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3种消毒剂对超声洁牙机单元水路的消毒效果研究

吕扬 李桂鼎 鲁少文 余滨兵 翟秋菊 彭艺

吕扬, 李桂鼎, 鲁少文, 余滨兵, 翟秋菊, 彭艺. 3种消毒剂对超声洁牙机单元水路的消毒效果研究[J]. 昆明医科大学学报, 2024, 45(9): 180-188. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240928
引用本文: 吕扬, 李桂鼎, 鲁少文, 余滨兵, 翟秋菊, 彭艺. 3种消毒剂对超声洁牙机单元水路的消毒效果研究[J]. 昆明医科大学学报, 2024, 45(9): 180-188. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240928
Yang LYU, Guiding LI, Shaowen LU, Binbing YU, Qiuju ZHAI, Yi PENG. Disinfecting Effect of Three Disinfectants on the Ultrasonic Scaling Unit Waterline[J]. Journal of Kunming Medical University, 2024, 45(9): 180-188. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240928
Citation: Yang LYU, Guiding LI, Shaowen LU, Binbing YU, Qiuju ZHAI, Yi PENG. Disinfecting Effect of Three Disinfectants on the Ultrasonic Scaling Unit Waterline[J]. Journal of Kunming Medical University, 2024, 45(9): 180-188. doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240928

3种消毒剂对超声洁牙机单元水路的消毒效果研究

doi: 10.12259/j.issn.2095-610X.S20240928
基金项目: 云南省科技厅-昆明医科大学应用基础研究联合专项基金资助项目(202401AY070001-365);云南省研究生优质课程建设项目《口腔颌面疾病防治》(云学位〔2022〕8号);昆明医科大学附属口腔医院护理科研基金资助项目(2021YNHL_6)
详细信息
    作者简介:

    吕扬(1993~),男,云南临沧人,硕士研究生,主治医师,主要从事口腔微生物组学研究工作

    通讯作者:

    翟秋菊,E-mail:532749978@qq.com

    彭艺,E-mail:113253825@qq.com

  • 中图分类号: R781.05

Disinfecting Effect of Three Disinfectants on the Ultrasonic Scaling Unit Waterline

  • 摘要:   目的  评估3种临床常用消毒剂对超声洁牙机单元水路的消毒效果。  方法  将12台牙周超声洁牙机按消毒方案随机分为4组:A组蒸馏水、B组3%过氧化氢(H2O2)、C组500 mg/L含氯消毒剂和D组5%聚维酮碘。每台洁牙机用于日常牙周治疗,每天有效工作6 h。分别在基线、消毒后即刻和消毒后1~7 d收集水样。对可培养细菌进行计数、分离和纯化,通过16S rRNA 基因测序进行鉴定,基因扩增子序列按操作分类单元(OTUs)进行聚类。扫描电子显微镜(SEM)观察消毒7 d后水路内壁生物膜的形态和厚度。  结果  所有组别基线菌落总数均超过了100 CFU/mL。但在消毒后,各组菌落总数均显著降低(P < 0.05)。3% H2O2消毒后3 d内、500 mg/L含氯消毒剂消毒后6 d内和5%聚维酮碘消毒后4 d内,菌落总数保持在100 CFU/mL以下(P < 0.05)。在超声洁牙机单元水路中检测到了嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)等病原体。扫描电镜显示,与对照组相比,3% H2O2组和5%聚维酮碘组生物膜厚度更薄(P < 0.05)。  结论  牙科超声洁牙机单元水路中存在致病菌污染,对患者和医务人员构成潜在的感染风险。在日益严峻的感控背景下应根据临床实际制定适宜的消毒方案。
  • 牙周病,包括牙龈炎和牙周炎,是全球性的公共卫生问题。据报道,全球有超过10亿人患有严重的牙周炎,且发病率还在不断上升[1]。根据欧洲牙周病学联合会(European Federation of Periodontology, EFP)S3级牙周炎治疗指南[2-3],任何类型的牙周炎都需要有效清除牙菌斑生物膜和牙结石。

