Abstract

Bacteria living constantly in the oral cavity are in the form of a biofilm. The biofilm formed on a solid base such as the enamel of the teeth, fillings, restorations, orthodontic appliances or obturators is dental plaque. Disturbance of homeostasis of biofilm, excessive growth or increase in the number of acid-forming bacteria leads to the development of the most common diseases of the oral cavity, i.e. dental caries and periodontal disease. The presence of bacterial biofilm on the walls of the root canal or at the top of the root on an outer wall leads to complications and failure in endodontic treatment. The aim of the study was to present the latest information on the occurrence, development and the role of biofilm in the etiopathogenesis of oral diseases and its control. Based on the literature analyzed, it can be concluded that the biofilm, due to its complex structure and numerous mechanisms of bacteria adaptation, is an effective barrier against the traditional agents with antibacterial properties. There are now great hopes for nanotechnology as an innovative method for obtaining new structures of nanometric size and different properties than source materials. The use of antibacterial properties of nano-silver used in dentistry significantly reduces the metabolic activity and the number of colony forming bacteria and lactic acid production in the biofilm.

References

• 1. Abusleme L., Dupuy A.K., Dutzan N., Silva N., Burleson J.A., StrausbaughL.D., Gamonal J., Diaz P.I.: The subgingival microbiome in healthand periodontitis and its relationship with community biomassand inflammation. ISME J., 2013; 7: 1016-1025
  Google Scholar
• 2. Aleksiński M., Strużycka I.: Wybrane metody pomiaru pH biofilmubakteryjnego. Nowa Stomatol., 2011; 16: 175-178
  Google Scholar
• 3. Aparna M.S., Yadav S.: Biofilms: microbes and disease. Braz. J.Infect. Dis., 2008; 12: 526-530
  Google Scholar
• 4. Aykent F., Yondem I., Ozyesil A.G., Gunal S.K., Avunduk M.C.,Ozkan S.: Effect of different finishing techniques for restorativematerials on surface roughness and bacterial adhesion. J. Prosthet.Dent., 2010; 103: 221-227
  Google Scholar
• 5. Bahador A., Pourakbari B., Bolhari B., Hashemi F.B.: In vitro evaluationof the antimicrobial activity of nanosilver-mineral trioxideaggregate against frequent anaerobic oral pathogens by a membrane-enclosedimmersion test. Biomed. J., 2015; 38: 77-83 6 Baranowska K., Rodziewicz A.: Molekularne interakcje w biofilmachbakteryjnych. Kosmos, 2008; 57: 29-38
  Google Scholar
• 6. (Suppl. 1): S14
  Google Scholar
• 7. Bednarski M., Soska-Czop A., Zarzycka B., Ebert J. Pawlicka H.:NanoCare Plus SilverGold ® can eliminate Enterococcus faecalis fromdentinal tubule. Dent. Med. Probl. 2013; 50: 418-423
  Google Scholar
• 8. Berkowitz R.J.: Mutans streptococci: acquisition and transmission.Pediatr. Dent., 2006; 28: 106-109
  Google Scholar
• 9. Czaczyk K.: Czynniki warunkujące adhezję drobnoustrojów dopowierzchni abiotycznych. Postępy Mikrobiol., 2004; 43: 267-283
  Google Scholar
• 10. Czaczyk K., Myszka K.: Mechanizmy warunkujące oporność biofilmówbakteryjnych na czynniki antymikrobiologiczne. Biotechnologia,2007; 1: 40-52
  Google Scholar
• 11. Dębicka P., Lipski M., Buczkowska-Radlińska J., Trusewicz M.:Biofilm w kanałach korzeniowych w świetle piśmiennictwa. Ann.Acad. Med. Stetin., 2008; 54: 152-156
  Google Scholar
• 12. Dorocka-Bobkowska B., Konopka K.: Powstawanie biofilmu Candidai jego znaczenie w patogenezie zakażeń przewlekłych – przeglądpiśmiennictwa. Dent. Med. Probl., 2003; 40: 405-410
  Google Scholar
• 13. Dufour D., Lévesque C.M.: Bacterial behaviors associated withthe quorum-sensing peptide pheromone (‘alarmone’) in streptococci.Future Microbiol., 2013; 8: 593-605
  Google Scholar
• 14. Eick S., Glockmann E., Brandl B., Pfister W.: Adherence of Streptococcusmutans to various restorative materials in a continuous flowsystem. J. Oral Rehabil., 2004; 31: 278-285
