Fuerzas de adhesión de bacterias orales al titanio y la correlación con características celulares biológicas
Autores: Doll-Nikutta, Katharina; Winkel, Andreas; Yang, Ines; Grote, Anna Josefine; Meier, Nils; Habib, Mosaieb; Menzel, Henning; Behrens, Peter; Stiesch, Meike
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Fuerzas de adhesión de bacterias orales al titanio y la correlación con características celulares biológicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Adhesión bacteriana
Implantes dentales
Biopelículas
Estrategias anti-biopelículas
Espectroscopía de fuerza de células individuales
Bacterias bucales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
La adhesión bacteriana a los implantes dentales es el inicio para el desarrollo de biofilms patológicos. La caracterización confiable de este proceso inicial es la base para el desarrollo de estrategias anti-biofilm. En el presente estudio, la espectroscopía de fuerza de célula única (SCFS), mediante un microscopio de fuerza atómica conectado a un sistema de control de presión microfluídica (FluidFM), se utilizó para medir comparativamente las fuerzas de adhesión de diferentes bacterias orales dentro de un montaje experimental similar al material común de implante, el titanio. Las bacterias seleccionadas pertenecen a diferentes nichos ecológicos en los biofilms orales: los pioneros comensales y los colonizadores secundarios; y los patógenos colonizadores tardíos, así como fimbriados y no fimbriados. Los resultados mostraron los valores más altos para las especies pioneras colonizadoras tempranas, fortaleciendo el vínculo entre las fuerzas de adhesión y el papel de las bacterias en el desarrollo del biofilm oral. Además, se analizó la correlación entre las características celulares biofísicas y los resultados de SCFS entre especies. Aquí, se pudieron identificar correlaciones distintas entre la fuerza máxima de adhesión impulsada electrostáticamente, la elasticidad de la superficie bacteriana y la carga superficial, así como los puntos de unión de moléculas individuales, la capacidad de estiramiento y la actividad metabólica. Por lo tanto, este estudio representa un paso hacia la comprensión detallada de la adhesión inicial de las bacterias orales y podría apoyar el desarrollo de materiales de implantes resistentes a infecciones en el futuro.
Descripción
La adhesión bacteriana a los implantes dentales es el inicio para el desarrollo de biofilms patológicos. La caracterización confiable de este proceso inicial es la base para el desarrollo de estrategias anti-biofilm. En el presente estudio, la espectroscopía de fuerza de célula única (SCFS), mediante un microscopio de fuerza atómica conectado a un sistema de control de presión microfluídica (FluidFM), se utilizó para medir comparativamente las fuerzas de adhesión de diferentes bacterias orales dentro de un montaje experimental similar al material común de implante, el titanio. Las bacterias seleccionadas pertenecen a diferentes nichos ecológicos en los biofilms orales: los pioneros comensales y los colonizadores secundarios; y los patógenos colonizadores tardíos, así como fimbriados y no fimbriados. Los resultados mostraron los valores más altos para las especies pioneras colonizadoras tempranas, fortaleciendo el vínculo entre las fuerzas de adhesión y el papel de las bacterias en el desarrollo del biofilm oral. Además, se analizó la correlación entre las características celulares biofísicas y los resultados de SCFS entre especies. Aquí, se pudieron identificar correlaciones distintas entre la fuerza máxima de adhesión impulsada electrostáticamente, la elasticidad de la superficie bacteriana y la carga superficial, así como los puntos de unión de moléculas individuales, la capacidad de estiramiento y la actividad metabólica. Por lo tanto, este estudio representa un paso hacia la comprensión detallada de la adhesión inicial de las bacterias orales y podría apoyar el desarrollo de materiales de implantes resistentes a infecciones en el futuro.