Mikrobiologija

Sofinancerji

• Fotona d.o.o.

Vsebinski opis projekta

Problem: Incidenca z biofilmom povezanih parodontalnih in periimplantnih bolezni je velika. Povprečna razširjenost periimplantnega mukozitisa je 43%, peri-implantitisa pa 22 %, kar pomeni, da bo v povprečju eden od petih bolnikov z zobnimi vsadki razvil hudo obliko periimplantne bolezni. Omejena učinkovitost sedanjih metod zdravljenja je posledica težko dostopnih mest z biofilmom v obzobnem in periimplantnem prostoru ter toksičnosti učinkovitih protimikrobnih sredstev za vitalna zobna in obzobna tkiva ter tkiva ob zobnem vsadku. 3D geometrija parodontalnega in periimplantnega prostora je raznolika in zapletena in jo je težko simulirati. V primeru periimplantnih bolezni dodatno težavo pri odstranjevanju biofilma predstavljata makrotopografija vsadkov (oblika vsadkov) in mikrotopografija vsadkov (površinske nepravilnosti), ki ščitijo mikroorganizme, olajšajo rekolonizacijo mikrobov in pospešijo nastajanje biofilma .

Trenutno veljavni načini zdravljenja: Zdravljenje parodontalnih in periimplantnih bolezni je usmerjeno v odstranjevanje biofilma iz zobnih površin in površin zobnih vsadkov ter obsega nekirurške in kirurške metode. Nekirurške običajno vključujejo mehansko odstranjevanje biofilma z uporabo kiret, ultrazvočnih naprav, peskanja ali laserjev, z ali brez dodatne uporabe lokalnih antibiotikov ali antiseptikov. Na podlagi obstoječih kliničnih, radiografskih in mikrobioloških podatkov sodobne metode zdravljenja parodontalnih in periimplantnih bolezni niso dovolj učinkovite in nobena od metod po učinkovitosti posebej ne izstopa.

Predlagana rešitev: V projektu bomo uporabili nove laserske tehnike in načine, razvite v naših laboratorijih, za zdravljenje bolnikov s hudim parodontitisom in periimplantitisom. Projekt bo razdeljen na tri faze. Najprej bomo osvetlili osnovno razumevanje vpliva lokalne geometrije na lasersko vzbujen hidrodinamski tok tekočin v 3D-geometrijah, ki bodo simulirale obzobni in periimplantni prostor. Nato bomo in vitro z optimiziranimi laserskimi parametri v omenjenih geometrijah preučili učinkovitost odstranjevanja biofilma na težko dostopnih lokacijah. V tretji fazi bomo v veliki randomizirani kontrolirani klinični študiji preizkušali laserske tehnike in parametre, ki so se v prvih dveh fazah in vitro pokazali za najbolj učinkovite, za zdravljenje bolnikov s parodontitisom III in periimplantitisom. Eden od partnerjev v projektni skupini (Fotona d.o.o.) razvija in proizvaja optoelektronske naprave, zlasti lasersko tehnologijo in opremo za namensko uporabo v zobozdravstvu, kar nam omogoča prilagodljive laserske sheme in uporabo zelo učinkovitih super kratkih in ultra kratkih laserskih pulzov. Uporabili bomo dve Er:YAG laserski modaliteti: metodo fotoakustičnega pretakanja tekočin z enojnimi super kratkimi pulzi (SSP) ter metodo fotoakustičnega pretakanja z ojačano emisijo udarnega vala (SWEEPS). Fotoakustično pretakanje tekočin se je izkazalo za zelo uspešno pri odstranjevanju biofilma iz endodontskega koreninskega sistema pri endodontskem zdravljenju, vendar metoda še ni bila uporabljena pri zdravljenju parodontalnih ali periimplantnih bolezni. Fotoakustično pretakanje z laserjem Er:YAG bomo kombinirali s fotodinamično in fototermično terapijo.

Sestava projektne skupine

• Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta
• Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
• Univerza v Ljubljani Medicinska fakulteta
• Fotona proizvodnaj optoelektronskih naprav d.o.o.

Faze projekta in njihova realizacij

Projekt je razdeljen na tri dele.

Najprej bomo proučili osnovno razumevanje vpliva lokalne geometrije na lasersko vzbujen hidrodinamski tok tekočin v 3D-geometrijah, ki bodo simulirale obzobni in periimplantni prostor.

Nato bomo z optimiziranimi laserskimi parametri  in vitro v omenjenih geometrijah preučili učinkovitost odstranjevanja biofilma na težko dostopnih lokacijah.