Фотодинамическая терапия в пародонтологии (рус)

Home / Статті / Фотодинамическая терапия в пародонтологии (рус)

Адриана Бариляк,
президент Академии лазерной стоматологии Украины,
кафедра терапевтической стоматологии ЛНМУ им. Д. Галицкого,
отделение лазерной стоматологии ЦСИП ММ
(г. Львов, Украина)

Фотодинамическая терапия в пародонтологии

Свет использовали в лечебных целях в течение 4 тыс. лет. Еще древние египтяне применяли внутрь растение Аmni Majus и световые лучи для терапии витилиго. Также известно, что греки и индусы применяли для лечения псориаза и витилигозерна Psoralea corylifolia, но эти знания были утрачены по неизвестным причинам и позже были переизобретены западными цивилизациями в начале ХХ века. Нильс Финсен в 1903 г. был удостоен Нобелевской премии в области фототерапии, а сегодня мы видим интенсивные исследования фотодинамики живого и внедрение уникального метода современного лечения – собственно фотодинамической терапии (ФДТ). С 1990 г. этот метод признан наиболее перспективным в лечении рака.1, 2

Механизм фотодинамической терапии

 

Фото 1, 2. Фотодинамическая терапия при заболеваниях тканей пародонта.

Фотодинамический процесс заключается в активации фотоактивных веществ, в основном красителей, так называемых фотосенсибилизаторов. При поглощении фотосенсибилизатором кванта света определенной энергии и длины волны генерируются неустойчивые формы синглетного кислорода и свободные радикалы, вызывающие в окружающей среде окислительновосстановительные реакции и выборочный цитотоксический эффект. Следствием цитотоксического действия является повреждение мембраны, митохондрий, ДНК бактерий.
Особенностью метода является то, что сенсибилизатор может накапливаться преимущественно в пораженных участках или соединяться с патогенными бактериями. Как известно, основная причина воспалительного процесса тканей пародонта – наличие бактерий в тканях пародонта и зубном налете. В труднодоступных участках, таких как фуркации, изгибы корней, использование ручных кюреток и ультразвуковых насадок недостаточное для их уничтожения. Поэтому фотоактивная дезинфекция сегодня является доступной альтернативой антибио-
тикотерапии и применению антисептических веществ для лечения локальной инфекции, которая обычно вызвана возбудителями с высокой резистентностью к традиционным противомикробным
средствам. Полость рта и ткани пародонта являются идеальным объектом для такого лечения, так как большинство возбудителей уничтожается фотоактивной дезинфекцией с соответствующим фотосенсибилизатором, поскольку имеет место локализация воспалительного процесса.

Фотосенсибилизаторы

Природа настолько совершенна, что даже некоторые бактерии, а не только растения, способны вырабатывать собственные фоточувствительные агенты (порфирины), поэтому для их активации достаточно только облучения светом определенной длины волны. В работах под руководством Konig и др. исследовали фотодинамику таких бактерий, как Porphyromonas и Prevotella, содержащих собственные фотосенсибилизаторы – протохемин и протопорфирин IX (52-54).3-5 Было показано, что влияние видимого красного света гелий-неонового лазера (7.3 мВт, 632.8 нм) может вызвать их уничтожение на 50%. Такие возбудители, как Streptococcus mutans и Enterococcus faecalis, не имеют собственных фотосенсибилизаторов, поэтому устойчивы к красному свету. Для их уничтожения необходимо применять комбинацию света и синтетического фотосенсибилизатора.6, 7 В настоящее время с разной эффективностью применяют такие фотосенсибилизаторы:
– Tolonium chloride (toluidine blue O, TBO)
– Methylene blue
– Azure dyes
– Crystal violet
– Hematoporphyrins
– Aluminium disulphonated phthalocyanine (ADP)
– Chlorins (e.g. Photochlorines I, II, III)
– Phenothiazin
Из-за своих специфических свойств некоторые фотосенсибилизаторы имеют ограниченное влияние на микроорганизмы. Это связано с особенностью взаимодействия этих веществ с клеткой из-за различий в их электростатическом взаимодействии с мембраной клетки. Фотосенсибилизатор может повредить клетку вследствие проникновения в ее мембрану, или как при проникновении в клеточную стенку, так и при соединении снуклеиновыми кислотами. Доказано, что для уничтожения бактерии фотосенсибилизатор не
должен проникать внутрь клетки, что характерно для хлорида толония.8
Для достижения необходимого эффекта метода ФДТ должны учитываться такие факторы и характеристики фотосенсибилизаторов:9
• типы клеток, в которые будет подаваться фотосенсибилизатор;
• наиболее оптимальная концентрация;
• соответствующая длина волны для облучения;
• растворимость в воде;
• степень ионизации;
• эффективность возбужденного состояния;
• продолжительность пребывания кислорода
в триплетном возбужденном состоянии.
Эффект заключается в оптимальной комбинации фотосенсибилизатора с лазерным светом
(видимый и ближний инфракрасный), который будет активировать краситель для достижения противомикробного действия.
Примерами такой комбинации являются:
1) хлорид толония – диодный лазер (635-nm) или Hе-Ne лазер (632.8-nm)
2) метиленовый синий – диодный лазер (650-670-nm)
3) фталоцианина дисульфонат алюминия с диодным лазером (660-nm)
4) фенотиазин – диодный лазер (810 нм)
Другие исследования проводились при использовании хлорида толония, метиленового синего.10, 11 Результаты бактериологических тестов показали, что при действии хлорида толония (концентрация 25 мкг/мл) происходит подавление таких бактерий: Porphyromonas gingivalis составило 97,2%, Actinobacillus aсtinomycetemcomitans – 99,9%, Fusobacterium nucleatum – 99,4%. При действии метиленового синего: Porphyromonas
gingivalis составило 92,6%, Fusobacterium nucleatum – 99,9%, Actinobacillus actinomycetemcomitans – 64,3%, что значительно ниже, чем при действии хлорида толония.
Другим важным результатом стало успешное применение антител (сенсибилизатор 3 поколения) против P. Gingivalis вместе с хлоридом толония.8 Результаты экспериментальных исследований, где мы изучали бактерицидное действие фотосенсибилизатора хлорида толония (toluidineblue-O) на бактерии Actinobacillus actinomycetemcomitans, Porphyromonas gingivalis и Prevotella intermedia при периимплантите, показали, что
степень уничтожения колоний бактерий составляет три порядка, а в процентном соотношении — более чем 92%. Такие же показатели подтвердили и данные исследований под руководством Haas.12 На сегодняшний день на рынке мы имеем достаточно большой выбор фотосенсибилизаторов. А спектральный диапазон предложенных лазерных установок позволяет достичь соответствующего результата.