    菌斑生物膜是牙周炎的始动因子[4],牙石紧贴牙面,为菌斑生物膜提供易于附着的环境,而超声洁牙机可通过空穴效应高效去除牙石和菌斑生物膜[5]。研究表明,牙科治疗椅水路系统(dental unit waterlines,DUWLs)中很容易形成菌斑生物膜,而菌斑生物膜主要来自水源或患者口腔中的细菌通过回吸作用进入水路[6],这会增加微生物交叉感染的风险[7]。此外,在进行牙周超声治疗时,微生物可通过超声洁牙机产生的气溶胶进行传播[8],这可能引起患者和医务人员呼吸道感染等疾病[9]。因此,世界各国都制定了相关的牙科卫生机构用水标准,如美国疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)规定,牙科用水的菌群浓度不得超过500 CFU/mL;美国牙科协会(American Dental Association,ADA)的标准是不超过200 CFU/ mL[10]。虽然没有针对牙科用水的标准,但中国和欧盟要求饮用水中的细菌总数应少于100 CFU/mL[11]

    超声洁牙机水路独立于牙科治疗椅水路系统,然而,目前鲜有针对超声洁牙机水路消毒效果的研究[1213]。因此,本研究旨在探究超声洁牙机水样中存在的微生物,并评估3种临床常用消毒剂对超声洁牙机水路的消毒效果,为临床实践提供指导。

    EMS PIEZON® MASTER 700牙周超声治疗仪,Heal Force HF90二氧化碳培养箱,BIOBASE BSC-1500ⅡA2-X生物安全柜,胰蛋白胨大豆琼脂( tryptone soy agar,TSA),营养琼脂(nutrient agar,NA),R2A琼脂,血液琼脂,哥伦比亚血琼脂,脱纤维羊血,Biosharp BS-90-D细菌培养皿,涂布棒,无菌竹签,带盖玻璃试管,酒精灯,迅数Icount-60全自动菌落计数仪,EasyTaq® DNA Polymerase反应体系,BIOWESTBY-R0100琼脂糖,Biosharp 15 mL无菌离心管,蒸馏水,500 mg/L含氯消毒液,3%过氧化氢(H2O2)溶液,5%聚维酮碘溶液,ServicebioG1102电镜固定液,4 ℃冰箱,-80 ℃冰箱。

    2023年1月至6月,从昆明医科大学附属口腔医院牙周病科选择12台牙周超声洁牙机,随机分为A、B、C、D 4组,每组3台洁牙机,实验期间保证每台洁牙机每天有效工作6 h。消毒方案:A组使用蒸馏水,B组使用3% H2O2溶液,C组使用500 mg/L含氯消毒剂,D组使用5%聚维酮碘溶液。分别在基线(上午8:00)、消毒后即刻和消毒后1~7 d (上午8:00)从超声洁牙机工作端采集水样。

    消毒时,储水瓶内加入消毒溶液,接通电源,空踩踏板2 min使得消毒溶液充满水路系统,静置30 min。消毒完成后用蒸馏水替换原储存瓶中的剩余溶液,再次空踩踏板2 min。采集5 mL水样与5 mL 30% 无菌甘油溶液混合,置4 ℃冰箱暂存。

    1.3.1   预实验

    目的是筛选出最适合的培养基和培养条件。提前配制NA培养基、TSA培养基、R2A培养基、血琼脂培养基(加脱纤维羊血)和哥伦比亚琼脂培养基(加脱纤维羊血),灭菌,倒板。各组基线水样用1.5%焦磷酸钠溶液按原液、10-1、10-2、10-3梯度稀释,分别取100 μL稀释液均匀涂布至各种培养基的平板上。立即置于28 ℃和37 ℃恒温培养箱中培养72 h(3 d)/120 h(5 d)/168 h (7 d)。培养后取出培养皿进行菌落计数,并记录不同形态的菌落数量,菌落总数按CFU/mL报告[14]。筛选出细菌数量和种类计数的最佳浓度为原液,最适宜培养基为血琼脂培养基(加脱纤维羊血),培养条件为37 ℃培养72 h。

