研究背景:生物膜是指微生物群落通过其分泌的胞外基质在某一种介质的表面形成的一种生态环境。在临床上由细菌导致的感染性疾病,尤其是慢性疾病,超过80%都与生物膜有关。牙菌斑是典型的生物膜结构,它能够容纳口腔生态系中多种菌丛生存。生物膜内的细菌与浮游细菌不同,它们对抗菌剂和宿主防御机制的清除具有很强的抵抗作用,并且代谢活性和基因表达也有差异。种植体周围炎和种植体周围粘膜炎与口腔内菌斑生物膜的积聚有着密不可分的关系,菌斑生物膜会破坏种植体和粘膜界面处宿主-微生物稳态的平衡,导致炎症性病变。牙龈卟啉单胞菌在种植体周围疾病的发生发展过程中发挥着十分重要的作用,因此,要预防或控制种植体周围炎的发生发展,关键在于有效破坏或预防种植体表面形成牙龈卟啉单胞菌生物膜,但当前临床上常使用的治疗种植体周围炎的方法都不能保证在不损伤种植体表面或周围组织的情况下有效去除种植体表面的生物膜。D-氨基酸对于生物膜的形成抑制作用以及对已形成生物膜的分散作用已被证实,它可以通过抑制生物膜基质生长和相关基因、蛋白的表达,或在合成肽聚糖期间,一些外源性D-氨基酸整合进肽聚糖的肽侧链来影响肽聚糖的强度和肽聚糖的灵活性,从而抑制细菌生物膜的形成。有研究表明,不同的D-氨基酸对于不同菌株生物膜的作用也是不同的。目前关于D-氨基酸对生物膜的作用多是集中于铜绿假单胞菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌生物膜。牙龈卟啉单胞菌是一种在口腔中常见的细菌,在牙周疾病及种植体周围疾病的发生发展过程中起到重要的作用,然而D-氨基酸用于抗牙龈卟啉单胞菌生物膜的研究较少。D-谷氨酸作为组成细胞壁肽聚糖的重要成分,是否具有抗牙龈卟啉单胞菌生物膜的作用目前未见报道。因此,本实验将探究不同浓度梯度的D-谷氨酸抗牙龈卟啉单胞菌生物膜的作用,以期将来为D-谷氨酸应用于临床治疗种植体周围炎提供理论支持。方法:配制浓度分别为0.05 mM、0.5 mM、5 mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM的D-谷氨酸溶液并检测其对牙龈卟啉单胞菌ATCC 33277浮游细菌及生物膜的影响。将培养的牙龈卟啉单胞菌悬液接种于24孔/96孔板中孵育72 h,通过结晶紫染色,MTT,细胞外多糖,扫描电子显微镜和活死细菌染色观察D-谷氨酸抗牙龈卟啉单胞菌生物膜的作用。结果:1、0.05 mM、0.5 mM、5 mM、10 mM、25 mM、35 mM的D-谷氨酸对于牙龈卟啉单胞菌浮游细菌生长曲线无明显影响。浓度为45mM的D-谷氨酸降低了浮游细菌数量,并且延长了停滞期。2、当D-谷氨酸用于预防牙龈卟啉单胞菌生物膜形成时,5 mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM浓度的D-谷氨酸会导致牙龈卟啉单胞菌生物膜生物量的降低,10 mM、25 mM、35 mM、45 mM浓度的D-谷氨酸会导致牙龈卟啉单胞菌生物膜代谢能力降低,0.05 mM、0.5 mM、5mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM的D-谷氨酸均会减少胞外多糖的产生。加入浓度为5 mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM的D-谷氨酸后,生物膜细菌数量减少,同时活菌比例减少,死菌比例增加。3、用于破坏已经形成的牙龈卟啉单胞菌生物膜时,0.5 mM、5 mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM浓度的D-谷氨酸会导致牙龈卟啉单胞菌生物膜生物量降低,35mM、45mM的D-谷氨酸会导致牙龈卟啉单胞菌生物膜代谢能力降低,0.05 mM、0.5 mM、5mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM 的D-谷氨酸都会减少胞外多糖的产生。加入浓度为5 mM、10 mM、25 mM、35 mM、45 mM的D-谷氨酸后,生物膜细菌数量减少,并可见个别细菌变为长杆状,此时活死细菌比例变化不明显。结论:1、0.05 mM-35 mM的D-谷氨酸对于牙龈卟啉单胞菌浮游细菌生长无明显影响。浓度为45 mM的D-谷氨酸具有抑制牙龈卟琳单胞菌浮游细菌生长的作用。2、D-谷氨酸浓度≥ 10 mM可以有效抑制生物膜的形成,此时牙龈卟啉单胞菌生物膜生物量、生物膜内细菌的活性以及胞外多糖的产生均减少。3、用于破坏成熟牙龈卟啉单胞菌生物膜时,D-谷氨酸浓度≥35 mM可破坏已形成的生物膜,此时牙龈卟啉单胞菌生物膜生物量、生物膜内细菌的活性以及胞外多糖的产生均减少。