  Google Scholar
• 15. Fan W., Wu D., Tay F.R., Ma T., Wu Y., Fan B.: Effects of adsorbedand templated nanosilver in mesoporous calcium-silicate nanoparticleson inhibition of bacteria colonization of dentin. Int. J. Nanomedicine,2014; 9: 5217-5230
  Google Scholar
• 16. Fejerskov O., Kidd E.: Próchnica zębów. Choroba próchnicowai postępowanie kliniczne. Wydanie I polskie pod red. Urszuli Kaczmarek,Urban&Partner, Wrocław 2006
  Google Scholar
• 17. Friedl K.H., Schmalz G., Hiller K.A., Shams M.: Resin-modifiedglass ionomer cements: fluoride release and influence on Streptococcusmutans growth. Eur. J. Oral Sci., 1997; 105: 81-85
  Google Scholar
• 18. Ge L., Li Q., Wang M., Ouyang J., Li X., Xing M.M.: Nanosilver particlesin medical applications: synthesis, performance, and toxicity.Int. J. Nanomedicine, 2014; 9: 2399-2407
  Google Scholar
• 19. He X.S., Shi W.Y.: Oral microbiology: past, present and future.Int. J. Oral Sci., 2009; 1: 47-58
  Google Scholar
• 20. Jaworski A., Serwecińska L., Stączek P.: Quorum sensing – komunikowaniesię komórek w populacjach bakterii przy udziale chemicznychcząstek sygnałowych. Postępy Biol. Kom., 2005; 32: 231-256
  Google Scholar
• 21. Jenkinson H.F.: Cell surface protein receptors in oral streptococci.FEMS Microbiol. Lett., 1994; 121: 133-140
  Google Scholar
• 22. Kasraei S., Sami L., Hendi S., Alikhani M.Y., Rezaei-Soufi L., KhamverdiZ.: Antibacterial properties of composite resins incorporatingsilver and zinc oxide nanoparticles on Streptococcus mutansand Lactobacillus. Restor. Dent. Endod., 2014; 39: 109-114
  Google Scholar
• 23. Kolenbrander P.E., Andenser R.N., Blehert D.S., Egland P.G., FosterJ.S., Palmer R.J. Jr.: Communication among oral bacteria. Microbiol.Mol. Biol. Rev., 2002; 66: 486-505
  Google Scholar
• 24. Kołwzan B.: Analiza zjawiska biofilmu – warunki jego powstawaniai funkcjonowania. Ochr. Środ., 2011; 33: 3-14
  Google Scholar
• 25. Ledzion S., Pawlicka H.: Ocena szczelności wypełnień kanałowychmateriałem GuttaFlow®. Czas. Stomat., 2005; 58: 551-554
  Google Scholar
• 26. Li Y.H., Hanna M.N., Svensäter G., Ellen R.P., Cvitkovitch D.G.:Cell density modulates acid adaptation in Streptococcus mutans: implicationsfor survival in biofilms. J. Bacteriol., 2001; 183: 6875-6884
  Google Scholar
• 27. Li Y.H., Lau P.C., Lee J.H., Ellen R.P., Cvitkovitch D.G.: Naturalgenetic transformation of Streptococcus mutans growing in biofilms.J. Bacteriol., 2001, 183: 897-908
  Google Scholar
• 28. Li Y.H., Tang N., Aspiras M.B., Lau P.C., Lee J.H., Ellen R.P., CvitkovitchD.G.: A quorum-sensing signaling system essential for geneticcompetence in Streptococcus mutans is involved in biofilm formation.J. Bacteriol., 2002; 184: 2699-2708
  Google Scholar
• 29. Lim B.S., Ferracane J.L., Sakaguchi R.L., Condon J.R.: Reductionof polymerization contraction stress for dental composites by two–step light-activation. Dent. Mater., 2002; 18: 436-444
  Google Scholar
• 30. Loesche W.J.: Role of Streptococcus mutans in human dental decay.Microbiol. Rev., 1986; 50: 353-380
  Google Scholar
• 31. Mahajan A., Singh B., Kashyap D., Kumar A., Mahajan P.: Interspeciescommunication and periodontal disease. Scientific WorldJ., 2013, 2013: 765434
  Google Scholar
• 32. Marsh P.D.: Antimicrobial strategies in the prevention of dentalcaries. Caries Res., 1993; 27 (Suppl. 1): 72-76
  Google Scholar
• 33. Marsh P.D.: Microbial ecology of dental plaque and its significancein health and disease. Adv. Dent. Res., 1994; 8: 263-271
  Google Scholar
• 34. Marsh P.D.: Dental plaque as a biofilm and a microbial community– implications for health and disease. BMC Oral Health, 2006;
  Google Scholar
• 35. Marsh P.D.: Microbiology of dental plaque biofilms and their rolein oral health and caries. Dental Clin. North Am., 2010; 54: 441-454
  Google Scholar
• 36. Marsh P.D.: Contemporary perspective on plaque control. Br.Dent. J., 2012; 212: 601-606
  Google Scholar