При применении данной методики фотосенсибилизатор должен вводиться на рабочую поверхность на короткий период времени, в течение 30 с, с целью накопления его в ткани. Благодаря этому поверхность станет чувствительной к лазерному свету. Мы должны помнить о коэффициенте поглощения, ведь в зависимости от видаткани и длины волны лазерного излучения глубина проникновения будет разной.
Важным фактором при применении методики является наличие ротовой жидкости, которая влияет на ее эффективность. В результате могут иметь место следующие факторы:
• частичная абсорбция лазерного света, которая уменьшает действие цитотоксических молекул красителя;
• электростатическое взаимодействие с красителем как следствие уменьшения количества молекул кислорода, которые связываються с бактериями и разрушают их;
• присутствие молекул типа каталазы и лактопероксидазы;
• прямая защита от синглетного кислорода.

Выводы

ФДТ – метод, который обеспечивает безболезненную и быструю дезинфекцию локализованных участков ротовой полости без побочного воздействия, в том числе и профилактику. Только с использованием фотосенсибилизатора, который наносится на бактериальный очаг атравматичным стерильным шприцем, и лазерным облучением за несколько минут достигается редукция патогенной пародонтальной микрофлоры и биопленки более чем на 92%. ФДТ – эффективный метод для лечения пародонтальных поражений, поскольку очаг инфекции локализован и залегает на глубине, доступной для проникновения фотонных пучков ближнего ИК-диапазона спектра. Оборудование и материалы для ФДТ сравнительно недорогие, доступны на рынке и сертифицированы, а протоколы являются общепринятыми. Перспек тивным направлением современной фотодинамики являются альтернативные лазерам мощные светодиоды с интерфейсом на оптическом волокне и импульсные режимы облучения, а также фотосенсибилизаторы селективного действия с конъюгированными антителами.

Литература:

1. Smetana Z. Treatment of viral infections with 5_aminolevulinic acid and light/ Smetana Z., Malik Z., Orenstein A., Mendelson E., Ben_Hur// Lasers Surg Med. – 1997. –Vol. 21. – P. 351–358.
2. Photophysical and photobiological processes in the photodyna_mic therapy in tumours. J Photochem Photobiol B 39: 1–18, 1997.
3. Shah H. The porphyrin pigmentation of subspecies of Bacteroi_des melaninogenicus/ Shah H., Bonnett R., Mateen B.// Bio_
chem. J. _ 1997. –Vol. 180. –P. 45–50.
4. Henry C. A. Phototoxicity of argon laser irradiation on biofilms of Porphyromonas and Prevotella species / Henry C.A., Dyer B, Wagner M., Judy M., Matthews J. L.// J. Photochem. Photobiol. –1996. – Vol. 34.– P. 123–128.
5. Glockmann E. Red light kills bacteria via photodynamic action /Glockmann E., Eick S., Pfister W.// Cell Mol Biol (Noisy_
legrand). – 2000. – Vol. 46. – P. 1297–1303.
6. Effect of dosimetric and physiological factors on the lethal pho_tosensitization of Porphyromonas gingivalis in vitro. Photochem Photobiol 65: 1026–1031, 1997
7. Williams J. A.: The effect of variable energy input from a novel light source on the photoactivated bactericidal action of toluidi_ne blue O on Streptococcus mutans / Williams J. A.Pearson G. J., Colles M. J., Wilson M.// Caries Res. – 2003. – Vol. 37.
– P. 190–193.
8. MacRobert A. Antibody_targeted lethal photosensitization of Porphyromonas gingivalis / MacRobert A., Shepherd P., Crid_land J., Wilson M.// Antimicrob. Agents Chemother. – 2000. – Vol. 44. –P. 2615–2618.
10. Wilson M, Wilson H: Laser treatment. US Patent 5, 611,793. 1997.
11. Dobson J. Sensitization of oral bacteria in biofilms to killing by light from a low_power laser / Dobson J.,Wilson M. // Arch.
Oral. Biol. – 1992. –Vol. 37. – P. 883–887.
12. Haas R. Elimination of bacteria on different implant surfaces through photosensitization and soft laser// Clin. Oral. Impl. Res.–1997. –Vol. 8. – P. 249–254.