    1.3.2   菌落计数
    1.3.3   菌落分离培养和纯化

    各组临床水样以原液涂布于血琼脂培养基(加脱纤维羊血)培养,并记录菌落总数和数量。根据菌落的形态、颜色和大小等特征,在培养皿上选择单个菌落,使用无菌竹签挑取单个菌落,转移到新鲜TSA斜面培养基上,置37 ℃恒温培养箱培养72 h使用平板划线法进行菌落纯化和扩增。将纯化的菌落编号收集,用30%的甘油保藏于-80 ℃冰箱中。

    1.3.4   细菌16S rRNA基因扩增鉴定

    收集适量纯培养菌株细胞,加入100 μL 10%的Chelex 100,100 ℃水浴10 min,以裂解后的上清液为模板,使用16S rRNA基因通用引物(27F: 5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′,1492R:5′-TACGGCTACCTTGTTACGACTT-3′)进行PCR扩增,琼脂糖凝胶电泳筛选目的条带。将PCR合格的样品送至生工生物工程(上海)股份有限公司进行Sanger测序,结果通过EzBioCloud.net网站进行BLAST比对,16S rRNA基因扩增片段按相似度98.65%进行种水平OUT(operational taxonomic units)聚类。菌株的基因序列上传至NCBI数据库获得GenBank编号,MEGA 11.0进行Neighbor-Joining(NJ)系统发育树聚类,最后使用tvBOT(https://chiplot.online/)完成可视化绘图。

    消毒后第7天,拆除A~D组超声洁牙机的水线,见图1,用无菌剪刀截取5 mm并纵向剖开。空白对照组用同样方法剪下一段新的水线。所有样本在室温下立即用电镜固定液固定2 h,然后在4 ℃下储存和运输。样品用0.1 M PB(pH 7.4)洗涤3次,每次15 min,然后转移到0.1 M PB(pH 7.4)制备的1% 锇酸中,室温避光固定1~2 h。依次加入30%~50%~70%~80%~90%~95%~100%~100%酒精,每次15 min,乙酸异戊酯15 min脱水。干燥后将样本紧贴于导电碳膜双面胶上放入离子溅射仪样品台上进行喷金30 s,扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察和图像采集分析。

    图  1  超声洁牙机水线(USUWLs)
    A:拆除的超声洁牙机水线;B:超声洁牙机水线内壁的生物膜。
    Figure  1.  Utrasonic scaler unit waterlines (USUWLs)

    统计分析使用SPSS 26.0。样本所培养菌落总数(CFU/mL)不服从正态分布,用中位数和四分位数MP25,P75)表示。各组基线和消毒后即刻的菌落两两比较用Wilcoxon秩和检验;进一步对消毒后第1天至第7天菌落数进行比较,采用重复测量的秩和检验分析。此外,使用Kruskal-Wallis检验比较扫描电镜(SEM)生物膜的组间差异。在所有统计方法中,P < 0.05 表示差异具有统计学意义。

    本研究共采集108份水样,经培养的水样菌落总数不超过100 CFU/mL为水质合格的标准。不同组别菌落总数描述性分析见表1

    表  1  A、B、C、D 组不同时间点可培养菌落的描述性分析[ M(P25,P75),CFU/mL]
    Table  1.  Descriptive analysis of culturable colonies at different time points in groups A,B,C,D [ M(P25,P75),CFU/mL]
    时间A组B组C组D组
    基线200(160,660)360(240,940)120(100,140)280(160,400)
    消毒后即刻20(0,80)20(0,40)0(0,20)0(0,0)
    消毒后第1天0(0,20)0(0,0)0(0,0)0(0,20)
    消毒后第2天20(20,240)0(0,0)0(0,0)0(0,20)
    消毒后第3天80(20,460)0(0,0)0(0,0)0(0,0)
    消毒后第4天220(60,300)280(220,360)0(0,0)20(0,40)
    消毒后第5天420(220,640)40(20,80)40(0,80)140(140,200)
    消毒后第6天620(200,700)40(20,40)40(0,100)0(0,0)
    消毒后第7天840(320,960)100(80,260)420(380,480)760(640,1000
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    基线消毒后即刻,4个组菌落总数均降至100 CFU/mL以下,且差异具有统计学意义(P < 0.05),见图2。表明4种消毒方案对超声洁牙机进行消毒后立即采样,水质都可以达到消毒效果。