• 37. Marsh P.D., Bradshaw D.J.: Dental plaque as a biofilm. J. Ind. Microbiol.,1995; 15: 169-175
  Google Scholar
• 38. Marsh P.D., Moter A., Devine D.A.: Dental plaque biofilms: communities,conflict and control. Periodontol. 2000, 2011; 55: 16-35
  Google Scholar
• 39. Matejczyk M., Suchowierska M.: Charakterystyka zjawiska quorumsensing i jego znaczenie w aspekcie formowania i funkcjonowaniabiofilmu w inżynierii środowiska, budownictwie, medycynieoraz gospodarstwie domowym. Budown. Inż. Środ., 2011; 2: 71-75
  Google Scholar
• 40. Melo M.A., Cheng L., Weir M.D., Hsia R.C., Rodrigues L.K., Xu H.H.:Novel dental adhesive containing antibacterial agents and calciumphosphate nanoparticles. J. Biomed. Mater. Res. B Appl. Biomater.,2013; 101: 620-629
  Google Scholar
• 41. Merta U., Wiśniewska G.: Adhezja bakterii do materiałów dentystycznych– przegląd piśmiennictwa. Dental Forum, 2013; 41: 65-67
  Google Scholar
• 42. Ostrowska K., Strzelczyk A., Różalski A., Stączek P.: Biofilm bakteryjnyjako przyczyna zakażeń układu moczowego – mikroorganizmypatogenne, metody prewencji i eradykacji. Postępy Hig. Med.Dośw., 2013; 67: 1027-1033
  Google Scholar
• 43. Pokrowiecki R., Mielczarek A.: Wybrane przykłady wykorzystanianano-cząsteczek srebra w procedurach medycznych. NowaStomatol., 2012; 3: 117-121
  Google Scholar
• 44. Roberts A.P., Mullany P.: Oral biofilms: a reservoir of transferable,bacterial, antimicrobial resistance. Expert Rev. Anti Infect.Ther., 2010; 8: 1441-1450
  Google Scholar
• 45. Sadeghi B., Jamali M., Kia S., Amininia A., Ghafari S.: Synthesisand characterization of silver nanoparticles for antibacterial activity.Int. J. Nano Dim., 2010; 1: 119-124
  Google Scholar
• 46. Seneviratne C.J., Zhang C.F., Samaranayake L.P.: Dental plaquebiofilm in oral health and disease. Chin. J. Dent. Res., 2011; 14: 87-94
  Google Scholar
• 47. Smeets R., Henningsen A., Jung O., Heiland M., Hammächer C.,Stein J.M.: Definition, etiology, prevention and treatment of peri–implantitis – a review. Head Face Med., 2014; 10: 34
  Google Scholar
• 48. Strużycka I.: Biofilm – współczesne spojrzenie na etiologiępróchnicy. Dental Forum, 2010; 38: 73-79
  Google Scholar
• 49. Strużycka I.: The oral microbiome in dental caries. Pol. J. Microbiol.,2014; 63: 127-135
  Google Scholar
• 50. Strużycka I., Stępień I.: Biofilm – a new understanding of themicrobiology. Nowa Stomatol., 2009; 9: 85-89
  Google Scholar
• 51. Tanasiewicz M., Twardawa H.: Znaczenie środków przeciwbakteryjnychw profilaktyce próchnicy. Cz. I. Wybrane nośniki środkówprzeciwbakteryjnych. Twój Przegl. Stomatol., 2011; 6: 48-53
  Google Scholar
• 52. Verstraeten N., Braeken K., Debkumari B., Fauvart M., FransaerJ., Vermant J., Michiels J.: Living on a surface: swarming and biofilmformation. Trends Microbiol., 2008; 16: 496-506
  Google Scholar
• 53. Waszkiewicz-Robak B., Świderski F.: Nanotechnologia – korzyścii zagrożenia zdrowotne. Bromat. Chem. Toksykol., 2008; 15: 202-208
  Google Scholar
• 54. Wojnicz D.: Wpływ stężeń podprogowych antybiotyków na zdolnościadhezyjne bakterii. Adv. Clin. Exp. Med., 2007; 16: 141-148
  Google Scholar
• 55. Wu D., Fan W., Kishen A., Gutmann J.L., Fan B.: Evaluation of theantibacterial efficacy of silver nanoparticles against Enterococcus faecalisbiofilm. J. Endod., 2014; 40: 285-290
  Google Scholar
• 56. Yamamoto K., Ohashi S., Aono M., Kokubo T., Yamada I., YamauchiJ.: Antibacterial activity of silver ions implanted in SiO2 filler onoral streptococci. Dent. Mater., 1996; 12: 227-229
  Google Scholar
• 57. Yoshida K., Tanagawa M., Matsumoto S., Yamada T., Atsuta M.:Antibacterial activity of resin composites with silver-containingmaterials. Eur. J. Oral Sci., 1999; 107: 290-296
  Google Scholar
• 58. Zhang K., Cheng L., Imazato S., Antonucci J.M., Lin N.J., Lin–Gibson S., Bai Y., Xu H.H.: Effects of dual antibacterial agents MDPBand nano-silver in primer on microcosm biofilm, cytotoxicity anddentine bond properties. J. Dent., 2013; 41: 464-474
  Google Scholar

Full text