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Volume 31 - Anno 2019 - Numero 2

Efficacy of acoustic waves in preventing Streptococcus mutans adhesion on dental unit water line

doi:10.7416/ai.2019.2263

di F. Pantanella, S. Schippa, A. Solimini, L. Rosa, A. Bettucci, F. Berlutti

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Background
The quality and health safety of water used for refrigeration and flushing of the handpieces, water-syringes and other components of dental units is of considerable importance. Water crosses these devices by a system of intersected small plastic tubes (about 2 mm of diameter), named dental unit water lines (DUWLs). DUWLs may be heavily colonized by many bacterial species in a planktonic phase, adherent or in biofilm lifestyle, resulting in a potential risk of infection, not only for all professionals who routinely use these devices, but also for occasional-patients, especially immunocompromised patients. Contamination of DUWLs can be prevented or reduced with the use of disinfectants, but the eradication of microorganisms, especially which those are adherent or living in biofilm lifestyle on the inner surfaces of DUWLs is challenging and often, the normal methods of water disinfection are not effective. Moreover, disinfectants routinely used to disinfect DUWLs may alter the bond strength of the dentine bonding agent used for restorative practice in dentistry.

Study design
To identify an innovative and alternative strategy, able to prevent bacterial adhesion to DUWL surfaces through a physical approach, which is more effective in overcoming the problem of DUWL contamination and the risk of infection compared to the standard methods already in use. In this pilot study we tested a member of the oral streptococci family, that is not a component of the biofilm detected on the walls of DUWL, but is frequently detected in water samples from DUWL, due to human fluid retraction during dental therapy. Namely, the pathogenic bacterial species Streptococcus mutans

Methods
We employ elastic acoustic waves at high-energy in preventing S. mutans adhesion to the inner walls of an experimental water circuit reproducing a DUWLs. To stress the capability of acoustic waves to interfere with bacterial adhesion also in extreme conditions, a high S. mutans contamination load was adopted

Result
We observe a significant decrease of adherent bacteria exposed to acoustic waves treatment respect to control

Conclusions
This study demonstrates the effectiveness of acoustic waves in counteracting the adhesion of S. mutans to the inner walls of an experimental water circuit reproducing a DUWL, opening up new prospects for future practical applications. The interesting results, so far obtained, require an in-depth analysis of the methods regarding both the various bacterial species involved and the infective charges to be used.



Riassunto

Efficacia delle onde acustiche nel prevenire l’adesione di Streptococcus mutans nei circuiti idraulici dei riuniti odontoiatrici

Introduzione


Background
Nei riuniti odontoiatrici, la qualità dell’acqua utilizzata per la refrigerazione e il risciacquo di manipoli, siringhe e altri componenti è un aspetto di notevole importanza sanitaria. L’acqua attraversa questi dispositivi mediante un circuito interconnesso di tubi di piccole dimensioni (circa 2 mm di diametro), denominato “dental unit water line” (DUWL). I DUWL possono essere fortemente colonizzati da varie specie batteriche sia in fase planctonica, che adesi o organizzati in biofilm, rappresentando una potenziale causa di infezione, non solo per i professionisti che usano abitualmente questi dispositivi, ma anche per pazienti occasionali, in particolare per i pazienti immunocompromessi. La contaminazione dei DUWL può essere prevenuta o ridotta con l’uso dei disinfettanti, ma l’eradicazione dei microrganismi adesi alle superfici interne dei DUWL o organizzati in forma di biofilm, è una sfida assai più complessa e spesso i normali metodi di disinfezione non sono pienamente efficaci. Inoltre, in ambito odontoiatrico, i disinfettanti utilizzati abitualmente per disinfettare i DUWL possono alterare la capacità adesiva del materiale utilizzato nella pratica restaurativa

Obiettivi
Individuare una strategia innovativa, in grado di contrastare l’adesione batterica alle superfici dei DUWL mediante un approccio di tipo fisico, che sia più efficace nel superare il problema della contaminazione dei DUWL e ridurre il rischio di infezione rispetto ai normali metodi già in uso. A tal fine, fra le molte specie batteriche potenzialmente riscontrabili nei circuiti idrici odontoiatrici, si è deciso di avviare questo studio pilota utilizzando la specie batterica patogena S. mutans, per il suo indubbio interesse in ambito odontoiatrico e per la sua spiccata capacità di aderire e persistere su superfici inerti

Metodi
Utilizzo di onde acustiche elastiche ad alta energia nel contrastare l’adesione di Streptococcus mutans alle pareti interne di un circuito idrico sperimentale riproducente un DUWL. Per evidenziare l’efficacia delle onde acustiche anche in condizioni estreme, è stata utilizzata un’elevata carica contaminante di S. mutans

Risultati
Si osserva una significativa riduzione dei batteri adesi soggetti a trattamento con onde acustiche rispetto al controllo (P = 0,003)

Conclusioni
Questo studio dimostra l’efficacia delle onde acustiche nel contrastare l’adesione di S. mutans alle pareti interne di un circuito idrico sperimentale riproducente un DUWL e apre nuove prospettive per future applicazioni pratiche. Gli interessanti risultati, fin qui ottenuti, necessitano di un approfondimento delle metodiche sia riguardo le varie specie batteriche coinvolte che le cariche infettanti da utilizzare.


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