    图  2  不同方案消毒后即刻菌落总数变化
    A组:蒸馏水;B组:3%过氧化氢;C组:500 mg/L含氯消毒剂;D组:5%聚维酮碘。*P < 0.05。
    Figure  2.  Changes in the total number of colonies immediately after disinfection with different protocols

    为评估4种消毒方案的消毒持久性,对消毒后即刻(第0天)至消毒后第7天的菌落数进行了统计分析,见表2。首先,由8次重复测量的秩和检验结果可知,各组菌落总数的差异具有统计学意义(P < 0.05),说明消毒引起了超声洁牙机菌落数的显著变化。

    表  2  不同组别消毒后7 d的重复测量秩和检验
    Table  2.  Repeated-measures rank-sum test 7 d after disinfection in different groups
    组别 χ2 df P
    A 18.657 7 0.009
    B 20.079 7 0.005
    C 15.621 7 0.029
    D 17.604 7 0.014
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    进一步对4种消毒方法在不同采样时间点的菌落数进行两两比较,见图3A~D。结果发现,A组的菌落总数随着时间的推移而增加。B组从消毒后即刻(第0天)至第3天菌落数均低于100 CFU/mL,但第4天显著增加(P < 0.01)。C组从第0天到第6天菌落数无显著增加且一直保持不超过100 CFU/mL,从消毒后第7天开始显著增加(P < 0.05)。而D组呈现第5天开始菌落总数增加(P < 0.05),第6天下降(P < 0.05)后第7天重新增加(P < 0.001)。

    图  3  消毒后7 d的消毒持续性分析
    注:Day 0代表消毒后即刻采样;Day 1-7代表消毒后第1天至第7天采样;A:蒸馏水组;B:3%过氧化氢组;C:500 mg/L含氯消毒剂组;D:5%聚维酮碘组。*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001。
    Figure  3.  Disinfection duration analysis 7d after disinfection

    本研究共分离纯化27个细菌属,共50个菌种,其聚类分布见图4

    图  4  菌落计数和种类的系统发育树聚类
    注:Group_Baseline代表基线;Group_0代表消毒后即刻;Group_1~7代表相应分组消毒后的第1~7 天;A:蒸馏水组;B:3%过氧化氢组;C:500 mg/L含氯消毒剂组;D:5%聚维酮碘组。
    Figure  4.  Phylogenetic tree clustering of colony counts and species
    2.4.1   基线超声洁牙机水路菌落组成

    A组基线水样有12个菌种,最常见的菌种是啤酒神金黄杆菌(Chryseobacterium gambrini,OTU_41.18%)和解蛋白微杆菌(Microbacterium proteolyticum,OTU_15.69%)。B组有8个菌种,占比前三为解蛋白微杆菌(OTU_49.35%)、印度鞘氨醇盒菌(Sphingopyxis indica,OTU_14.29%)和韩国假单胞菌(Pseudomonas koreensis,OTU_11.69%)。C组有6个菌种,主要是啤酒神金黄杆菌(OTU_27.78%)、嗜异生质菌(Xenophilus aerolatus,OTU_22.78%)。D 组主要菌种是kurunegalensis假单胞菌(Pseudomonas kurunegalensis,OTU_26.19%)、皮氏罗尔斯通氏菌(Ralstonia pickettii,OTU_23.81%)和耐金属贪铜菌(Cupriavidus metallidurans,OTU_16.67%)。

    2.4.2   不同消毒方案消毒后菌落组成

    消毒后,菌落总数呈现先减少后增加的趋势,但菌落种类发生了显著改变。

    A组消毒前后菌群均以金黄杆菌属(Chryseobacterium spp.)和微杆菌属(Microbacterium spp.)为主。此外,在消毒后的第4天,长野雷夫松氏菌(Leifsonia shinshuensis)出现并迅速成为优势菌种,图4A

    B组消毒后即刻仍培养出现嗜异生质菌和阿尔及利亚微杆菌(Microbacterium algeriense)。此外,在消毒后的前3 d没有观察到菌落生长,但从第四天开始,菌落数量和种类都开始增加。值得注意的是,基线时未培养出的菌种如塞维利亚金黄杆菌(Chryseobacterium hispalense)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)和长野雷夫松氏菌(Leifsonia shinshuensis)出现并成为优势菌种,见图4B

