연구목적 이번 연구의 목적은 실험실에서 정적 방법(well plate)와 동적 방법(CDC biofilm reactor)으로 재현된 periodontal biofilm의 특성을 비교하여 실험의 목적에 맞는 방법을 제시하는 것이다.
연구방법 바이오필름을 형성하기 위해 직경 12.7 mm, 두께 3 mm의 수산화인회석 디스크를 사용하였다. 자극성 타액을 이용하여 획득피막 형성 후 정적 방법은 디스크를 12-well plate에 넣어 바이오필름을 형성하였고 동적 방법은 디스크를 CDC biofilm reactor에 넣어 72시간동안 바이오필름을 형성하였다. Fusobacterium nucleatum과 Porphyromonas gingivalis를 사용하여 단일 균종 바이오필름과 복합 균종 바이오필름에서 부착 세균수, 세균 조성 비율, 클로르헥시딘에 의한 세균 감소를 측정하였다. 주사전자현미경과 공초점 주사레이저현미경을 이용하여 각각 바이오필름의 부착양상을 관찰하였다.
결과 동적 방법으로 형성한 바이오필름이 정적 방법으로 형성한 바이오필름에 비하여 더 적은 부착 세균수를 나타냈으며 주사전자현미경 관찰결과에서도 동적인 방법으로 형성한 바이오필름이 덜 치밀한 경향을 보였다. 혼합 균종 바이오필름에서 세균 조성은 동적 방법으로 형성한 바이오필름이 P. gingivalis의 비율이 높지만 통계적으로는 유의한 차이를 나타내지 않았다. 또한 공초점 주사레이저현미경으로 관찰하였을 때 바이오필름의 두께와 클로르헥시딘에 의한 세균 수 감소에서 두 바이오필름 형성 방법은 유의한 차이를 나타내지 않았다.
결론 치주 병원균인 F. nucleatum과 P. gingivalis의 바이오필름을 재현하기 하여 CDC biofilm reactor를 사용한 동적 방법은 기존의 well plate를 이용한 정적 방법에 비하여 세균 수가 적고 바이오필름 내의 세균이 덜 치밀하게 배열되어있는 것처럼 보이나 클로르헥시딘의 효과나 바이오필름의 두께에는 유의한 영향이 없었다. 따라서 두 배양방법은 모두 구강 바이오필름을 재현하는데 유용하다.
Purpose The purpose of this study was to compare the characteristics of in vitro oral biofilms made by static and dynamic methods in single- and dual-species.
Materials and methods Hydroxyapatite (HA) disks, 12.7 mm diameter and 3 mm thickness, were coated with processed saliva for 4 h. The disks were divided into the static method group and the dynamic method group. The disks of the static method group were cultured in 12-well plates and the disks of the dynamic method group were cultured in the CDC biofilm reactor for 72 h. In single and dual species biofilms, Fusobacterium nucleatum and Porphyromonas gingivalis were used and the amount of adhering bacteria, proportions of species and bacterial reduction of chlorhexidine were examined. Bacterial adhesion was examined with a scanning electron microscope (SEM) and confocal laser scanning microscope (CLSM).
Results Compared with the biofilms in the static method, the biofilms in the dynamic method had significantly lower amounts of adhering and looser bacterial accumulation in SEM and CLSM images. The proportion of P. gingivalis was higher in the dynamic method group compared with the static method group, however, the difference was not statistically significant. Furthermore, the biofilm thickness and bacterial reduction by chlorhexidine showed no significant differences between the two methods.
Conclusions To reproduce periodontal biofilms composed of F. nucleatum and P. gingivalis, the dynamic method (CDC biofilm reactor) formed looser biofilms containing fewer bacteria compared with the well plate. However, this difference did not influence the thickness of the biofilms or the activity of chlorhexidine. Therefore, both methods are useful to mimic periodontal biofilms.