Journal of microbiology, epidemiology and immunobiologyJournal of microbiology, epidemiology and immunobiologyЖурнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии0372-93112686-7613Central Research Institute for Epidemiology13836ArticlesСтатьиResearch ArticleBACTERICIDAL ACTION OF NON-THERMAL PLASMA ON BIOFILMS FORMED IN VITRO AND WITHIN A ROOT CHANNELБАКТЕРИЦИДНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ АРГОНОВОЙ ПЛАЗМЫ НА БИОПЛЕНКИ, СФОРМИРОВАННЫЕ IN VITRO И В ЗУБНОМ КАНАЛЕSysolyatinaE. VСысоляттаЕ. ВSobyaninK. AСобянинК. АPetryakovA. VПетряковА. ВTrushkinN. IТрушкинН. ИBeketovaE. NБекетоваЕ. НArseenkovaO. YuАрсеенковаО. ЮKarpovaT. IКарповаТ. ИGintsburgA. LГинцбургА. ЛAkishevYu. SАкишевЮ. СErmolaevaS. AЕрмолаеваС. АGamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology, Moscow, RussiaНИИ эпидемиологии и микробиологии им. Н.Ф.Гамалеи, МоскваTroitsk Institute of Innovative and Thermonuclear Research, Moscow, RussiaТроицкий институт инновационных и термоядерных исследований, МоскваStomatological policlinic No. 65, Moscow, RussiaСтоматологическая поликлиника № 65, МоскваNational Research Nuclear University, Moscow, RussiaНациональный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва15122013906NO6 (2013)№6 (2013)81209062023Copyright ©; 2013, Sysolyatina E.V., Sobyanin K.A., Petryakov A.V., Trushkin N.I., Beketova E.N., Arseenkova O.Y., Karpova T.I., Gintsburg A.L., Akishev Y.S., Ermolaeva S.A.Copyright ©; 2013, Сысолятта Е.В., Собянин К.А., Петряков А.В., Трушкин Н.И., Бекетова Е.Н., Арсеенкова О.Ю., Карпова Т.И., Гинцбург А.Л., Акишев Ю.С., Ермолаева С.А.2013Sysolyatina E.V., Sobyanin K.A., Petryakov A.V., Trushkin N.I., Beketova E.N., Arseenkova O.Y., Karpova T.I., Gintsburg A.L., Akishev Y.S., Ermolaeva S.A.Сысолятта Е.В., Собянин К.А., Петряков А.В., Трушкин Н.И., Бекетова Е.Н., Арсеенкова О.Ю., Карпова Т.И., Гинцбург А.Л., Акишев Ю.С., Ермолаева С.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://microbiol.crie.ru/jour/article/view/13836

Aim. Evaluation of efficiency of non-thermal plasma as bactericidal agent affecting biofilms formed in vitro and on walls of a root channel. Materials and methods. The multiple antibiotic resistant strain Staphylococcus epidermidis isolated from pulpitis was used. Biofilms formed in vitro on the plastic surface and ex vivo at the walls of the root canal were treated with plasma torch formed by argon:air (9:1) mixture eradiated with 100 kHz electrtomagnetic field. Bacterial viability was determined by plating and by differential Live/Dead labeling. Results. The dose-dependent decrease in living bacteria was demonstrated. The three-step kinetics ofbacterial killing was observed. Total elimination ofup 10 9 CFU/sample was reached at exposition of240 s or more. Conclusion. The non-thermal plasma effectively destroyed bacterial biofilms within root channels.

Цель. Оценка эффективности бактерицидного действия низкотемпературной плазмы (НТП) на биопленки, сформированные in vitro и в зубном канале. Материалы и методы. В работе использован антибиотикоустойчивый изолят Staphylococcus epidermidis, выделенный из очага гнойного пульпита. Биопленки, сформированные S.epidermidis in vitro на поверхности пластика и ex vivo на поверхности стенок зубных каналов, обрабатывали плазменной струей, формируемой смесью аргон:воздух (9:1), подвергнутой электромагнитному воздействию с частотой 100 кГц. Жизнеспособность бактерий определяли высевами на твердые питательные среды и по дифференциальной окраске Live/Dead с помощью флюоресцентной микроскопии. Результаты. Установлена дозозависимая гибель бактерий в биопленках с трехступенчатой кинетикой. Полное уничтожение микроорганизмов, содержащих в образце до 10 9 КОЕ/мл, было достигнуто при времени экспозиции равном 240 с и более. Заключение. Доказана возможность использования НТП для уничтожения бактерий в биопленках, сформированных в зубных каналах.