    C组消毒后前4 d只培养出龋齿沙尔氏菌(Schaalia odontolytica),见图4C。然而,在第5天和第6天,出现了葡萄球菌属(Staphylococcus spp.),第7天,菌株增加,主要为泡囊短波单胞菌(Brevundimonas vesicularis)、副氧化微杆菌(Microbacterium paraoxydans)和栖稻假单胞菌(Pseudomonas oryzihabitans)。此外,还发现了“属地特异性菌株”——昆明假单胞菌(Pseudomonas kunmingensis),见图4C

    D组消毒后即刻未培养出任何菌种,显示出最好的抑菌性,并且在前四天显示出良好的消毒持久性。然而,从第5天开始,菌落的数量和种类开始波动性增长,并在第7天达到高峰。第7天,泡囊短波单胞菌、阿尔及利亚微杆菌、地下新鞘氨醇菌(Novosphingobium subterraneum)和多药抗类芽胞杆菌(Paenibacillus antibioticophila)取代了基线的菌种而成为新的优势菌种,见图4D

    扫描电镜显示,A组水路内壁生物膜紧贴管内壁且均匀分布。相比之下,B、C和D组消毒后出现表面裂纹,表明生物膜有破碎趋势,见图5A5D。分析表明,消毒后第7天,B组(P < 0.01)和D组(P < 0.05)的生物膜厚度较A组更薄,见图5F ,而与C组相比差异不具有统计学意义(P > 0.05)。最后,对一段新的水路管壁进行电镜扫描而作为空白对照,显示管壁内无生物膜附着,见图5E1~E2。

    图  5  超声洁牙机水路内壁生物膜扫描电镜
    A:蒸馏水组;B:3%过氧化氢组;C:500 mg/L含氯消毒剂组;D:5%聚维酮碘组;E:空白对照(对全新的管内壁进行扫描)。A1-E1为生物膜表面(比例尺20 μm),A2-E2为生物膜横截面(比例尺100 μm)。*P < 0.05;**P < 0.01。
    Figure  5.  SEM image of biofilm on the inner wall of the water piping of the ultrasonic scaler.

    本研究不局限于国内外水质测定行业标准[1115] 所建议的培养基,而经过预实验筛选出最适合的培养条件为血琼脂培养基和37 ℃培养72 h,所培养菌落数量和多样性较传统R2A等水质测定培养基均更加丰富,这为牙科水质评价和研究提供了新的解决方案;此外,本研究还首次将5%聚维酮碘溶液用于超声洁牙机水路临床研究,为临床实践提供了科学依据。

    本研究采用蒸馏水作为对照组,仅通过物理冲洗进行“消毒”,而B、C和D组的消毒方案为化学消毒。经过消毒,细菌总数均显著降至100 CFU/mL以下,见图2。有研究表明仅对牙科水路系统进行物理冲洗也可以降低细菌计数,但是难以减少某些浮游微生物和军团菌属的数量[1617]

    过氧化氢对革兰阳性和阴性菌、细菌孢子、病毒和酵母菌均具有抗菌功效,Urban等[18]报道,低于3%浓度的过氧化氢杀菌作用较弱。因此本研究采用3% H2O2溶液消毒。过氧化氢具有广谱杀菌能力,常用于医院环境净化和牙科根管消毒[19]

    含氯消毒剂的主要成分为不同浓度的次氯酸钠(NaOCl),在次氯酸钠溶液中,氯以氯气(Cl2)、次氯酸(HOCl)和次氯酸根离子(OCl-)的形式存在,HOCl可透过细菌胞壁而影响ATP酶等蛋白形成,导致DNA合成受损[20]。由于次氯酸钠天然存在于人类中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞中,不易引起过敏反应[21]。NaOCl作为根管冲洗剂是唯一能溶解根管有机物、牙髓残留物以及牙本质胶原的冲洗液,可以有效抑制生物膜内毒素的形成[2223]。郭婉晴等[24]研究表明浓度500 mg/L以上含氯消毒液对DUWLs有良好的消毒效果。本研究采用500 mg/L含氯消毒液对C组进行消毒,基线和消毒后即刻菌落总数差异显著(P < 0.05),且菌落浓度小于100 CFU/mL,见图2,达到了消毒目的。

