation System for the Precise Quad-Zygomatic Implant Placement in a Patient with a Severely Atrophic Maxilla

Динамическая навигационная система в режиме реального времени для точной установки четырехсугматического имплантата у пациента с сильно атрофической верхней челюстью

Zygomatic implants (ZIs) are an ideal way to address cases of a severely atrophic edentulous maxilla and maxilla defects because they replace extensive ...

A Standardized Approach to Extra-Oral and Intra-Oral Digital Photography

Стандартизированный подход к внеротовой и внутриротовой цифровой фотографии

Contemporary dentistry mandates a more comprehensive and personalized analysis of each patient. Technological advances in digital photography have played ...