Effects of dynamic fluid activity from an electric toothbrush on in vitro oral biofilms
Abstract
enObjectives: To determine the plaque-removing ability of a Sonicare Plus® electric toothbrush in an in vitro model.
Material and Methods: Multispecies oral biofilms derived from human saliva were grown on hydroxyapatite discs in a constant-depth film fermenter. The biofilms were placed in a typodont model so that they mimicked the interproximal plaque between teeth 46 and 47 and were then treated with an electric toothbrush, both activated and inactivated. The distance from the bristle tips to the edge of the disc was 2.65 mm. Brushing action was controlled by a specially constructed brushing machine. After brushing, the number of viable bacteria removed from, and remaining in, the biofilms were determined.
Results: In all, 73.70% of viable bacteria in the biofilms were dislodged from the discs using the activated toothbrush. An inactivated toothbrush removed only 3.66%. Scanning electron microscopy and confocal microscopy revealed differences between untreated and treated biofilms.
Conclusion: The fluid shear forces generated by the electric toothbrush penetrated at least 2.65 mm beyond the reach of the bristles and these forces contributed to the toothbrush's plaque-removal ability (p<0.001).
Zusammenfassung
deZielsetzung: Untersuchung der Fähigkeit der elektrischen Zahnbürste Sonicare Plus® zur Plaqueentfernung in einem In-vitro-Modell.
Material und Methoden: Orale Biofilme mit multiplen Spezies, die aus menschlichem Speichel gewonnen wurden, wurden auf Hydroxylapatitscheiben in einem Fermenter für Filme von konstanter Dicke kultiviert. Die Biofilme wurden in ein Typodontmodell so platziert, dass sie approximale Plaque zwischen den Zähnen 46 und 47 simulierten und wurden dann mit der aktivierten bzw. nicht aktivierten elektrischen Zahnbürste behandelt. Die Distanz von den Borstenenden bis zum Rand der Scheiben betrug 2,65 mm. Die Bürstbewegung wurde durch eine speziell gebaute Bürstmaschine kontrolliert. Nach dem Bürsten wurde die Zahl der lebenden Bakterien, die aus den Biofilmen entfernt worden waren bzw. in ihnen verblieben, bestimmt.
Ergebnisse: 73,70% der lebenden Bakterien des Biofilms wurden mit der aktivierten Zahnbürste von den Scheiben entfernt. Eine nicht aktivierte Bürste entfernte nur 3,66%. Rasterelektronen- und konfokale Lasermikroskopie zeigten Unterschiede zwischen behandelten und unbehandelten Biofilmen.
Schlussfolgerung: Die Flüssigkeitsscherkräfte, die durch die elektrische Zahnbürste erzeugt wurden, reichten zumindest 2,65 mm über die Länge der Borsten hinaus und die Kräfte trugen zur Fähigkeit der Zahnbürste Plaque zu entfernen bei (P<0,001).
Résumé
frLe but de cette étude a été de déterminer l'efficacitéà enlever la plaque dentaire d'une brosse à dents électrique Sonicare Plus® dans un modèle in vitro. Des biofilms buccaux avec plusieurs espèces provenant de la salive humaine ont été placés en culture sur des disques hydroxyapatite dans un fermentateur de films à profondeur constante. Les biofilms ont été placés dans un modèle typodont qui ressemble à la plaque interproximale entre les dents 46 et 47, et ont ensuite été traités avec une brosse à dents électrique tant activée que non-activée. La distance entre le bout des poils jusqu'au bord du disque était de 2,65 mm. L'action du brossage était contrôlée par une machine spécialement construite à cet effet. Après brossage, le nombre de bactéries viables enlevées et restantes des biofilms a été déterminé. Septante-quatre % des bactéries viables dans le biofilm ont été séparées des disques par la brosse activée. La brosse inactivée n'en enlevait que 4 %. Le microscope électronique à balayage et le microscope confocal ont révélé des différences entre biofilms traités et non-traités. Les forces de cisaillement du fluide générées par la brosse à dents électrique pénétraient au moins à 2,65 mm derrière la portée des poils et ces forces contribuaient à l'efficacité du brossage (p<0,001).