    聚维酮碘是临床上最常用的消毒防腐剂,主要成分是聚乙烯吡咯烷酮和碘,具有抗菌和抗病毒作用。研究表明聚维酮碘15秒内即可杀灭放线放线杆菌、牙龈卟啉单胞菌和其他牙周病原体,且不会引起细菌耐药性,ADA建议用聚维酮碘进行牙科术前消毒以降低菌血症的风险[212526]。此外Fidler等[27]报道,与水相比,使用聚维酮碘时,洁牙机气溶胶中的细菌含量降低了2~7倍。本研究D组采用5%浓度的聚维酮碘溶液进行消毒,消毒后即刻菌落浓度降到100 CFU/ml以下,差异具有统计学意义(P < 0.05),见图2,表明聚维酮碘溶液具有良好的消毒效果,与文献报道一致。

    设置安全的消毒间隔具有重要的临床意义。对4个组消毒后8个取样时间点(Day0-Day7)的菌落总数进行重复测量的秩和检验发现,B组的菌落从消毒后第4天开始明显增加,且超过了100 CFU/mL,见图3B,说明使用3% H2O2作为消毒剂需要每3天消毒1次;D组从第5天开始,CFU/mL显著增加并超过100 CFU/mL,见图3D,说明使用5%聚维酮碘作为消毒剂可以每4天消毒1次。消毒持久性最好的是500 mg/L含氯消毒剂,见图3C,可以每6天消毒1次。

    本研究中,分离频率最高的菌属是金黄杆菌属、微杆菌属、假单胞菌属和葡球菌属(Staphylococcus),见图4,它们常存在于土壤、水和其他环境中。葡球菌属,包括人葡萄球菌(Staphylococcus hominis subsp.)和木糖葡萄球菌(Staphylococcus xylosus),是存在于口腔的兼性厌氧菌,可能与治疗过程中唾液或血液中的微生物通过回吸作用进入水路有关。基线物种分析表明,超声水路中的微生物物种丰富,并存在多种病原微生物,如皮氏罗尔斯通氏菌和嗜异生质菌,它们与医疗器械中的溶液污染有关,并可能导致呼吸道感染[28]。Sun等[29]报道,皮氏罗尔斯通氏菌与糖尿病性牙周炎和血糖控制显著相关。嗜异生质菌常在医院水样中检测到,并显示出潜在的多重耐药性[30]

    消毒后7 d内,不同消毒方案对应微生物组成存在显著差异。对照组在消毒前后的优势菌种不变,见图4A。在B组中,3% H2O2消毒后病原微生物的数量显著减少,然而从第6天开始,嗜麦芽窄食单胞菌成为优势菌种,见图4B。这可能是由于嗜麦芽窄食单胞菌通过AhpCF酶和KatA2酶对过氧化物产生抗性[31]。此外,嗜麦芽窄食单胞菌还经常在医院、航天飞机等极端人工环境中定植,并表现出多重耐药菌表型[32]

    C组菌落总数从消毒后第五天开始增加,见图4C,主要菌种为葡萄球菌。其中表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)和木糖葡球菌被列为院内感染有关的耐抗菌素病原体[33-34]。第7天,泡囊短波单胞菌成为C组和D组的优势菌,见图4C、D。泡囊短波单胞菌是一种机会致病菌,通常从临床样本中分离出来[35],与菌血症等疾病有关[36]

    生物膜是附着在生物或非生物表面的微生物群落,相比于浮游微生物,生物膜由基质包裹,具有稳定的结构,对抗生素具有耐药性和耐受性,对消毒剂也具有抵抗作用[3738]。在几分钟到几小时内,清洁物体表面即可形成生物膜,生物膜成熟后厚度可增长50 μm[39]。由于牙科水路系统由不同长度的塑料管道连接,其内部容易形成生物膜,已有大量研究表明牙科治疗椅水路系统(dental unit waterlines,DUWLs)内存在菌斑生物膜[40]。超声洁牙机水路独立于DUWLs且研究较少,本研究采用电镜扫描超声水路内壁,显示超声洁牙机水路内壁存在生物膜且紧贴管内壁,消毒可致生物膜剥离和破碎,见图5。此外,消毒后7 d,3% H2O2和5%聚维酮碘溶液能显著降低生物膜厚度,证实了化学消毒剂在降解生物膜结构方面的有效性。

