(The)effect of photodynamic therapy with erythrosine on cariogenic biofilm

국문 초록 (Abstract)

1. 목적
본 연구의 목적은 치태 착색제인 에리스로신을 광감각제로 사용하고 치과에서 흔히 사용되는 세 가지의 광원을 이용하여 우식원성 바이오필름에 대한 광역동 치료의 효과를 평가하기 위함이다.

2. 대상 및 방법
광감각제로 TRACE® (Young dental manufacturer, USA)를 사용하였으며 다음과 같은 세 개의 광원을 사용하였다: Halogen (EliparTM2500, 3M, USA), LED (Valo®, Ultradent, USA), Plasma xenon arc (BC300®, BnB System, South Korea).
10명의 건강한 공여자의 타액을 혼합하여 phosphate buffered saline과 1:1 비율로 희석하여 10분 동안 원심분리(4000 x g)를 시행하였다. 상청액을 polystyrene 12-well plate에 400 ㎕씩 분주하여 건조시킨 후 자외선 멸균기로 멸균하는 과정을 반복하여 우식원성 바이오필름 형성 준비를 하였다. 위의 타액을 1% sucrose와 1% mannose가 첨가된 Brain-heart infusion broth (BHI)와 1:4 비율로 희석하여 10분 동안 원심분리(1800 x g)를 시행한 후 Streptococcus mutans (1x105CFU/㎖)를 첨가하였다. 상청액을 saliva-coating된 12-well plate에 1 ㎖씩 분주하여 혐기성 조건에서 48시간 배양시켜 우식원성 바이오필름을 형성하였다. 실험군과 대조군을 다음과 같이 분류하였으며 광조사 시간은 10, 20, 30, 60초로 시행하였다.

1. E-L-(대조군) : 광감각제 및 광조사를 시행하지 않은 군
2. E+L- : 광감각제 처리만 시행한 군
3. E-L+ : 광조사만 시행한 군
4. E+L+ : 광감각제 처리 후 광조사를 시행한 군

이후 BHI agar plate와 Mitis-Salivarius Bacitracin agar plate에 도말하여 37°C에서 48시간 동안 배양 후 colony-forming unit 값을 측정하여 whole bacteria와 S. mutans 수를 측정하였다.

3. 결 론
본 연구에서는 광감각제 처리 후 광조사를 시행한 군에서는 모든 광원에서 whole bacteria 및 S. mutans의 유의한 감소가 나타났다 (P < 0.05). 각 광조사 시간당 세 개의 광원간에는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다 (P > 0.05). 또한 광조사만 시행한 경우에는 광조사 시간이 길어질수록 whole bacteria의 유의한 감소를 보였으나, S. mutans의 유의한 차이는 없었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The purpose of this study was to evaluate the effect of photodynamic therapy (PDT) on cariogenic biofilm, using erythrosine as the photosensitizing agent and three different curing lights commonly used in dental clinics. Also, the antibacterial effect of PDT in relations to irradiation time was evaluated.
Cariogenic biofilms were grown in saliva-coated 12-well polystyrene plates using pooled saliva diluted with Brain-heart infusion (BHI) broth, supplemented with 1% sucrose and 1% mannose, at a ratio of 1 to 4 and spiked with Streptococcus mutans (1 x 105CFU/㎖). The biofilms were exposed to the following treatment conditions:

1. E-L-(control): Biofilms neither exposed to erythrosine nor light
2. E+L-: Biofilms exposed only to erythrosine
3. E-L+: Biofilms exposed only to light
4. E+L+: Biofilms exposed to both erythrosine and light

The biofilms were stained with erythrosine (TRACE®, Young dental manufacturer, USA) and irradiated with Halogen (EliparTM2500, 3M, USA), LED (Valo®, Ultradent, USA), or Plasma xenon arc (BC300®, BnB System, South Korea) for 10, 20, 30 and 60 seconds. Aliquots of treated biofilms were plated onto BHI agar and Mitis-salivarius bacitracin agar plates for enumeration of colony forming units of viable whole bacteria and S. mutans, respectively.
The results showed that biofilms exposed to both erythrosine and light had a significant reduction of both whole bacteria and S. mutans (P < 0.05) in all of the curing lights. There was no statistical difference among the lights (P > 0.05) at each irradiation time periods. Irradiation alone also showed a significant reduction of whole bacteria with increasing time; however, irradiation alone had negligible effect on the viability of S. mutans. In conclusion, photodynamic therapy using erythrosine and dental curing lights illustrate a potential for prevention of bacterial growth within cariogenic biofilms.

목차 (Table of Contents)

• I. INTRODUCTION
• II. MATERIALS AND METHODS
• III. RESULTS
• IV. DISCUSSION
• V. CONCLUSION
• REFERENCES
• KOREAN ABSTRACT