non-thermal plasmabiofilms of Staphylococcus epidermidisroot channelsнизкотемпературная плазмабиопленки S.epidermidisзубные каналыАрцимович Л.А., Сагдеев Р.З. Физика плазмы для физиков. М., Атомиздат, 1979.Ермолаева С., Петров О., Миллер Г. и др. Перспективы использования низкотемпературной газовой плазмы как антимикробного агента. Вестн. РАМН.2011, 10: 15-21.Романова Ю.М., Гинцбург А.Л. Бактериальные биопленки как естественная форма существования бактерий в природе и в организме человека. Журн. микробиол. 2011, 3: 99-109.Савельев В., Ступин И., Волкоедов В. Перспективы использования плазменного скальпеля в хирургической практике. Хирургия. 1986, 10: 153-156.Юдина Н., Курочкина А. Контроль биопленок - современная стратегия контроля и лечения стоматологических заболеваний. Стоматология. 2099, 88 (3): 77-81.Akishev Y, Grushin M., Karalnik V. et al. Atmospheric-pressure, nonthermal plasma sterilization of microorganismus in liquids and on surfaces. Pure Appl. Chem. 2008. 80: 1953-1969.Deilman M., Halfman H., Bibinov N. et al. Low-pressure microwave plasma sterilization of polyethylene terephthalate bottles. J. Food Prot. 2008, 71: 2119-2123.Ermolaeva S.A., Varfolomeev A.F., Chernukha M.Y. et al. Bactericidal effects of non-thermal argon plasma in vitro, in biofilms and in the animal model of infected wounds. J. Med. Microbiol. 2011, 60 (1): 75-83.Fridman G., Friedman G., Gutsol A. et al. Applied plasma medicine. Plasma Process Polym. 2008, 5 (6): 503-508.Joaquin J.C., Kwan C., Abramzon N. et al. Is gas-discharge plasma a new solution to the old problem of biofilm inactivation? Microbiology. 2009, 155: 724-732.Kayes M.M., Critzer F.J., Kelly-Wintenberg K. et al. Inactivation of foodborne pathogens using a one atmosphere uniform glow discharge plasma. Foodborne Pathog. Dis. 2007, 4: 50-59.Laroussi M., Alexeff L., Kang W Biological decontamination by non-thermal plasmas. IEEE Trans. Plasma Sci. 2000, 28 (1): 184-188.Lee H.W, Kim J.M. et al. Tooth bleaching with nonthermal atmospheric pressure plasma. J. Endod. 2009, 35 (4): 587-591.Manner H. Argon plasma coagulation therapy. Curr. Opin. Gastroenterol. 2008, 24 (5): 612-616.Moisan M., Barbeau J., Grevier M. et al. Plasma sterilization.Methods and mechanisms. Pure Appl. Chem. 2002, 74: 349-358.Rupf S., Idlibi A.N., Marrawi F.A. et al. Removing biofilms from microstructured titanium ex vivo: a novel approach using atmospheric plasma technologe. PLoS ONE. 2011, 6: e25893.Rupf S., Lehmann A., Hanning M. et al. Killing of adherent oral microbes by a non-thermal atmospheric plasma jet. J. Med. Mocrobiol. 2010, 59: 206-212.Xu L., Tu Y, Yu Y. et al. Augmented survival of neisseria gonorrhoeae within biofilms: exposure to atmospheric pressure non-thermal plasmas. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis. 2011, 30: 25-31.Yavirach P., Chaijareenont P., Boonyawan D. et al. Effects of plasma treatment on the shear bond strength betweed fiber-reinforced composite posts and resin composite for core build-up. Dent. Mater. J. 2009, 28 (6): 686-692.