    本研究存在一些局限性。首先是样本量较少,主要是由于超声洁牙机来自单一中心的牙周病科,数量有限。其次,本研究没有将差异微生物与疾病类型等临床变量相关联。有研究指出,不同的牙科专业会影响牙科水路中的生物膜微生物群[41]。最后,本研究采用平板计数法统计消毒前后菌落微生物的改变,优势在于能获得可培养菌株用于后续体外和动物实验,但是存在遗漏不可培养菌种的缺点。

  • 图  1  超声洁牙机水线(USUWLs)

    A:拆除的超声洁牙机水线;B:超声洁牙机水线内壁的生物膜。

    Figure  1.  Utrasonic scaler unit waterlines (USUWLs)

    图  2  不同方案消毒后即刻菌落总数变化

    A组:蒸馏水;B组:3%过氧化氢;C组:500 mg/L含氯消毒剂;D组:5%聚维酮碘。*P < 0.05。

    Figure  2.  Changes in the total number of colonies immediately after disinfection with different protocols

    图  3  消毒后7 d的消毒持续性分析

    注:Day 0代表消毒后即刻采样;Day 1-7代表消毒后第1天至第7天采样;A:蒸馏水组;B:3%过氧化氢组;C:500 mg/L含氯消毒剂组;D:5%聚维酮碘组。*P < 0.05;**P < 0.01;***P < 0.001。

    Figure  3.  Disinfection duration analysis 7d after disinfection

    图  4  菌落计数和种类的系统发育树聚类

    注:Group_Baseline代表基线;Group_0代表消毒后即刻;Group_1~7代表相应分组消毒后的第1~7 天;A:蒸馏水组;B:3%过氧化氢组;C:500 mg/L含氯消毒剂组;D:5%聚维酮碘组。

    Figure  4.  Phylogenetic tree clustering of colony counts and species

    图  5  超声洁牙机水路内壁生物膜扫描电镜

    A:蒸馏水组;B:3%过氧化氢组;C:500 mg/L含氯消毒剂组;D:5%聚维酮碘组;E:空白对照(对全新的管内壁进行扫描)。A1-E1为生物膜表面(比例尺20 μm),A2-E2为生物膜横截面(比例尺100 μm)。*P < 0.05;**P < 0.01。

    Figure  5.  SEM image of biofilm on the inner wall of the water piping of the ultrasonic scaler.

    表  1  A、B、C、D 组不同时间点可培养菌落的描述性分析[ M(P25,P75),CFU/mL]

    Table  1.   Descriptive analysis of culturable colonies at different time points in groups A,B,C,D [ M(P25,P75),CFU/mL]

    时间A组B组C组D组
    基线200(160,660)360(240,940)120(100,140)280(160,400)
    消毒后即刻20(0,80)20(0,40)0(0,20)0(0,0)
    消毒后第1天0(0,20)0(0,0)0(0,0)0(0,20)
    消毒后第2天20(20,240)0(0,0)0(0,0)0(0,20)
    消毒后第3天80(20,460)0(0,0)0(0,0)0(0,0)
    消毒后第4天220(60,300)280(220,360)0(0,0)20(0,40)
    消毒后第5天420(220,640)40(20,80)40(0,80)140(140,200)
    消毒后第6天620(200,700)40(20,40)40(0,100)0(0,0)
    消毒后第7天840(320,960)100(80,260)420(380,480)760(640,1000
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    表  2  不同组别消毒后7 d的重复测量秩和检验

    Table  2.   Repeated-measures rank-sum test 7 d after disinfection in different groups

    组别 χ2 df P
    A 18.657 7 0.009
    B 20.079 7 0.005
    C 15.621 7 0.029
    D 17.604 7 0.014
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-05-14
  • 网络出版日期:  2024-09-04
  • 刊出日期:  2024-09-25

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